خشک کردن بذر

خشک کردن و انبارداری بذرها یکی از مراحل ضروری در تولید و نگهداری بذرهای با کیفیت بالا است. با عوامل طبیعی مثل باد و نور خورشید و در ظرف با خشک کن به کمک هواکش یا بخاری انجام می شود.

در جریان خشک کردن بذر رطوبت مازاد از بذر گرفته میشود که این عمل در مزرعه انجام می شود. در هنگام انبارداری بذر اتمسفر اطراف بذر باید در نگهداری آن دقت کرد. دما و مقدار رطوبت در در طی انبارداری صرف نظر از طول دوره انبارداری ثابت باقی بماند.

قابلیت حيات عامل کیفی مهمی است که باید در جریان خشک کردن و انبارداری بذر حفظ شود. بذرها وقتی در دمای بالا خشک شوند و با مقدار رطوبت بالا انبارداری شوند حیات خود را از دست می دهند. بنابراین برای تولید بذر با کیفیت بالا باید از این شرایط اجتناب کرد.

حساسیت به دما و رطوبت بالا در بین گونه ها و ارقام یا هیبریدهای مختلف تغییر می کند. بنابراین طراحی و راه اندازی یک سیستم خشک کردن و یا یک سیستم انبارداری بذر به نوع بذر و محل تولید آن بستگی دارد.

اصول خشک کردن بذر

شناخت اصول پایه خشک کردن برای درک فرآیند خشک کردن بذر امری ضروری است. به ویژه درک صولی ویژگیهای هوا مقدار رطوبت تعادلی و سرعت جريان هوا حائز اهمیت است.

بروکر و محیطی که در آن بذر خشک و انبارداری می شود مخلوطی از هوای خشک و بخار آب می باشد. دمای هوای مرطوب ممکن است به دمای خشک که با دماسنج معمولی اندازه گیری می شود، اشاره نماید.

مقدار بخار آب موجود در هوای خشک برحسب واحد های مختلفی بیان می کنند. مثلا :

• بر حسب فشار بخار
• فشار جزئی ناشی از مولکول های بخار آب در هوای مرطوب یا رطوبت نسبی
• نسبت فشار بخار موجود در هوا به فشار بخار اشباع در دمای خشک.

سرعت جریان هوا در سیستم های خشک ساز و انبارداری بذر تابع مقاومت بذر نسبت به جریان هوا می باشد. به خصوصیات هواکش مورد استفاده در یک خشک کن یا ظروف ذخیره بستگی دارد. وقتی هوا به یک لایه از بذر تحمیل می شود، مقاومت به جریان ( که فشار ثابت نامیده می شود) در اثر تلاطم و اصطکاک هوا ایجاد میشود.

فشار ثابت به گونه ها، سرعت جریان هوا و عمق لایه بذری بستگی دارد. ویژگی های یک هواکش بر حسب سرعت جریان هوا در فشارهای ثابت مختلف بیان می شود. برای مثال ۵۰۰ متر مکعب بر دقیقه در ۵ سانتی متر آب (ستون آب).

اصول انبارداری بذر

هدف از انبارداری و ذخیره بذر حفظ کیفیت بذر و قابلیت حیات آن در کل دوره انبارداری می باشد. اگر چه شرایط انبارداری مطلوب نمیتواند قابلیت حیات بذر را بهبود دهد، اما انبارداری نامناسب می تواند پتانسیل جوانه زنی بذرها را به دلیل زوال فیزیولوژیکی یا رشد و نمو کپک ها (Mold) کاهش دهد.

اگر دما و مقدار رطوبت بذر در انبار در دامنه ای محدود کنترل شود، میتوان از رشد و نمو کپک ها روی بذرها جلوگیری کرد و بدین شکل قابلیت حیات بذر را حفظ کرد به طور کلی اکثر بذرها را می توان در مقدار رطوبت ۱۲ تا ۱۳ و دمای ۱۰ تا ۱۳۹۲ به بهترین حالت انبار کرد.

در مناطق گرمسیری برای کسب این شرایط باید از خنک کننده های بذر استفاده کرد. اگر در چنین مناطقی این وسیله قابل دسترس نباشد باید بذر را در رطوبت ۱۰ یا کمتر انبار کرد.

وقتی توده حجیمی از بذر در اتاقک های ذخیره بذر انبارداری شود ممکن است برای متعادل کردن دما و رطوبت غیر همگن بذر که ناشی از جریانات همرفت طبیعی ایجاد شده در اتاقک ها است، به تهویه متناوب ( یا به عبارت دیگر، خنک کردن بذر با استفاده از هوای اطراف بذر و با سرعت جریان هوای کم) نیاز داشته باشیم.

جریانات همرفت خود به واسطه شرایط پیرامون بذر ایجاد میشود کنترل دستی هواکش های تهویه در هنگام انبارداری امکان پذیر میباشد.

