Розрахунок усадки маси зерна в кукурудзі внаслідок механічного висихання

ЛІКАР. Хікс та Х.А. Хмара, Університет Міннесоти

Рецензенти

Після збору врожаю виробник кукурудзи, як правило, повинен вирішити, продавати мокру кукурудзу "як є" за ринковою ціною зі знижкою на вологість або механічно висушувати зерно (на фермі або на замовлення) за загальної вартості, яку виробник сподівається менше, ніж знижка на вологу. Однією з витрат, пов’язаних з механічним висушуванням зерна, є «вартість» втрати ваги, яка відбувається в процесі сушіння. Ця втрата ваги шляхом сушіння називається "усадкою" і виражається у відсотках від початкової кількості перед її висушуванням. Виробники повинні розрахувати усадку, щоб точно визначити загальну вартість механічної сушки.

Покупці зерна використовують ряд різних процедур, щоб підрахувати, скільки зерна вони матимуть насправді після висушування зерна, яке вони купують. Процес обчислення називається «усадка олівцем». Незважаючи на те, що усадка олівців є дещо складним процесом, виробники кукурудзи можуть максимізувати чистий продаж, розуміючи усадку олівця та оцінюючи альтернативи продажу, отримуючи більше однієї цінової пропозиції при продажу свого зерна.

Не існує стандартного методу усадки олівцем. Ця публікація описує кілька популярних методів усадки олівцем, наводить приклади їх розрахунків та обговорює використання усадки як основи для оцінки власних альтернатив сушіння та продажу зерна.

Розрахунок компонентів термоусадки

Зменшення води

Безумовно, основна частина втрати ваги шляхом сушіння - це вага води, яка видаляється. Хороший спосіб зрозуміти основну концепцію термоусадки - розглянути ідеальну ситуацію, коли вся втрата ваги - це вода. Загальна усадка води обчислюється діленням маси води, втраченої під час сушіння, на загальну початкову масу зерна. Потім результат множиться на 100 і виражається у відсотках.

Наш перший приклад включає 1000 фунтів кукурудзи при 25% вологи. Якщо зерно складає 25% води, воно буде містити 250 фунтів води і 750 фунтів сухої речовини. Скільки усадки відбувається лише через втрати води, якщо 1000 фунтів зерна висушити до 15,5% вологи? Ми можемо це обчислити.

Висушена кукурудза все ще містить 750 фунтів сухої речовини, але зараз суха речовина становить 84,5% (100% мінус 15,5%) від загальної ваги. Отже, загальна вага висушеного зерна становить 750 фунтів, поділена на 0,845, або 887,57 фунтів.

Після висихання зерно містить 137,57 фунтів води (887,57 фунтів мінус 750 фунтів). Отже, під час сушіння було видалено 112,43 фунтів води (250 фунтів мінус 137,57 фунтів). Тепер, коли розраховано вагу втраченої води, загальний відсоток усадки води в нашому прикладі можна обчислити діленням 112,43 (фунтів) води видаляється) на 1000 (загальна початкова маса зерна) і множення результату на 100. Загальна усадка води становить 11,24%.

Зерно сушили з 25% до 15,5% - зменшення вологи на 9,5 процентних пункти з втратою вихідної ваги на 11,24%. «Коефіцієнт усадки води» обчислюється шляхом ділення відсоткової втрати ваги на відсоток зменшення вологи. У цьому випадку 11,24%, поділене на 9,5%, дає коефіцієнт усадки води 1,18% втрати ваги для кожної точки видаленої вологи.

Коефіцієнт усадки води є постійним для остаточного вмісту вологи. Як і вище, усадка води становить 1,18% за кожну видалену точку вологи, коли кінцевий вміст вологи становить 15,5%. Однак коефіцієнт усадки води змінюватиметься із зміною бажаного кінцевого вмісту вологи. У таблиці 1 наведено коефіцієнти усадки води для ряду кінцевих вмістів вологи. Для інших кінцевих вмістів вологи коефіцієнт усадки води можна розрахувати за формулою:

Таблиця 1. Коефіцієнти усадки води для сушіння лущеної кукурудзи до різних рівнів вологи.

Тепер давайте використаємо коефіцієнт усадки води, щоб розрахувати кількість усадки води, коли кукурудза сушиться з 25% до 12% вологи, видалення 13 процентних пунктів води. Формула для розрахунку загальної усадки води за допомогою коефіцієнта усадки води має вигляд:

Коефіцієнт усадки води для кінцевої вологи 12% становить 1,136% (100 ділиться на 88). Помноження 13 на 1,136 дорівнює 14,77% втрати у вазі через воду, видалену під час сушіння 25% вологи кукурудзи до 12% вологи.

