Изменение температуры зерна при хранении в складах. Хранение зерна в зернохранилищах

Одним из самых важных элементов в этом процессе будет, конечно же, подготовка хранилищ для зерна. Элеваторы, зерносклады, зернохранилища, все это является местами производственно-рационального хранения зерна. Перед тем как новый урожай будет отгружен на такой склад, его необходимо очистить от предыдущих продуктов хранения, произвести дезинфекцию всего оборудования, машинных комплексов, погрузчиков, тары для хранения и всего того с чем еще будет соприкасаться новый продукт. Для того чтобы полностью исключить заражение или загрязнение зерна, дезинфекцию проводят тремя способами: влажным, аэрозольным, газовым.

Требования, предъявляемые к зернохранилищам, подразделяются на технологические, технические, экономические и эксплуатационные. Перед приемом продукции на зернохранилище его руководству необходимо разработать план размещения зерна внутри элеватора. В таком плане должны быть отражены вопросы о рациональном пользовании емкостей, об объективности использования погрузо-разгрузочных машин, для предотвращения лишних транспортировок внутри склада, о том, как правильно поместить зерно, исходя из его качества и размера партии, а так же о группировке зерна в отдельные партии по качеству или количеству. Данный план приема и размещения зернопродуктов разрабатывают, опираясь на возможности склада за прошедший год, с учетом планируемого завоза, перемещения и вывоза зерна. Более точные инструкции по хранению зерна отражены в Приказе № 185 Министерства Хлебопродуктов от 24 июня 1988 г. « ».

Важно отметить, что все зерно, которое поступает на хранение, размещают по отдельности, в зависимости от его типа, влажности, наличии сорных примесей, и объема партии, так как запрещается смешивать зерновые разных категорий.

Все зерно перед поступлением на склады проходит обработку:

сушка;
очистка от загрязняющих элементов (земля, сорняки и др.);
активное вентилирование;
обеззараживание;
охлаждение;
химическое консервирование (в отдельных случаях).

При выполнении всех этих элементов в комплексе на производстве достигаются лучшие результаты для дальнейшего хранения зерна.

Самым распространенным видом хранения является насыпь, однако культуры с мелким семенем, такие как мак, табак, семена элитных сортов, семена кукурузы, прошедшие обработку на соответствующих заводах хранят в различной таре – мешки из различных материалов (ткань, пленка, крафт-бумага), коробки, специальные контейнеры, которое получают все большую привлекательность в наше время. Размещение зерна в таре происходит штабелями до пятнадцати рядов в высоту.

Хранение зерна насыпью преимущественно перед тарным хранением, плюсы заключаются в следующем: нет затрат на упаковку для продукции, максимальное использование полезной площади хранения, возрастают возможности в плане перегрузки внутри склада, борьба с насекомыми и наблюдение за продуктом становятся значительно легче благодаря быстрому доступу к зерну. Хранение зерна в насыпном виде можно организовать как на закрытых, так и на открытых складах.

Хранение в бунтах (на открытых площадках) является временным. Продукт под открытым небом должен быть уложен в соответствии с определенными правилами, от дождей, снега и других осадков зерно защищают накрытием брезентом.

Внутри зернохранилища насыпь должна быть прямоугольной или пирамидальной формы, ровная, с контролем высоты по отметкам на стенах. Высота насыпи зависит от рода зерна и типа зернохранилища, так на элеваторе пшеница, ячмень, овес, рожь, гречиха могут иметь высоту насыпи до тридцати метров, горох, рис, просо – до пятнадцати метров в высоту. При напольном хранении у бобовых культур эта высота не должна превышать 2,5 метра, а у сои менее двух метров, у остальных зерновых эта отметка может доходить до пяти метров.

Перед тем как зерно поступит на склад для хранения, его очищают, разделяют по классам, типам, подтипам, по содержанию клейковины, влажности, температуры, так же размещение будет зависеть от местности, где произросло зерно.

Твердая, сильная, мягкая пшеница размещаются отдельно. Мягкая пшеница четырех типов разделяется еще по трем группам стекловидности:

более 60%;
40%-60%;
20%-40%;
менее 20%.

Если на склад поступило зерно с неполноценными свойствами, для него так же организуется отдельная площадка для хранения.

Систематический контроль над хранением с момента отгрузки зерна на склад позволяет предотвратить процессы порции зерна. Для качественного и удобного наблюдения насыпь делят на участки, площадь которых не превышает ста квадратных метров. Проверке подвергаются такие показатели как температура, влажность и наличие вредителей. При отклонении хотя бы одного из этих показателей немедленно применяются меры, для дальнейшего должного хранения зерна.

Самый важный показатель это температура зерна, именно от нее зависит повышение влажности, размножение насекомых, протекание биохимических процессов. Что бы определить ее обычно насыпь разбивают на три слоя и в каждом замеряют величину с помощью термоштанга. Термоштанг представляет собой термометр, который находится в металлическом футляре на штанге. В зависимости от показателя температуры зерно проверяют на наличие насекомых по разным срокам: один раз в десять дней - 10°С и выше, пятнадцать – от 0 до 10°С и достаточно одного раза если температура зерна менее 0°С.

При пониженной температуре (менее 10°С) процесс дыхания зерна практически приостанавливается, вследствие чего самонагревание продукта практически не происходит и биохимические процессы, а также развитие зерновых насекомых происходит очень медленно. Зерно с такой температурой сохранится даже при высокой его влажности, но все же, для длительного хранения больше подойдут сухие зерновые. Сухим зерном считается зерно, влажность которого не превышает 12%. Оно хорошо сохранится долгие годы, а потеря массы будет совсем незначительна, порядка 0,03% в год от общего объема, все это благодаря тому, что при данной влажности в зерне микроорганизмы, насекомые, хлебные клещи практически не развиваются. Во влажном зерне потеря массы может доходить до 0,3% в день происходит это отчасти от прорастания зерна. В зерне, влажность которого повышена, происходит процесс дыхания, а вместе с этим начинается самосогревание, а значит создание благоприятных условий для развития насекомых, плесневых грибов. Последние в свою очередь вырабатывают ядовитые вещества и в зерне возникает неприятный запах. При резком возрастании интенсивности дыхания влажность такого зерна считается критической и находится в отметках от 13,5% до 16%.

