Сушка и контроль влажности зерновых культур

Введение

 

На всех этапах развития общества на первом плане  стояла задача – всемирно развивать  зерновое хозяйство как основу сельскохозяйственного  производства. Увеличение производства и заготовок высококачественного  зерна сильной и твердой пшеницы  – одна из насущных задач колхозов и совхозов, элеваторов, сельскохозяйственных и заготовительных органов основных зерновых районов.

Стране  нужно зерно определенного ассортимента и высокого качества, способное удовлетворить  разнообразный спрос. Для правильного  формирования однородных по качеству партий зерна большое значение имеет  внедрение в практику работы элеваторов, колхозов, совхозов и хлебоприемных предприятий предварительной оценки качества зерна.

Диагностирование  качества зерна на более ранних стадиях  формирования хлебного потока от поля до элеватора позволяет на основе изучения данных о технологии возделывания, об условиях развития посевов и созревания урожая на соответствующем поле более  обосновано сформировать товарные партии высококачественного зерна для  сдачи государству и предупреждать  возможность обезличивания этих партий зерна. Рост производства и заготовок  зерна обусловил высокие темпы  развития материально-технической  базы элеваторной промышленности, основная задача которой – обеспечение  сохранности государственных зерновых ресурсов.

В настоящее  время широко применяют прогрессивную  организацию доставки зерна от колхозов и совхозов на хлебоприемные предприятия  по часовым графикам, партии зерна  на элеваторах и хлебоприемных предприятиях формируют по технологическим и  пищевым достоинствам, внедряют рецеркулирующие  методы сушки зерна и технологию очистки с использованием фракционного сепарирования, проводят мероприятия  по увеличению сроков безопасного хранения зерна, обеззараживанию зерна в потоке с применением новых, более эффективных пестицидов. Наряду с дальнейшим увеличением производства и заготовок зерна в целом большое внимание уделяют более полному удовлетворению потребностей народного хозяйства в зерне отдельных культур. Сельское хозяйство производит основные пищевые продукты, а также сырье для пищевой и многих отраслей легкой промышленности, выпускающей товары народного потребления. От количества и качества этих продуктов, разнообразия их ассортимента во многом зависят здоровье, работоспособность и настроение человека.

Сохранение  продуктов растениеводства до времени  их использования – важнейшее  общенародное дело. Можно повысить урожайность всех культур и резко  увеличить их валовые сборы, но не получить должного эффекта, если на различных  этапах продвижения продуктов к  потребителю произойдут большие  потери в массе и качестве. При  неумелом обращении с продуктами в послеуборочный период потери их могут быть очень велики. Более  того, возможна полная порча продукта или даже получение им токсических  свойств. Несмотря на развитие науки  и техники, в мировом хозяйстве  и в настоящее время отмечается потеря значительной части урожая. Так, по данным международной организации  по продовольствию и сельскому хозяйству, потери зерна при хранении ежегодно составляют 6-10% и более, потери овощей и плодов 20-30% и более.

Правительство постоянно обращает внимание на необходимость  сокращения потерь в массе и качестве полученного урожая в послеуборочный период при транспортировке, хранении и реализации. Потери продуктов при  хранении – следствие их физических и физиологических свойств. Только знание природы продукта, происходящих в нем процессов, разработанных  для него режимов хранения, позволят свести потери до минимума и тем  самым способствовать реальному  росту урожайности.

Перед всеми  работниками сельского производства и специалистами в различных  отраслях народного хозяйства нашей  страны

выдвигаются следующие задачи в области хранения продуктов:

1. Сохранить продукты и семенные фонды с минимальными потерями в массе и без понижения их качества;
2. Повышать качество продуктов и семенных фондов в период хранения, применяя соответствующие технологические приемы и режимы;
3. Организовывать хранение продуктов наиболее рентабельно, с наименьшими затратами туда и средств на единицу массы продукта, снижать издержки при хранении продуктов.

 

1. Характеристика зерновых культур

 

Зерно злаковых культур считается первым и самым  важным сырьевым ресурсом для приготовления  пищевых продуктов.

В зависимости  от целевого назначения принято деление  зерна на мукомольное, крупяное, фуражное, техническое и полевое. Первое место  среди зерновых хлебов занимает пшеница. Полезность ее определяется высокими качествами пшеничного хлеба. Значительная часть пшеницы, в основном из-за недостаточного количества и низкого качества клейковины используется на выработку комбикормов. Отходы от подработки пшеницы мукомольного и крупяного производства, фуражное, техническое и посевное. Первое место среди зерновых хлебов занимает пшеница.