Обробка збитків

Пам'ятайте, що, хоча більша частина втрати ваги під час сушіння - це вода, невелика частина - суха речовина. Цю втрату часто називають "невидимою усадкою", але ми воліємо називати її "обробкою втрат". Частина втрат при поводженні відбувається через втрату летких сполук, таких як олії, механічні втрати від зламаних ядер та сторонніх матеріалів, а також, можливо, через дихання самого насіння. Втрати при поводженні зазвичай будуть набагато меншими, ніж через воду.

Фактична величина втрат при переробці залежатиме від початкової фізичної якості кукурудзи, способу сушіння та процесів обробки під час сушіння. Дослідження в Університеті штату Айова встановили, що втрати на поводженні з фермами становлять від 0,22 до 1,71%. Втрати від комерційних сушильних систем становили від 0,64 до 1,33%. У середньому за три роки на фермі було 0,82% проти 0,88% для комерційних об’єктів.

Методи розрахунку загальної усадки

Коефіцієнти усадки, що використовуються покупцями зерна, пояснюють як усадку води, так і втрати при експлуатації. Покупці зерна зазвичай використовують сушильні столи або постійний коефіцієнт усадки, щоб олівець стискати зерно, яке вони купують.

Спосіб 1: Сушіння столів

Таблиці для сушіння зерна включають усадку води та постійні втрати при поводженні, як правило, 0,5% від початкової ваги зерна (див. Таблицю 4 у NCH-21). За допомогою цього методу формула для розрахунку загальної усадки має вигляд:

Якби ми сушили очищену кукурудзу від 25% до 15,5% вологи (видалення 9,5 відсоткового пункту), загальна усадка води склала б 9,5, помножена на 1,183 (з таблиці 1), або 11,24% від початкової маси зерна. Додайте до цього 0,5% втрат на керованість при загальній усадці 11,74%. Таким чином, якби 1000 фунтів 25% вологи кукурудзи сушили до 15,5% вологи, то загальна втрата ваги внаслідок видалення води та сухої речовини становила б 117,4 фунтів (1000, помножена на 0,1174). Отримана маса висушеного зерна дорівнювала б 882,6 фунтів (1000 мінус 117,4), використовуючи цей метод усадки.

Спосіб 2: Постійний коефіцієнт усадки

Інший метод усадки олівцем використовує постійний коефіцієнт усадки, який множиться на кожен відсоток видаленої вологи. Типові постійні коефіцієнти усадки становлять від 1,2 до 1,5% на точку. За допомогою цього методу формула для розрахунку загальної усадки має вигляд:

Загальна усадка, розрахована цим методом, містить таке ж значення для усадки води, як і метод 1. Припущені втрати під час обробки у способі 2, однак, будуть змінюватися в залежності від значення постійного коефіцієнта усадки та початкової вологості зерна.

Наприклад, використовуючи постійний коефіцієнт усадки 1,3% на точку видаленої вологи, загальна усадка для сушіння 1000 фунтів 25% вологи кукурудзи до 15,5% вологи дорівнювала б 12,35% (9,5 відсоткових пунктів, помножених на 1,3), порівняно з 11,74 %, розрахований за методом 1. Усадка води залишається незмінною і становитиме 11,24%, як показано в попередньому прикладі. Втрати на керованість становитимуть 1,11% (загальна усадка 12,35% мінус усадка води 11,24%), що перевищує 0,5%, що застосовується у способі 1.

У міру збільшення постійного коефіцієнта усадки, передбачувані втрати на керування зростають. У таблиці 2 наведено значення втрат при поводженні для різних постійних коефіцієнтів усадки на основі 15,5% кінцевої вологості зерна кукурудзи. Втрати на керованість обчислюються шляхом віднімання усадки води від загальної усадки. Деякі з цих значень набагато менші, а інші набагато більші, ніж фактичні втрати на поводження, виміряні в ході досліджень.

Середні втрати в обробці склали менше 1,0% у дослідженнях штату Айова. Продавці можуть використовувати таблицю 2, щоб визначити, чи коефіцієнт усадки, який використовує покупець, оцінює "розумну" втрату в обробці (1,0% або менше). Наприклад, якщо продавець має 28% кукурудзи, коефіцієнт усадки 1,25 включає втрати в обробці 0,83%, що є обґрунтованим з точки зору продавця. Однак коефіцієнт усадки 1,3% оцінює 1,46% втрати в керованості, що значно більше, ніж звичайна очікувана втрата в керованості.

Таблиця 2. Обробка різних факторів усадки на основі 15,5% кінцевої вологості кукурудзи.

Оцінка альтернативних варіантів сушіння

Під час сушіння на замовлення виробники повинні шукати більше ніж одну оцінку вартості сушіння та вибрати ту, яка повертає найбільшу кількість бушлів. Кількість бушелів після висихання можна визначити за допомогою таблиць 3, 4 або 5, якщо кінцевий вміст вологи становить 15,5, 14 або 13% відповідно. Якщо використовується інший кінцевий вміст вологи, кількість сухих бушелів можна визначити за такою формулою.

