Комплекс для сохранения зерна в металлических силосах

Зернопроизводителю не всегда удаётся быстро и выгодно реализовать свой товар, и зерно приходится хранить длительное время либо в собственном хозяйстве, либо на элеваторе.
На элеваторах, конечно, есть все условия, чтобы повысить стойкость зерна для хранения, предотвратить потери, подработать его, улучшив качество, сохранить и отгрузить по назначению. За счёт исключения потерь зерна хранение в элеваторах экономически себя оправдывает.

И всё же во многих случаях зерно-производитель выбирает альтернативу – оставляет зерно на хранение в своём хозяйстве. Но производство и хранение зерна – это два разных направления в отрасли. Неразумно, когда хозяин, вырастив зерно, гноит его в хранилище.

Как правило, зернопроизводители увеличивают ёмкости для хранения за счёт строительства зерновых металлических силосных корпусов (ЗМСК). Видимо, потому что капитальные вложения и трудозатраты на их возведение на 10-15% ниже, чем на строительство железобетонных элеваторов.

Но ЗМСК в том виде, в котором их возводят в России в массовом количестве, почти совсем непригодны для хранения зерна. Это обусловлено объективными причинами. С одной стороны, нашими природными условиями вкупе с процессом тепловлагопереноса в зерновой массе, с другой – отсутствием адаптированных для ЗМСК технологий дезинсекции зерна в случае заражения вредителями.

Как правило, в основных зерносеющих районах температура воздуха, а значит, и зерна во время уборки урожая держится на уровне 25-35°С. Если зерно имеет повышенную влажность, то его высушивают до влажности 14-15% и тёплым засыпают в металлический силос. Из-за большой теплоёмкости, малой теплопроводности и низкой теплоотдачи зерно длительное время сохраняет высокую температуру. Спустя 2 мес, обычно в ночные часы, температура наружного воздуха нередко опускается до нулевой отметки, вследствие чего быстро охлаждаются металлическая стенка и крыша силоса.

В результате из поднимающегося тёплого межзернового воздуха влага конденсируется в прохладном надзерновом пространстве под ледяной крышей металлического силоса, и над зерном образуется «парилка». В верхнем слое насыпи зерно увлажняется, плесневеет, греется, прорастает, портится. Сохраняющаяся высокая температура зерна способствует активному развитию вредных насекомых.

На стене внутри силоса образуется конденсат. Пристенный слой зерна намокает. Мокрое зерно по периметру силоса плесневеет, налипает на стены. Также возникают лужи конденсационной воды, стекающей с крыши силоса (рис. 1).


Из-за низкого содержания кислорода в глубине зерновой массы насекомые постоянно мигрируют в её верхние слои [2]. Как правило, более 70% насекомых концентрируются в верхнем слое зерновой насыпи на глубине до 1 м. Поэтому, согласно требованиям ГОСТ 13586.6-93 «Зерно. Методы определения заражённости вредителями», пробы зерна необходимо брать из верхнего слоя.

В намокших участках зерновой массы усиливается дыхание живых компонентов (зерна, микрофлоры, насекомых). При дыхании происходит трансформация Сахаров в диоксид углерода и воду с выделением большого количества теплоты: С6Н1206 + 602 ? 6С02 + 6Н20 + 2870 кДж.

Результатом усиленного дыхания являются: потеря массы сухих веществ зерна; увеличение влажности зерна; изменение состава, повышение температуры и относительной влажности межзернового воздуха. Тёплый влажный воздух поднимается в верхний более холодный слой, где происходит конденсация влаги.

Поэтому первостепенная задача при хранении зерна в металлическом силосе - постоянно контролировать состояние верхнего слоя сырья по трём параметрам: заражённости насекомыми; температуре; относительной влажности межзернового воздуха.
Чтобы отобрать пробу из верхнего слоя зерна в металлическом силосе, лаборанту надо по крутой крыше спуститься к лазовому люку на её кромке, через люк проникнуть внутрь силоса на зерновую насыпь, где по ГОСТ 13586.6-93 взять выемки зерна, сформировать среднюю пробу, проделать обратный путь с ней по крыше, вернуться в лабораторию и провести анализ на заражённость вредителями. Согласно Инструкции по борьбе с вредителями хлебных запасов, периодичность анализов должна составлять не реже 1 раза в 5-15 сут. Эта процедура трудозатратна, смертельно опасна и на практике невозможна (рис. 2).