Для высоких показателей и долгосрочного хранения разработаны три основных способа:

хранение в сухом состоянии;
хранение при низких температурах;
хранение зерна без доступа воздушных масс.

Первый способ основан на снижении химической активности зерна, так как в его тканях понижено содержание воды, что приводит к уменьшению дыхания, прекращению развития насекомых и микроорганизмов. Этот способ является самым эффективным, так как зерновые при влажности 12-14% подлежат хранению на длительные сроки, при этом их качество останется на должном уровне. После сбора урожая зерно из-за повышенной влажности проходит сушку, методы которой специально разработаны и внедрены на производство.

Менее выгоден в плане экономии, но не уступающий в плане эффективности является способ хранения при сниженной температуре. Как и при понижении влажности, так и в охлажденном состоянии биохимические процессы и размножение насекомых в зерне существенно снижается, или же прекращается вовсе на период хранения. Однако следует отметить что понижать температуру зерна ниже 10-20°С не желательно в особенности дли культур с высокой влажностью, впоследствии это приводит к ухудшению всходов нового урожая, да и затраты на охладительные элементы достаточно велики. Различные партии зерна, у которых температура массы выше температуры воздуха, проходят процесс охлаждения. Чаще применяют пассивное охлаждение, хотя зерна риса охлаждают в интенсивном режиме, что не дает им пожелтеть. При пассивном охлаждении склады подвергают проветриванию или же приточно-вытяжной естественной вентиляции, с наступлением холодов эти режимы доступны в течение суток, летом и ранней осенью данную процедуру проводят преимущественно ночью. Еще одним эффективным и нетрудоемким считается способ охлаждения зерна при помощи сепараторов, аспирационных колонок и транспортеров зерноочистительных машин. Редким и требующим больших затрат по труду является способ перемешивания.

Прогрессивный способ, нуждающийся в четкой организации и высоком контроле, тем более для охлаждения зерна, которое расположено к травмированию, является активное вентилирование. Оно применяется так же для зерна, которое прошло самосогревание, причем влажность воздуха в этом случае не имеет никакого значения. При наступлении весны в тех районах, где температура может повышаться до достаточно высокой отметки, в зернохранилищах препятствуют повышению температуры закрытием окон, дверей, вентиляции, если этого становится мало, то начинают использовать различные охладительные устройства.

При хранении зерна без доступа воздуха его основные качества – мукомольные, хлебопекарные – остаются неизменными, так как отсутствие кислорода лишает возможности насекомых развиваться, а у самого зерна снижается интенсивность дыхания. Но стоит запомнить, что данный способ противопоказан для хранения семян, так как они потеряют расположенность к всхожести. В безвоздушном пространстве зерно самоконсервируется благодаря большому объему углекислого газа, в принципе, как и при создании абсолютного вакуума в зерновой массе, ввода брикетов сухого льда или введении различных инертных газов, что в последние годы пользуется успехом в сельскохозяйственной деятельности. Для хорошего результата и успешной быстрой самоконсервации хранилище должно быть герметично, емкости должны быть заполнены полностью, а надземное пространство отсутствовать. При таком подходе возможно даже полное уничтожение, как микроорганизмов, так и вредителей. Если все условия по хранению зерна в промышленных складах, элеваторах и прочих зернохранилищах соблюдены, то продовольственные и кормовые зерна будут храниться от четырех до шести лет, семенные озимые выдерживают хранение до четырнадцати месяцев, яровые до девяти месяцев, а страховые семенные фонды могут храниться до двух лет.

Очищенный и просушенный семенной материал направляется на хранение. При хранении должны быть созданы условия для прохождения послеуборочного дозревания семян и сохранения у них всех качеств, сформированных в процессе выращивания. На хранение должно поступать семенное зерно, имеющее низкую физиологическую активность, т. е. доведенное до сухого состояния. В сухих семенах до минимума доведены дыхательные и биохимические процессы, что благоприятствует хранению. Поэтому, несмотря на допустимость по ГОСТу хранить семена с влажностью до 17 %, желательно сушить семена до 14 % (табл.).

Семенное зерно нужно хранить отдельно от фуражного. Хранилища должны быть прочными, удобными для перемещения семян, в них должна быть обеспечена защита семян от порчи, просыпания, грунтовых вод и атмосферных осадков, от вредных насекомых, от птиц и грызунов.

Семенохранилища должны быть огнестойкими, сохранять постоянную температуру, стены должны быть достаточно гигроскопичны, чтобы в результате конденсации на семенах не оседала влага. В хранилище не должно быть мест, где бы накапливались остатки зерна и мусора, служащих рассадником болезней и вредителей. Бетонные и цементные полы не пригодны для семенохранилищ, так как проводят грунтовую и атмосферную влагу, сильно отпотевают, в них резко изменяется температура, что приводит к перераспределению воды в семенах. Желательно устраивать деревянные и асфальтовые полы.