اما برای این کار کنترل اتوماتیک توصیه می شود اگر این عمل به طور کامل انجام گیرد، می توان از انتقال رطوبت و گسترش و توسعه نقاط گرم و مرطوب که خود می توانند به زوال بذر منتهی شوند، جلوگیری کرد.

روش های خشک کردن بذر

بذرها را می توان به روش های مختلفی خشک کرد؛ خشک کردن در معرض آفتاب خشک استفاده از خشک کنهای ظرفی، خشک کن های حرارتی قابل حمل خشک کن های حرارتی واگنی خشک کن های با جریان پیوسته هوا و خشک کن های چرخشی از جمله این روش ها می باشد.

همچنین بذر ذرت در خشک کن های بلال ذرت که برای همین کار طراحی شده اند خشک می شوند. هر یک از روش های خشک کردن بذر به طور مفصل در مقالات مربوط به خشک کردن دانه ها شرح داده شده است.

در جریان خشک کردن بذر، استفاده از دمای حداکثری که در آن دما قابلیت حیات بذر آسیب نبیند ضروری است. دمای حداکثر برای خشک کردن بذر به مقدار رطوبت و نوع بذر بستگی دارد. برای مثال دمای حداکثر برای خشک کردن بذرهای ذرت در رطوبت ۲۴ برابر ۶۱۹ و در رطوبت ۱۸ برابر 67 است.

باید خاطر نشان کرد که در این جا منظور از این دما دمای حداکثر بذر می باشد نه دمای حداکثر هوای خشک کننده زیرا در خشک کن های بذر الزاماً این دو دما مشابه نمی باشند.

خشک کردن بذر با آفتاب

در این روش بذرها به شکل یک لایه نازک ۳ تا ۶ سانتی متری روی زمین و یا یک سطح محکم پخش می شوند و از این طریق در معرض شرایط محیطی قرار می گیرند و خشک میشوند.

این روش هنوز در مناطق گرمسیری مسیری و نیمه گرمسیری و به ویژه در کشورهای در حال توسعه استفاده می شود. روش خشک کردن بذر به وسیله آفتاب روشی است که به نیروی کارگری زیاد و وقت زیاد نیاز دارد، زیرا در این روش برای جلوگیری از خشک شدن غیر یکنواخت و گرمای بیش از حد لایه بذری در تماس مستقیم با هوای گرم به جابجا کردن متعدد لایه های بذر نیاز میباشد.

همچنین در طول ساعات شب و در مواقع بارندگی لایه های بذر باید در یک جا جمع شوند و روی آنها پوشانده شود. زمان مورد نیاز برای خشک کردن بذر در این روش به شرایط آب و هوایی ضخامت لایه بذر رطوبت اولیه بذر نوع بذر و دفعات زیر و رو کردن بذر بستگی دارد.

برای مثال در جاوای اندونزی و در طی یک فصل بدون باران برای خشک کردن بذر برنج از رطوبت ۲۰ تا ۲۲ به رطوبت ۱۴ و با فرض این که لایه ۴ سانتی متری بذر روزی دو بار زیر و رو میشود به حدود سه روز وقت نیاز میباشد.

خشک کن حرارتی ظرفی

در این نوع خشک کن بذر در یک ظرف معمولاً کروی قرار می گیرد و هوای اطراف و کمی هوای گرم به وسیله یک هواکش به بذر دمیده می شود. حداکثر ضخامت لایه بذر در این نوع خشک کن ها به رطوبت اولیه بذر نوع بذر دما رطوبت نسبی هوا و توان اسب بخار قدرت هواکش بستگی دارد.

برای ایجاد یک جریان یکنواخت در کل توده بذر به یک صفحه کاملاً مشبک که در زیر اتاقک قرار می گیرد نیاز می باشد. یک لایه ۰/۸ تا ۱ متری از بذر با رطوبت اولیه ۲۰ را می توان طی ۲۴ ساعت به ۱۴ تقلیل داد، بدون این که در شرایط استفاده از دمای ۳۰ تا ۳۵ و رطوبت نسبی ۵۰ تا ۵۶ و با سرعت ۵ تا ۸ متر مکعب در دقیقه در متر مکعب بذر هیچ آسیبی به جوانه زنی بذر وارد آید.

بعد از این که بذر در این نوع خشک کن به مقدار رطوبت مورد نظر رسید شیب رطوبتی از بالا تا پایین توده بذر باقی خواهد ماند لایه سطحی توده بذر مقدار رطوبت بالاتر از میانگین و لایه سطحی پایین تر مقدار رطوبت پایین تر از میانگین خواهد داشت.

بنابراین مخلوط مناسب بذرها قبل از انبارداری و بسته بندی ضروری میباشد. این عمل میتواند با نصب یک یا چندین پخش کن دانه برای مخلوط کامل کل توده بذر در ظرف برای هر ۳ تا ۱۲ ساعت صورت گیرد.

