Тема 2. Теория и практика хранения зерновых масс сельскохозяйственных культур разного целевого назначения

Для правильной организации хранения зерновых масс разного целевого назначения необходимо иметь четкое представление о зерновой массе как объекте хранения, о компонентах, входящих в ее состав и оказывающих неодинаковое влияние на сохранность зерна и семян.

Для понимания технологий обработки, хранения и переработки зерна разного целевого назначения необходимо иметь определенные знания о физических свойствах зерновой массы и физиологических процессах, протекающих в ней.

В практике хранения имеют важное значение следующие физические свойства зерновой массы: сыпучесть, самосортирование, скважистость, теплофизические и сорбционные свойства (способность к сорбции и десорбции паров и газов). Нужно обратить внимание на факторы, оказывающие то или иное влияние на изменения физических свойств: влажность зерна и относительная влажность воздуха, температура в зерновой массе и окружающего воздуха, количество примесей, и др. Они оказывают действие также на биохимические и физиологические процессы и в значительной мере определяют успех хранения зерновых масс.

В свежеубранной зерновой массе при благоприятных условиях хранения (температура, газовый состав воздуха) протекают процессы послеуборочного дозревания, в результате чего повышаются всхожесть и энергия прорастания, улучшаются технологические качества. Необходимо обратить внимание на преобладание процессов синтетического характера, на изменение углеводов, белков, содержание воды в зерне, активность ферментов и условия, влияющие на ход процессов послеуборочного дозревания.

Одним из главных процессов жизнедеятельности зерна и семян при хранении является дыхание. При организации хранения зерновых масс необходимо знать факторы, влияющие на интенсивность процесса дыхания, учитывать влияние изменения его направленности и интенсивности на качество и состояние зерновых масс при хранении, уметь влиять на этот сложный процесс с тем, чтобы свести к минимуму потери органических веществ за счет дыхания. При дыхании зерна наблюдаются не только потери сухого вещества, но и происходит увеличение влажности зерновой массы, изменение состава воздуха межзерновых пространств и накопление тепла.

В зерновой массе при хранении происходят одновременно процессы аэробного и анаэробного дыхания. Процесс аэробного дыхания преобладает при достаточном доступе к зерновым массам воздуха. Молекула глюкозы окисляется кислородом, в результате чего образуются углекислый газ, вода и энергия (2763,4 Дж). При плохом уходе за хранящейся зерновой массой за счет скопления в межзерновом пространстве углекислого газа, выделяющегося в результате дыхания ее живых компонентов, и увлажнения зерновой массы водой, также выделяющейся в результате процесса диссимиляции, создаются условия, вынуждающие клетки зерен и другие организмы переходить на анаэробный тип дыхания. В результате без кислородного окисления молекулы глюкозы выделяются продукты неполного окисления, углекислый газ и энергия (114,8 кДж). Этот процесс крайне нежелателен, так как чаще всего происходит образование этилового спирта, который угнетающе действует на жизненные функции клеток зерна и приводит к потере его жизнеспособности.

Высушенное до критической влажности зерно в соответствующих условиях выдерживает продолжительные сроки хранения, так как биохимические, физиологические и другие процессы в такой зерновой массе сведены к минимуму – зерно находится в состоянии анабиоза.

Одним из постоянных компонентов зерновой массы являются микроорганизмы, которые при благоприятных условиях проявляют свою активную жизнедеятельность в виде дыхания, питания и размножения, что ведет к потере сухих веществ и снижению посевных и товарных качеств зерна. В связи с этим следует изучить причины, обусловливающие накопление микроорганизмов в зерновой массе, условия размножения и возможные изменения качества зерна в результате их жизнедеятельности.

Огромный вред зерну причиняют амбарные вредители, которые развиваются в условиях складов и элеваторов. Важно знать, какая порча зерновой массы возникает в результате жизнедеятельности клещей, амбарного долгоносика и других вредителей, а также пути заражения и способы их уничтожения.

Следствием нарушения протекания физиологических процессов, повышения интенсивности микробиологических процессов и проявления физических свойств зерновой массы (плохая тепло- и температуропроводность) является самосогревание, которое является одной из причин потерь в весе, снижения посевных, продовольственных и кормовых достоинств зерна. Необходимо детально изучить это нежелательное и опасное явление, его сущность, причины возникновения, виды самосогревания и фазы развития. Нужно уделить должное внимание мероприятиям, направленным на предотвращение, а при возникновении – на ликвидацию самосогревания зерновых масс.

Существующие в настоящее время режимы хранения зерна и семян основаны на регулировании таких факторов, как влажность зерновой массы и окружающей среды, температура и степень аэрации. Режимы хранения зерновых масс следует изучать на основе знаний физических свойств зерна и физиологических процессов, протекающих в зерновой массе.