Зерновые и зернобобовые культуры хранят насыпью в закромах, на полу, в бункерах, а наиболее ценные партии (суперэлита, элита, I репродукция, дефицитные и перспективные сорта любых репродукций) - в мешках. Семена следует хранить отдельно по сортам, репродукциям, категориям сортовой чистоты, классам. Поэтому в хранилище желательно иметь меньшее число партий. Нельзя объединять в одну партию семена, различающиеся хотя бы по одному показателю.
Пределы влажности различных групп семян (зерна), %

Культура	Сухие	Средней влажности	Влажные	Сырые
Пшеница, рожь, ячмень	До 14,0	14,1-15,5	15,6-17,0	Свыше 17,0
Овес горох	До 14,0	14,1-16,0	16,1-18,0	Свыше 18,0

Разработаны проекты семенохранилищ различной вместимости закромного и бункерного типов. Семенохранилища закромного типа, сметная стоимость которых на 1 т семян составляет в 3-4 раза дешевле хранилищ бункерного типа, но последние позволяют лучше механизировать погрузку и разгрузку семян. Толщина слоя семян в бункерах составляет 4-5 м и более, следовательно, уменьшаются площадь соприкосновения семян с наружным воздухом и колебания влажности и температуры семян.

Однако закрома дешевле, их легче построить, поэтому они широко распространены в небольших хозяйствах. Высота насыпи зерновых в закромах в сухом состоянии может составлять зимой 3 м, летом 2,5 м, а зернобобовых - соответственно 2,5 и 2,0 м. Мешки хранят штабелями высотой в 6-8 рядов.

При закромном хранении зерно загружают транспортерами (ленточным, скребковым или пневматическим). Разгрузку осуществляют шнековыми транспортерами или самотеком на ленту. Закрома в хранилище должны быть обособлены с четырех сторон. Между стенками соседних закромов и до наружной стены должно быть расстояние 30-50 см Такое отделение гарантирует со хранение чистоты семян, препятствуя механическому засорению партий.

При строительстве закромных семенохранилищ с деревянным полом желательно приподнять пол на 50-70 см над грунтом, чтобы можно было вести борьбу с грызунами. В хранилище надо иметь 1-2 свободные емкости, куда при необходимости можно перемещать семена.

В северных областях при относительно небольшой площади зерновых культур практикуется строительство деревянных каркасных семенохранилищ с асфальтовым полом. В них по периметру стен, на расстоянии 30-50 см от чих, с трех сторон делаются стенки высотой до 150 см для одного общего закрома, куда семена завозят автомашиной. Для каждой партии делается отдельное помещение с отдельными воротами Эти хранилища дешевы, просты в изготовлении, не требуют оборудования, но в дождливую погоду возможно загрязнение семян

К приему нового урожая семенохранилища готовят заблаговременно. Переходящий и страховой семенной фонд переводят в отдельное помещение, хранилище очищают, ремонтируют, еще раз очищают и обеззараживают. При влажном способе обеззараживания применяют 80 %-ный хлорофос в 1 %-ной концентрации, расходуя по 0,4 л/м² рабочего раствора

Герметически закрываемые хранилища удобно обрабатывать шашками «Гамма» из расчета по 0,5-1,0 г/м³. Во время обработки в хранилище помещают инвентарь, тару и все используемое при работе с семенами оборудование. Любую дезинсекцию заканчивают за 10 дней до загрузки семян. Территорию вокруг семенохранилища и подполье надо обработать раствором извести (4 кг на 10 л воды) Для борьбы с грызунами применяют отравленные приманки с использованием крысида <1 %-ный), зоокумарина (5 %-ный) или ратиндана (3 %-ный), раскладывая по 0,4-0,6 г/м².

В семенохранилище за семенами необходимо вести постоянное наблюдение в течение зимы. По каждой партии определяют температуру, влажность, зараженность вредителями, запах, цвет. Особенно тщательно контролируют слои на глубине от пола 30-50 см и от поверхности - на 30-75 см, где обычно наблюдается самосогревание. Зимой следует замерять температуру сухого семенного материала 2 раза в месяц, а влажного - 3 раза. При температуре выше 10°С сырое зерно контролируется ежедневно. Результаты наблюдений заносят в журнал. В случае самосогревания партию семян подвергают соответствующей обработке, удалив очаги самосогревания.

В ОПХ «Суйда» Северо-Западного НИИСХа хранение осуществляют в «сараях-сушилках», пол которых сделан из сетки на деревянной обрешетке. После загрузки помещения семенным зерном под пол нагнетается теплоноситель для сушки. После сушки семена остаются на хранении на том же месте, где сушились.

Хранение зерна в складах или силосах элеваторов имеет ряд особенностей.

В больших массивах особенно отчетливо проявляются физические свойства зерновой массы - ее плохая теплопроводность и температуропроводность, способность к самосогреванию и уплотнению, т. е. к уменьшению скважистости при хранении. Отдача влаги в окружающий воздух и обратный процесс - поглощение водяных паров из воздуха - в большой массе зерна протекают более медленно, чем в небольших навесках, на которых эти процессы были изучены в лабораторных условиях. Поскольку жизнедеятельность зерна в сильной степени зависит от таких факторов, как температура и влажность, скорость охлаждения и снижения влажности зерновой массы имеет самое существенное значение для обеспечения ее сохранности.

Кроме этих общих моментов, связанных со свойствами больших масс зерна, следует учитывать еще некоторые особенности хранения, обусловленные типом склада,- наличием или отсутствием подполий, материалом стен и пола, его расположением относительно стран света. При хранении в элеваторе имеет значение материал стен силоса и расположение последнего - наружное или внутреннее. Очень большую роль играет наличие в складе или силосе установок для активного вентилирования, коренным образом изменяющее ход процессов тепло — и влагообмена в зерновой массе.

