Скачиваний:   1
Пользователь:   Antoshka
Добавлен:   28.10.2014
Размер:   150.5 КБ
СКАЧАТЬ

Влияние микроорганизмов на процессы хранения зерна

 

Потери в массе (до 2%) в результате активной деятельности микроорганизмов сопровождаются потерями в качестве.

Микроорганизмы подразделяются на 3 группы:

1.сапрофиты – питаются органическими веществами. В зерновой массе присутствуют полупаразитирующие разрушающие зерно плесени и бактерии (сенная, картофельная, гнилостная палочка). Из плесеней – альтернарии.

2.фитопатогенные –микроорганизмы – повреждают сами растения. К этой группе относятся, например, головня и спорынья.

3.микроорганизмы патогенные для животных и человека – зерновая масса может служить переносчиком возбудителей сибирской язвы, ящура и др.

Микроорганизмы, находящиеся в зерновой массе приводят при благоприятных условиях к накоплению в зерне и продуктах его переработки микотоксинов. Особо опасными из них являются:

1.афротоксины (источник –плесень Aspergillus flavis) – являются концерогенными, накапливаются в почках, печени, приводят к нарушению иммунитета, злокачественным образованиям в организме, аллергическим реакциям.

2.охротоксины.

3.зоотоксины: фузариоз зерна – проявляется в розоватом окрашивании влажного зерна, полном обесцвечивании высушенного зерна и накоплении в зерне зоотоксина.

Зерно также может поражаться сенной и картфельной палочкой. Данные бактерии относятся к спорообразующим. Споры очень устойчивы и выдерживают нагревание до 110ºС в течении 45 минут, а кипячение – в течение нескольких часов.

К плесеням хранения относят аспергиловые и пеницилловые плесени. В отличие от полевых плесеней, плесени хранения более приспособлены к условиям нормального хранения зерна, т. е. к пониженной влажности и положительной температуре в пределах 20-25ºС. Большинство плесеней хранения начинают развиваться при влажности зерновой массы 16-17%. Критическая влажность 14,5-15% - это нижний порог влажности, при которой плесени хранения сохраняют свою жизнеспособность, но активно не размножаются.

Микрофлора зерновой массы полностью состоит из аэробных микроорганизмов.

Для развития плесневых грибов и других микроорганизмов очень большое значение имеет содержание в зерновой массе механически поврежденных зерен.  В первую очередь повреждается травмированное зерно, части зерен, затем выедается зародыш и затем источником пищи служит эндосперм.

 

Вредители хлебных запасов

 

Видовой состав вредителей

1. Клещи, класс членистоногие: мучной клещ, обыкновенный волосатый клещ, удлиненный и др.

2. Насекомые: кожееды, капровый жук, мавританская козявка, претворяшка –грабитель, претворяшка – вор точильщик хлебный и зерновой точильщик, мукоеды(суринамский, малый и некоторые другие), хрущаки(большой и малый мучные хрущаки, черный), зерновки фасолевая и гороховая, долгоносики(амбарный, рисовый, кукурузный).

3. Бабочки: моли(зерновая, амбарная), огневки(южная, мельничная, мучная, зерновая).

4. Мышевидные грызуны: серая крыса пасюк, черная крыса, мыши(домовая, полевая, полевка обыкновенная и полевка общественная)

5. Птицы: домашний голубь, домовой воробей, полевой красноголовый воробей.

 

Насекомые и клещи

 

Размножение при благоприятных условиях среды происходит круглогодично. Новое поколение у насекомых появляется через 1-3 месяца, у клещей – через 14 дней.

К основный факторам, влияющих на развитие насекомых, относят температуру зерновой массы, относительную влажность воздуха, освещенность, доступ кислорода, наличие подходящей пищи.

Температура.  Для большинства насекомых оптимальная температура от 20-25 до 30ºС Клещи имеют приспособленность к положительным температурам в тех же пределах. Насекомые при температуре ниже 10ºС перестают размножаться, а при отрицательных температурах погибают.. Устойчивость к низким температурам зависит от вида и стадии развития.

Клещи при температуре ниже 10ºС  и ниже не погибают, а переходят в неактивную форму. Большинство клещей и насекомых погибают при температуре 45-50ºС.

Влажность. Для жуков оптимальной  является влажность, соответствующая сухому состоянию зерна (благоприятная 13-17%, минимальная 10-12%).

Для клещей оптимальная влажность 17-25%, минимальная 13-20%. При влажности 10-12% клещи погибают.

Освещенность. Большинство насекомых не любят яркого света, поэтому они находятся в массе зерна, в щелях, трещинах.

Без пищи насекомые могут жить 16-68 суток. При изменении факторов внешней среды насекомые могут перемещаться в более благоприятные зоны.

 

Лекции 2003 г. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Явление самосогревания зерновых масс. Сущность, виды и фазы.

Самосогреванием называют явление повышения температуры зерновой массы вследствие протекающих в ней физиологических процессов и низкой теплопроводности.

Оно может возникнуть в зерне при хранении на токах, зернохранилищах, при перевозке в вагонах и судах. Самосогреванию могут быть подвержены и многие другие продукты растительного и животного происхождения. Температура при этом процессе достигает 55-60, а иногда и 70 °С, и происходит резкое ухудшение качества зерна. Зерна и семена темнеют («обугливаются»), зерновая масса теряет сыпучесть и превращается в монолит. Полностью утрачиваются посевные, хлебопекарные и другие технологические качества. В некоторых случаях зерно приобретает токсические свойства.

Самосогревание возникает в результате активной жизнедеятельности зерна основной культуры, семян сорных растений, микроорганизмов, насекомых и клещей. Семена сорняков и вредители принимают косвенное участие в самосогревании, так как это явление может развиваться и при их отсутствии в зерне.

Условия, способствующие развитию самосогревания. Интенсивность, с которой возникает и развивается процесс самосогревания, зависят от следующих причин: состояния зерновой массы; состояния зернохранилищ и их конструкции; условий содержания зерна в хранилищах и методов ухода за ним.

Состояние зерновой массы. Ее исходная влажность и температура, физиологическая активность и состав микрофлоры наиболее существенно влияют на развитие процесса самосогревания, т.е. на динамику увеличения ее температуры. Активно этот процесс развивается при влажности выше критической, а также при наличии капельно-жидкой влаги.

