6. Хранение зерна и семян
Правильное использование взаимосвязей свойств зерновой массы и взаимодействия между зерновой массой и окружающей средой обеспечивает наибольшую технологическую и экономическую эффективность хранения.
Свойства зерновой массы
В достаточно большой массе зерна кроме основной культуры содержатся семена других культурных и сорных растений, примеси органического и минерального происхождения, различные микроорганизмы и вредители.
В зерновой насыпи в межзерновом пространстве содержится воздух. При уборке урожая зерно травмируется, на нем появляются трещины, зерно дробится, плющится. В совокупности все это называется зерновой массой.
К физическим свойствам зерновой массы относятся сыпучесть, самосортирование, скважистость, сорбция и десорбция, теплоемкость, температуропроводность, термовлагопроводность.
Способность зерна перемещаться по наклонной поверхности, а также по поверхности зерна характеризует его сыпучесть. Благодаря сыпучести зерно можно перемещать при помощи норий, транспортеров, для перемещения зерна использовать самотечный транспорт; это свойство используется для заполнения зерноскладов, элеваторов, различных емкостей. Сыпучесть зерновых масс зависит от многих показателей. Сыпучесть сухого зерна намного выше, чем сырого зерна, засоренность также ухудшает сыпучесть. На сыпучесть влияет форма и размер поверхности зерна, характер поверхности, влажность зерна, количество примесей и их видовой состав; материал, форма и состояние поверхности, по которой самотеком перемещается зерно.
Самосортирование - это неравномерное распределение компонентов зерновой массы по объему хранилища при ее загрузке, выгрузке, перемещении. Т.к. в зерновой массе есть крупные, мелкие, тяжелые, легкие компоненты, кроме того, они отличаются друг от друга парусностью, то при загрузке какой-либо зерновой емкости более тяжелые частицы занимают место в центре, более легкие - в периферии. В результате в емкости есть места, где скапливаются полова, частицы стеблей, семена сорняков и т.п. Загрузка силосов элеваторов, бункеров, зерноскладов, загрузка вагонов, автотранспорта, а также разгрузка их всегда сопровождается самосортированием. В результате на периферийных участках концентрируются легкие примеси, которые имеют более высокую влажность. В местах скопления легких примесей начинается, как правило, процесс самосогревания. Особую опасность процесс самосортирования представляет при сушке зерна. Легкие примеси, скапливаясь у стен шахты, задерживаются в ней и при длительном воздействии агента сушки или при попадании в них искры загораются. Поэтому сушилку необходимо периодически останавливать и зачищать шахты, освобождая их от застойных зон.
Большой вред самосортирование наносит при хранении зерна в элеваторах. Легкие органические примеси, пыль, семена сорных растений, щуплые и битые зерна располагаются у стен силоса. Натура зерна в центре силоса самая высокая, а у стен самая низкая. При выгрузке силоса в первую очередь выпускается самое тяжелое зерно (с высокой натурой), а при завершении выпуска - самое легкое зерно (с низкой натурой).
Скважистость характеризует величину воздушных промежутков в межзерновом пространстве. Скважистость - это отношение объема межзернового пространства ко всему объему зерновой массы. Чем больше скважистость, тем меньше плотность укладки и тем меньше объемная масса или натура зерна. Наличие воздуха в межзерновом пространстве способствует обеспечению жизнеспособности зерна. Скважистость позволяет вести конвективную сушку зерна, влага при сушке отводится от зерна в виде пара через скважины. Чем выше скважистость, тем быстрее зерно сушится. Влажное и сырое зерно имеет более высокую скважистость. Сорная примесь двояко влияет на скважистость. Мелкая примесь уменьшает ее, крупная примесь - увеличивает.
Сорбция и десорбция. Способность зерна при соответствующих условиях поглощать влагу, пары различных веществ и газов называют сорбцией, а способность выделять их называют десорбцией.
В целом зерно и зерновая масса являются хорошими сорбентами, что объясняется капиллярно-пористой структурой зерна и семян сорных растений. Зерно пронизано макро- и микрокапиллярами. Стенки капилляров представляют собой активную поверхность, через которую осуществляются процессы сорбции и десорбции.
Сорбционную и десорбционную способность зерна повседневно используют на практике. Так, при сушке зерна нецелесообразно его пересушивать, так как зерно снова поглотит недостающую влагу из воздуха. При определенных условиях нельзя вентилировать зерно атмосферным воздухом, так как зерно может увлажниться за счет влаги воздуха.