Рассмотрим особенности хранения зерна в типовом складе без подполий емкостью 2500-3000 т. Зерно размещено в нем насыпью; высота ее - до 5 м в центре массива и несколько меньше по краям. 11оиерхность соприкосновения зерна с воздухом склада очень велика - около 1000-1200 м 2 , что, казалось бы, должно значительно облегчить процессы обмена тепла и влаги с окружающей атмосферой. Однако систематическое наблюдение за хранящимся зерном выявляет особенности его физических свойств, способствующие тому, что влажность и температура зерна изменяются очень медленно. Засыпанное в склад в период заготовок при высокой температуре воздуха, оно сохраняет ее в течение длительного времени. Быстро снижающаяся осенью температура наружного воздуха и воздуха в складе не сопровождается таким же быстрым снижением температуры зерновой массы. Только в самых наружных слоях насыпи на глубине 10-20 см от поверхности ход изменения температуры довольно точно повторяет ход изменения температуры окружающего воздуха, но значительно отстает от последнего. Изображен в виде графика ход процесса охлаждения зерна в осенний период; температура даже самых поверхностных слоев зерновой насыпи, в основном повторяющая ход температуры наружного воздуха, все же отличается от нее. Когда, например, температура воздуха в надзерновом пространстве достигает -7°, температура зерна на глубине 10 см от поверхности держится около нуля, а на глубине 20 см - выше нуля (5°).

Глубокие слои зерновой насыпи сохраняют в тот период более высокую температуру. Так, на глубине 0,5 м от поверхности в это время отмечается температура 10°. Отчетливо показано, как сильно отстает ход снижения температуры внутри зерновой массы от снижения температуры наружного воздуха. При отрицательной температуре снаружи зерно сохраняет положительные температуры в глубине массива. Это замедленное проникновение температурной волны вглубь зерновой насыпи, обусловленное низкой температурой и теплопроводностью последней, имеет огромное значение для хранения. От быстроты снижения температуры всей массы зависит, насколько быстро она придет в стойкое состояние н результате понижения жизнедеятельности зерна и населяющих ее микроорганизмов. Важной задачей работников заготовительных пунктов поэтому является обеспечение быстрейшего охлаждения зерновой массы с применением эффективных технических средств.

В складе, покоящемся на столбах и имеющем, следовательно, подполье, температура зерновой массы изменяется быстрее, чем и складах без подполий. Наиболее глубокие слои зерна, прилегающие к полу, подвергаясь воздействию наружного воздуха подполий, охлаждаются в большей степени, чем внутренние слои. Сопоставляя данные об изменении температуры этих слоев, с аналогичными данными, относящимися к складу без подполий, мы обнаруживаем, что в первом случае температура зерна на глубине 2,5 м от поверхности уже достигла 0°, тогда как во втором случае она равняется 10°.

Данные о ходе изменения на протяжении года температуры воздуха и зерна, хранившегося в складах с подпольем и без подполья, находящихся в одной географической точке. Различия в скорости изменения температуры и в величине наибольшего охлаждения в этих двух соседних складах весьма значительны; в складе с подпольем самая низкая температура зерна равнялась- 13°, в складе же без подполья она была не ниже +7,3°.

На скорость охлаждения зерновой массы в сильной степени влияет и быстрое снижение температуры наружного воздуха в осенне-зимний период, т. е. климатические факторы. Приведенные графики относились к зоне западносибирских степей, где уже в октябре наступает похолодание и температура воздуха опускается ниже нуля, а в ноябре морозы достигают -20°. Принятое на заготовительный пункт зерно в момент закладки имеет температуру 14-18°, и снижение ее на 5-6° в течение сентября-октября оказывает уже значительное влияние, обусловливая падение жизнедеятельности зерна и микрофлоры. Менее благоприятно складывается влияние климатических факторов в южных областях. Как видно из графика, зерно поступает на хранение с температурой в среднем не ниже 25°; в течение августа и сентября температура наружного воздуха - не ниже 15°, а в октябре средняя температура не превышает 10°. Самый холодный месяц - январь - характеризуется средней температурой лишь немного ниже нуля (2°); правда, в этом месяце в отдельные дни температура колеблется от -10 до -15°. В результате такого изменения температуры внешней среды зерно, хранящееся в складе, почти не охлаждается и своих глубинных и средних слоях. До наступления весны на глубине от 2 до 3 м от поверхности оно сохраняет температуру около 1 (и выше). Только в наружных слоях - от 0,1 до 0,5 м от поверхности - температура снижается соответственно температуре наружного воздуха. Таким образом, в основной массе зерна, имеющем высокую температуру, сохраняются условия, благоприятствующие энергичному дыханию и жизнедеятельности микроорганизмов и вредителей. Если не принимать мер для снижения температуры зерновой массы путем искусственного охлаждения (используя для этого отдельные дни с низкой температурой окружающего воздуха и ночи) или путем сушки до необходимых пределов, то в зерне может начаться процесс самосогревания и размножения вредителей, особенно долгоносика. Аналогичная картина выявляется и при рассмотрении годового хода температуры воздуха и разных слоев зерновой насыпи, хранящейся в лесостепной зоне Украины; в течение зимы нижние слои сохраняют положительную температуру (около 15°), которая не исключает возможности проявления жизнедеятельности зерна. Для сравнения приведем данные о ходе изменения температуры при хранении в Восточной Сибири, где уже н сентябре в нижних слоях зерна температура не превышает 10°.

Приведенные данные подтверждают огромное практическое значение плохой температуропроводности зерна для обеспечении его сохранности. Зерновая масса медленно охлаждается, но и то же время и медленно прогревается. Охлажденное зимой зерно сохраняет низкую температуру в средних и нижних слоях насыпи в течение всего лета.

Изображены в виде кривых данные об изменении температуры зерна в складе , охлажденного зимой пассивным способом (открывание окон и дверей) и активным (перемещение на транспортерах). Еще в мае температура его держалась на уровне ниже нуля; в июле при температуре наружного воздуха около 20° зерновая масса достигла только температуры 8-9°, при которой жизнедеятельность зерна была еще крайне низка.