Температура. При температуре 10-15 °С процесс начинает медленно развиваться. При температуре ниже 8-10 °С оно не возникает.

Состояние зернохранилищ и их конструкция. Чем лучше гидроизолировано зернохранилище и менее теплопроводны его стены, пол, крыша, чем лучше можно регулировать доступ воздуха к зерновой массе, тем меньше опасности возникновения самосогревания.

Условия хранения и методы ухода за ним. Высота насыпи зависит от физиологической активности зерна. Партии зерна с повышенной активностью следует размещать меньшим слоем, чем партии в состоянии анабиоза. За ними должен быть организован систематический контроль и уход, чтобы не допустить самосогревания.

Виды самосогревания. В зависимости от состояния зерновой массы и условий хранения самосогревание может возникнуть в различных ее частях.

Гнездовое самосогревание – может возникнуть в любом участке. Причинами могут быть: увлажнение какого-то участка насыпи в результате неисправности крыши или недостаточной гидроизоляции стен хранилища; засыпка в одно хранилище зерна с различной влажностью и образование очага с повышенной влажностью; образование участка с повышенным содержанием примесей и пыли, скопление насекомых и клещей в одном участке и др. Таким образом, оно возникает только при нарушении правил размещения и ухода за зерном.

Пластовое самосогревание. Может возникнуть в зерновой массе при хранении ее в складах, элеваторах, бунтах. Природа любого пластового самосогревания одна и та же. Оно происходит вследствие термовлагопроводности, свойственной зерновой массе. Перепады температур, испытываемые периферийными частями насыпи, создают условия для перемещения влаги и ее конденсации. Поэтому пластовое самосогревание возникает недалеко от поверхности насыпи или в слоях, близко находящихся от пола и стен хранилища.

В зависимости от расположения греющегося пласта различают самосогревание верховое, низовое, вертикально-пластовое. Эти слои подвержены перепаду температур под действием наружного воздуха, стен, полов хранилища.

Верховое самосогревание – встречается в периоды наибольшего перепада температур зерна и атмосферного воздуха, т.е. поздней осенью и весной. Горизонтальный пласт размещается на глубине 0,7-1,5 м от поверхности зерновой массы. Осенью в склад закладывают недостаточно охлажденное свежеубранное зерно с повышенной физиологической активностью. В результате дыхания воздух межзерновых пространств увлажняется. Потоки теплого и влажного воздуха поднимаются вверх в встречают на своем пути верхние участки насыпи, несколько охлажденные атмосферным воздухом. В результате их взаимодействия верхний слой насыпи увлажняется.

Верховое самосогревание особенно характерно для теплой ранней весны после зимы с большими морозами. При резком перепаде температур верховое самосогревание в этот период наблюдается в сухих и даже длительно хранившихся зерновых массах.

При верховом самосогревании в связи с тепломассообменными свойствами зерновой массы температура ее внутренних участков, находившихся ниже греющего слоя, повышается обычно медленно.

Низовое самосогревание развивается в нижней слое насыпи на расстоянии 0,2-0,5 м от пола. Оно возникает в складах ранней осенью при засыпке теплого зерна с повышенной влажностью на холодный пол. Случаи низового самосогревания могут быть и при размещении зерновой массы на сырой грунт или площадку без должной гидроизоляции. Такое самосогревание часто сопровождается прорастанием и слеживанием зерна в нижнем слое насыпи. Самосогревание может быстро захватить и верхние слои насыпи. Это наиболее опасный вид пластового самосогревания, так как тепло, образующееся в нижних участках насыпи, легко перемещается в лежащие выше слои и вся зерновая масса за короткий период подвергается самосогреванию.

Вертикальное самосогревание характеризуется образованием вертикального греющегося пласта в зерновой массе, хранящейся в складах, силосах, бункерах. Причиной может быть неравномерный обогрев стен или их  увлажнение. Возникновению вертикального самосогревания способствует самосортирование зерновой массы, в результате чего около стен силоса сосредотачиваются легкий сор, пыль, семена сорных растений и другие компоненты с повышенной физиологической активностью. Вертикально-пластовое самосогревание исключается, когда стенки закрома на 50-60 см удалены от наружной стены склада.

Сплошное самосогревание – это повышение температуры во всей зерновой массе, за исключением строго ограниченных периферийных участков. Оно обычно бывает следствием других видов самосогревания и появляется при хранении зерна с высокой влажностью и содержанием большого количества примесей, в том числе растений и недозрелых зерен. Даже кратковременное хранение осенью такого зерна насыпью небольшим слоем (1 м) без немедленного охлаждения приводит к бурному развитию процесса. Такие партии зерна нестойки при хранении, т.к. интенсивные физиологические процессы протекают во всей зерновой массе, вследствие чего она даже за короткий промежуток времени может быть охвачена самосогреванием. Для  спасения зерна в этом случае необходимы срочные меры.

В связи с возможностью возникновения самосогревания в любой зерновой массе и в различных ее участках, а также вследствие резко отрицательного влияния этого процесса на качество зерна и семян необходимо систематическое наблюдение за состоянием хранимых партий зерна.

Низкая температура в насыпях свидетельствует о благополучном хранении. Поэтому наблюдение за температурой зерновых масс должно проводиться правильно и в соответствии с рекомендациями.

Нужно помнить, что начавшийся в зерновой массе процесс самосогревания сам по себе не прекратится  и пройдет все стадии повышения температуры. Только активное вмешательство, с применением тех или иных технических средств обеспечивает его ликвидацию. Самосогревание должно быть выявлено  своевременно и прекращено в самом его начале.

Следует иметь в виду, что не всякое повышение температуры в зерновой массе свидетельствует о начале ее самосогревания. Зерновые массы обладают большой тепловой инерцией. Поэтому установленная в какой-то момент температура в насыпи, заметно отличающаяся от температуры воздуха в складе, может быть следствием тепловой инерции зерновой массы.

Изменение качества и потери массы зерна при самосогревании. Процесс самосогревания, даже начальный, приводит к потерям в массе сухих веществ и снижению его качества. Размеры потерь находятся в прямой зависимости от температуры нагрева и продолжительности пребывания зерновой массы в греющемся состоянии.

В процессе самосогревания изменяются следующие показатели качества зерна:

– признаки свежести;

– технологические, пищевые и кормовые достоинства в связи с происходящими изменениями в химическом составе;

– посевные качества (всхожесть, энергия прорастания).

