Режимы хранения и вентилирования зерна пшеницы в металлических силосах большой вместимости

По инструкциям [2, 3], при хра­нении в металлических ёмкостях зерно должно находится в сухом и очищенном состоянии. Разрешено хранить зерно влажностью не более 14%. В инструкции [3] предельно допустимые сроки хранения даны дифференцированно по влажности для двух климатических зон: южной и остальных районов производства и заготовок зерна, кроме южной.

К южной зоне отнесены Краснодар­ский и Ставропольский края, Ниж­нее Поволжье. Из такого деления следует, что сроки хранения зерно­вых масс, закладываемых на хране­ние в разных климатических зонах, но с одинаковыми температурой и влажностью, различаются почти в 2 раза. По инструкциям, срок хранения зависит от места распо­ложения зернохранилища. Деле­ние страны по зонам сделано из предположения о том, что высокая теплопроводность ограждающих стен обуславливает влияние наруж­ного воздуха на температуру зерна. Однако исследованиями учёных ВНИИЗ [9, 10] установлено, что на изменение температуры окружа­ющей среды реагирует не более 2% массы зерна в хранилище. Это - периферийные слои около стен и поверхностный слой, толщина которых составляет 50-150 мм. Вследствие низких коэффициен­тов температуро- и теплопрово­дности, зерновая масса сохраняет температуру в силосе, независимо от изменений снаружи.

Сохранность зерна более суще­ственно зависит от его темпера­туры при закладке на хранение, чем от местоположения силоса. Поэтому предельно допустимые сроки целесообразно уточнять относительно температуры и влаж­ности зерна, закладываемого на хранение.

Лабораторными исследова­ниями ВНИИЗ [1, 4, 5] установ­лено, что зерно пшеницы влаж­ностью 11-15% при температуре 10°С может храниться до 12 мес без изменения показателей каче­ства, а при температуре 20°С -12 мес, но только с влажностью не более 12%. В зерне влажностью 13-14% после трёх месяцев хра­нения наблюдается ухудшение посевных свойств, уменьшение активности дегидрогеназ, увели­чение кислотного числа жира, а к 9 мес приблизительно в 2 раза уве­личивается интенсивность дыха­ния. При температуре 30°С хране­ние зерна без ухудшения качества наблюдалось в течение двух меся­цев при его влажности не более 13%. При влажности 13-14% ухуд­шение качества зерна происходило уже в первый месяц хранения. По истечении трёх месяцев показа­тели качества значительно ухуд­шились: снизились натура, энергия прорастания и всхожесть зерна, а также качество клейковины, уве­личились кислотное число жира и интенсивность дыхания.

На основе изложенного предла­гаются следующие ориентировоч­ные предельно допустимые сроки хранения зерна пшеницы и ячменя в металлических силосах. Для ячменя, менее стойкого к хране­нию, приняты меньшие сроки хра­нения, по сравнению с пшеницей, согласно действующим инструк­циям [2, 3].

В металлическом силосе наи­более неблагоприятные условия хранения создаются в верхней части зерновой насыпи. Инструк­ция [3] рекомендует контролиро­вать относительную влажность воздуха в пространстве над зер­ном силоса с помощью психроме­тра Ассмана. В случае превышения относительной влажности воздуха в силосе, по сравнению с относи­тельной влажностью наружного воздуха, рекомендуется обеспечить вентилирование пространства над зерном. Это требование инструк­ции [3] невозможно выполнить, так как не указана периодичность кон­троля, а люки для обслуживания в крышах силосов для длительного хранения зерна расположены, как правило, на высоте около 20 м.

Чтобы определить условия, при которых необходимо вентилиро­вание верхней части силоса, были измерены температура и относи­тельная влажность воздуха в верх­нем слое зерна и в простран­стве над зерном в промышленном металлическом силосе. Измере­ния в верхнем слое проводили на глубине около 0,07 м, а над зер­ном - на расстоянии около 0,6 м от поверхности зерновой массы. Одновременно с параметрами воз­духа внутри силоса измеряли тем­пературу наружного воздуха.

Исследования проводили в силосе диаметром 12,5 м, высо­той вертикальной стенки 20 м при общей высоте 26 м, вместимостью 2000 т, заполненного зерном пше­ницы влажностью 12,5%, массой 1800 т.

Для измерения параметров воз­духа использовали сертифициро­ванные, серийно выпускаемые автономные регистраторы дан­ных с габаритными размерами: 100x25x23 мм. Эти регистраторы одновременно измеряют и запи­сывают температуру и относитель­ную влажность воздуха в месте сво­его расположения. Периодичность записи регулируется от 2 с до 24 ч. В наших исследованиях параметры воздуха фиксировались каждые 30 мин, т.е. 48 измерений в тече­ние суток. Погрешность измере­ния температуры в пределах от -40 до +70°С составляла 2°С, погреш­ность измерения относительной влажности воздуха в пределах от 10 до 95% - 5%. Периоды, в кото­рых измеренное значение отно­сительной влажности составляло 95% (и более), относили к неже­лательным для хранения, учиты­вая возможность образования кон­денсата.

