6. Хранение зерна и семян

Правильное использование взаимосвязей свойств зерновой массы и взаимодействия между зерновой массой и окружающей средой обеспечивает наибольшую технологическую и экономическую эффективность хранения.

Свойства зерновой массы

В достаточно большой массе зерна кроме основной культуры содержатся семена других культурных и сорных растений, примеси органического и минерального происхождения, различные микроорганизмы и вредители.

В зерновой насыпи в межзерновом пространстве содержится воздух. При уборке урожая зерно травмируется, на нем появляются трещины, зерно дробится, плющится. В совокупности все это называется зерновой массой.

К физическим свойствам зерновой массы относятся сыпучесть, самосортирование, скважистость, сорбция и десорбция, теплоемкость, температуропроводность, термовлагопроводность.

Способность зерна перемещаться по наклонной поверхности, а также по поверхности зерна характеризует его сыпучесть. Благодаря сыпучести зерно можно перемещать при помощи норий, транспортеров, для перемещения зерна использовать самотечный транспорт; это свойство используется для заполнения зерноскладов, элеваторов, различных емкостей. Сыпучесть зерновых масс зависит от многих показателей. Сыпучесть сухого зерна намного выше, чем сырого зерна, засоренность также ухудшает сыпучесть. На сыпучесть влияет форма и размер поверхности зерна, характер поверхности, влажность зерна, количество примесей и их видовой состав; материал, форма и состояние поверхности, по которой самотеком перемещается зерно.

Самосортирование - это неравномерное распределение компонентов зерновой массы по объему хранилища при ее загрузке, выгрузке, перемещении. Т.к. в зерновой массе есть крупные, мелкие, тяжелые, легкие компоненты, кроме того, они отличаются друг от друга парусностью, то при загрузке какой-либо зерновой емкости более тяжелые частицы занимают место в центре, более легкие - в периферии. В результате в емкости есть места, где скапливаются полова, частицы стеблей, семена сорняков и т.п. Загрузка силосов элеваторов, бункеров, зерноскладов, загрузка вагонов, автотранспорта, а также разгрузка их всегда сопровождается самосортированием. В результате на периферийных участках концентрируются легкие примеси, которые имеют более высокую влажность. В местах скопления легких примесей начинается, как правило, процесс самосогревания. Особую опасность процесс самосортирования представляет при сушке зерна. Легкие примеси, скапливаясь у стен шахты, задерживаются в ней и при длительном воздействии агента сушки или при попадании в них искры загораются. Поэтому сушилку необходимо периодически останавливать и зачищать шахты, освобождая их от застойных зон.

Большой вред самосортирование наносит при хранении зерна в элеваторах. Легкие органические примеси, пыль, семена сорных растений, щуплые и битые зерна располагаются у стен силоса. Натура зерна в центре силоса самая высокая, а у стен самая низкая. При выгрузке силоса в первую очередь выпускается самое тяжелое зерно (с высокой натурой), а при завершении выпуска - самое легкое зерно (с низкой натурой).

Скважистость характеризует величину воздушных промежутков в межзерновом пространстве. Скважистость - это отношение объема межзернового пространства ко всему объему зерновой массы. Чем больше скважистость, тем меньше плотность укладки и тем меньше объемная масса или натура зерна. Наличие воздуха в межзерновом пространстве способствует обеспечению жизнеспособности зерна. Скважистость позволяет вести конвективную сушку зерна, влага при сушке отводится от зерна в виде пара через скважины. Чем выше скважистость, тем быстрее зерно сушится. Влажное и сырое зерно имеет более высокую скважистость. Сорная примесь двояко влияет на скважистость. Мелкая примесь уменьшает ее, крупная примесь - увеличивает.

Сорбция и десорбция. Способность зерна при соответствующих условиях поглощать влагу, пары различных веществ и газов называют сорбцией, а способность выделять их называют десорбцией.

В целом зерно и зерновая масса являются хорошими сорбентами, что объясняется капиллярно-пористой структурой зерна и семян сорных растений. Зерно пронизано макро- и микрокапиллярами. Стенки капилляров представляют собой активную поверхность, через которую осуществляются процессы сорбции и десорбции.

Сорбционную и десорбционную способность зерна повседневно используют на практике. Так, при сушке зерна нецелесообразно его пересушивать, так как зерно снова поглотит недостающую влагу из воздуха. При определенных условиях нельзя вентилировать зерно атмосферным воздухом, так как зерно может увлажниться за счет влаги воздуха.

Зерно хорошо сорбирует пары различных веществ: запахи полыни, сернистых веществ, нефтепродуктов и др., десорбция которых протекает очень медленно. В результате зерно приобретает устойчивые неприятные запахи. Так, если поле было засорено полынью, диким чесноком, то убранное зерно с этого поля будет иметь устойчивый запах и вкус этих сорняков. При смешивании этого зерна с нормальным зерном вся масса будет иметь тот или иной запах. Поэтому при хранении не допускается смешивание таких партий.

Теплоемкость – количество тепла, необходимое для нагрева зерна на 1оС. Температуропроводность – скорость изменения температуры при нагревании и охлаждении зерна. Теплопроводность – способность проводить тепло. Термовлагопроводность – перемещение влаги в зерне. Эти свойства используются при сушке зерна.

Нормальный процесс жизнедеятельности зерна семян при хранении – дыхание. Зерна и семена для поддержания жизни получают необходимую им энергию в процессе диссимиляции запасных органических веществ, главным образом сахаров. Расходуемые сахара пополняются в результате гидролиза или окисления более сложных веществ. В зернах, богатых крахмалом, последний расщепляется при участии ферментов до сахаров, в семенах масличных жиры окисляются до сахаров. Диссимиляция сахаров происходит аэробно, то есть окислением, или анаэробно. С точки зрения организации хранения зерновых масс существенный интерес представляет изучение преобладающего вида диссимиляции, влияния процессов диссимиляции на качество и состояние зерновых масс и факторов, влияющих на интенсивность процессов диссимиляции.

В результате диссимиляции в отдельных зернах и зерновой массе происходят следующие существенные изменения: потеря массы сухих веществ, увеличение количества гигроскопической влаги в зерне и повышение относительной влажности воздуха межзерновых пространств, выделение тепла. При окислении и разложении сахаров происходит невозвратимая потеря сухих веществ зерна или семени. Величина данных потерь зависит от интенсивности дыхания. Поэтому изучение факторов, влияющих на интенсивность этого процесса, представляет большой интерес для организации борьбы с потерями физической массы. Вода, выделяющаяся при дыхании, чаще всего удерживается зерном, увеличивается её влажность, что, в свою очередь, приводит к более интенсивному газообмену и создает предпосылки для развития микроорганизмов.