Лекция 7: Общая характеристика режимов и способов хранения зерна
План
1.Температура, влажность и аэрация зерна-факторы сохранности зерна.
2.Режим хранения зерна в сухом состоянии.
3.Режим хранения зерна в охлажденном состоянии
1.Факторы риска при хранении зерна можно разделить на три группы: физические, биологические и химические. Физическая группа включает влажность и температуру зерна, его физико-механические свойства, зерновую и другие примеси. Биологические факторы – это насекомые, плесень, токсины и др. В химическую группу входят техногенные загрязнения окружающей среды, нарушения технологии возделывания, обработки и хранения зерна.
Выбор оптимальной влажности зерна при хранении и ее мониторинг
В любой момент при хранении зерна в диапазоне температур 15–38 ºC и при влажности, превышающей оптимальную для безопасного хранения, существует большая вероятность развития плесени, насекомых и болезней. Следует заметить, что при самосогревании более всего подвержена болезням кукуруза.
После того как насекомые и плесень находят благоприятную среду (зоны, содержащие мелкие примеси, теплое и/или влажное зерно) и начинают развиваться в хранимой зерновой массе, они выделяют тепло и влагу, которые являются побочными продуктами их питания и дыхания. Выделенное тепло и влага повышают влажность и температуру окружающего зерна, что приводит к увеличению зон порчи зерна, которые часто называют «очагами самосогревания». Так как плесень и насекомые хорошо развиваются при приблизительно одинаковых условиях внешней зерновой среды, плесневелое зерно становится притягательным объектом для насекомых – и наоборот, зерно, содержащее насекомых, начинает плесневеть. Некоторые виды насекомых питаются плесенью и являются переносчиками плесневых спор. По этим причинам небольшие очаги с плесенью и насекомыми могут быстро превращаться в большие зоны с повышенными температурами, содержащие заплесневелые корки и комки, выделяющие неприятный запах.
Значения влажностей зерна, при которых предотвращается развитие плесени и насекомых, зависят от его температуры, длительности прогнозируемого периода хранения, вида культур и первоначального качества зерна (табл. 1).
Таблица 1. Рекомендуемые максимальные значения влажности зерна (%) основных культур для разных периодов хранения с применением аэрации*
| Культура | Длительность хранения, месяцы | |
| до 6 | от 6 до 12 | более 12 |
| Пшеница | ||
| Ячмень | ||
| Овес | ||
| Рожь | ||
| Гречиха | ||
| Семена льна | ||
| Рапс | ||
| Просо | ||
| Сорго | 13,5 | |
| Соя | ||
| Подсолнечник | ||
| Подсолнечник масличный | ||
| Кукуруза | ||
| Продовольственные бобы |
* Значения влажности приведены для качественного зерна
Интенсивность развития плесени и насекомых зависит от комбинации значений температур и влажности зерна (рис. 1). Например, зерно с повышенной влажностью может быть сохранено в течение некоторого времени при хранении его в охлажденном состоянии.
Рисунок 1. Области безопасного хранения и потерь качества зерна, обусловленных самовозгоранием
Чрезвычайно важно под рекомендуемыми для безопасного хранения 
значениями влажности зерна понимать максимальные значения влажности зерновок, а не усредненные значения всей зерновой массы. Если влажная зерновка лежит рядом с сухой зерновкой, часть влаги от первой будет переходить ко второй, пока разница по влажности между зерновками не составит 1–2%. Однако перенос влаги от одной зерновки к другой – довольно длительный процесс. При наличии влажных зерновок в хранилище они преимущественно размещаются в зерновой массе послойно или в локальных очагах. Таким образом, даже если средняя влажность зерна меньше безопасных для хранения значений, плесень может развиваться в очагах с повышенным содержанием влаги.
К тому же пересушка зерна отрицательно влияет на экономические показатели, так как зерно продают по весу, пересушенное зерно больше повреждается в процессе перемещения, в нем происходит повышенное пылеобразование и развитие насекомых. Увеличение количества дробленого зерна снижет его стоимость.
