Хранение зерна и семян

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 содержится воздух, он размещается в меж­зерновом пространстве. В зерновой массе даже зерна основной культуры имеют различные размеры, выполненность и различную массу, плотность и влажность. При уборке урожая зерно травмируется, на нем появляются трещины, зерно дробится, плющится. В совокупности все это называется зерновой массой.

Обобщая вышеизложенное, можно сделать заключение, что зерновая масса состоит из:

-зерен основной культуры;

-зерен другой культуры, по ценности сходных с основной культурой;

-примесей минерального и органического происхождения, включая семена сорных растений;

-микроорганизмов;

-воздуха межзернового пространства;

-насекомых и клещей.

Режимы и способы хранения зерновых масс основаны на свойствах последних. Однако для успешной организации хранения мало понимать сущность и значение каждого свойства зерновой массы в отдельности. Лишь правильное использование взаимосвязей этих свойств и взаимодействия между зерновой массой и окружающей средой обеспечивает наибольшую технологическую и экономическую эффективность при хранении.

Физические свойства зерновой массы:

Сыпучесть- зерновых масс зависит от многих показателей. Сыпучесть сухого зерна намного выше, чем сырого зерна, засоренность также ухудшает сыпучесть. Чтобы численно охарактеризовать сыпучесть, применяются такие понятия как угол трения зерна о поверхность какого-либо материала и угол естественного откоса.

Угол трения — это наименьший угол, при котором зерно начинает самотеком двигаться по наклонной плоскости из конкретного материала.

Угол естественного откоса — это угол, образованный между диаметром основания и образующей конуса, получающегося при свободном падении зерновой массы на горизонтальную плоскость. Чем лучше сыпучесть, тем меньше угол естественного откоса и угол трения. Угол естественного откоса неодинаков для различных культур. Наименьший угол естественного откоса имеет зерно шаровидной формы с гладкой поверхностью (горох, просо, люпин).

Чем больше отклонение зерновки от шара и чем выше шероховатость, тем меньше сыпучесть. Очень плохая сыпучесть у зерна риса, у семян подсолнечника.

Самосортирование - это неравномерное распределение компонентов зерновой массы по объему хранилища при ее загрузке, выгрузке, перемещении.

Так как 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 — периферийные участки. 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).

Попытки ликвидировать самосортирование какими-либо устройствами к положительным результатам не привели.

Скважистость – промежутки между твердыми частицами зерновой массы. Наличие их влияет на многие физические и физиологические процессы. Перемещающийся воздух способствует передаче тепла и влаге в виде пара. Это свойство используется при активном вентилировании, сушке и введении в зерновую массу паров отравляющих веществ, для обеззараживания. Чем больше скважистость, тем меньше объема она занимает. Скважистость зависит от формы, размера, упругости и состояния поверхности зерна, от количества и характера примесей, влажности и массы зерновой партии, размера хранилища (чем больше площадь поперечного сечения емкости, тем плотнее слеживается зерно и снижается сыпучесть).

Сорбционная способность - способность зерна при соответствующих условиях поглощать влагу, пары различных веществ и газов называют сорбцией, а способность выделять их называют десорбцией.

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, кореандром, 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.

Теплофизические свойства:

Теплопроводность характеризует теплоизолирующие свойства материала. Каждый материал характеризуется коэффициентом теплопро­водности K.

Q

К=—————— (18)

F(Т1-Т2)

Q - количество теплоты, Вт;

F - площадь поверхности, м²;

T1 , Т2-температура поверхности, °К.

С теплофизической точки зрения, коэффициент теплопроводности - это количество теплоты, проходящее через единицу площади материала при градиенте температур, равном единице.

Численные значения коэффициента теплопроводности зерна пшеницы лежат в пределах 0,120-0,140 Вт/м°К. Теплопроводность в значи­тельной степени зависит от влажности зерна. Теплопроводность отдельной зерновки в 2-3 раза выше, чем зернового слоя.

Температуропроводность это теплофизическая величина, характеризующая скорость изменения температуры в материале или другими словами, — характеризующая теплоинерционные свойства материала.

При хранении зерна низкая теплопроводность и температуропро­водность играют как отрицательную, так и положительную роль. Если в зерновой массе возник очаг самосогревания, то от этого очага тепло практически не отводится и процесс самосогревания не затухает, а наоборот, усиливается (отрицательный фактор). И, наоборот, если зерно охладить зимой и положить в силос с отрицательной температурой, то зерно даже за летние месяцы не прогреется и останется холодным (положительный фактор). Температуропроводность зерна в 1000 раз меньше, чем у алюминия.

Термовлагопроводность это перемещение влаги по направлению тепла. Движущей силой этого явления является градиент температур. Явление термовлагопроводности наглядно можно наблюдать, например, при горении сырого полена. Если полено горит с одного конца, то с другого конца обильно выделяется влага.

Явление термовлагопроводности часто наблюдается в зерновой массе. Если теплое зерно положить на холодный асфальтный пол, то влага будет мигрировать по направлению тепла, т. е. зерно у пола будет увлажняться. Явление термовлагопроводности при работе с зерном носит как положительный, так и отрицательный характер. Например, при рециркуляционной сушке зерна явление термовлагопроводности способствует более интенсивному испарению влаги. При сушке зерна в шахтных сушилках, наоборот, явление термовлагопроводности тормозит процесс испарения влаги.

Дыхание зерна при хранении:

Нормальный процесс жизнедеятельности зерна и 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.

Факторы, влияющие на интенсивность дыхания: все факторы 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, называют критической. Критическая влажность некоторых культур:

· Бобовые – 15…16.

· Пшеница, рожь. Ячмень, семена злаковых трав – 14,5…15,5.

· Кукуруза, просо, сорго, столовая свекла – 12,4…14.

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 [8].

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 75^оС. 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.

Необходимо обратить внимание ещё на начальную температуру возникновения процесса. Самосогревание начинается при температуре не ниже 10^оС. 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.

2. Пластовое. Греющийся слой возникает в насыпи зерна в виде горизонтального или вертикального пласта. 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 [8].

Значение микроорганизмов при хранении зерна и семян:

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 и 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 микроорганизмов 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 на малую 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:

Вредители хлебных запасов – 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), то есть там, где возможно скопление остатков продуктов: просыпей, органической пыли и т.д.

При большой зараженности хранилища насекомыми 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. Наиболее устойчивы гипопусы клещей.

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:

1. Предупредительные;

2. 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 15 ^оС. Препараты: актеллик, базудин, децис, золон, фастак,сумицидин, хостаквик, цимбуш, сумитион. Для дезинфекции вокруг склада концентрацию увеличивают в два раза [3].

Требования к зернохранилищам:

1. Это специализированные здания, обеспеченные средством механизации при погрузке, разгрузке;

2. Хорошая изоляция от осадков и грунтовых вод;

3. Защита от проникновения грызунов;

4. Хранилища должны иметь приборное обеспечение;

5. Должны соответствовать требованиям противопожарной безопасности;

6. Хранение зерна должно быть экономически выгодным

При хранении зерна влажность воздуха необходимо поддерживать 60-75% в течение всего вегетационного периода, а влажность зерновой массы должна быть в интервале 11-12%

Типы зернохранилищ:

1. Склады;

2. Элеваторы;

3. Бункера.

В хозяйстве имеются склады.

Зерно хранится в закромах, на полу. Между стенкой закрома и хранилища расстояние должно быть 50см.

Подготовка 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 – 20см. 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.

Через 3 – 4 дня проводят осмотр приманок и не использованные удаляют и заменяют новыми. 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.