Ежегодно аграриями нашей страны выращивается большое количество зерна различных культур. Непростые климатические условия, нестабильность транспортной логистики усложняют процесс обработки и сохранения собранного урожая.
Правильная организация хранения зерна позволяет полностью сохранять ее качество и свести к минимуму потери. Успех хранения зависит от подготовки хранилищ и партий зерна, соблюдения режима хранения. На сохранность продукции влияют влажность, температура зерна и окружающей среды и связанная с ними интенсивность биохимических процессов, развитие в продукте микроорганизмов и вредителей хлебных запасов.
В сухом зерне (влажность 10...12%) практически полностью прекращаются биохимические процессы, почти не развиваются микроорганизмы, насекомые и клещи. Такое зерно хорошо хранится многие годы, причем потери массы, например, в зерне пшеницы не превышают 0,01... 0,4 % в год. В зерне с повышенной влажностью резковозрастает интенсивность дыхания, активно развиваются микроорганизмы (например, плесневые грибы) и вредители хлебных запасов. Вследствие этого выделяется много тепла, что приводит к самосогреванию, значительной потере качества и массы (до 3…8 %) и даже порче зерна. Влажное зерно при хранении может прорасти, приобрести неустранимый затхлый запах что также ухудшает его качество и увеличивает потери массы.
Важнейшим фактором состояния зерна является температура. При температуре ниже 10 °С интенсивность дыхания мала, микроорганизмы (в том числе плесневые грибы) и вредители хлебных запасов развиваются крайне медленно, не происходит самосогревания. В охлажденном состоянии можно хранить и влажное зерно, однако наиболее стойки при хранении партии сухого охлажденного зерна [1].
Для сохранения качества сырого и влажного зерна, ожидающего сушки, а также для охлаждения хранящегося зерна в целях предотвращения самосогревания, для ускорения процесса послеуборочного дозревания, выравнивания температуры и влажности зерновой массы, устранения постороннего (например, амбарного) запаха в зерне проводят активное вентилирование зерна.
Сорное зерно до размещения его в складах с установками для активного вентилирования рекомендуется предварительно очистить в зерноочистительных машинах, что улучшит условия вентилирования и обеспечит более равномерное распределение воздуха или агента сушки в насыпи.
Вентилирование заключается в нагнетании окружающего воздуха в зерновую массу или в отсасывании воздуха из неё, при этом охлаждают зерно по возможности до температуры ниже 17º [3]. При продувании используются установки различных конструкций – стационарные, напольно-переносные (передвижные) и передвижные трубные, а также аэрожелоба. Данные установки предусматривают возведение специальных строительных конструкций, таких как полы с воздуховодами, стены с люками нагнетания воздуха [1].
Для Казахстана в первую очередь актуален вопрос с хранением, хранением не только долгосрочным, но и промежуточным. Отсутствие оснащенных баз с особым микроклиматом заставляет фермеров, с большим трудом вырастивших и собравших урожай, продавать зерно на внутреннем рынке почти сразу после сбора.
Объединяющей характеристикой установок термообработки зерна является то, что они предназначены для переработки относительно больших объёмов продукции, производимой крупными хозяйствами.
По последним независимым исследованиям в Казахстане не более ¼ от всех зернохранилищ оснащены современной техникой, обеспечивающей максимально доступную сохранность пшеницы. При этом большая часть площадей (до 85%) сосредоточены в руках крупных сельскохозяйственных организаций. На долю фермерских хозяйств,вносящих немалый вклад в общий объем сбора зерна, остается примерно 15%, что явно не соответствует объему их сегмента [2].
Между тем, хлебоприёмные и зерноперерабатывающие предприятия являются практически монополистами на рынке и во время жатвы часто не принимают урожай мелких и средних крестьянских хозяйств. Они вынуждены хранить продукцию на токах, боксах, открытых площадках. Понятно, что качество собранного зерна падает, что приносит немалые убытки и без того небогатым фермерам. Поэтому разработка средств механизации крестьянских и фермерских хозяйств является актуальной задачей.
Эффективной является конструкция, которая предусматривает перемешивание зерна в процессе термообработки, поскольку в этом случае можно несколько повысить температуру нагрева материала и предотвратить пересушивание отдельных участков слоя зерна [3].
Для повышения эффективности процесса термообработки зерна нами предлагается установка (рисунок 1), которая работает следующим образом: зерно из бункера 2 попадает в кожух шнека 5, винтовой поверхностью шнека материал перемещается к зоне I, в которой происходит кратковременный интенсивный нагрев зерна. Выделяемая при этом влага удаляется наружу через перфорированную часть кожуха шнека 4. Процесс повторяется в зонах II и III, с той лишь разницей, что расположенные здесь нагревательные элементы нагреваются менее интенсивно.
Внутренняя поверхность кожуха шнека гладкая, что исключает травмирование зерна. При необходимости (высокая влажность материала, загрязнённость) можно обернуть кожух нагревательным элементом по окружности, подать воздух вентилятором вдоль кожуха по направлению движения материала, или наоборот отсасывать влажный воздух через перфорацию 4 шнека.
Отключая нагревательные элементы различных зон (рисунок 1), либо регулируя интенсивность их нагрева можно проводить вентиляцию подогретым воздухом, либо сушку.
Процесс сушения необходимо проводить при максимально допустимой температуре нагрева кожуха шнека, так как в этом случае будут уменьшаться удельные затраты энергии на испарение влаги из материала.
Установку можно внедрить в существующие технологические схемы обработки и хранения зерна. На рисунке 2,а показана схема, при которой прошедшее предварительную очистку зерно погрузчиком направляется в установку, далее в зерносклад.
На рисунке 2, б показана схема активного вентилирования зерновой массы в типовом складе с горизонтальным полом. В таких складах применяется стационарная вентиляционная установка типа СВУ-1, которая имеет каналы – воздуховоды, устроенные в полу склада и накрытые сплошными деревянными щитами. Глубина каналов этой установки 500 мм, что достаточно для монтажа предлагаемой установки.
а)
30
Литература
- http://doska-zol.ru
- www. agroprom. kz
- Мельник Б.Е. Активное вентилирование зерна: Справочник. – М.: Агропромиздат, 1986. – 320 с.
- Дашевский В.И., Закладной Г.А./ Пер. с англ. Хранение зерна и зерновых продуктов.- М.: Колос, 1978. – 460 с.