 
Из представленных на рис. 1 данных следует, что в первые 9 сут хранения температура воз­духа в пространстве над зерном (под крышей силоса) соответство­вала температуре наружного воз­духа и находилась в диапазоне 6-13°С. Влагосодержание прак­тически не изменялось и состав­ляло около 7 г/м³. В последующие сутки температура наружного воз­духа резко снизилась до -2°С, но температура в пространстве над зерном повысилась, в отдельные сутки свыше 18°С. Также повы­силось и влагосодержание до 12 г/м³. Это свидетельствует о перемещении воздуха внутри силоса, что косвенно подтверж­дают данные об уменьшении тем­пов охлаждения и сорбции влаги в верхнем слое за счёт подо­грева из глубинных слоев зерна и выброса влаги в пространство над зерном. При повышении тем­пературы в верхней части силоса наблюдались периоды повышения относительной влажности до 95% (и более), при которых возможно образование конденсата (см. ниж­нюю часть рис. 1).

 
При хранении зерна в металли­ческом силосе требуется принуди­тельное вентилирование простран­ства над зерном, которое необхо­димо проводить в случаях, когда температура над зерном выше тем­пературы наружного воздуха более чем на 10°С. Прекращать вентили­рование следует при достижении равенства температур внутри и сна­ружи силоса.

Металлические силосы, предна­значенные для длительного хране­ния зерна, оснащены установками для вентилирования, с помощью которых зерно охлаждают наруж­ным воздухом с более низкой тем­пературой, по сравнению с зерно­вой массой. Как показывают иссле­дования [4], поток воздуха, пода­ваемый вентилятором в зерновую массу, равномерно распределяется по площади сечения силоса прак­тически сразу. Статическое давле­ние воздуха по поперечному сече­нию силоса одинаковое. Исходя из кинетики охлаждения [4, 6], в целях сокращения затрат почти в 2 раза, зерно целесообразно охлаждать до температуры, вычисляемой по фор­муле:

Т_к=0,3Т_н + 0,7Т_н.в,

где Т_к - конечное значение температуры зерна после охлаждения; Т_н - началь­ное значение температуры зерна; Т_н.в - температура наружного воздуха.
На рис. 2 приведены измене­ния параметров воздуха внутри силоса при вентилировании зерна, выполненном 28.10.2016 г. с 10 до 13 ч. На протяжении периода вен­тилирования повысились значе­ния параметров воздуха в меж­зерновом пространстве верхнего слоя и в пространстве над зер­ном. Увеличение относительной влажности воздуха в пространстве над зерном достигло критического уровня 95%. Дальнейшее венти­лирование привело бы к увлажне­нию поверхностного слоя зерна и к ухудшению его показателей качества.

Экспериментально уста­новлено, что при вентилировании могут создаться условия, ухудша­ющие сохранность качества зерна. Поэтому перед выполнением этой технологической операции необ­ходимо оценить степень её риска. Чтобы предотвратить образова­ние конденсата, зерно следует вентилировать воздухом, имею­щим параметры, при которых рав­новесная влажность меньше фак­тической влажности хранящегося зерна.

Литература

1. Закладной, Г. А. Комплекс для сохранения зерна в металлических силосах / Г.А. Закладной // Хлебо­продукты. - 2014. - №8. - С. 68.
2. Инструкция № 9-7-88 «По хранению зерна, маслосемян, муки и крупы». - М.: Минхлебпродукты, 1988.-33 с.
3. Общий технологический регламент для элеваторов и хлебо­приёмных предприятий. - М.: Россельхозакадемия, 2006. - 77 с.
4. Разворотнев, А. С. Измене­ние параметров воздуха внутри металлического силоса при хране­нии пшеницы / А.С. Разворотнев, Ю.Д. Гавриченков, И.А. Кечкин // Сб. ст. II науч.-практ. конф. - Краснодар, 2017.- С. 34.
5. Разработка рекомендации по хранению, вентилированию и обезза­раживанию зерна в силосах новых кон­струкций из сборного железобетона с конструктивной защитой диаметром 6 м и в металлическом исполнении диаметром 15,2; 18 и 22,8 м: Отчёт о НИР - М.: ВНИИЗ, 1983. - 62 с.
6. Сорочинский, В.Ф. Кинетика охлаждения зерна после сушки на установках активного венти­лирования / В.Ф. Сорочинский // Актуальные проблемы сушки и термовлажностной обработки материалов в различных отраслях промышленности и агропромыш­ленном комплексе. - Курск: Универ­ситетская книга, 2015. - 485 с.

   

---