Пшеница - основная хлебная культура большинства стран мира, широко возделывается от северных полярных районов до южных пределов Африки и Америки. В северном полушарии пшеница – главная зерновая культура, особенно в степных и лесостепных районах с умеренным климатом с годовым количеством осадков до 600мм. Бывшему Советскому союзу принадлежало первое место в мире по размерам посевных площадей и валовому производству зерна пшеницы (до 100 млн.т). В зарубежных странах наибольшие площади под пшеницей в 1973г были: в США-21,8 млн. га, Индии-19,5 млн. га, Аргентине - 4 млн. га, Франции-3,9 млн. га и Италии-3,6 млн.га. В отличие от ряда стран у нас в России благоприятных мест для производства зерна не так много; две трети зерновых высевались раньше и высеваются теперь в районах, которые специалисты - аграрии называют зонами рискованного земледелия, где хороший или удовлетворительный урожай зерна бывает раз в 4-6 лет.

Производство  зерна и его количества в Российской Федерации за последние 30лет характеризуется  неравномерными тенденциями. Так, в 1971-1975 гг. среднегодовое производство зерна составляло 13,7ц\га и уборочной площади 75,1 млн.га. В 1976-1980 гг. валовой сбор зерна увеличился в среднем до 113,9 млн.т за счет роста урожайности до 14,8 ц\га при уборочной площади 77 млн.га. В дальнейшем (1981-1985 гг.) производство зерна сократилось в среднем за год до 98,8 млн. т за счет снижения урожайности до 14ц\га. В1986-1990 гг. широко внедрились интенсивные технологии при производстве зерна пшеницы на площади 17 млн.га, при которых вносились повышенные дозы минеральных удобрений. Среднегодовое производство зерна в России возросло до 104,3 млн.т, при урожайности в среднем 15,9 ц\га и при уборочной площади 65,6 млн.га .

В 1991-1996 гг. за счет дальнейшего сокращения посевных площадей под зерновые до 59,2 млн. га валовой сбор зерна составил 88 млн. т, что на 16.3 млн. т меньше, чем в предыдущей пятилетке.

Систематическое снижение посевных площадей в нашей  стране сопровождается халатным отношением землепользователей, которые используют сельскохозяйственные угодья не по назначенью, или вообще забрасываю их. В настоящее время в России заброшен 30 млн. га земли, которые не участвуют в хозяйственном обороте. Сокращение посевных площадей и объемов производства зерна, отмена государственной монополии на централизованное накопление и использование зерна привели к тому, что теперь на зерновом рынке выступа тысячи зерноторговых фирм, посредников и других, каждый из которых увеличивают цену продаваемого зерна, что значительно удорожает стоимость конечного продукта. Из-за отсутствия денежных средств у сельских товаропроизводителей на приобретение минеральных удобрений, на выполнение мероприятий по защите зерновых от вредителей, качество и особенно основной продовольственной культуры- пшеницы систематике ухудшается.

 

1.2. Зерновые культуры как объект хранения

 

Несмотря  на большое по внешним признакам  разнообразие партий зерна их свойства как объектов хранения во многом сходны.

Под одной  партией зерна принято понимать однородную по внешним признакам  и показателям качества зерновую массу. В состав каждой зерновой массы  входят:

1-зерно  основной культуры, а так же  зерно других культурных растений, которые по характеру использования  и ценности сходны с зерном  основной культуры;

2-различные  фракции примесей минерального  и органического происхождения  (в том числе и семена дикорастущих  и культурных растений, не отнесенные  к основному зерну);

3-микроорганизмы;

4-воздух  менезерновых пространств.

Кроме этих постоянных компонентов в отдельных  партиях зерна, зараженных вредителями  появляется еще одно живое начало насекомые и клещи. Поскольку  зерновая масса для них является средой, в которой они существуют и влияют на ее состояние, их следует  рассматривать пятый, дополнительный и крайне нежелательный компонент  зерновой массы. Таким образом, необходимо помнить, что каждая зерновая масса- это комплекс живых организмов. Свойство зерновой массы с учетом сказанного могут быть разделены на две группы: физические и физиологические.