При самосогревании появляется новый вид порчи – потемнение (зерна темно-коричневые) или почернение (обугливание зерна).

Случаи обугливания и полная потеря сыпучести зерновой массы наблюдаются при запущенных формах самосогревания, когда температура достигает максимума.

Одной из причин почернения, обугливания зерна являются микроорганизмы. Бактерии выделяют темноокрашенные гумусообразные соединения, в т.ч. гуминовую кислоту. Одной из причин может быть бурное развитие термофильных грибов из семейства мукоровых.

В процессе самосогревания численный и видовой состав микроорганизмов претерпевает следующие изменения:

– начало процесса – увеличение количества микроорганизмов, в том числе эпифитных бактерий и плесневых грибов;

– развитие процесса (повышение температуры до 25-40 °С) – дальнейшее увеличение количества микроорганизмов, усиленное развитие плесневых грибов и актиномицетов, значительное сокращение эпифитной микрофлоры;

– далеко зашедший процесс (повышение температуры выше 40-50 °С);

– полное исчезновение эпифитных бактерий (Е. herbicola), уменьшение численности плесневых грибов, накопление кокков и спорообразующих термофильных бактерий, снижение общего количества микроорганизмов в зерновой массе;

– конечный этап самосогревания – дальнейшее снижение численности микроорганизмов.

В начальные периоды самосогревания наблюдается не только накопление грибов, но и изменение их видового состава. Характер этих изменений будет зависеть не только от температуры зерновой массы, но и от ее влажности. По мере развития процесса самосогревания первоначальные виды грибной флоры Alternaria, cladosporium и др. сменяются видами Aspergillus, в огромных количествах Aspergillus flavus – возможного продуцента токсических веществ – афлотоксинов.

Известно также, что партии зерна, хотя бы однажды подвергшиеся частичному самосогреванию, становятся неустойчивыми при хранении даже после ликвидации этого процесса. Объясняется это тем, что активное развитие плесеней и других микроорганизмов приводит к разрушению покровных тканей зерна, а численно возросшая микрофлора при малейших благоприятных условиях снова активизируется и быстро приводит к повышению температуры зерновой массы.

Второй причиной потемнения зерна может быть образование меланоидинов – веществ, образующихся в результате взаимодействия сахаров с аминокислотами при повышенных температурах.

Обуглившееся зерно – редкое явление, т.к. в результате систематического наблюдения самосогревание ликвидируется в ранних фазах.

Чаще всего в партиях зерна можно встретить отдельные пораженные микроорганизмами зерна. При оценке качества партий согласно ГОСТа их относят к сорной примеси.

Если указанные изменения внешних признаков связать с повышением температуры в партиях зерна в процессе самосогревания, то можно установить следующие зависимости:

Начальный период самосогревания. Температура повышается до 24-30 °С. В партиях влажного зерна появляется амбарный запах. Сырое зерно имеет запах плесени. Цвет еще сохраняется, но появляются отдельные потемневшие зерна, на зародышах появляется плесень. На зернах образуется конденсационная влага.

Развитие   процесса   самосогревания.   Повышение   температуры   до   34-38 °С  за 3-7  дней.  Заметно снижается сыпучесть, появляется отпотевание, запахи – солодовый и похожий на выделяющийся в процессе выпечки хлеба. Наиболее влажные зерна темнеют, недозрелые зерна становятся мягкими, появляются колонии плесеней, резко снижается всхожесть семян. Потери в массе и качестве значительны.

Запущенные формы самосогревания. Повышение температуры до 50 °С и более, резко снижается сыпучесть, интенсивное потемнение зерновой массы, запах разложения. Завершается процесс обугливанием зерна и полной потерей сыпучести, превращается в монолит.

В процессе самосогревания изменяется белковый, углеводный и липидный комплексы зерна. Накапливается много аминного и аммиачного азота под действием ферментов зерна и микроорганизмов, наблюдается тепловая денатурация белков.

Значительная часть крахмала гидролизуется до сахаров и используется в качестве энергетического материала при дыхании клетками зерна и микроорганизмами.

Липиды также подвергаются гидролизу. Распад жира характеризуется ростом кислотного числа под действием липаз плесневых грибов.

Таким образом, в результате комплексного воздействия тепла, микроорганизмов и ферментативных процессов в зернах резко ухудшаются все показатели качества партий семенного, продовольственного и кормового назначения.

 

 

Режимы и способы хранения зерновых масс.

 

1.Основные факторы, влияющие на состояние и сохранность зерна.

К этим факторам относят: влажность, температуру и состав атмосферы.

На основании указанных факторов разработаны и используются основные режимы хранения.

 

1) влажность зерновой массы и окружающей ее среды;

2) температура зерновой массы и окружающей ее среды;

3) доступ воздуха к зерновой массе (степень ее аэрации).

Эти факторы положены в основу режимов хранения зерновых масс. В мировом хозяйстве и у нас используют три следующих режима:

1) хранение зерновых масс в сухом состоянии, т.е. с влажностью до критической;

2) хранение зерновых масс в охлажденном состоянии, т.е. когда температура понижена до пределов, оказывающих значительное тормозящее влияние на все жизненные функции компонентов зерновой массы;

3) хранение зерновых масс без доступа воздуха, т.е. в герметическом состоянии.

В дополнение к этим трем режимам применяют различные технологические приемы, обеспечивающие сохранность зерновых масс. К ним относят сушку зерна, очистку от примесей, активное вентилирование атмосферным и искусственно охлажденным воздухом, обеззараживание, химическое консервирование, применение излучений.

Возможность применения того или иного режима хранения определяется климатическими условиями региона хранения зерна, типом зернохранилищ и их вместимостью, техническими возможностями предприятия, целевым назначением зерна и его качеством, экономической целесообразностью применения того или иного режима и отдельных приемов.

Так, в южных районах с сухим климатом целесообразно хранить в сухом состоянии, так как его влажность при уборке часто бывает ниже или в пределах критической. Не теряются затраты на сушку зерна. В условиях средней и северной полосы СНГ, где уборка урожая часто проходит в ненастную погоду и влажность зерна достигает 20-25 %, необходимо сушить или охлаждать зерно. Иногда наилучшей технологической и экономической эффективности достигают при комплексном применении режимов: сухое зерно хранят в охлажденном состоянии.

