Producenci kukurydzy często, jak na przykład w 2004 r. w wielu rejonach Polski, zmuszeni są do zbierania z pola kukurydzy o bardzo wysokiej wilgotności - około 40%. Aby bezpiecznie przechować ziarno, należy je wysuszyć do wilgotności poniżej 15% i schłodzić do temperatury poniżej 10 °C. Suszenie można przeprowadzić tylko metodą wysokotemperaturową lub podzielić na dwa etapy i w drugim etapie wykorzystać oszczędną technikę niskotemperaturową. Popularne wśród farmerów amerykańskich i zachodnioeuropejskich dwuetapowe suszenie kukurydzy zyskuje również i w Polsce coraz więcej zwolenników, W pierwszym etapie, w suszarce wysokotemperaturowej, ziarno suszone jest tylko do wilgotności około 20%. Dlaczego? W sytuacji, gdy wilgotność kukurydzy zostanie zmniejszona poniżej 20%, suszenie wysokotemperaturowe staje się zbyt kosztowne. Odprowadzanie wilgoci z głębszych warstw ziarniaków jest bardzo powolne i znaczna część dostarczonego ciepła nie jest właściwie wykorzystywana. Aby efektywnie wykorzystać zgromadzone w ziarniakach ciepło oraz ciepło zużywane na podgrzewanie powietrza suszącego, kukurydzę od wilgotności około 20% suszy się metodą niskotemperaturową w silosie, np. firmy BIN lub magazynie płaskim. Dwuetapowe suszenie kukurydzy przedstawiono schematycznie na rysunku 1. Poradniki dla farmerów w USA wyjaśniają, że w porównaniu z metodą jednoetapowego suszenia tylko w suszarce wysokotemperaturowej, metoda suszenia dwuetapowego przynosi następujące korzyści*:
1) zmniejsza koszty suszenia o około 25%,
2) zwiększa wydajność suszarki wysokotemperaturowej o około 50%,
3) zmniejsza ilość pękniętych ziarniaków,
4) zmniejsza łamliwość (kruchość) okrywy ziarniaków,
5) lepiej zachowuje naturalny kolor wysuszonej kukurydzy.
Etap suszenia i chłodzenia niskotemperaturowego prowadzi się według ogólnie przyjętych zasad opisanych m.in. w poradniku „Dobrze przechowane zboże"**. Jedynym wyjątkiem jest konieczność leżakowania ziarna w sytuacji, gdy w suszarce wysokotemperaturowej wysuszone zostało do wilgotności poniżej 17%. Leżakowanie (nazywane też sezonowaniem) powinno trwać przez minimum 5, a najlepiej 10 godzin. Po tym okresie rozpoczyna się mechaniczną wentylację w celu chłodzenia ziarna, którego efektem jest też dosuszenie do docelowej wilgotności 14-15%. Leżakowanie zmniejsza naprężenia mechaniczne powodujące pękanie ziarniaków podczas chłodzenia, jak również ułatwia wyprowadzenie wilgoci z głębszych wewnętrznych warstw ziarniaków.
Dobrą praktyką jest przerzucanie ziarna z silosu, w którym odbywało się leżakowanie, chłodzenie i dosuszanie - do innych silosów. Dlaczego? Obecność gorącego ziarna w silosie często powoduje kondensację wody blisko zimnych ścian. Jest to bardzo niekorzystne zjawisko. Przerzucenie ziarna spowoduje dodatkowe odparowanie wilgoci i wymieszanie niewielkich ilości wilgotniejszego ziarna z warstwy przyściennej z całą masą ziarna suchego, co wyeliminuje negatywne skutki kondensacji w docelowym miejscu składowania.
Pojemność silosu lub silosów wykorzystywanych do etapu niskotemperaturowego chłodzenia ziarna powinna być dopasowana do wydajności suszarki wysokotemperaturowej. Jeśli na przykład katalogowa wydajność takiej suszarki wynosi 35 ton ziarna na dobę, jej wydajność w suszeniu tylko do wilgotności 17% wzrośnie do 53-60 ton na dobę. Z wymienioną suszarką najlepiej współpracowałyby dwa silosy o pojemności 60 ton każdy, ponieważ leżakowanie i chłodzenie może trwać do dwóch dni.
Magazyn silosowy lub płaski, w którym chcemy suszyć kukurydzę od wilgotności około 20% metodą niskotemperaturową, a następnie schłodzić do bezpiecznego przechowywania, powinien być wyposażony w zestaw urządzeń do jakościowej konserwacji ziarna - przykład przedstawiono na rysunku 2. Kluczowym dla takiego zestawu są urządzenia pomiarowo-kontrolne (UPK), np. typu „BIT". Sterownik procesów suszenia i chłodzenia typu „BIT" wraz z kompletem sond pomiarowych mierzy parametry ziarna oraz powietrza. Użytkownik wie, co w masie ziarna dzieje się przez cały okres składowania - zna temperaturę w różnych miejscach grubej warstwy oraz wskaźnik ryzyka pogorszenia jakości. „BIT" służy jednak przede wszystkim do automatycznego sterowania suszeniem ziarna w miejscu przechowywania oraz chłodzeniem pożniwnym i okresowym przewietrzaniem. Automatyczne sterowanie suszeniem ziarna w magazynach silosowych lub płaskich metodą niskotemperaturową redukuje zużycie energii o około 40% w porównaniu z metodą suszenia wysokotemperaturowego, a jednocześnie eliminuje ryzyko przegrzania ziarna, które obniża jego jakość.