Режим хранения в сухом состоянии является наиболее надежным и широко применяемым в производственных условиях для долгосрочного хранения зерна разного целевого назначения. В зерне с влажностью ниже критической дыхание замедляется до минимума, не создаются условия, способствующие размножению микроорганизмов и вредителей хлебных запасов. Зерно повышенной влажности не обладает стойкостью при хранении из-за интенсивно протекающих в нем биохимических и физиологических процессов и, в частности, процесса дыхания. Поэтому одним из наиболее важных мероприятий в практике подготовки зерна к хранению является сушка.

Важно уяснить цели и задачи, которые ставятся при сушке зерна, изучить вопрос, связанный с подготовкой его к хранению на токах. Нужно изучить существующие способы сушки зерна, которые основываются на удалении воды из зерна без изменения агрегатного состояния - в виде жидкости и с изменением ее агрегатного состояния - в виде пара.

Основной и более производительной является искусственная (тепловая) сушка зерна и семян в зерносушилках конвективным или комбинированным способом. При проведении тепловой сушки нужно, прежде всего, учитывать физические и физиологические свойства зерна как живого организма. Особенно важно правильно проводить сушку семенного зерна, строго поддерживая температуру зерна и теплоносителя с параллельной систематической проверкой посевных его качеств. Нужно уяснить влияние повышенных температур в процессе сушки на качество посевного и продовольственного зерна, особенно недозревшего и с повышенной влажностью.

Очень важно в период сушки установить правильный температурный режим. Нагрев зерна выше установленных пределов резко снижает всхожесть семян, энергию прорастания, понижает его хлебопекарные качества (уменьшается количество и ухудшается качество клейковины). Температурный режим сушки устанавливается в зависимости от рода зерна и семян, целевого назначения и конструктивных особенностей зерносушилок. Поэтому необходимо изучить допустимые предельные температуры нагрева зерна, температуры теплоносителя (агента сушки) для семенного и продовольственного зерна различных культур и разобраться в конструктивных особенностях основных типов зерносушилок. Необходимо ознакомиться с последовательностью наблюдения и контроля за условиями сушки, температурным режимом, за показателями качества зерна как на отдельных этапах сушки, так и после высушивания.

В производственных условиях для сушки зерновых масс используются шахтные, барабанные, рециркуляционные, колонковые, карусельные сушки.

Наряду с режимом хранения в сухом состоянии широко распространен режим хранения в охлажденном состоянии, когда температура зерновой массы понижена до пределов, оказывающих значительное тормозящее влияние на жизнедеятельность живых компонентов зерновой массы. При изучении режима хранения зерновых масс в охлажденном состоянии важно понять, как реагирует семенное зерно различной влажности на низкие температуры и какое влияние они оказывают на посевные качества семян. Следует изучить способы охлаждения зерна в хозяйствах. Хранение зерновых масс без доступа воздуха в нашей республике практикуется только для фуражного зерна и является разновидностью силосования, где создание бескислородных условий достигается естественным накоплением углекислого газа в межзерновом пространстве и потерей кислорода за счет дыхания живых компонентов.

Технология поточной послеуборочной обработки семенного и продовольственно-фуражного зерна успешно применяется в сельскохозяйственном производстве. Использование поточных линий заводского и кустарного изготовления позволяет получить высококачественные семена и продовольственное зерно, снижает себестоимость обработки в 1,5 – 2,0 раза и повышает производительность труда в 8 – 10 раз. Нужно ознакомиться с находящимися в эксплуатации и новыми современными комплексами по послеуборочной обработке зерна отечественного производства. Необходимо изучить основные технологические схемы обработки семян и продовольственно-фуражного зерна, применяемые в хозяйствах республики.

Прогрессивным технологическим приемом, получившим за последние годы широкое распространение, является активное вентилирование, проведение которого возможно благодаря скважистости зерновой массы. При изучении технологии проведения активного вентилирования следует обратить внимание: в каких конкретных условиях возможно его применение и какие установки служат для осуществления этого приема. Для определения целесообразности использования этого приема с целью охлаждения зерновой массы разработаны специальные таблицы и номограммы, с помощью которых можно сделать вывод о возможности вентилирования без увлажнения зерна и семян.

Особым приемом, позволяющим сохранять партии зерна с повышенной влажностью, предназначенного на кормовые цели, является химическое консервирование. При рассмотрении этого вопроса необходимо изучить консерванты, которые используются в производственных условиях, и способы их применения.

При изучении способов хранения зерновых масс следует ознакомиться с классификацией зернохранилищ. Особое внимание нужно обратить на предъявляемые к ним требования. Необходимо изучить основные типы зернохранилищ и вопросы, связанные с подготовкой зернохранилищ к приему нового урожая, его размещением, уходом и наблюдением за хранящимися партиями.

Нужно изучить причины изменения массы и качества зерна и семян при хранении. При рассмотрении вопроса об инвентаризации зерна и семян необходимо уяснить порядок определения и списания норм естественной убыли этой продукции.