1.Хранение зерна в сухом состоянии.

Режим хранения зерна в сухом состоянии основан на принципе анабиоза, в частности, ксероанабиоза. В этом случае физиологические процессы происходят крайне медленно и не интенсивно.

Дыхание зерновой массы будет проявляться в форме слабого дыхания, которое необходимо для поддержания жизнеспособности зерна. Естественная убыль в массе при дыхании будет составлять 0,01-0,3%.

Влага в такой зерновой массе будет прочно связана с веществом зерна, недоступна для микроорганизмов, вредителей и для активации ферментов.  В сухой зерновой массе прекращается развитие клещей, плесеней и некоторых стадий развития насекомых.. Другие насекомые могут находится в абиотическом состоянии, когда период их размножения будет наибольшим.

Т.о., режим хранения  в сухом  состоянии наиболее подходящий для длительного хранения зерна. В практике подготовленное зерно может хранится 2-3 года в элеваторе и 4-5 лет – в складе.

Режим хранения в сухом состоянии связан с процессами удаления влаги из зерна. Сушка зерна может осуществляться двумя способами: с использованием тепла  и без использования тепла.

1.Сушка с использованием тепла.

Солнечно воздушная сушка заключается в размещении зерновой массы тонким слоем на специальной площадке. Толщина слоя зависит от культуры и состояния зерна по влажности и составляет 5-20 см. При такой сушке зерновая масса нагревается солнечными лучами до температуры 45-50ºС, а в ветреную погоду испаряющаяся влага быстрее удаляется от слоя зерна.

Большое значение имеет вид площадки или поверхности, на которой размещается зерно. Нельзя сушить на бетонных площадках, на грунте или брезенте, расстеленном на грунте. Оптимальная поверхность: деревянный настил, допускается асфальт. Основной недостаток – требуется большая площадь для размещения зерна.

Площадка должна иметь небольшой уклон к югу (до 10º), зерно должно располагаться гребнем.

Для предотвращения конденсации влаги зерновую массу периодически перемешивают (через каждые 2-3 часа).

За один день влажность уменьшается на 1-3%. Солнечно-воздушная сушка способствует дозреванию зерна, увеличивает его устойчивость при хранении, частично погибают микроорганизмы.

Обеззараживание от насекомых и клещей возможно при высоте насыпи зерна до 5 см.

На ночь зерно сгребается в кучи (бунт) и накрывается брезентом (для защиты от росы). Сушка продолжается 2-3 дня.

2. Сушка в зерносушилках –большая производительность, меньшая затрата ручного труда ,очень часто процесс механизирован. Сушка в зерносушилках определяется предельно допустимой температурой нагрева, которая зависит от назначения зерна, исходной влажности, особенностей культуры, в том числе влагоотдающей способности. Влагоотдающая способность неодинакова и зависит от размера зерна и анатомических способностей. Самая высокая влагоотдающая способность у гречихи, затем у пшеницы, ржи, кукурузы, бобовых.

Процесс сушки осуществляется с помощью сушильного агента или теплоносителя, который представляет собой  смесь топочных газов, полученных при сжигании топлива с воздухом. В качестве топлива используют природный газ, мазут, каменный уголь и др.

К экологически чистым сушильным агентам относят природный воздух, нагретый с помощью электроколориферов или теплообменников закрытого типа. Этот сушильный  агент используется для сушки зерна, применяемого для изготовления продуктов детского питания.

Температура сушильного агента зависит от влажности и назначения зерна. Наиболее оптимальным является постепенный нагрев зерна, который не приводит к растрескиванию  и ухудшению качества клейковины.

Режим сушки зависит от конструкции зерносушилок.

 К основным типам зерносушилок относят: Барабанные и шахтные сушилки.

Шахтные сушилки представляют собой вертикальный корпус, в котором размещены металлические короба. Края коробов выведены за пределы шахты и порядно открыты или закрыты для теплоносителя.

Шахтные сушилки работают по принципу противотока. Зерно подается в верхнюю часть сушилки, распределяется по шахтам и затем зерно внутри шахты пересыпается по коробам.

Сушильный агент или теплоноситель подается в нижнюю часть сушильной камеры. Наиболее горячий сушильный агент встречается с уже подсохшим зерном, а к тому времени, когда он поднимается в верхнюю часть камеры и встречается с новым влажным зерном, его температура уже меньше.

Глухие короба, в которые не поступает теплоноситель, имеют отверстия на противоположной стороне.

Эффект сушки достигается большой поверхностью контакта зерна с теплоносителем и нагретыми коробами. Температура в шахтной сушилке 70-90°С.

Барабанная сушилка представляет собой горизонтальный барабан, вращающийся вокруг своей оси(в среднем 8 об/мин). Внутри барабана размещены специальные полки и лопасти для захвата, пересыпания и перемещения зерна по барабану.

Барабанные сушилки относятся к прямоточным сушилкам, в которых и зерно и теплоноситель подается в одном месте и они вместе перемещаются по барабану. Температура сушильного агента 110-130°С, поэтому в барабанных сушилках не сушат рис, кукурузу и бобовые культуры.

За один проход через сушилку удаляется от 4-5 до 6% влаги.

Недостатки:

-может произойти возгорание примесей и обугливание зерна;

-очень сложно поддерживать необходимую температуру.

Технологическая схема работы сушилки

1.Движение зерна. Поступающее зерно с помощью вертикального транспортера нории поднимается и поступает в сушилку. Зерно перемещается по сушилке, где оно высушивается за счет контакта с теплоносителем.

После сушки горячее зерно с помощью нории передается на охладительную колонку. Охлаждение осуществляется в охладительной колонке за счет продувания зерна холодным наружным воздухом.

Зерно выгружается в нижней части охладительной колонки и передается на временное хранение на площадке для перераспределения температуры и влаги.  Температура зерновой массы не должна превышать температуру окружающей среды более, чем на 5°.

Для охлаждения зерна разные конструкции сушилок комплектуются одной или несколькими охладительными колонками или специальной зоной охлаждения сушилки.

2.Получение и перемещение теплоносителя.

Теплоноситель получают при сжигании топлива в специальной топке. С помощью вентилятора дымовые газы смешиваются с наружным воздухом до требуемой температуры сушильного агента. Сушильный агент или теплоноситель подается в сушилку. По завершению процесса сушки увлажненный теплоноситель с более низкой температурой из сушилки выходит в окружающую среду.

