• Обзор литературы

Партии зерна, хранящиеся в насыпях, принято называть зерновыми массами. Зерновая масса представляет собой совокупность зерен основной культуры, зерен других культурных растений, примесей минерального и органического происхождения, микроорганизмов, воздуха межзернового пространства, а также вредителей хлебных запасов. Присутствие в зерновой массе различных компонентов придает ей специфические свойства, которые необходимо учитывать при обработке и хранении [5].

Воздух, заполняющий межзерновые пространства, существенно влияет на все компоненты зерновой массы, видоизменяется сам и может существенно отличаться по своему составу, температуре и даже давлению от воздуха атмосферы. Микроорганизмы – постоянный и существенный компонент зерновой массы. Поскольку рост и развитие растений, формирование на них плодов и семян проходят в среде, насыщенной микроорганизмами. В отдельных партиях зерна встречаются насекомые и клещи. В следствии размножения последних происходят огромные потери хранящихся зерновых продуктов.

Жизнедеятельность компонентов зерновой массы проявляется в виде дыхания (газообмен), а для отдельных компонентов также питания и размножения. В результате активной жизнедеятельности происходит ощутимая потеря в массе сухих веществ зерна, ухудшение качества, возможна полная утрата посевных и товарных достоинств зерна.

Уровень процессов жизнедеятельности зерновой массы зависит главным образом от её состояния по влажности, температуре, содержанию примесей, газовому составу воздуха межзерновых пространств.

Выделяемая в процессе дыхания вода увлажняет зерновую массу и ухудшает её сохранность. Поглощение зерном кислорода и выделение диоксида углерода вызывают изменения газового состава межзерновых пространств, что может ухудшить сохранность, например, семенного зерна. Однако в зерновой массе дыхание продолжается и после полного потребления кислорода. В этом случае происходит неполный гидролиз запасных веществ, образуется значительно количество этилового спирта, что ведёт к самоотравлению и гибели зародыша зерновки. Влага зерна – это наиболее важный и надёжный фактор регулирования жизнедеятельности зерновой массы, увеличение влажности активизирует ферментные системы и усиливает обмен веществ. Следовательно, чтобы защитить зерно от быстрой порчи, обеспечить его надёжную длительную сохранность, необходимо как можно быстрее после уборки обеспечить его просушку до влажности ниже критического уровня, т.е. до сухого состояния.

Температура зерна это важный фактор, регулирующий в широких пределах уровень жизнедеятельности зерновой массы определяющий сохранность и долговечность зерна. Снижение температуры значительно ослабляет интенсивность дыхания всех живых компонентов зерновой массы и, таким образом, способствует увеличению сроков её сохранности. Охлаждение особенно полезно для сырого свежеубранного зерна, которое по каким либо причинам не может быть сразу просушено. Основным источником холода при охлаждении свежеубранного зерна летом и осенью является использование суточных перепадов температур воздуха, обработки зерновых масс активным вентилированием атмосферным воздухом в ночные и утренние часы. Зерно считается охлаждённым, если его температура понижена до 10-0 ⁰С. В этих условиях, особенно при температуре 5 ⁰С и ниже, жизнедеятельность всех компонентов зерновой массы резко снижена. Снижение температуры зерна до отрицательных значений (промораживание) считается охлаждением во второй степени. Это обеспечивает глубокий анабиоз зерновой массы и длительный консервирующий эффект.

Интенсивность и характер дыхания зерновой массы зависят от газового состава воздуха межзерновых пространств. Только в присутствии кислорода возможно нормальное, т.е. аэробное дыхание зерновой массы повышенной влажности. Сухое зерно интенсивность дыхания которого ничтожно мала, без ощутимых отрицательных последствий выдерживает высокие концентрации диоксида углерода и полное отсутствие кислорода в течении длительно времени. Зрелость, выполненность, травмированность зерна, засорённость зерновой массы органическими примесями значительно влияют на интенсивность её дыхания [1].

В процессе аэробного дыхания сырого, особенно свежеубранного, зерна выделяется тепло, которое повышает температуру зерновой массы. Самосогревание, если его не остановить, завершается полной утратой семенных, продовольственных и кормовых достоинств зерна. Средство борьбы с самосогреванием – незамедлительная просушка зерна до сухого состояния и последующее его охлаждение. Эффективным средством является так же активное вентилирование при высоких удельных подачах воздуха.

Микроорганизмы – неизбежные спутники зерна, они главный фактор снижения его качества. Количество микроскопических плесневых грибов на свежеубранном зерне обычно не превышает 1-5% от общего количества микроорганизмов, но их особая опасность обусловлена тем, что они наименее прихотливы и активно развиваются на зерне влажностью 15-18%, тогда как бактерии более влаголюбивы и могут развиваться лишь на зерне влажностью выше 20%. Основной способ борьбы с микрофлорой зерна заключается в возможно быстрой послеуборочной просушке его до сухого состояния.

Более сотни видов насекомых постоянно или часть жизненного цикла проводят в зерновой массе. Насекомые выедают зародыш и эндосперм, загрязняю зерно, выделяют большое количество тепла, что способствует самосогреванию. Фактором, сильно ограничивающим жизнедеятельность насекомых, является пониженная и низкая температура. Но если заражение все-таки случилось необходимо применять химические средства. Клещи менее требовательны к высокой температуре и длительно выдерживают отрицательную температуру. Однако клещи могут обеспечить себя пищей только при обитании в зерновой массе повышенной влажности. Сушка семян до сухого состояния (12-13%) практически исключает заражение клещами

Общая задача второго этапа послеуборочной обработки заключается в том, чтобы обеспечить получение зерна заданной чистоты с максимально высоким выходом готовой продукции. Для этого современное сельскохозяйственное производство располагает зерноочистительными машинами. Широко используются воздушно-решётные машины для первичной очистки, триерные блоки, сложные воздушно-решётные машины для вторичной очистки и сортирования, пневмосортировальные столы, электромагнитные сепараторы [1].

В практике хранения зерна в различных странах применяют три режима основанных на свойствах зерновой массы:

Хранение зерновых масс в сухом состоянии. Основан на пониженной физиологической активности многих компонентов зерновом массы при недостатке в них воды. Этот режим является наиболее приемлемым для долгосрочного хранения зерновых масс.

Хранение зерновых масс в охлаждённом состоянии. Основан на чувствительности всех живых компонентов зерновой массы к пониженным температурам. Охлаждение зерновых масс естественным атмосферным воздухом можно разделить на две группы: пассивное и активное. Наиболее прогрессивным методом охлаждения является активное вентилирование [4].