Измеряя температуру зерновой массы в весенний период, можно обнаружить, что участки, прилегающие к стене склада, обращенной на юг, прогреваются значительно быстрее.

В то время как температура в насыпи, расположенной ближе к северной стороне, еще держится на уровне 5-20°, зерно, прилегающее к южной стене склада, прогрелось уже до 18-22°; так как влажность зерна в данном случае была выше критической (15,5% в среднем), то в нем при повышении температуры стала проявляться заметная жизнедеятельность. Содержание углекислого газа, выделяемого в результате дыхания зерна и его микрофлоры, поднялось до 2-5%, тогда как в холодных участках СО отсутствовал. В отдельных местах насыпи, прогревавшейся с южной стороны, появлялись даже гнезда с признаками самосогревания зерна; температура в них доходила до 35°. Период весеннего потепления, следовательно, требует особенно внимательного наблюдения за зерном, хранящимся в складах.

При хранении аграриями запасов зерновых на базе собственного хозяйства потери составляют 8-10% от собранного урожая. Поэтому нужно овладеть нюансами хранения зерновой продукции, упорядочить ее транспортировку, - словом, внедрять эффективные технологии, модернизировать существующие технологии и оборудование.

Свежее зерно выделяют по цвету, запаху и вкусу. Эти характеристики определяют органолептически (сенсорно). Они дают представление о добротности зерна. Отклонение этих показателей от нормы свидетельствует о том, что во время выращивания, обработки, хранения зерно находилось под влиянием неблагоприятных факторов.

Органолептические определения свежести является обязательным при оценке качества партии зерна различного назначения. Зерно каждой культуры, вида, разновидности имеет своеобразный цвет, блеск. Это - его специфические ботанические признаки. Цвет тесно связан с определенными технологическими показателями. Изменение присущих зерну цвета и блеска - первый признак возможного ухудшения качества вследствие неблагоприятных условий при созревании и сборе зерна, нарушение технологических приемов обработки и хранения.

На цвет зерна могут влиять такие факторы, как: повреждение морозом (так называемое морозобойное зерно беловатое с сетчатой оболочкой), суховеем (мелкое, плоское, беловатое), пораженное клопами-черепашками (со светлыми вдавленными пятнами), нарушение тепловых режимов сушки, самосогревания (потемневшее). В случае развития на поверхности зерна микроорганизмов оно также теряет характерный блеск. Как правило, зерна со смешанным цветом отличаются от нормальных химическим составом и структурой оболочек, пищевые и технологические преимущества ухудшаются, поэтому такие относят к фракции зерновой, а в некоторых случаях - даже сорной примеси.

Правила хранения зерна: запахи

Каждая здоровая культура имеет запах: слабый, малоощутимый - в зернах злаков (зерно), резкий специфический - в эфиромасличных растениях. По происхождению все несвойственные зерну запахи делятся на две группы - сорбционные и запахи разложения. Появление первых обусловлена капиллярно-пористой структурой зерновки, что дает возможность парам и газам проникать в плодовую и семенную оболочки зерна, а иногда - и в эндосперме. Сорбционные запах приобретается во время уборки урожая с поля, засоренного полынью, чесноком, кориандром и другими культурами, которые содержат эфирные масла. В зерновую массу могут попасть также споры и мешочки твердой головни, имеющие запах селедки, что обусловлено присутствием в спорах трилестиламина. Зерно интенсивно адсорбирует его.
Запаха дыма зерно приобретает при нарушении технологии сушки, когда находится вблизи продуктов горения, а запах нефтепродуктов - не только при непосредственном приближении к ним, но и при хранении зерна неподалеку. Несмотря на то, что продукты переработки зерна - мука, крупа, хлеб, не должны иметь посторонних запахов, наличие их в зерне расценивают как фактор, ухудшающий его качество. Запахи разложения обусловлены активными физиологическими и микробиологическими процессами, возникающими при хранении зерна с повышенной влажностью (правила размещения зерна и семян в хранилищах). Зерно с запахом разложения считают дефектным - кроме зерна с амбарным запахом.

Наиболее распространенными запахами разложения являются амбарный, солодовый, плеснево-тухлый и гнилостный. Амбарный возникает в зерновой массе при длительном хранении зерна без перемещения. В его основе - накопление промежуточных продуктов анаэробного дыхания зерна. При регулярном проветриваним этот запах легко удалять (правила размещения зерна и семян в хранилищах).

Плеснево-тухлый запах - стойкий неприятный, появляется вследствие активного развития плесневых грибов при хранении зерна в условиях повышенной влажности. Продукты жизнедеятельности грибов и распад азотистых веществ зерна, приводящие к появлению плесени-тухлого запаха - очень устойчивые и хранятся в муке и хлебобулочные (правила размещения зерна и семян в хранилищах).

Гнилостный запах обусловлен интенсивным развитием вредителей хлебных запасов (главным образом клещей), накоплением их экскрементов и трупов. Возникает также в результате полного порчи зерна вследствие его гниения (правила размещения зерна и семян в хранилищах).

Условия хранения зерна: сохранение вкусовых качеств

У нормального зерна злаковых вкус - пресный, в эфиромасличных - пряный. Отклонениями от нормального вкуса является сладкий, горький, кислый. Сладкий возникает в зерне во время прорастания и является следствием деятельности амилолитических ферментов (a и b-амилазы), расщепляющих крахмал до декстринов и сахаров. Проросшие зерна отличаются от нормальных также по морфологическим признакам. Они имеют развитые проростки и корешки. Сладкий вкус ощущается также в недозрелом зерне с повышенным содержанием сахара, поскольку процессы синтеза крахмала не завершены. Такое зерно относят к зерновой примеси. Горький вкус чаще всего обусловлен попаданием в зерно частей растений полыни горькой или Сиверса, содержащих горькое вещество - гликозид абсинтин. Мелкие части полыни опыляют зерно во время обмолота и остаются на нем. Кроме горечи, такое зерно имеет и запах полыни вследствие сорбции эфирных масел. Кислый вкус ощущается при развитии на зерне плесени. Как правило, сопровождается появлением плесени-тухлого запаха.

