Хранение продукции растениеводства

Хранение продукции растениеводства - комплекс мероприятий, направленных на борьбу с потерями массы и качества выращенного и переработанного урожая. Правильная организация хранения полностью сберегает качество и сопровождается минимальными, в пределах норм естественной убыли, потерями массы: 0,08-0,30% - для зерновых культур и 0,40-6,90 - для плодоовощной продукции. Высокая сохранность продукции возможна только в хорошо оборудованных и подготовленных хранилищах.

Все хранилища различают по срокам эксплуатации, назначению, строительно-конструктивным особенностям, вместимости, планировке, системам регулирования условий хранения, способам размещения продукции, уровню механизации загрузки и выгрузки (прил. 9). К хранилищам предъявляются особые противопожарные и санитарно-эпидемиологические требования.

По срокам эксплуатации выделяют хранилища временные (полевые) и стационарные.

Полевое хранение предусматривает размещение продукции в буртах и траншеях. Бурты представляют собой наземные или слегка углублённые валообразные удлинённые штабеля продукции. Траншеи - удлинённые ямы, заполненные продукцией. В некоторых случаях обустраивают заглублённые бурты - буртотраншеи. Принципиальных различий между вариантами нет: после загрузки и охлаждения температуру в буртах и траншеях поддерживают на уровне 2-3 °С, применяя естественную или принудительную вентиляцию. Кроме того, возможно использование установок передвижной активной вентиляции.

Располагать бурты и траншеи следует вдоль основных подъездных дорог, ориентируя относительно сторон света так, чтобы уменьшить влияние солнечного света (оптимально с севера на юг), а также с учётом розы ветров в наиболее холодное время года.

Размеры буртов и траншей - важный показатель, определяющий их вместимость и тепловой режим. Многолетний производственный опыт позволил определить оптимальные размеры в зависимости от вида продукции и климатических условий зоны. Для условий Западной Сибири при хранении картофеля и корнеплодов рекомендованы следующие размеры:

• бурты: ширина - 2,5-3,0, глубина - 0,3-0,6, длина - 20-30 м; •траншеи: ширина - 1,0-2,0, глубина - 1,0-1,5, длина - 10-20 м.

Особенно важно выдерживать поперечные размеры полевых хранилищ, так как они в первую очередь определяют количество продукции на единицу поверхности рассеивания тепла.

Укрытие буртов и траншей - очень ответственный процесс, так как он определяет уровень рассеивания тепла в период хранения. Техника нанесения укрытия учитывает необходимость быстрого охлаждения продукции осенью, защиты её от атмосферных осадков и предохранения от низких температур зимой. Принято дробное нанесение слоёв укрытия по мере снижения наружной температуры и температуры штабеля. Первый слой делают из ржаной или пшеничной соломы, собирая её так, чтобы стебли были параллельны друг другу. Укладку соломы начинают с основания штабеля, обходя весь штабель по периметру, второй и следующие ряды укладывают внахлёст на нижние, так чтобы каждый последующий ряд перекрывал предыдущий. На солому накладывают слой земли толщиной 10 см. Перед наступлением резкого похолодания следует укрыть бурты и траншеи полным слоем земли или вторым слоем соломы и земли. При сильных морозах продукцию дополнительно укрывают торфом, опилками, снегом. Своевременное нанесение укрытия на бурт или траншею - очень важное условие хранения: при раннем укрытии возможно развитие самосогревания, при позднем - подмораживание продукции.

От устройства системы вентиляции временных хранилищ в значительной степени зависят условия хранения. Основное назначение системы вентиляции - охлаждение хранящейся продукции в осенний период и поддержание требуемых условий зимой и ранней весной. В зависимости от вида вентиляции различают бурты и траншеи: «глухие», с приточным каналом; с приточным и вертикальными каналами; бурты с гребневым вытяжным каналом; бурты на настилах и траншеи с охлаждаемым дном; бурты с «воздушной рубашкой».

Снегование - один из вариантов полевого хранения. Обычно снегование проводят через 1-2 дня после начала оттепели, когда температура снега установится на уровне минус 1-3 °С. Календарный срок снегования в Западной Сибири приходится на март, но при теплых зимах начинать снегование можно и раньше.

Стационарные хранилища наиболее широко применяются в условиях Сибири. Это капитальные сооружения многолетнего использования различной вместимости - от 50 до 5000 т. В зависимости от того, какой вид продукции планируется размещать в хранилище, различают зерносклады, семенохранилища, картофелехранилища, лукохранилища и т.д. По отношению к поверхности почвы выделяют надземные, полузаглублённые и подземные - выбор варианта определяется видом продукции, природно-климатическими факторами и возможностями хозяйства.