Для экономичного хранения зерна рекомендуется доводить его влажность до значений, близких к оптимальным (табл. 1), и использовать систему температурного контроля для предотвращения появления очагов самосогревания.
Развитие насекомых и плесени зависит от типа культур. В зависимости от температуры и влажности зерновки разных культур выделяют различное количество влаги (равновесная относительная влажность). Культуры, имеющие повышенное содержание масла, обычно характеризуются высокой равновесной влажностью. В связи с этим их следует хранить при низких значениях влаги в межзерновом пространстве. В общем, развитие плесени может быть ограничено, если равновесная относительная влажность вокруг зерновок менее 65%.
Большие разности температур между различными областями в хранилище могут привести к порче зерна. В большинстве зернопроизводящих регионов России температура воздуха при уборке выше, чем несколько месяцев спустя. Например, в южных регионах зерно кукурузы убирают при температурах 10–22 ºС, а охлаждают в процессе хранения внешним воздухом. Первоначальная температура зерна при закладке на хранение составляет 10–22 ºС, то есть равна температуре внешнего воздуха. В зимний период внешние температуры падают до -1–12 ºС, и зерно, близкое к стенкам хранилища, охлаждается до температур зимнего воздуха, в то время как зерно, близкое к центру бункера, еще теплое, что объясняется низкой теплопроводностью зерна.
При использовании воздуха для охлаждения зерна до низких температур требуется более длительная работа вентиляторов, увеличивается расход энергии и финансовых средств в сравнении с умеренным охлаждением. Очень холодное зерно становится объектом конденсации влаги и даже обледенения, если оно подвержено воздействию теплого влажного воздуха.
Летом для уменьшения конденсации влаги на холодном зерне следует избегать вентиляции зерна в теплые дни и закрывать вентиляционные люки, особенно входные окна вентилятора.
Дополнительные проблемы – в первую очередь выпадение конденсата на зерновках – могут появиться с перемещением очень холодного зерна в теплую погоду. Некоторые зернопроизводители при выгрузке очень холодного зерна в летние месяцы наблюдали обледенение поверхности шнеков. Конденсат на зерновках может привести к уменьшению текучести зерна, ошибочным показаниям электронных тестеров влажности, а при длительном контакте влаги с зерном в зерновой массе могут появиться плесень и насекомые.
2.Режим хранения в сухом состоянии основан на принципе ксероанабиоза, или на пониженной физиологической активности многих компонентов зерновой массы при недостатке в них воды. В зерне и семенах с влажностью в пределах до критической физиологические процессы проявляются лишь в форме замедленного дыхания и практически значения не имеют. Объясняется это отсутствием свободной воды, которая также не дает возможности развиваться микроорганизмам, прекращается развитие клещей. Зерновая масса всех злаковых и бобовых культур влажностью
12-14 % , не имеющая признаков заражения вредителями-насекомами, при правильной организации хранения в складе или элеваторе будет находиться в анабиотическом состоянии. Хранение в сухом состоянии – необходимое условие для поддержания высокой жизнеспособности семян в партиях посевного материала всех культур.
Режим хранения в сухом состоянии является наиболее приемлемым и экономически выгодным для долгосрочного хранения зерновых масс. Опыт показал, что зерновые массы в таком режиме можно хранить без перемещения в силосах элеватора 2-3 года и в складах 4-5 лет.
Надежность и эффективность хранения сухих зерновых масс привела к широкому распространению в практике различных методов сушки зерна для снижения его влажности перед закладкой на хранение. Обычно влагу удаляют, применяя следующие способы сушки:
3.Режим хранения в охлажденном состоянии основан на принципе термоанабиоза, на чувствительности всех живых компонентов зерновой массы к пониженным температурам. Жизнедеятельность зерна основной культуры, семян сорных растений, микроорганизмов, насекомых и клещей при пониженных температурах резко снижается или приостанавливается совсем. Своевременным охлаждением зерновой массы различного состояния достигают ее полного консервирования на весь период хранения. Даже при хранении сухого зерна его охлаждение дает дополнительный эффект и увеличивает степень консервирования сухой зерновой массы.