Изменение качества зерна при тепловой сушке.

1.В процессе сушки удаляется свободная влага и повышается концентрация сухого вещества

2.При повышенных температурах сушки возможна частичная денатурация белковых веществ, а также инактивация ферментов.

Регулируя параметры сушки, можно не только ухудшить, но и улучшить качество зерна с точки зрения последующего хлебопечения.

3.При тепловой сушке незначительно снижается общая численность микроорганизмов, в том числе плесневых грибов. Основная причина – отсутствие свободной влаги.

С точки зрения зараженности амбарными вредителями тепловая сушка в зерносушилках не дает 100%-го уничтожения всех вредителей на всех стадиях их развития.

4.Повышенные температуры при сушке могут привести к существенному снижению всхожести зерна.

5.При использовании зерносушилок зерновая масса должна быть очищена от примесей и однородна по влажности.

 

2.Сушка без использования тепла

Сушка осуществляется двумя путями:

1.использование веществ, поглощающих влагу при непосредственном контакте с зерновой массой;

2.продувание зерновой массы холодным природным воздухом с пониженным содержанием влаги(активное вентилирование)

Высушивание зерна с помощью водопоглотительных веществ.

В качестве таких веществ используют сухую древесину, активированный уголь, силикогель, сульфат натрия безводный или природный минерал – мирабилит.

Технологическая схема способа

Семена равномерно смешиваются с водопоглотительным веществом. Расход вещества зависит от влажности семян(например, при влажности семян 20% используют 60кг/т сульфата натрия безводного,

 при влажности 25% - 120 кг/т;

при влажности 30% - 180 кг/т;

при влажности 35% - 240 кг/т).

После этого семена, перемешанные с водопоглотительным веществом , помещаются на площадку под навесом. Продолжительность высушивания 5-10 суток. За весь период высушивания масса перемешивается 2-4 раза.

По завершению высушивания обводненный водопоглотительный материал отделяется на зерноочистительных машинах путем просеивания.

В процессе высушивания масса семян уменьшается на 10-15%.

 

2.Хранение зерна в охлажденном состоянии.

Режим основан на принципе термоанабиоза, чаще всего используется в модификации психротермоанабиоза.

Режим основан на чувствительности живых компонентов зерновой массы к пониженным температурам. В охлажденном состоянии жизнедеятельность зерна и других живых объектов резко снижается или приостанавливается совсем.

Хранение возможно благодаря большой тепловой инерции зерновых масс.

Различают две степени охлаждения:

1.температура всех слоев насыпи ниже +10°С

2. температура ниже 0°С.

Охлаждение осуществляют атмосферным воздухом и воздухом, охлажденном в холодильных камерах.. Оно осуществляется двумя способами: пассивным и активным.

Пассивное охлаждение достигается проветриванием хранилищ и устройством в них приточно-вытяжной вентиляции.

Из-за низкой тепло- и температуропроводности зерновой массы внутренние участки охлаждаются очень медленно. Эффективность пассивного охлаждения путем проветривания очень низкая. Устройство приточно-вытяжной вентиляции также обеспечивает недостаточное охлаждение зерновой массы из-за небольших объемов воздуха, поступающих по системе труб и каналов. Устройство приточно-вытяжной вентиляции сокращает полезную емкость и усложняет механизацию работ.

Активные способы охлаждения:

Перелопачивание зерна – наиболее старый метод, трудоемкий . Охлаждение при перебрасывании зерна лопатами очень кратковременное и недостаточное. Перелопачивание самосогревающегося зерна  приводит не к прекращению этого процесса, а, наоборот, к его усилению, что  связано с аэрацией зерновой массы. Перелопачивание приводит к травмированию зерна, выделению зерновой пыли.

Пропуск через зерноочистительные машины, нории –более эффективный способ. Зерноочистительное оборудование предусматривает каналы для продувания воздухом. При перемещении зерна на транспортерах выбирают маршруты, имеющие наибольшую протяженность. Когда зерно пересыпается с транспортера на транспортер, оно должно как можно больше контактировать с воздухом.

Наиболее эффективный метод –активное вентилирование.

 

Основные правила охлаждения зерновых масс.

1. охлаждение осуществляется в условиях, исключающих дополнительное увлажнение зерновой массы(сорбцией паров воды или попаданием осадков в зерновую массу). Необходимо учитывать фактическую и равновесную влажность зерна, температуру и влажность воздуха.

2. температура охлаждения зерна зависит от его состояния и назначения, т.е. охлаждение осуществляется до определенного уровня. В некоторых случаях зерно необходимо защищать от переохлаждения.

 

 

3. Хранение зерна без доступа воздуха

 

Режим основан на принципе аноксианабиоза. Отсутствие кислорода в межзерновом пространстве  значительно уменьшает интенсивность дыхания. Зерно переходит на анаэробное дыхание, прекращается практически полностью жизнедеятельность микроорганизмов, не размножаются насекомые и клещи.. Сокращаются потери  в массе зерна.

Режим не используется для посевного зерна из-за резкого снижения всхожести : при анаэробном дыхании образуется этиловый спирт, который приводит к гибели зародыша.

В без кислородной среде с влажностью до критической хорошо сохраняются технологические и кормовые качества зерна. С увеличением влажности продовольственные и фуражные достоинства зерна ухудшаются.

Без кислородная среда может быть создана 3 способами:

1.Путем естесвенного накопления углекислого газа и потребления кислорода при дыхании всех компонентов зерновой массы (самоконсервирование)

2.Путем введения в зерновую массу различных газов( азота, углекислого газа и др.)

3.Путем создания вакуума – при помощи вакуумных установок из помещения выкачивается кислород. Это может быть опасно для зерна, поэтому надо четко регулировать содержание кислорода.

Последние два способа являются очень дорогостоящими, поэтому в практике сельского хозяйства используется первый способ и чаще всего осуществляется хранение зерновой массы в грунте.

Хранение зерновой массы в грунте.

При низкой температуре грунта создаются условия стационарного режима. Исключается перемещение влаги в зерновой массе. Даже при высокой влажности зерна происходит самоконсервирование.

Режим применяют для кормового зерна, иногда для технического или продовольственного.