Зерно, кроме сухих веществ, содержит влагу. Часть ее, что входит в состав молекул белка, крахмала, называется связанной. Остальную воду - в гигроскопическом состоянии, называют свободной. Ее можно удалить высушиванием легче, чем связанную.

Влажность является определяющим показателем в современной технологии сохранении зерна. Свободная влага имеет все характерные свойства воды (удельную массу, диэлектрическую проницаемость, способность быть растворителем), благодаря чему она легкоподвижна. Свободная влага повышает активность ферментов зерна, что приводит к потерям сухих веществ при хранении зерна. Связанная вода в физиологических процессах не участвует; зерно, ее содержит, сохраняется длительное время с небольшими потерями. Влажность, за пределами которой в зерне появляется свободная влага, называется критической. Ее величина зависит от химического состава зерна.

Так, для пшеницы она составляет около 14,5%, для гороха - 16. Во время сдачи-приемки зерна на хлебоприемных пункта его влажность влияет на зачетную массу. Если влажность выше базисную норму, отчисляют скидку с массы; если ниже, то начисляют надбавку в размере 1% за каждый процент снижения. За влажностью зерно разделяют на сухие, средней сухости, влажное и сырое (табл. 1).

Зерновая масса, кроме основного компонента - зерна основной культуры, может содержать также органические (зерна других культурных растений, сорняков, поврежденные зерна основной и других культур) и минеральные примеси. В зависимости от их количественного и качественного состава, зерновая масса имеет разную ценность и пригодность для хранения (условия хранения зерна).

Правила хранения зерна: конролируем засоренность

Засоренность зерновой массы определяют как при поступлении ее после сбора урожая на тока для выбора технологии очистки, так и после первичной очистки для подготовки партий зерна до реализации и вторичного - при очистке зерна на семена.

Примеси бывают растительного, животного и минерального происхождения. В связи с этим возникает потребность изучать состав, классифицировать и нормировать их содержание по видам. Засоренность зерновой массы является обязательным показателем качества, который определяется на всех этапах хлебооборота.

Различают зерновую и сорную примеси зерновой массы, а в составе второй выделяют вредную. Состав каждой из примесей в зерне продовольственного назначения определенной культуры нормируется соответствующим стандартом. Его требованиями руководствуются при определении засоренности зерна продовольственного, кормового и технического назначения при поступлении его на хлебоприемные пункты (табл. 2).

Зерно хранят как в закрытых, так и в открытых условиях. В первом случае - размещение зерна происходит в хранилищах на складах, в силосных ямах, бункерах. При таких условиях обработанную зерновую массу можно хранить длительное время (табл. 3). Открытые условия подходят для свежесобранных зерен на стадиях послеуборочной обработки. Зерновую массу размещают на площадках насыпью или в виде буртов для временного хранения. Кормовое зерно можно хранить более длительное время в буртах, контейнерах, укрытых полиэтиленовой пленкой (хранение зерна в складах).

Можно выделить следующие базовые технологии хранения зерна, которые наиболее пригодны для промышленного использования - хранение зерна в сухом состоянии; в условиях герметизации; за счет консервирования. Эффективность указанных технологий нужно оценивать по показателям продолжительности и надежности сохранения качества зерна, уровней энерго- и ресурсозатрат. Чаще всего сухое зерно культур, независимо от направлений его использования, хранят в стационарных хранилищах для зерна (табл. 4).

Определяя условия хранения зерна, необходимо прежде всего установить структуру зерновой массы. Из изложенного следует, что это - смесь компонентов, большинство из которых являются живыми объектами с присущими им физиологическими функциями, а именно: зерно созревает и дышит. Микроорганизмы (клещи, насекомые), следствием жизнедеятельности которых согревания зерновой массы, создают условия для прорастания, плесени, загрязнения и повреждения зерна. Этому способствует также зерно сорняков, остатки стеблей, листья, соцветия основной культуры и других растений. Часто зерновая масса содержит минеральные примеси - камни, землю, песок в целом негативно влияет на состояние и качество зерна.

Воздух в межзернового слоях значительно отличается от воздуха окружающей среды. Как правило, оно имеет высокую температуру и относительную влажность, большее содержание диоксида углерода. В условиях хранения зерна (охлаждение или герметизации) зерновой массы его показатели могут изменяться по газовым составом, температурой, относительной влажностью, барометрическим давлением. Поэтому за установление режимов хранения зерновой массы необходимо прежде всего учитывать ее структурный состав. Режимы хранения должны сводить к минимуму физиологические процессы в зерновой массе, исключать жизнедеятельность вредителей и развитие микрофлоры. Зерно необходимо хранить в сухом состоянии, подвергать охлаждению или герметизации с учетом его назначения (условия хранения зерна).

Основными факторами, от которых зависит состояние зерновой массы, является влажность, температура и доступ кислорода к зерну. Установлено, что на сроки хранения и качество зерна существенно влияют механические и сорные примеси, микроорганизмы, насекомые, клещи и параметры воздуха.