Особое значение приобретает временное хранение в охлажденном состоянии партий сырого и влажного зерна, которые не представляется возможным высушить в короткое время. Для таких партий охлаждение является основным и почти единственным методом сохранения их от порчи. В системе заготовок считаются охлажденными только партии зерна, имеющие в насыпи температуру не более 10 о С. При этом зерновые массы с температурой во всех слоях насыпи от 0 до 10 о С считают охлажденными в первойстепени, а с температурой ниже 0 о С – во второй степени. Избыточное охлаждение (до –20 о С и более) часто приводит к отрицательным результатам, так как ухудшаются семенные и технологические свойства зерна и создаются предпосылки для резкого перепада температур и конденсата влаги.
Литература:
1.Манжесов В.И., Попов И.А., Щедрин Д.С. Технология хранения растениеводческой продукции: учебное пособие. — Воронеж: ФГОУ ВПО ВГАУ, 2009. — 249 с.
2.Вобликов Е.М. Технология элеваторной промышленности.- Санкт-Петербург: Лань, 2010. — 384 с.
3.Трисвятский Л.А., Лесик Г.В., Кудрина В.Н. Хранение и технология сельскохозяйственной продукции. — М.: Агропромиздат,1991. -415с.
4.Личко Н.М. Стандартизация и подтверждение соответствия сельскохозяйственной продукции.-М.: ДеЛи плюс, 2013.- 512с.
Источник
Общая характеристика способов хранения зерна
Режимы и способы хранения зерновых масс основаны на их свойствах. Правильное использование взаимосвязей этих свойств и взаимодействия между зерновой массой и окружающей средой (хранилищем, атмосферой) обеспечивает наибольшую технологическую и экономическую эффективность при хранении.
На состояние и сохранность зерна влияют такие факторы, как влажность и температура зерновой массы и окружающей ее среды, доступ воздуха к зерновой массе (степень аэрации). Данные факторы положены в основу режимов хранения.
Применяют три режима хранения зерновых масс:
Кроме того, обязательно используют вспомогательные приемы, направленные на повышение устойчивости зерновых масс при хранении. К таким приемам относят очистку от примесей перед закладкой на хранение, активное вентилирование, химическое консервирование, борьбу с вредителями хлебных запасов, соблюдение комплекса оперативных мероприятий и др.
При выборе режима хранения учитывают такие условия, как:
Лучшие результаты получают при комплексном использовании режимов, например хранение сухой зерновой массы при низких температурах с использованием для охлаждения наружного холодного сухого воздуха во время естественных перепадов температур.
Хранение зерна в сухом состоянии
Режим базируется на принципе ксероанабиоза. Обезвоживание любой партии зерна и семян до влажности ниже критической приводит все живые компоненты, за исключением насекомых-вредителей, в анабиотическое состояние. При этих условиях исключается повышенный газообмен в зерне и семенах, развитие микроорганизмов и клещей.
Режим хранения в сухом состоянии — основное средство поддержания высокой жизнеспособности семян в партиях посевного материала всех культур и качества зерна продовольственного назначения в течение всего срока хранения. Данный режим наиболее приемлем для долгосрочного хранения зерна. Систематическое наблюдение за состоянием таких партии, их своевременное охлаждение и достаточная изоляция от внешних воздействий (резких колебаний температуры наружного воздуха и его повышенной влажности) позволяют хранить зерно с минимальными потерями несколько лет.
Зерновые массы, хорошо подготовленные к хранению (очищенные от примесей, обеззараженные и охлажденные), в складах хранят без перемещения четыре-пять лет и в силосах элеваторов два-три года. Партии сухого зерна ycпешно перевозят железнодорожным, речным и морским транспортом на дальние расстояния. Зерно повышенной влажности транспортируют на небольшие расстояния и в течение очень короткого времени.