В качестве строительного материала для хранилищ используют кирпич, железобетон, дерево, металл и некоторые другие материалы. Для хранения зерновых масс на элеваторах используют силосы из монолитного или сборного железобетона, высота которых 30—40 м и более. В фермерских хозяйствах и там, где не хватает капитальных складов, сооружают хранилища из металла, жёстких пластиков, синтетических пленочных материалов («надувные хранилища»). В США и некоторых странах Европы широко применяют в качестве зернохранилищ металлические бункера с активным вентилированием.

Современные типовые зернохранилища - это специализированные сооружения, где длительно и надёжно хранятся семена, продовольственное и фуражное зерно. Такие хранилища должны соответствовать агротехническим, технологическим и экономическим требованиям. В зернохранилищах и особенно в хранилищах для семенного материала должен устойчиво поддерживаться выбранный режим хранения при минимальных затратах труда и средств. Для хранения сухих партий зерна и семян чаще всего используют склады с горизонтальными полами, оборудованные стационарными средствами механизации загрузки и выгрузки или с частичной механизацией. В прил. 12 приведена характеристика некоторых типовых проектов хранилищ для зерна и семян.

Здание капитального хранилища с горизонтальными полами для плодоовощной продукции должно быть прочным и устойчивым: выдерживать давление хранящейся массы на стены и пол, давление ветра и крыши. В хранилище не должны поступать поверхностные или грунтовые воды, которые должны находиться ниже основания хранилища не менее чем на 2 м. Крышу и чердачные перекрытия картофеле- и овощехранилищ следует хорошо утеплять. При плохо утеплённой кровле возможны колебания температуры воздуха в хранилище и образование конденсата на внутренней стороне. В наземных хранилищах для защиты продукции от подмораживания между наружными стенами и стенками закромов оставляют расстояние 80 см, в углублённых хранилищах - 10-15 см.

По внутреннему обустройству различают пустотелые хранилища, закромные и камерные. Пустотелые хранилища не имеют перегородок в основном помещении. Возможны дополнительные помещения для переборки, упаковки или обработки продукции. В закромных хранилищах основное помещение разгорожено лёгкими разборными конструкциями, не доходящими до потолка, что позволяет поддерживать во всём хранилище единый воздушно-тепловой режим. Камерные хранилища разделены по всей площади капитальными перегородками с отдельными входами в каждую камеру. В центральный или боковой проход выведены пульты управления режимами хранения из каждой камеры. Такая конструкция позволяет поддерживать в каждой камере автономный воздушно-тепловой режим.

К хранилищам подводят удобные подъездные пути, в современных проектах капитальных хранилищ предусматривают сквозной автопроезд, что позволяет доставлять продукцию к месту складирования.

Ворота для въезда автотранспорта в картофеле- или овощехранилище устраивают в виде двухслойной плотной деревянной конструкции с прокладкой внутри теплоизоляционных материалов. Часто на входе в хранилище используют принцип шлюзования. Между двумя или даже тремя плотными перегородками заключён относительно неподвижный воздух, который служит температурным буфером, где гасятся резкие перепады между температурой внутри хранилища и наружной температурой. В хранилищах-холодильниках применяют изоляцию от внешней среды тёплой воздушной завесой. Полы делают с твёрдым бетонным или асфальтовым покрытием, по которому могут свободно передвигаться погрузчики и другая техника. Щели воздухораспределительных каналов в полу покрывают съёмными бетонными или металлическими плитами. Внутренние перегородки в хранилище, делящие его на секции, могут быть выполнены из различных легких материалов (при закромном хранении) или быть капитальными и выполняться из кирпича, железобетона и др. (при камерном хранении).

Система вентиляции - наиболее важный конструктивный элемент для поддержания режима хранения. В зернохранилищах, в хранилищах для картофеля и овощей - это обычная система вентиляции, в плодохранилищах - система вентиляции и охлаждения, в лукохранилищах - система вентиляции, охлаждения и отопления. Системы вентиляции хранилищ подразделяют на естественную и принудительную.