خشک کن حرارتی واگنی

یک واگن حمل و نقل دانه را می توان با مجهز کردن به یک پلنوم (Plenum) یک صفحه سوراخ دار مشبک، یک سیستم گردش هوای گرم با یک رابط برزنتی متصل به واگن به یک خشک کن حرارتی واگنی تبدیل کرد.

روش خشک کردن بذر در خشک های حرارتی ظرفی و واگنی مشابه است. خشک کن های حرارتی واگنی اغلب برای خشک کردن بذرهای سست و شکننده از قبیل بذر بقولات دانه درشت ) مثل لوبیا و بادام زمینی استفاده میشود.

سرعت جریان هوا برای جریان هوای خشک کن حرارتی واگنی برای یک لایه ۱/۵ متری از بذر بادام زمینی ۲۵ متر مکعب هوا در متر مکعب از سطح کف میباشد.

خشک کن لایه ای ظرفی

در جریان خشک کردن بذر در خشک کن حرارتی ظرفی بذرها قسمت به قسمت در این نوع خشک کن قرار می گیرند. نهایت کل توده بذر خشک می شود. در خشک کن لایه ای ظرفی بذرها به صورت لایه هایی خشک می شوند.

به صورتی که لایه های مرطوب به شکل دوره ای و بعد از این که لایه های قبلی تا حدودی خشک شدند به خشک کن اضافه می شوند.

عمق توده بذری برای خشک شدن در ظرف های خشک کن لایه ای نسبت به خشک کن های حرارتی ظرفی بیشتر است. در خشک کن لایه ای ظرفی به درک دقیق فرآیند خشک کردن در خشک کن های ظرفی نیاز میباشد.

عمق لایه هایی که به شکل دوره ای به اتاقک خشک کن اضافه شدند به نوع بذر و مقدار رطوبت آن، شرایط هوای خشک کننده و قدرت و ظرفیت حرارتی هواکش بستگی دارد.

خشک کن حرارتی ستونی

جریان هوا در هر متر مربع سطح دیواره از ۱۵ تا ۳۰ متر مکعب هوای تقریبا گرم در هر دقیقه متغیر است. دمای هوای خشک کننده نباید از ۳۵ تا ۴۰ تجاوز کند.

بعد از این که بذرها در یک خشک کن حرارتی ستونی تا رطوبت مورد نظر خشک شدند، بعد از خاموش کردن سیستم گرمایی، به وسیله هوای محیط خنک میشوند.

کل زمان مورد نیاز برای خشک کردن و خنک کردن یک توده بذر با رطوبت ۲۰ به رطوبت ۱۴ در یک خشک کن حرارتی ستونی حدود ۳/۵ ساعت است که این مدت به نوع بذر دمای هوا و سرعت جریان هوا بستگی دارد.

در این نوع خشک کن نیز همانند انواع دیگر خشک کن های مشابه بذرها به طور یکنواخت خشک نمی شوند. بنابراین بذرها باید قبل از انبارداری و بسته بندی به خوبی مخلوط شوند.

خشک کن با جریان پیوسته دو طرفه

طرح پایه و الگوی خشک کن حرارتی ستونی و این نوع خشک کن مشابه است. در هر دو خشک کن، به سرتاسر بذرهای مرطوب دمیده می شود. در خشک کن حرارتی هوای گرم از یک پلنوم هوای گرم ستونی بذرها در خشک کن ثابت و غیر متحرک هستند. خشک کن با جریان پیوسته، بذرها ابتدا از طریق بخش خشک کننده و بعد از طریق بخش خنک کننده به طور دائم حرکت می کنند.

خشک کن های دوار

اکثر خشک کن های دوار حاوی یک غلتک استوانه بلند نسبتاً شیب دار می باشند. به آرامی ۴ تا ۸ دور در دقیقه میچرخد بذرهای مرطوب و هوای خشک کننده از یک طرف غلتک وارد می شوند. از طرف دیگر غلتک بذرهای خشک و هوای خروجی به طور پیوسته خارج می شوند.

درون غلتک اغلب پره هایی وجود دارد که بذرها را در داخل غلتک به جریان می اندازند. در خشک کن دوار به دلیل این که توده های بذری کوچک هستند از سیستم نوع حرارتی استفاده می شود.

اغلب این خشک کن ها حاوی یک غلتک دوار سوراخ دار مشبک می باشند. در آن بذرها به وسیله هوای خشک گرم که به طور عمودی به محور غلتک وارد می شود معلق می شوند. یک خشک کن دوار نوع حرارتی به ویژه برای خشک کردن توده های کم بذرهای سبزیجات یا گل ها با رطوبت بالا مناسب هستند.

بر خلاف خشک کردن در معرض آفتاب خشک کن های واگنی و قابل حمل در خشک کنهای دوار بذرها به صورت یکنواخت خشک می شوند. این مزیت بزود بزرگ این نوع خشک کن می باشد. با این وجود این نوع خشک کن ها دارای هزینه های نگهداری و ثابت نسبتاً بالا و در خور توجه می باشند.