Однако при неумелом уходе за зерновыми массами или при отсутствии его возможна порча партий зерна и семян с влажностью и ниже критической. Основной причиной порчи служит развитие насекомых — вредителей хлебных запасов, способных существовать и даже размножаться в зерне с влажностью ниже критической. Целесообразно охлаждать и сухие зерновые массы, снижая их температуру до пределов, исключающих активную жизнедеятельность насекомых.
Другая причина порчи сухой зерновой массы – образование капельно-жидкой влаги и повышение влажности в каком-то ее участке вследствие перепадов температур и явления термовлагопроводности Таким образом, хранение зерновых масс в сухом состоянии не исключает необходимости систематического наблюдения и ухода за ними.
Для хранения зерновых масс в сухом состоянии используют различные способы сушки зерна. Зерносушение — специальная отрасль знаний, так как только грамотное проведение данного приема обеспечивает нужную технологическую эффективность при наибольшей экономии материальных и трудовых затрат.
Все способы сушки зерна и семян основаны на их сорбционных свойствах. Если зерновую массу или отдельные зерна поместить в среду, где будет происходить отдача влаги в виде пара или даже жидкости (что бывает реже), т.е. создать условия для десорбции, то можно наблюдать процесс высушивания.
Продолжительность высушивания и эффект влагоотдачи зависят как от самого объекта сушки (семян той или иной культуры, их влажности и т. д.), так и от состояния и свойств агента сушки — той среды, которая обладает значительной влагоемкостью. В связи с этим довольно детально изучены свойства зерна и свойства агентов сушки при различных параметрах.
Влагоотдающая способность семян неодинакова. Она зависит не только от их размеров, но и анатомических особенностей. При всех прочих равных условиях зерно гречихи обладает большей влагоотдающей способностью, чем зерно пшеницы, которое легче отдает влагу, чем зерно кукурузы. Наиболее низкой влагоотдающей способностью отличаются семена бобовых. Чем плотнее и менее пористы оболочки и остальные части зерновки или семени, тем меньше их влагоотдающая способность. На подобное свойство влияют и размеры семени. У крупных семян масса внутреннего содержимого, приходящаяся на единицу поверхности (через которую испаряется влага), значительно больше, чем у мелких.
Все способы сушки зерна и семян разделяют на две группы:
Примером способов первой группы служит сушка путем контакта зерновой массы с водоотнимающими средствами твердой консистенции (сухой древесиной, активированным углем, сульфатом натрия и др.) или обработка зерновой массы достаточно сухим природным воздухом.
Второй способ (с подводом тепла) основан на создании условий, обеспечивающих повышение влагоемкости паровоздушной среды, окружающей зерно. В этом случае агентом сушки (теплоносителем) служит воздух, влагоемкость которого значительно повышается в результате нагрева. Наиболее распространенный способ с использованием тепла — сушка в специальных устройствах — зерносушилках и сушка на солнце (воздушно-солнечная).
Из способов сушки, относимых к первой группе, в сельскохозяйственном производстве применяют химическую (сушку сульфатом натрия) и сушку природным воздухом с использованием для этого установок активного вентилирования зерновых масс.
Сушка сульфатом натрия предложена для семян бобовых культур. Природный (высушенный озерно-морской минерал мирабилит) или технический сульфат натрия обладает хорошей водопоглотительной способностью. Сушку ведут, равномерно смешивая агент с семенами перелопачиванием или используя зернопогрузчики. При влажности 20 — 24 % семена за весь период перемешивают два раза, при большей влажности — три-четыре раза в течение суток в первый период сушки. Продолжительность сушки 5. 10 сут, в зависимости от исходной влажности семян, культуры, состояния наружного воздуха и других факторов. Для доведения влажности семян до кондиционной расход безводного сульфата натрия составляет (кг / т): при влажности семян 20% — 60, 25% -120, 30% -180, 35 % — 240. Влажность химиката 1-5%.