Наприклад, знову розглянемо 1000 фунтів кукурудзи при 26% вологи та дві цитати сушіння. Перша пропозиція включає усадку до 15,5% вологи з використанням коефіцієнта усадки 1,4% на точку. Загальна усадка становить 14,7% (10,5 балів вилучено з 1,4%). Кількість вологих бушелів становить 17,86 (1000 фунтів, розділених на 56 фунтів/бу.). Використовуючи наведену вище формулу, кількість сухих бушелів, що залишилися, становить 15,23. Поділ вихідної ваги на еквівалент вологого бушеля з таблиці 3 дає той самий результат (1000 ділиться на 65,65). Загальні втрати на усадку в цьому прикладі становлять 2,63 бу. (17,86 мінус 15,23).

Таблиця 3. Початкові ваги кукурудзи, необхідні для отримання 56 фунтів сухої лущеної кукурудзи після усадки мокрої лущеної кукурудзи до 15,5% вологи для різних початкових рівнів вологи та факторів усадки.

Друга цитата включає усадку зерна до 13% вологи, але використовується лише коефіцієнт усадки 1,2% на точку. Загальна усадка становить 15,6% (13 пунктів видалено, помножено на 1,2%). Кількість вологих бушелів така ж, як і вище, 17,86. Кількість сухих бушелів, що залишилися, становила б 15,07, втрата на усадку 2,79 бу. Таким чином, незважаючи на те, що друга ціна включала менший коефіцієнт усадки, менший кінцевий вміст вологи призвів до більших втрат на усадку, ніж перша ціна.

Оцінка альтернатив продажу зерна

Продаючи мокру кукурудзу, продавці повинні оцінювати свої альтернативні варіанти продажу, порівнюючи не лише котирування ціни за бушель, але також фактори усадки та кінцевий вміст вологи, якщо покупець зерна олівцем зменшує покупку. Для продавця важливо визначити передбачувані збитки від обробки, які кожен покупець використовує для олівцевої усадки зерна. Якщо втрати в обробці перевищують 1%, тоді збитки перевищують середні збитки, про які повідомляють обстеження на фермах та комерційних підприємствах.

Наприклад, вважайте, що у виробника 20 000% кукурудзи на продаж у виробника. Покупець №1 призначає ціну в розмірі 2,50 дол. США за суху бужинку, використовує постійний коефіцієнт усадки 1,25 і усаджує зерно до кінцевої вологості 14%. З таблиці 4 встановлено, що еквівалент вологого бушеля становить 60,54 бу. Поділивши 100000 фунтів на 60,54, вийде 1651,8 сухих бушелів кукурудзи. Множуючи 1651,8 бу. за вказаною ціною $ 2,50 за бук. призводить до чистого продажу 4129,50 дол. США.

Таблиця 4. Початкові ваги кукурудзи, необхідні для отримання 56 фунтів сухої лущеної кукурудзи після усадки мокрої лущеної кукурудзи до 14% вологи для різних початкових рівнів вологи та факторів усадки.

Таблиця 5. Початкові ваги кукурудзи, необхідні для отримання 56 фунтів сухої лущеної кукурудзи після усадки мокрої лущеної кукурудзи до 13% вологи для різних початкових рівнів вологи та факторів усадки.

Покупець №2 призначає ціну в розмірі 2,55 дол. США за суху бут., Використовує стіл з постійними втратами в обробці 0,5% і зменшує зерно до 13% вологи. Усадка води за точку втрати вологи становить 1,149 (з таблиці 1). Отже, загальна усадка води склала б 8,04% (7 пунктів вилучено раз 1,149). Загальна усадка склала б 8,54% (8,04% плюс 0,5% втрати в керованості). Початкові 100000 фунтів мокрої кукурудзи дорівнюють 1785,7 бу. Кількість сухих бушелів, що залишилися, дорівнювала б 1633,2 (використовуючи формулу вище). Множення 1633,2 бу. за ціновою ціною 2,55 дол. США за бук. призводить до чистого продажу 4164,66 дол. США.

Цитата від Покупця №2 є кращою альтернативою продажу, якщо припустити, що вартість доставки зерна рівна.

Резюме

Усадка маси зерна внаслідок механічного висушування включає втрату ваги через видалення як води, так і сухої речовини. Усадка води на сьогоднішній день є основною складовою загальної усадки і найпростішою для розрахунку. Розрахункові втрати сухої речовини, як правило, змінюються внаслідок різних процедур усадки олівцем, що застосовуються в зерновій галузі. Для точного порівняння власних котирувань сушіння або альтернатив продажу зерна, виробник кукурудзи повинен визначити витрати на усадку, пов’язані з кожним, і вибрати альтернативу, яка або повертає найбільшу кількість сухих бушелів, або найбільший чистий продаж.