Выбирается участок с плотным грунтом без близкого стояния грунтовых вод. Выкапывают траншею глубиной 3,5м, шириной 3м, длина произвольная, но через каждые 5-10м устраивают перемычки. Стены обложены кирпичом, изолированы битумом, дно траншеи бетонное. В траншею загружают влажное зерно, плотно утрамбовывают, укрывают пленкой. Потери сухих веществ максимально достигают 3-6%.

 

Мероприятия, повышающие устойчивость зерновых масс при хранении.

 

К таким мероприятиям относятся: очистка зерна, активное вентилирование зерна очистка воздуха от пыли; химическое консервирование зерна, лучевая стерилизация.

Очистка зерновой массы.

Зерно после уборки содержит некоторое количество зерен и семян других сорных и культурных растений, органические и минеральные примеси, поврежденные, мелкие, щуплые, дефектные зерна основной культуры. Эти примеси ухудшают качество зерновой массы, осложняют процесс хранения, не позволяют получить стандартную продукцию переработки.

Цели очистки:

1.обеспечить требуемое качество зерна;

2.повысить стойкость зерна при хранении;

3.более рационально использовать полезную емкость хранилищ;

4.для улучшения работы оборудования, уменьшения его износа, повышения производительности;

5.для создания более благоприятных условий для сушки зерна.

Дополнительно при очистке достигается снижение зараженности зерна амбарными вредителями и калибрование частиц зерновой массы по размерам.

Принципы очистки.

Очистка и сортирование зерновой массы основаны на различии физико-механических свойств зерна и примесей. В существующих очистительных машинах используют различия по следующим свойствам:

1.по аэродинамическим свойствам – это различные аспираторы, аспирационные колонки, пневмотранспорты и пневмосепарирующие каналы.

2.по ширине и толщине – принцип используется в зерноочистительных сепараторах, в калибровочных и сортировочных машинах;

3.по длине цилиндрических и дисковых триеро;.

4.по плотности – на пневмо-сортировальных столах и камнеотделителях;

5.по форме и состоянию поверхности –в различных спиральных и ленточных наклонных сепараторах ;

6.по металломагнитным свойствам – в сепараторах с постоянными магнитами, электросепараторах и магнитных колонках.

Качественная очистка достигается при комбинировании всех указанных способов.

Способы очистки

1.Разделение зерновой массы по размерам.

Чаще всего способ осуществляется на различных ситовых поверхностях. Сита представляют собой тонкое листовое железо с пробитыми отверстиями круглой или продолговатой формой, расположенными  в шахматном порядке. Сита могут быть плоскими, круглыми, шестигранными. Кроме металлических используются сита проволочные, нитевые и тканные.

Для лучшего разделения сита совершают движения:

- продольно-поперечное возвратно-поступательное;

-круговое поступательное

-вибрационное движение(встряхивание).

При прохождении зерновой массы по ситу происходит самосортирование и просеивание. Частицы с размером меньше отверстий сита проваливаются  и образуют проход. Более крупные частицы, не прошедшие через отверстия, образуют сход.

Размеры сит для очистки подбираются по вариационным кривым. Сита выбирают таким образом, чтобы основная зерновая масса проходила не менее 2/3 от поверхности сита.

Для отделения большинства примесей используют многократное просеивание.

Выделение из зерновой массы коротких и длинных примесей осуществляют на триерных установках, рабочая поверхность которых имеет форму специальных карманообразных ячеек.

В качестве коротких засорителей выделяют куколь, полевой горошек, гречишку, битое зерно основной культуры. К длинным засорителям относят овсюг, овес, ячмень.

Работа триера.

Рабочая поверхность триера вращается в вертикальной плоскости, нижняя часть ее погружена в зерновую массу. Короткие примеси захватываются ячейками, поднимаются вверх и, проходя через отверстия, выводятся из машины по специальным лоткам.

Триерные установки делятся на два типа:

1.куколеотборник – поднимается и отбирается куколь и дробленое зерно;

2.овсюгоотборник – удаляется в качестве короткого компонента основное зерно.

Эффективность работы на триере – не менее 80%.

 

2.Отделение электромагнитных примесей (разделение по магнитным свойствам).

Возможно несколько вариантов:

1.размещение электромагнитов над ленточным транспортером на небольшом расстоянии от перемещающегося зерна;

2.размещение электромагнитов под перемещающейся лентой в определенной зоне барабана.

 

3.Разделение по аэродинамическим свойствам.

Осуществляется при перемещении зерновой массы тонким слоем через специальные каналы, которые продувают воздух. Скорость воздуха установлена таким образом, чтобы удалялись вверх, а более тяжелые компоненты, в том числе и зерно, выводилось из нижней части канала.

Подобные каналы предусматриваются во всех видах оборудования, разделяющих зерно по первому способу.

Для очистки в сельском хозяйстве используются различные зерноочистительные агрегаты и комплексы. Например, комплекс ЗАВ -20(40) т/ч производительность по зерну.

В комплект агрегата входят: автомобилеразгрузчик, блок из трех бункеров с перегородками, две зерноочистительные машины, два триерных блока, пульт управления и комплект транспортного оборудования для перемещения зерна и воздуховодов для перемещения воздуха.

Основная технологическая схема включает:

-выгрузку зерна в приемную яму после автомобилеразгрузчика;

-подъем зерна норией с последующей подачей самотеком в зерноочистительную воздушно-ситовую машину;

-перемещение очищенного зерна транспортером на триерный блок и после триеров в бункер для очищенного зерна.

Зерновая масса разделяется на очищенное зерно и зерноотходы с различным содержанием зерновой примеси

Агрегат ЗАВ-20 устанавливается на зерновых токах с поступлением до 5-6 тысяч тонн одной культуры.

ЗАВ-40 имеет производительность 40 т/ч по продовольственному зерну, 15 т/ч по семенам. Может обрабатывать зерновой ворох различных культур. За сезон на ЗАВ-40 обрабатывается 8-10 тысяч тонн зерна.

 

Активное вентилирование зерна.

Активное вентилирование – это принудительное продувание зерна воздухом без его перемещения.  Активное вентилирование возможно благодаря скважистости зерновой массы.

Назначение активного вентилирования:

1.охлаждение зерновой массы

2.подсушивание

3.послеуборочное дозревание зерна

4.предпосевной обогрев семян

5.дегазация

6.для приостановления  процесса самосогревания на определенных этапах.