В последнее время растет количество металлических хранилищ для хранения зерна

Их безоговорочными преимуществами являются высокие технико-эксплуатационные показатели: быстрое строительство на основе сборных, заранее подготовленных элементов, широкий типоразмерный ряд, механизация погрузочно-разгрузочных работ, возможность герметизации, контроль за режимами хранения зерна. Металлические хранилища для зерна могут иметь и высокий уровень утилизации, например, в случае их замены или других непредвиденных обстоятельств. Но все же металлические хранилища не является принципиально новым в технологиях хранения зерна, поскольку их раньше использовали в виде оперативных или накопительных емкостей в составе механизированных поточных линий для приема, очистки и сушки урожая зерна.

Проблема технологии хранения зерна в хранилищах касается ряда вопросов - какие культуры можно в них хранить, собственно условия хранения, допустимые его сроки и тому подобное. Анализ опубликованных материалов показывает, что технология хранения зерна в металлических хранилищах до конца не отработана и не может быть механически перенесена из другого опыта, поскольку хранилища для зерна эксплуатируют, как правило, на открытых незащищенных площадках и они испытывают значительный действия внешних факторов. Неопределенной остается кинетика изменения температуры и влажности зерна в хранилищах с учетом их внешних колебаний.

Качество зерна пшеницы в процессе хранения определяли по показателям влажности, чистоты и содержания основного зерна, уровня травмированности, кислотности, сходства соответствии с действующими нормами ГОСТ и ГОСТ. Температурный режим в разных слоях насыпи зернохранилища исследовали с помощью дистанционного термометрии. Температуру атмосферного воздуха устанавливали по данным центрального гидрометеобюро.

Нами приведена характеристика оценки эффективности ведения технологического процесса хранения зерна и его переработки на мукомольном производстве. Исследованиями гигроскопичных свойств зерновой смеси установлено, что при разной относительной влажности воздушной среды промежуточные продукты поглощают разное количество влаги. Зависимость адсорбции от парциальных давлений паров влаги на поверхности зернового среды и паров влаги в воздухе показала, что примеси зерна поглощают больше влаги при взаимодействии с влажным воздухом, чем само зерно. Так, исследования работы мукомольного завода мощностью до 300 т/сутки показали различия между качеством зерна в разные периоды года. Когда холодно, зерно увлажняется меньше, чем когда тепло. Температура зерна за колебания температур воздушной среды 30,0 ... 32,0 °С и относительной влажности воздуха 25 ... 30% составляли 32,0 ... 33,8 °С, а при снижении температуры воздушной среды до 4,3 °С за его относительной влажности 46% температура зерна составила 11,4 ... 11,6 °С. Сравнение полученных данных показало, что температура зерна в холодный период года в 2,8-2,9 раза ниже, чем в теплое (условия хранения зерна).
Цельное зерно с низкой влажностью - более хрупкое, поэтому разрушается при незначительной деформации. За счет подсушивания оболочки теряют влагу и больше измельчаются в вальцовых станках при производстве муки. С увеличением влажности промежуточные продукты измельчения становятся более пластичны, в результате чего размер деформации увеличивается и происходит меньше измельчения оболочек, попадают в готовой продукции. В свою очередь, подсушивания промежуточных продуктов измельчения зерна зависит от параметров воздушной среды в производственных помещениях мукомольного завода (условия хранения зерна).

Исследование параметров воздуха аспирационных и пневмотранспортных установок доказали, что температура воздуха аспирационных систем зерноочистительного отделения составляла 16,2 ... 17,6 °С при относительной влажности воздуха 38 ... 54%. В размольного отделении температура воздуха аспирационных сетей была 18,0 °С при относительной влажности 52 ... 55%. Температура воздуха пневмотранспортных установок колебалась в пределах 32,0 ... 32,8 °С при относительной влажности 35 ... 38%. Тепловые потери при выбрасывании очищенного теплого воздуха в атмосферу при температуре 0 °С составляли 4339,3 МДж/ч.

Зерно должно иметь такую влажность, когда прекращается или значительно замедляется физиологический процесс дыхания его массы. В то же время влажность должна быть значительно ниже критического уровня, установленного для зерна отдельно взятой культуры (условия хранения зерна). Охлаждение базируется на принципе термоанабиозу и основное его направление - это угнетение жизнедеятельности тех компонентов зерновой массы зависят непосредственно от температуры - микроорганизмов, насекомых, клещей. Так, при 15 °С снижается активность насекомых; когда 10 °С, большинство из них впадают в состояние покоя; за 5 °С замедляется развитие плесени; 0 °С возможна гибель большинства насекомых.
Совершенствование технологии хранения зерна и производства муки с использованием направленных воздушных потоков заключается в создании оптимальных условий работы технологического оборудования мукомольной участки, что обеспечивается за счет научно обоснованных параметров (температуры и относительной влажности) воздуха в производственных помещениях. Этот подход позволяет поддерживать необходимую влажность зерна и продуктов его переработки и получать готовую продукцию улучшенного качества.

І. Стадник , д-р тех. наук, профессор,
Тернопольский национальный технический университет имени Ивана Пулюя,
Ю. Сухенко , д-р тех. наук, профессор,
В. Васильев , канд. тех. наук, доцент,

Национальный университет биоресурсов и природопользования Украины

После уборки зерновые необходимо обрабатывать в сжатые сроки, соблюдая специальные режимы. Хранение зерна лучше осуществлять в специально оборудованных чистых, сухих и проветриваемых помещениях: силосах из сборного железобетона, металла или простых складах. Зерновые в них размещают насыпью или в мешках, не забывая постоянно наблюдать за качеством складирования.

На качество размещения влияет влажность, засоренность микроорганизмами и нарушение целостности зерновых, а также грамотная эксплуатация ангаров. В отдельные годы потери на этапе подготовки и последующей обработки достигали до 10%.
Склады для хранения зерна обеспечивают технологической цепочкой мероприятий:

обработка,

формирование крупных партий,

размещение,

внутреннее передвижение,

разгрузка.