Напор воздуха и скорость его движения при естественной вентиляции определяются разностью температур в хранилище и снаружи. Когда разность температур невелика (осень, весна), применяют сквозное проветривание хранилищ в самое холодное время суток, открывая люки и ворота. Во время низких температур снаружи с помощью заслонок перекрывают вентиляционные трубы, предотвращая подмораживание продукции. Конструкция системы естественной вентиляции очень проста. У боковых стен с наружной стороны хранилища располагало ют приточные трубы в виде деревянных коробов. Входные отверстия в трубы находятся на некоторой высоте (чтобы не засыпало снегом зимой), а внутренние отверстия приточных труб выводят у основания хранилища под решетчатым полом. Вытяжные трубы располагают в верхней зоне хранилища, по коньку перекрытия. Их делают уплотнёнными в виде двойных дощатых стенок с теплоизолирующей прокладкой между ними. Скорость движения воздуха возрастает, если устанавливать высокие вытяжные трубы. Число вытяжных труб в 2-3 раза меньше числа приточных, но сечение каждой значительно больше. Скорость движения воздуха в системе естественной вентиляции - несколько десятых долей метра в секунду, поэтому воздухообмен в хранилищах с такой вентиляцией незначителен, но его хватает для удовлетворительного хранения картофеля и овощей при небольших объёмах.

Принудительная вентиляция осуществляется подачей воздуха в хранилище при помощи вентилятора, что дает возможность регулировать количество подаваемого воздуха, т.е. управлять режимом хранения. Центробежные вентиляторы подают воздух в хранилище, а удаление его происходит через вытяжные трубы за счёт создающегося напора. Иногда в вытяжных трубах также устанавливают вентиляторы. Распространяется воздух в хранилище по сети подземных каналов со щелевыми выводными отверстиями.

При активном вентилировании воздух подаётся через массу продукции для равномерного обдувания каждого экземпляра, что позволяет значительно быстрее охладить, отеплить или осушить объект хранения, поддержать во всех точках хранилища равные условия температуры, влажности и состава газовой среды.

Автоматизация активного вентилирования осуществляется от датчиков температуры (термопары), термометров сопротивления, при изменении показаний которых происходит включение и выключение вентиляторов и регулировочных заслонок. В установках с полной автоматизацией активного вентилирования учитываются температуры наружного воздуха, в штабеле продукции и в главном воздухораспределительном канале. Регулировочная заслонка автоматически устанавливается в положение, обеспечивающее подачу смеси нужной температуры. В практике широко применяются шкафы автоматического управления активным вентилированием, а также системы типа «Среда-2» и др.

Холодильники - изолированные от окружающей среды помещения с установками искусственного охлаждения. Как правило, это одноэтажные наземные здания, разделённые внутри на камеры вместимостью 100-500 т. Высота потолков - до 6 м, при большей высоте велик градиент температуры, что затрудняет поддержание оптимального режима хранения. Каждая камера должна иметь автономное сообщение с помещением для товарной обработки продукции. В холодильниках с большими камерами обычно предусматривают камеры предварительного охлаждения, особенно если планируется не единовременная загрузка малыми объёмами. В камере предварительного охлаждения температуру продукции быстро снижают, а затем продукцию переводят в камеру постоянного хранения. В больших складах-холодильниках организуют камеру дозревания плодов. В ней поддерживают повышенную температуру, предусмотрена и подача этилена для ускорения дозревания.

Камеры холодильников должны иметь очень хорошую тепло-, паро- и влагоизоляцию, иначе трудно выдерживать заданные параметры хранения. Особое внимание обращают на изоляцию стыков между стенами и потолком, где чаще всего наблюдается увлажнение теплоизоляционных материалов, а также стыков между стенами и полом, где образуются «мостики холода».

В современных проектах предусматривают монтаж отдельной холодильной установки на каждую камеру, что даёт возможность поддерживать в каждой камере автономный режим хранения. Поддержанию в камерах выравненных условий температуры, влажности и состава газовой среды способствуют системы распределения воздуха, его охлаждения и увлажнения. В регионах с суровыми зимами систему воздухораспределения дополняют установками для подогрева воздуха. Охлаждается воздух при помощи испарителя, выведенного в закрытый контур, и затем вентилятором подаётся в нагнетающий канал. При хранении сочного растительного сырья с содержанием влаги 85-90% и выше появляется опасность возрастания потерь на испарение. Чтобы избежать таких потерь, предусматривают увлажнение среды в холодильной камере, используя для этого специальные распылители воды, которые превращают воду в водяную пыль и подают её в камеру. Такой приём позволяет поддерживать оптимальную для хранения плодов и овощей влажность воздуха на уровне 95

Техника охлаждения заключается в подборе такого темпа процесса, чтобы не вызвать резких перепадов температуры и влажности среды, при которых возможно отпотевание. Камеры большой вместимости загружают в течение 10-15 дней, ежедневно добавляя продукцию не более 10% объёма максимальной загрузки. При несоблюдении этого требования, при загрузке большого объёма теплой продукции к уже охлаждённой может произойти отпотевание последней. При хранении продукции, неустойчивой к быстрому охлаждению, темп охлаждения подбирают по специальным справочникам, а продолжительность охлаждения может растянуться на несколько суток или даже на месяц.