Достоинства:

-осуществляется без перемещения зерна, оно не травмируется

-не образуется зерновая пыль

-режимы сушки при температуре до +40°С –очень мягкий режим, отсутствует перегревание зерна и денатурация клейковины

-минимальные экономические затраты.

 Недостатки:

-неравномерность процесса по слоям зерновой массы

-большая продолжительность процесса до достижения оптимальных параметров.

Продолжительность активного вентилирования от 10 часов до нескольких суток.

Высота насыпи при активном вентилировании составляет от 50см до 3м.

При проведении активного вентилирования учитывается температура воздуха и зерна, влажность воздуха и зерна, а также удельная подача воздуха – минимальное количество воздуха, подаваемого в единицу времени на единицу массы зерна (q)^

q=Q/M, м3/ч*т

Q- общее количество подаваемого воздуха (производительность вентилятора),м3/ч;

М – масса зерна в тоннах.

q зависит от влажности и определяет высоту насыпи зерна.

Значение q = 30-240.

При активном вентилировании возможны две схемы движения воздуха – вертикальное и радиальное.

Для осуществления активного вентилирования зерна в складе, на площадке, в бункере, под навесом, в силосе элеватора применяют различные конструкции установок. Их классифицируют на:

-стационарные

-напольно-переносные

-передвижные трубные.

К установкам предъявляют следующие требования:

1.наименьшая энергоемкость.

2.обеспечение возможно более равномерного распределения воздуха по зерновой массе.

3.универсальность установок, т.е., пригодность их для вентилирования зерна всех культур при нагнетании или отсасывании воздуха, а также механизация загрузки и выгрузки зерна.

4.оптимальным является автоматизация процесса вентилирования, включая измерение и контроль основных параметров зерна и воздуха.

5.мобильность(перемещение), простота, удобство и надежность конструкции, высокая экономическая и технологическая эффективность.

 

I тип установок: стационарные установки для активного вентилирования.

СВУ-1,СВУ-2,СВУ-3,УСВУ.

Стационарные установки состоят из каналов-воздуховодов, устроенных в полу склада и накрытых сверху сплошными деревянными щитами. Воздух проходит через узкие щели в боковых частях щитов.

Воздуховоды-каналы имеют постоянную ширину и изменяющуюся глубину (7-50см). Глубина канала наибольшая в месте подсоединения вентилятора, по мере удаления от него – глубина уменьшается.

СВУ-1.

Оборудована соединенными вместе двумя воздуховодами, размещенными поперек зерносклада. Каждые два канала, соединенные патрубками, называются секцией. В зависимости от емкости склада он оборудуется  определенным количеством секций. Патрубки выводятся за пределы зерносклада, где снаружи в специальном помещении или под навесом размещен вентилятор.

 Недостатки:

-большая протяженность каналов-воздуховодов

-необходимость отступов от стен, большого расстояния между каналами и, следовательно, появление участков в зерновой массе, в которые не попадает воздух.

СВУ-2

Установка СВУ-2:каналы укорочены в два раза, расположены симметрично по обе стороны от продольной оси склада, не доходя до нее 50 см.

Достоинства: каналы не такие глубокие, как в СВУ=1.

Недостатки: необходимость устройства вентиляционных помещений с двух сторон хранилища, следовательно, большее количество вентиляторов, но с меньшей производительностью.

СВУ-2 позволяет частично механизировать выгрузку зерна из склада за счет устройства по продольной оси склада транспортного канала.

СВУ-3.

Для нее устраивают основной или магистральный канал, который присоединен к вентилятору, и отходящие от основного  боковые каналы с одной и другой стороны. Каналы также имеют изменяющуюся глубину по своей длине.

Установки СВУ-3 предназначены для активного вентилирования целого ряда культур, практически не имеют мертвых зон. Каналы обеспечивают пропуск большого количества воздуха, более равномерного его распределения по всей площади склада. Поэтому их производительность в 105-20раза больше производительности СВУ-1 иСВУ-2.

УСВУ.

Состоит из нескольких секций с магистральными каналами, размещенных по схеме СВУ-2.

Аэрожелоб.

Предназначен для механизированной выгрузки зерна из склада под действием воздуха, подаваемого вентилятором. Могут использоваться и для активного вентилирования.

Состоит аэрожелоб из одно- или двухсекционного бетонного канала, переходного патрубка и воронки. К переходному патрубку подключен вентилятор.

В аэрожелоб зерно перемещается во взвешенном состоянии потоком воздуха. Лучше всего перемещается сыпучая зерновая масса с влажностью до 15.5%. С увеличением влажности зерна уменьшают высоту насыпи и количество подаваемого зерна.

 

II тип установок: передвижные трубные установки.

Основной частью этих установок являются погруженные в зерновую массу трубы, через которые нагнетается воздух. На каждую трубу надевают отдельный вентилятор с электродвигателем ПВУ-1.

Достоинства:

-простота устройства

-возможность размещения в любой зерновой массе.

Недостатки:

-высокая энергоемкость

-быстрое достижение равновесной влажности.

 

III тип установок: напольно-переносные установки.

Основой установок являются специальные переносные каналы в виде щитов и решеток или труб, укладываемых на полу зернохранилища и соединенных с передвижными вентиляторами.

Недостатки:

-громоздкость

-помеха механизации

-достижение равновесной влажности в зернохранилище.

К этим установкам относится ТВУ-2, состоящая из пяти секций труб, складывающийся телескоп.

Первая секция – сплошная, остальные имеют по всей поверхности отверстия диаметром 3 мм. Внутри находится специальный трос, который позволяет складывать и раскладывать установку. Телескопические установки укладываются попарно друг напротив друга на площадке или в зерноскладе, сверху загружается зерно. К трубе, находящейся снаружи, подключают вентилятор, по мере необходимости вентилируют зерно. При достижении оптимальной влажности установки складываются и извлекаются из зерновой массы.

 

Установки для вентилирования зерна в силосе или бункере.

Для силосов элеватора в настоящее время используются 3 типа установок для активного вентилирования.

1.с горизонтальным продуванием зерновой массы – воздуховоды установлены внутри силоса по всей его высоте, причем нагнетательные и отсасывающие размещены один напротив другого.