Зерно хорошо сорбирует пары различных веществ: запахи полыни, сернистых веществ, нефтепродуктов и др., десорбция которых протекает очень медленно. В результате зерно приобретает устойчивые неприятные запахи. Так, если поле было засорено полынью, диким чесноком, то убранное зерно с этого поля будет иметь устойчивый запах и вкус этих сорняков. При смешивании этого зерна с нормальным зерном вся масса будет иметь тот или иной запах. Поэтому при хранении не допускается смешивание таких партий.
Теплоемкость – количество тепла, необходимое для нагрева зерна на 1оС. Температуропроводность – скорость изменения температуры при нагревании и охлаждении зерна. Теплопроводность – способность проводить тепло. Термовлагопроводность – перемещение влаги в зерне. Эти свойства используются при сушке зерна.
Нормальный процесс жизнедеятельности зерна семян при хранении – дыхание. Зерна и семена для поддержания жизни получают необходимую им энергию в процессе диссимиляции запасных органических веществ, главным образом сахаров. Расходуемые сахара пополняются в результате гидролиза или окисления более сложных веществ. В зернах, богатых крахмалом, последний расщепляется при участии ферментов до сахаров, в семенах масличных жиры окисляются до сахаров. Диссимиляция сахаров происходит аэробно, то есть окислением, или анаэробно. С точки зрения организации хранения зерновых масс существенный интерес представляет изучение преобладающего вида диссимиляции, влияния процессов диссимиляции на качество и состояние зерновых масс и факторов, влияющих на интенсивность процессов диссимиляции.
В результате диссимиляции в отдельных зернах и зерновой массе происходят следующие существенные изменения: потеря массы сухих веществ, увеличение количества гигроскопической влаги в зерне и повышение относительной влажности воздуха межзерновых пространств, выделение тепла. При окислении и разложении сахаров происходит невозвратимая потеря сухих веществ зерна или семени. Величина данных потерь зависит от интенсивности дыхания. Поэтому изучение факторов, влияющих на интенсивность этого процесса, представляет большой интерес для организации борьбы с потерями физической массы. Вода, выделяющаяся при дыхании, чаще всего удерживается зерном, увеличивается её влажность, что, в свою очередь, приводит к более интенсивному газообмену и создает предпосылки для развития микроорганизмов.
Факторы, влияющие на интенсивность дыхания, делят на две группы: влияющие на интенсивность дыхания в любой зерновой массе (к ним относят влажность, температуру и степень аэрации зерновой массы); имеющие существенное значение только при хранении отдельных партий зерна и вытекающие из их специфических особенностей.
Критическая влажность зерна и семян - влажность, при которой в зерне появляется свободная влага и резко возрастает интенсивность дыхания зерна и семян.
Зерно и семена основных злаковых культур влажностью до 14 % (ниже критической) устойчивы. Их можно хранить в насыпи большой высоты (до 30 м и более). Зерно средней сухости, находящееся на грани критической влажности, дышит примерно в два-четыре раза интенсивнее сухого, но у него малый газообмен, поэтому такое зерно достаточно устойчиво при хранении. Влажное зерно дышит в четыре-восемь раз интенсивнее сухого, сырое (влажностью выше 17 %) – в 20…30 раз интенсивнее сухого. По мере дальнейшего увлажнения зерна и накопления в нем свободной воды интенсивность дыхания нарастает. Большая интенсивность дыхания зерна и семян при высокой влажности, в сущности, характеризуют суммарную активность дыхания зерновой массы, так как в данных условиях активно дышат и развиваются микроорганизмы.
Самосогревание зерновых масс. Дыхание живых компонентов зерновой массы сопровождается выделением тепла. Вследствие плохой тепло- и температуропроводности образующееся тепло может задерживаться и приводить к самосогреванию. Таким образом, самосогревание зерновой массы – следствие её физиологических и физических свойств.
Температура зерновой массы при запущенных формах самосогревания достигает иногда до 75оС. Зерна и семена темнеют, зерновая масса теряет сыпучесть, и превращается в монолит. Полностью теряются посевные и хлебопекарные качества. В некоторых случаях зерно даже приобретает токсические свойства. Вот почему необходимо понимать процесс теплообразования, уметь своевременно обнаруживать начало этого процесса и вовремя его ликвидировать. Образование и накопление тепла в зерновой массе происходит вследствие следующих причин: интенсивного дыхания зерна основной культуры, а также зерен и семян, входящих в состав примесей; активного развития микроорганизмов; интенсивной жизнедеятельности насекомых и клещей. Однако самосогревание может быть вызвано жизнедеятельностью одних организмов, среди которых важнейшие и устойчивые продуценты тепла – плесневые грибы. При массовом развитии в насыпях зерна насекомых и клещей им принадлежит существенная роль в теплообразовании. Скорость развития процесса зависит от состояния зерновой массы, ее влажности, физиологической активности и.т.д
Необходимо обратить внимание ещё на начальную температуру возникновения процесса. Самосогревание начинается при температуре не ниже 10оС. Это объясняется низкой способностью к газообмену и генерации тепла живой массой. При более высокой температуре возникает термогенез, образование тепла превышает его отдачу в окружающее пространство и в зерновой массе возникает очаг самосогревания. Затем тепло перемещается на соседние участки насыпи, что, в свою очередь, способствует активизации физиологических процессов и теплообразованию.