Уметь точно  определять качество каждой партии зерна, составить на основании документов, сопровождающих зерно, осмотра и  анализа правильное представление  о его особенностях, определить наиболее эффективные методы обработки и  своевременно их осуществить, установить рациональный режим хранения - в  этом заключается первоочередная задача работников ХПП и элеваторов.

Одним из параметров физических свойств является сыпучесть. Основной зерновой массы  является зерно. Кроме того, в зерновой массе находятся минеральные  и органические примеси. Все это  обеспечивает легкую подвижность зерновой массы, ее сыпучесть. Хорошая сыпучесть  зерновых масс позволяет довольно легко  перемещать их с помощью норий, транспортеров  и пневмо-транспортерных установок, загружать в различные по размерам и форме хранилища, перемещать их, используя принцип самотека. На сыпучесть  влияют такие факторы, как форма, размеры, характер и состояние поверхности  зерна; влажность, количество примесей и их видовой состав; материал, форма  и состояние поверхности, по которой  самотеком перемещают зерновую массу. Всякое перемещение зерновой массы  сопровождается ее самосортированием, т. е неравномерным расслоением  входящих в нее компонентов по отдельным участкам насыпи. Самосортирование происходит по удельной массе, а при  свободном падении самосортированию способствует парусность - сопротивление, оказываемое воздухом перемещению каждой отдельной частицы.

Скважистость - отношение объема, занятою промежутками между твердыми частицами зерновой массой. С увеличением влажности скважистость возрастает. Скважистость зависит также от формы и размера зернохранилища, высоты насыпи, продолжительности хранения. В связи с самосортированием скважистость в различных участках зерновой массы может быть неодинаковой.

Это приводит к неравномерной обеспеченности воздухом отдельных участков зерновой массы.

К теплофизическим  свойствам относятся теплоустойчивость - способность зерна к сохранению в процессе сушки семенного зерна, продовольственных и других качеств. Например, при определенных тепловых режимах белки свертываются, что приводит к потере их способности и набуханию. При температуре выше 60 градусов заметно ухудшается качество крахмала. Теплопроводность - это способность проводить тепло.

Температуропроводность  связана со скоростью уменьшения температуры в зерновой массе  и характеризуется коэффициентом  температуропроводности.

Теплоемкость  определяется количеством тепла, необходимого для повышения температуры 1 кг зерна на 1градус.

К параметрам гигроскопических свойств относятся  гигроскопичность – способность  зерновой массы поглощать и отдавать пары воды. Поглощение водяных паров  происходит до тех пор, пока не наступит так называемое гигроскопическое равновесие, когда давление водяного пара в зерне  и воздухе уравняться, обмен между  зерном и воздухом прекратится, влажность  зерна стабилизируется.

Каждый  организм для поддержания жизни  нуждается в систематическом  притоке энергии. При хранении зерна  в них наблюдается два вида диссимиляции, конечный результат  который может быть выражен уравнением дыхания:

1-анаэробный (спиртовое брожение)

2-аэробный (окисление сахароз)

При достаточном  доступе воздуха в зерне преобладает  процесс аэробного дыхания. Анаэробное дыхание в свою очередь приводит к образованию этилового спирта, угнетающе действующего не жизненные  функции клеток зерна и приводящего  к потери его жизнеспособности. В  результате дыхание зерна в отдельных  зернах и в целом в зерновой массе происходят существенные изменения:

- потеря  в массе сухих веществ зерна;

- увеличение  гигроскопической влаги в зерне  и повышение относительной влажности  воздуха межзерновых пространств;

- изменение  состава воздуха межзерновых   пространств;

- образование  тепла в зерновой массе. 

При хранении зерна, большое значение имеет не вид или характер дыхания, а интенсивность  его. Чем выше интенсивность дыхания, тем ощутимее потери в массе сухого вещества и тем труднее уберечь  зерновую массу от порчи. Резкое увеличение интенсивности дыхания во влажном  и сыром зерне объясняется  не только усилением её жизнедеятельности, но и активизацией микробиологических процессов.

В процессе хранения при определённых условиях может возникнуть процесс самосохранения зерна, - повышение температуры зерновых массы вследствие протекающих в  ней физиологических процессов  и плохой теплопроводности. В процессе самосохранения изменяются следующие  показатели качества зерна:

- органолептические  показатели свежести (блеск, цвет, запах и вкус);

- технологические,  пищевые и фуражные достоинства  в связи с происходящими изменениями  в его химическом составе;