2.с послойно-вертикальным продуванием – зерновая масса вентилируется по более крупным зонам.

3.с вертикальным продуванием всей зерновой массы одновременно – воздух в зерновую массу подают через четыре воздуховода, установленных в нижней части силоса. Отработанный воздух выходит через верхний загрузочный люк.

В практике сельского хозяйства широко используются установки типа бункер активного вентилирования –это цилиндрическое сооружение высотой 10м.

Бункер предназначен для активного вентилирования и временного хранения зерна. Воздух подается снизу и проходит в центральный канал бункера. Канал имеет перфорированную поверхность. Воздух проходит через зерновую массу и удаляется сквозь отверстия в поверхности бункера. Вентилирование может осуществляться при перемещении зерна или его неподвижном состоянии.

Зерно подается в верхнюю часть бункера с помощью нории и размещается во внутренней части бункера вокруг центрального канала. Бункер применяется для зерна любого назначения.

Очень часто используются батареи бункеров, состоящих из четырех параллельно работающих бункеров.

В некоторых регионах страны для активного вентилирования используются установки с искусственным охлаждением. К таким установкам относится передвижная установка Зерно500, производительностью 500т/сутки. Она содержит систему активного вентилирования для подачи предварительного охлажденного воздуха в зерновую массу. Основное назначение установки – вентилирование силосов элеватора. Хладогент – фреон(хладон).

Хладоагент охлаждает рассол (промежуточный хладоноситель, которым охлаждают воздух; используется раствор хлористого кальция) и затем охлажденный воздух по системе каналов подается в зерновую массу. Теплый рассол повторно охлаждается хладоагентом и цикл охлаждения повторяется. Газообразный фреон охлаждается с помощью холодной воды.

 

Очистка воздуха от пыли.

 

При обработке зерна в зерноочистительных машинах при принудительном активном вентилировании образуется большое количество воздуха с повышенным содержанием пыли: от 5-8г/м3 до 40-200г/3. Опасной является концентрация 40г/м3 и выше. При такой концентрации необходимо проводить аспирацию хранилища.

Аспирация – специальный способ вентилирования помещения, при котором осуществляется забор воздуха в местах образования пыли.

К системе аспирации подключены вентиляторы, работающие на всасывание, передающие запыленный воздух в систему очистки.

Для очистки воздуха от пыли используется два способа:

1.центробежный  в циклонах

2.фильтрацией через ткань в различных фильтрах.

Циклоны  могут быть вертикальные, горизонтальные, различные по размеру, могут быть собраны по 4-8 штук в батарею циклонов.

Циклон состоит из цилиндрической и конической части. Снаружи к цилиндрической части тангенциально подходит входной патрубок. Внутри размещен выхлопной патрубок. Воздух с твердыми частицами пыли при поступлении в циклон приобретает вращательное движение. Возникает центробежная сила. Твердые частицы теряют скорость и, передвигаясь по кольцевому пространству циклона, перемещаются вниз. Воздух через выхлопной патрубок выводится вверх.

Качество работы циклона оценивается по коэффициенту пылезадержания –показывает процент снижения содержания пыли по сравнению с исходным.

Для циклонов этот коэффициент составляет 92-99%. Коэффициент зависит от диаметра циклона: Д=960мм, К=92%; Д=200мм, К=99%. Поэтому в практике используют батареи циклонов с небольшим диаметром.

Циклоны используются в качестве разгрузителей при перемещении зерновой массы в воздушном потоке.

 При эксплуатации циклонов сталкиваются с возникновением статического электричества на поверхности металлического корпуса циклона, в связи с чем их необходимо заземлять.

Фильтрация.

Фильтры для очистки воздуха состоят из приемной камеры, рукавов из специальной фильтрующей ткани и нижней камеры для удаления пыли. В фильтре содержится 140-200 рукавов.

Фильтры могут быть нагнетательные и всасывающие. Степень очистки - 95%.

Недостаток: повышенная пожароопасность.

 

Химическое консервирование зерна.

 

Направленное воздействие на зерновую массу или ее отдельные компоненты различных химических веществ с целью приведения в состояние абиоза или анабиоза, называется химическим консервированием.

Химическое консервирование применяется в следующих трех случаях:

1.при длительном хранении зерновой массы с низкой влажностью.

Объект воздействия - насекомые и микроорганизмы , цель – профилактика.

Результатом является длительное хранение (до нескольких лет) без перемещения зерна.

Требования к хранилищам: герметичность при обработке.

2.при хранении зерновой массы с повышенной влажностью.

Цель – подавление обильной микрофлоры. Используется в случае, когда нет возможности высушить зерно другим способом.

Используется для кормового зерна и частично для продовольственного.

Для химического консервирования используются растворы карбоновых кислот, прежде всего, пропионовой кислоты, аммиак, озон, углеаммонийные соли(для продовольственного зерна). Для кормового зерна разрешено использование пиросульфита натрия(или метабисульфита натрия). Концентрация для пропионовой кислоты 0,01-0,5%, для пиросульфита натрия- 1-1.5%

Использование карбоновых кислот для зерна с влажностью до 30% позволяет хранить зерно без существенных потерь.

 

Наверх страницы

Внимание! Не забудьте ознакомиться с остальными документами данного пользователя!

Соседние файлы в текущем каталоге:

На сайте уже 21970 файлов общим размером 9.9 ГБ.

Наш сайт представляет собой Сервис, где студенты самых различных специальностей могут делиться своей учебой. Для удобства организован онлайн просмотр содержимого самых разных форматов файлов с возможностью их скачивания. У нас можно найти курсовые и лабораторные работы, дипломные работы и диссертации, лекции и шпаргалки, учебники, чертежи, инструкции, пособия и методички - можно найти любые учебные материалы. Наш полезный сервис предназначен прежде всего для помощи студентам в учёбе, ведь разобраться с любым предметом всегда быстрее когда можно посмотреть примеры, ознакомится более углубленно по той или иной теме. Все материалы на сайте представлены для ознакомления и загружены самими пользователями. Учитесь с нами, учитесь на пятерки и становитесь самыми грамотными специалистами своей профессии.

Не нашли нужный документ? Воспользуйтесь поиском по содержимому всех файлов сайта:



Каждый день, проснувшись по утру, заходи на obmendoc.ru

Товарищ, не ленись - делись файлами и новому учись!

Яндекс.Метрика