При выгрузке продукции из камер холодильников также не допускают резкого изменения температуры. При нарушении этого правила происходит сдвиг в ритме физиологических процессов, отпотевание, появляются очаги загнивания и физиологические расстройства. Плоды и овощи, хранившиеся в холодильниках, предварительно отепляют в промежуточных камерах при температуре 5-10°С.

Хранение в условиях изменённой газовой среды - способ, получивший широкое распространение сравнительно недавно, и так как он связан со значительными затратами, применяется чаще всего при хранении особо ценных видов плодов и овощей.

Нормальный состав газовой среды, при котором дыхание всех живых организмов протекает по аэробному типу, следующий: азот - около 79%, кислород - около 21, диоксид углерода - около 0,03 %, инертные газы - следы. Снижение содержания кислорода и увеличение количества С0₂ подавляет аэробное дыхание в клетках хранящихся растительных объектов, замедляет процесс старения и увеличивает срок хранения. В отсутствие кислорода воздуха невозможно аэробное дыхание, затухают связанные с ним метаболические процессы, не поддерживается целостность мембран клеток. Избыток кислорода приводит к кислородному отравлению, которое выражается в гибели клеток на отдельных участках хранящихся объектов или полной их гибели.

Полное удаление диоксида углерода из атмосферы не оказывает отрицательного влияния на хранящиеся объекты. Увеличение его количества смещает метаболическое равновесие, тормозит процессы старения, замедляет распад сахаров, крахмала, пектиновых веществ, хлорофилла и предотвращает размягчение плодов. При 2-4 %-м содержании С0₂ наблюдается стимуляция роста проростков, но при 7-10 %-м это влияние снижается. При 15-20%-й концентрации диоксида углерода клубни, плоды и овощи загнивают и погибают. Отрицательное действие высоких концентраций С0₂ проявляется в повышенной чувствительности объектов хранения к низкотемпературным повреждениям, усилении побурения мякоти, особенно в зоне семенной камеры у яблок, появлении загара и образовании пустот в плодах, ухудшении вкуса, ослаблении устойчивости к микроорганизмам и др.

Методы создания изменённой газовой среды многообразны и их разделяют на две группы:

· - пассивные, при которых изменение состава газовой среды происходит за счёт дыхания объектов хранения в закрытых ёмкостях или камерах (модифицированная газовая среда - МГС). Желаемый газовый состав создаётся приблизительно через 0,5-1 месяц после начала хранения;

· - активные, при которых изменение среды хранения осуществляется искусственно с помощью специальных агрегатов и установок, подающих в камеру или закрытые ёмкости газовую смесь определённого состава (регулируемая газовая среда - РГС). Желаемый газовый состав создаётся практически сразу и это способствует лучшей сохранности продукции.

В сельском хозяйстве используется МГС для хранения кормового зерна в грунте. Техника такого хранения разработана во ВНИИ кормов и Кубанском НИИ испытания сельскохозяйственных машин. Зерновую массу, независимо от уборочной влажности, закладывают в специальные траншеи или силосные ямы, тщательно утрамбовывают, укрывают плёночными или другими материалами, а затем землёй или глиной. В каждом хозяйстве применяют укрывные материалы, имеющиеся в наличии.

Объём такого хранилища рассчитывают на 1-2-суточную загрузку. При больших объёмах поступающего зерна хранилище делят на изолированные секции. Для лучшей гидроизоляции и большей герметизации траншеи можно выложить кирпичом, зацементировать, залить битумом или выстелить плёнками. Глубина траншеи 3,5 м, ширина 3,0 м, длина произвольная.

Наиболее просто создать МГС можно с помощью полимерных материалов, в основном используя полиэтиленовую плёнку. Из неё изготавливают различные виды упаковки, вкладыши в ящики и контейнеры.

Лекция № 12