Suszenie dwuetapowe związane jest z dodatkowymi kosztami inwestycyjnymi na zestaw urządzeń do niskotemperaturowego suszenia i chłodzenia ziarna. Jednak korzyści są ewidentne - obniżenie kosztów suszenia, zwiększenie wydajności suszarki wysokotemperaturowej, jak również polepszenie jakości wysuszonego ziarna.
DOSUSZANIE I PRZECHOWYWANIE KUKURYDZY
W procesie produkcji ziarna kukurydzy największe koszty ponosi się na suszenie. Stanowią one ok. 30% ogólnych kosztów produkcji kukurydzy na ziarno. W 2004 r. z uwagi na wysoką wilgotność zbieranego ziarna (wynoszącą 35-40%) koszty suszenia byty szczególnie duże. Dlatego należy poszukiwać rozwiązań pozwalających obniżyć koszty suszenia, które w ubiegłym roku (przy klasycznym suszeniu) kształtowały się od 70 do 100 zł na tonę ziarna kukurydzy. Na obniżenie tych kosztów pozwala m.in. zastosowanie metody dwuetapowego procesu suszenia. Polega ona na tym, że w pierwszym etapie ziarno kukurydzy suszy się wysoką temperaturą do obniżenia wilgotności do ok. 17%, Dalsze obniżanie wilgotności przez suszenie wysoką temperaturą wymagałoby szczególnie dużych nakładów energii, dlatego w drugim etapie zaleca się składowanie gorącego ziarna przez ok. 10 godzin w pomieszczeniu poza suszarnią, a następnie jego przewietrzanie i schładzanie zimnym powietrzem w celu obniżenia wilgotności do 14%, tj. bezpiecznej do długookresowego przechowywania. Ten system suszenia zwany „dryaeration" jest szeroko stosowany m.in. w Stanach Zjednoczonych A.P.
Omówiony powyżej drugi etap suszenia pozwala na znaczne obniżenie kosztów tego zabiegu. W czasie leżakowania i sezonowania kukurydzy następuje przechodzenie cząstek wody z wewnętrznych warstw ziarna na zewnątrz. Zimne powietrze przetłaczane przez masę gorącego ziarna kukurydzy ogrzewa się i nasyca wilgocią pochodzącą z ziarna, a następnie wyprowadzane jest na zewnątrz przewietrzanej warstwy kukurydzy, co w konsekwencji powoduje osuszenie ziarna, czyli obniżenie jego wilgotności.
Metodę dwuetapowego suszenia kukurydzy wykorzystuję w swoim gospodarstwie od kilku lat. W tym celu dostosowałem budynki gospodarcze wraz ze stodołą na magazyny płaskie. W tych pomieszczeniach na wybetonowanym podłożu układam palety, które przykrywam plastikową siatką, zwykle zakupioną w sklepach ogrodniczych. Na ułożonych paletach przykrytych siatką składowane jest ziarno kukurydzy. Pod palety tłoczę wentylatorem powietrze, które przemieszcza się kanałami utworzonymi przez palety a następnie przechodzi przez pryzmę składowanego ziarna przewietrzając je, Do tłoczenia powietrza wykorzystuję w swoim gospodarstwie wentylatory osiowe, te które kiedyś służyły do suszenia siana. Tłoczą one powietrze z-wydajnością około 20 tys. m3/h, a stopień jego sprężenia jest wystarczający do tego, aby skutecznie przewietrzyć pryzmę ziarna o wysokości 3 m. Na początku przewietrzania ziarna kukurydzy, które w pierwszym etapie było suszone w suszarni gorącym powietrzem, odczuwa się w magazynie ocieplenie. Czasami daje się zauważyć niewielkie ulatnianie się promyków pary. Po godzinie pracy wentylatorów powietrze w pomieszczeniu ulega ochłodzeniu. Świadczy to o schłodzeniu ziarna kukurydzy. Taki cykl jest powtarzany w miarę dosypywania gorącego ziarna, które po schłodzeniu przechowuję w magazynie do momentu sprzedaży.
Przewietrzanie musi się odbywać w okresach, kiedy jest niska wilgotność powietrza, aby nie następowało zawilgacanie ziarna. Najlepiej, gdyby wilgotność względna powietrza w czasie procesu przewietrzania i schładzania ziarna była nie większa niż 60%, a temperatura nie przekraczała 10 °C.