Процесс самосогревания подразделяется на три типа:
1.Гнездовое. Может возникнуть в любой части зерновой массы в результате одной из следующих причин: увлажнение какого-то участка зерновой массы при неисправности крыш или недостаточной гидроизоляции стен хранилищ; засыпки в одно хранилище зерна с разной влажностью, в результате чего создаются очаги повышенной влажности; образование зерновой массы участков с повышенным содержанием примесей и пыли в результате ссыпания вместе резко разнородного по содержанию примесей зерна; скопление насекомых и клещей на одном участке насыпи.
2.Пластовое. Греющийся слой возникает в насыпи зерна в виде горизонтального или вертикального пласта. Этот вид самосогревания возникает недалеко от поверхности насыпи или в слоях, близко находящихся от пола и стен хранилища. В зависимости от того, в каком участке насыпи образуется греющийся пласт, различают самосогревание верховое, низовое и вертикальное.
· Верховое – наблюдается поздней осенью, если зерно своевременно недостаточно охладили; весеннее характерно для теплой ранней весны после зимы с большими морозами.
· Низовое – наиболее опасный вид, так как тепло, образующееся в нижних участках насыпи, легко перемещается в лежащие выше слои, и вся зерновая масса за короткий период подвергается самосогреванию.
· Вертикальное – чаще для зерновых масс, хранящихся в металлических бункерах, при увлажнении одной из стен.
3. Сплошное. Греется вся зерновая масса, кроме самых периферийных участков. Возникает сразу в зерновых массах с высокой влажностью, содержащих большое количество примесей.
Значение микроорганизмов при хранении. Наибольшее воздействие микроорганизмов наблюдается в зонах с повышенной влажностью, когда убираемый урожай представляет благоприятную среду для развития сапрофитной микрофлоры. Несвоевременное доведение зерновых масс до состояния, исключающего развитие микроорганизмов, вызывает потери массы качества зерна, и в первую очередь его посевных достоинств.
Факторов, влияющих на состояние и развитие сапрофитных микроорганизмов очень много. Решающее значение имеют: средняя влажность зерновой массы и влажность её отдельных компонентов, температура и степень аэрации. Существенную роль играют целостность и состояние покровных тканей зерна, его жизненные функции, количество и видовой состав примесей. Свойственная зерновой массе микрофлора сохраняется длительное время даже в условиях, исключающих её активное развитие.
Влажность – важнейшее условие, определяющее возможность развития микро-организмов в зерновой массе. Чем больше свободной влаги в зерне и примесях, тем интенсивнее развиваются микроорганизмы.
Травмирование зерна способствует активному развитию микроорганизмов. При нарушении покровных тканей внутренние части зерна становятся доступными для питания многих микроорганизмов, не способных разрушать клетчатку, ускоряется развитие плесневых грибов.
Решающее влияние на состояние и качество зерновой массы оказывают плесени хранения. Несмотря малую на численность, в свежеубранном зерне при активном развитии они занимают преобладающее положение: содержание плесневых грибов возрастает в сотни и тысячи раз, изменяются признаки свежести партии зерна, понижается всхожесть и выделяется огромное количество тепла. Кроме того, имеются штаммы, образующие микотоксины.
Вредители зерновых продуктов – насекомые и клещи, при благоприятных условиях для их существования интенсивно питаются, дышат и размножаются. Насекомые и клещи находятся в зерновых массах, продуктах переработки зерна (муке, крупе, комбикормах) и хранилищах, где они расселяются, в трещинах элементов конструкций (стенах, опорах, пола), т.е. там, где возможно скопление остатков продуктов: просыпей, органической пыли и т.д. При большой зараженности хранилища насекомые легко обнаруживают даже при беглом осмотре.
Таким образом, зерно и продукты его переработки могут заразить вредители, ранее находившиеся в хранилищах. Иногда хранилище, подготовленное к приему продуктов, заражается от помещенных в него партий зерна.
Насекомые и клещи различных стадий развития могут длительное время находиться без пищи. Поэтому естественного и полного обеззараживания хранилищ, незагруженных продуктами в течение нескольких месяцев, обычно не происходит.