Обработка перед складированием заключается в сушке до влажности 10-12% и обеззараживании. Хороший результат дает ионизирующее облучение или фумигация.

Главным требование для размещения является охлаждение до температуры 10-12˚С и ниже. В таких условиях кормовые и продовольственные зернопродукты хранятся до 6 и более лет, семенное озимых культур около года, яровых – больше полугода.

Сооружение для хранения больших масс зерна регулярно проверяется на температуру, влажность и наличие насекомых. Для поддержания требуемых параметров используют активное вентилирование. Семена проверяют на всхожесть.

Вредители и меры борьбы

Ущерб зернопродуктам наносят вредители:

мыши, крысы;
насекомые- мучные клещи, амбарные моли и др.

Вредители быстро размножаются при температуре 18-32 °С и влажности более 14-16%. Но насекомые быстро погибают при температуре выше 40-60 °С или ниже -10… -15°С, а также в углекислом газе или азоте.

От вредителей необходимо сразу избавляться, так как они уничтожают продукцию и загрязняют ее остатками своей жизнедеятельности, часто ядовитой.

Меры борьбы включают несколько этапов, которые можно проводить в комплексе:

дезинфекция, уборка и очищение,
обработка химпрепаратами, ловушки, ионизирующее облучение.

В хранилищах важно контролировать температуру и вентиляцию. В этом случае зернопродукты сохранятся 3-5 лет без ухудшения качества, но объем естественным образом снизится за счет усушки, раструски и дыхания.

Выбор сооружений для больших масс

Хранение зерна может осуществляться в напольных помещениях, силосах и бункерах.

Силосы строят объемом от 10 до 48 тонн. Более крупные из сборного и монолитного железобетона высотой до 30м. Обычно силосы размещают в несколько рядов и соединяют с основным рабочим зданием, в котором размещено технологическое и транспортное оборудование. Крупными комплексами с такой технологией являются элеваторы.

Преимущество силосной системы в удобстве транспортировки. Процесс организуется конвейерами и аэрожелобом. Силосные башни занимают меньше места, чем склады. Технологический процесс предусматривает процедуру активного вентилирования и фумигации.

Напольные емкости для хранения зерна строят высотой в один этаж. В них урожай складируют в мешки или насыпью. При размещении насыпью выделяют:

в закромах для малых партий (высотой1-2 м при влажности семян до 25%);
насыпной способ для больших партий (высотой до 5 м), если склад имеет уклон пола и механизированную загрузку, то до 10 м высотой.

Объем склада может достигать 3200 т при габаритных размерах до 20 м в ширину и 60 м в длину. Стены выполняют из кирпича, бетона и металлических панелей.

Помещение для хранения зерна может быть механизированным. Немеханизированные сооружения строят только с горизонтальными полами. В них есть возможность разделить площадь на отсеки для разных семян с помощью разборных перегородок.

В зданиях с наклонными полами разгрузку осуществляют транспортерами с подачей самотеком. Загрузка организуется верхними транспортерами по оси склада.

Использование емкостей

Бункер для хранения зерна представляет собой цилиндрический или прямоугольный склад, где высота незначительно больше площади в плане. В отличие от силосов, такие емкости для хранения зерна имеют большую протяженность по высоте, их выполняют из металла – стали, алюминия и различных сплавов с возможностью помещения зерновых без доступа воздуха. Недостатком металлических хранилищ является температурное расширение металла и образование конденсата внутри.

Иногда используют комбинированный тип, в котором продукция помещается насыпью или закромами.

Емкости для хранения зерна из быстровозводимых конструкций можно использовать для бункерного и насыпного размещения. Они отличаются простотой возведения, большой емкостью и экономичностью.

Решение по выбору типа зернохранилища принимается с учетом объема и качества, возможности механизации здания и удаленности региона возведения от транспортных путей.

Хранение зерна в удобных зернохранилищах не останавливает сложных процессов в нем:

Дозревание происходит в течение первых15-20 дней после уборки, характеризуется продолжением процессов синтеза питательных веществ — благоприятно для качества.
Прорастание — начинается при увеличении влажности.
Дыхание — в массу выделяются капли воды и углекислый газ, активируется при повышении температуры и влаги, зависит от присутствия бактерий и сроков размещения. Приводит к самосогреванию, большой потере сухих веществ и снижению качественных показателей.

Продукция, которая самосогрелась или проросла, непригодна для переработки.

Скрытые расходы

Помещение для хранения зерна позволяют производителю отслеживать повышение сезонных цен и увеличивать доход. Однако максимальную прибыль дает скорее выборочное, чем постоянное использование кладовых.

Издержки:

затраты на склады напольного хранения зерна – если продукт содержат в сторонних силосах, элеваторы могут требовать разную сумму за услугу, но обычно за первые несколько месяцев взимается фиксированная сумма, а потом дополнительная. Некоторые берут ежедневную оплату.
процент на запасы – скрытая издержка, которая появляется, если у производителя есть заем, который не возвращается с выручки за продажу и затраты на выплату процентов продолжаются.
сушка – многие фермеры доводят уровень влажности сухого продукта до 13 % — 13,5 % и расходы включают дополнительные затраты на топливо и энергию для сушки.
усадка– так как продукция продается по весу, удаление дополнительной влаги уменьшает количество тонн.
расходы на перемещение – сумма зависит от размеров и формы ангара, а также типа погрузочно-разгрузочного оборудования, обычно расходов больше, если хранилище плоское или маленькое,
проветривание — траты на вентиляцию уже высушенной продукции, приблизительно составляют (охлаждение зимой и нагрев весной) 0,02 до 0,03 долларов за мешок при хороших условиях хранения.
ухудшение качества — усадка и снижение качества, появляется при перемещении продукта из одного ангара в другой, смены условия хранения зерна.