Таким образом, в отечественных металлических силосах нет возможности контролировать состояние наиболее критичного верхнего слоя зерна и выявлять начальные признаки поражения зерна. Фактически зерно хранится «вслепую», нет механизма защиты его от насекомых и плесеней, а также невозможно провести дезинсекцию зерна, в результате чего происходит массовое его заражение насекомыми.

Поэтому в металлических силосах зерно нередко прорастает, поражается насекомыми, плесневеет, самосогревается, самовозгорается, портится и становится ядовитым. Лучшее место такому зерну – свалки России, куда, нет-нет, да и отправляют его «хозяева».
По поручению Департамента автомобильной промышленности и сельскохозяйственного машиностроения Министерства промышленности и торговли Российское Федерации в соответствии с Государственным контрактом от 24.06.2012 г № 12411.0816900.20.124 «Разработке и освоение производства комплексной системы дистанционного МОНИТОРИНГЕ и диагностики состояния зерна, технологических средств и устройств проведения консервации зерна при егс длительном хранении на предприятия) зерноперерабатывающей промышленности» был создан комплекс для сохранения зерна в металлических силосах.

В создании комплекса под научным руководством автора статьи участвовали специалисты ОАО Консорциум «Элеваторпродмашстрой», ЗАО «Корпорация «Российское Продовольственное машиностроение», ОАО «МЕЛЬИНВЕСТ», ООО «ВЛАЗА», ООО «НТЦ КОМПИУС», ГНУ ВНИИЗ Россельхозакадемии.

Комплекс сохранения зерна (рис. 3) включает 3 автономные системы:
* дистанционного контроля состояния зерна при хранении (СДКЗ);
* рециркуляционной фумигации фосфином зерна в неподвижном слое (СРФЗ);
* консервирования зерна от поражения вредителями (СКЗ).


СДКЗ снабжена датчиками совмещённого контроля температуры, относительной влажности воздуха и заражённости насекомыми. Специальные механизмы обеспечивают следование датчиков по поверхности зерновой насыпи (рис. 4). Данные трёх измеренных параметров в режиме on-line отображаются на дисплее ПК. При этом высвечиваются цветовые сигналы: «нормально» «тревожно» «опасно». Данные сохраняются в памяти компьютера, их можно распечатать и проанализировать.

СРФЗ представляет собой модернизированный силос, оборудованный герметизирующими устройствами с возможностью замены процессов фумигации и вентилирования зерна, генератором фосфина, вентилятором, комплектом всасывающих и нагнетательных воздуховодов, осушителем и обеспыливателем рециркулируемой газовоздушной смеси. СРФЗ позволяет контролировать и регулировать процесс фумигации, благодаря чему гарантируется повышенный эффект обеззараживания зерна, о чём свидетельствуют результаты испытаний, представленные в таблице.

Биологическая эффективность рециркуляционной фумигации зерна фосфином
 

Место отбора биопробы при фумигации	Смертность амбарного долгоносика Sitophilus granarius, %
	явная формазаражённости зерна (жуки)	скрытая форма заражённостизерна (яйца, личинки, куколки)
Зерновая насыпь на глубине 0,1 м на расстоянии от стенки силоса, м: 0,1 1,6	100 100	100 100
Зерновая насыпь на глубине 2 м на расстоянии от стенки силоса, м: 0,1 1,6	100 100	100 100
Непосредственно под крышей	100	100

СКЗ – это пневматический распылитель инсектицидов, встроенный в оборудование перемещения зерна.
Комплекс сохранения зерна позволяет предотвратить потери зерна от поражения насекомыми и плесенями за счёт постоянной информации о состоянии зерна и принять своевременные меры на ранних стадиях отрицательных процессов. Это обеспечит дополнительную прибыль предприятию.
 

---