Повышенная влажность воздуха и температура, пониженная по отношению к оптимальной, позволяют насекомым и клещам более длительное время существовать без пищи. Если хранилище не очищено от органических остатков, зараженность сохраняется в течение года или нескольких лет.
Зерновые продукты и хранилища могут оказаться зараженными в результате заноса вредителей грызунами и птицами. На их покрове часто обнаруживают большое количество клещей, а иногда и мелких насекомых. Кроме того, вредители могут попадать в хранилища вместе с тарой и инвентарем, иногда их заносит сильный ветер от недалеко расположенных зараженных объектов. Поэтому надо соблюдать правила эксплуатации хранилищ и обращения с зерновыми массами.
Мероприятия по защите зерна и семян разделяют на две группы: предупредительные и истребительные.
Предупредительные меры: соблюдение их в сельском хозяйстве, как правило, исключает случаи массового заражения зерна вредителями и распространения их по другим объектам. Эти меры наиболее дешевые и легко осуществляемые.
Истребительные меры: применяют как неизбежную необходимость при обнаружении зараженности. Они сложнее в техническом отношении, обычно дороже и, наконец, им предшествуют потери массы и качества зерна и семян. В качестве борьбы с грызунами используют родентициды. В качестве родентицидов используют как неорганические, так и органические соединения. Все они убивают насекомых при поступлении через желудочно-кишечный тракт, хотя механизм действия различных препаратов неодинаков.
Родентициды используются в основном для приготовления отравленных приманок. Для борьбы с крысами и мышами в помещениях применяют в качестве приманочного продукта хлебную крошку, кашу, зерно, мясной и рыбный фарш.
Особое внимание уделяют дератизации – борьбе с грызунами, и, прежде всего с крысами. Устройство крысонепроницаемых хранилищ, ликвидация источников их питья (канав с водой, луж) и мусора – важнейшие профилактические мероприятия. Систематически используют истребительные мероприятия – механический отлов (установка капканов, ловушек) и применение ядов, вводимых в пищевые приманки.
Дезинфекцию складов проводят летом перед загрузкой зерном нового урожая при температуре не ниже 15оС. Препараты, используемые для дезинфекции: актеллик, базудин, золон, фастак, карате, сумицидин, сумитион. Для дезинфекции вокруг склада концентрацию увеличивают в два раза.
Подготовка хранилищ к приему нового урожая
Начинается сразу после освобождения помещений от старого урожая. Хранилище и прилегающую территорию освобождают от мусора, который сжигают или закапывают. Склады должны быть сухими, изолированными от грунтовых вод и оборудованы отводами атмосферных осадков. Стенки кирпичных хранилищ обшивают досками на высоту засыпки зерна. Расстояния от обшивки до стен хранилища 15…20 см. Щели в полах и стенах проконопачивают просмоленной паклей. Места стыков стен и полов обрабатывают горячей водой со щелоком. Для этого берут золу и настаивают в горячей воде. Двери хранилища должны быть двойными, причем внутренняя дверь должна быть решетчатая. Окна с солнечной стороны белят для предупреждения очагового нагревания насыпи. От грызунов раскладывают приманки в специальных ящиках с отверстиями. Весь материал и поддоны выносят из хранилища, очищают и промывают. Прилегающие территории очищают в радиусе не менее 5 метров. После подготовки хранилища составляют акт о приемке. При этом должны присутствовать кладовщик и специалист по защите растений. Хранилища должны соответствовать всем этим требованиям
Требования, предъявляемые к зернохранилищам:
Технологические:
· обеспечение сохранности, количества и качества хранящегося зерна;
· максимальная механизация всех процессов;
· малая теплопроводность и хорошая гигроскопичность, обеспечивающие минимально возможные колебания температуры и предотвращающие конденсацию влаги на строительных конструкциях;
· возможная герметизация при минимальных затратах для проведения химического обеззараживания зерна;
· исключение условий для развития жизнедеятельности вредителей хлебных запасов.
Эксплуатационные:
· хорошая связь с подъездными путями;
· удобство при эксплуатации в период наблюдения за зерном и при его обработке;
· пожаровзрывобезопасность
· обеспечение безопасных и нормальных санитарно-гигиенических условий труда и хранения зернопродуктов;
· обеспечение требований гражданской обороны.
Строительные и конструктивные:
· прочность и долговечность, исключение опасных деформаций от давления зерновой массы, снега и ветра;
· достаточная вместимость для размещения всего зерна с учетом переходящих остатков урожаев прошлых лет;
· надежная защита зерна от грунтовой влаги и разрушающего действия атмосферных условий.
Экономические:
· минимально возможные затраты на строительство и эксплуатацию.
0 комментариев