Смешивание ведут на площадках под навесами, так как присоединение воды к химикату в процессе сушки сопровождается выделением тепла, вследствие чего повышается температура смеси. Перемешивать необходимо еще и потому, что увлажнившийся химикат кристаллизуется и может превратиться вместе с семенами в монолит.
Заключительный этап работы — отделение увлажнившегося сорбента от семян. Для этого применяют пневматическую семяочистительную колонку с зернопогрузчиком или другие зерноочистительные машины. Использованный сульфат натрия обладает высокой важностью (до 40..45%). Вторично его можно применять только после воздушно-солнечной сушки. Сухой препарат при смешивании с семенами пылит, поэтому занятые на такой работе люди должны надевать пылезащитные приспособления.
Воздушно-солнечная сушка. Прием не потерял своего значения во многих районах страны при сушке небольших партий семян. Во время воздушно-солнечной сушки влага испаряется только через поверхность насыпи зерновой массы. Чем тоньше слой зерна, тем интенсивнее оно высушивается. Однако при малой толщине слоя требуется большая площадь для размещения зерна. Рекомендуют следующую толщину насыпи зерна (см): основных зерновых культур 10 — 20, зернобобовых 10 — 15, проса 4 – 5.
Важный фактор при солнечной сушке — характер основания, на котором находится зерновая масса. Нельзя сушить зерно на бетонных площадках (если они не изолированы от грунта), прямо на грунте или с полстилкой брезентов на грунт. Только деревянная или асфальтированная площадка достаточно изолирует зерно от увлажнения снизу (от грунта) и предохраняет от возникновения большого температурного градиента. Такие площадки располагают на территории тока или между складами, хорошо изолируют от грунта и делают небольшой уклон к югу. При подобном наклоне зерновая масса лучше прогревается, а с незагруженных площадок быстрее стекает дождевая вода.
Зерновая масса, рассыпанная на площадке тонким слоем (лучше с гребнями, что увеличивает ее поверхность и создает разницу в давлении), нагревается с поверхности до температуры 25. 50°С, а иногда и больше. Нагревание поверхности насыпи и воздуха около нее приводит к интенсивному испарению влаги из зерен, находящихся в верхнем слое насыпи.
Особенно успешно сушка происходит в ветреную погоду, так как выделяющиеся пары воды не задерживаются над поверхностью насыпи.
Наряду с перемещением влаги к поверхности наблюдается и обратный процесс — перемещение ее во внутренние, самые нижние слои насыпи с образованием конденсата, что заметно даже на ощупь. Подобное явление происходит вследствие термовлагопроводности. Для успешной сушки зерновую массу периодически (через каждые 2 — 3 ч) перелопачивают, перемешивая нижние слои с верхними.
При соблюдении правил влажность зерна в хорошую погоду за день снижают на 1. 3% и более. Чем влажнее зерновая масса, тем больше влаги при благоприятных условиях можно удалить из нее. При необходимости (учитывая прогноз погоды на следующие сутки) воздушно-солнечную сушку продолжают и на следующий день, собирая зерновую массу на ночь на площадке в кучи и укрывая их брезентами, пленками или другими гидроизоляционными материалами.
Воздушно-солнечная cушка способствует дозреванию свежеубранного зерна и делает его более устойчивым при хранении, так как при облучении солнечными лучами зерновая масса частично стерилизуется от микроорганизмов. После такой сушки часто не обнаруживают грибы родов Aspergiiius и Penicillium. В южных районах страны при воздушно-солнечной сушке и нагреве насыпи до температуры 38 – 40°С достигается частичное, а в некоторых случаях и полное обеззараживание зерновой массы от клещей и насекомых. Для наибольшей эффективности обеззараживания зерно насыпают слоем 4. 5 см.
Источник
