2.6. Самосогревание зерновых масс

Сущность явления самосогревания. Самосогреванием зерновой массы называют повышение ее температуры вследствие протекающих в ней физиологических процессов и плохой теплопроводности.

При запущенном самосогревании температура зерновой массы может подняться до 70−75 ºС. Самосогревание приводит к потерям в массе зерна, снижению его посевных и технологических качеств.

Физиологической основой самосогревания является дыхание всех живых компонентов (зерна, микроорганизмов, вредителей, органических примесей) зерновой массы.

Стадии самосогревания. В начальной стадии самосогревания температура повышается до 24−30 ºС, возникает амбарный или плесенный запах, отдельные зерна темнеют, появляется конденсат. Через 3−7 дней самосогревание переходит во вторую стадию.

Во второй стадии самосогревания температура повышается до 40 ºС, снижается сыпучесть, появляется солодовый запах, зерно темнеет, возникают колонии плесневых грибов, снижается всхожесть, технологические свойства.

Если самосогревание не ликвидировано на этой стадии, температура зерновой массы повышается до 50 ºС и выше, резко снижается сыпучесть, появляется сильный запах разложения. Процесс заканчивается обугливанием зерна, полной потерей сыпучести и всех показателей качества, а иногда происходит возгорание (семена подсолнечника).

Виды самосогревания. Наблюдения при хранении зерна показали, что все случаи самосогревания можно разделить на три вида: гнездовое, пластовое и сплошное.

Гнездовое самосогревание может возникнуть в любой части зерновой массы в результате увлажнения какого-либо участка (неисправность крыши), образования участков в зерновой массе с повышенным содержанием примесей или скопления насекомых в каком-либо участке.

При пластовом самосогревании греющийся слой возникает в зерновой массе в виде горизонтального или вертикального пласта.

Основной причиной пластового самосогревания является термо- влагодиффузия, когда при наличии перепада температур под воздействием наружного воздуха, стен или пола хранилища появляется конденсационная влага в прилегающих слоях (пластах) зерна. Пластовое самосогревание никогда не возникает в центральных слоях зерновой массы, а только в периферийных.

Сплошное самосогревание — такой вид самосогревания, когда вся зерновая масса находится в греющемся состоянии.

Его причиной может быть запущенная форма пластового или гнездового самосогревания, а также интенсивное дыхание зерна с повышенной влажностью, особенно свежеубранного.

Систематический контроль за температурой хранящегося зерна является гарантией предупреждения и своевременного обнаружения самосогревания зерна.

2.7. Факторы (причины), способствующие возникновению самосогревания зерновой массы и меры по их предупреждению

Самосогревание зерновой массы — явление повышения ее температуры вследствие протекающих в ней физиологических процессов и плохой теплопроводности.

Самосогревание приводит к значительным потерям в массе сухого вещества зерна и снижению его пищевых, кормовых и посевных качеств. Физиологической основой самосогревания является дыхание всех живых компонентов зерновой массы, приводящее к значительному выделению тепла. Основными источниками теплообразования являются само зерно и находящиеся в зерновой массе микроорганизмы. Причем микроорганизмам принадлежит ведущая роль.

При наличии благоприятных условий (повышенной влажности и температуры) суммарного количества тепла, выделяемого этими двумя источниками, вполне достаточно для возникновения и полного развития процесса самосогревания.

Физической основой самосогревания является плохая теплопроводность зерновой массы. Образование тепла в том или ином участке зерновой массы, превышающее отдачу его в окружающую среду, приводит к возникновению самосогревания.

Существенное значение в образовании первоначальных очагов самосогревания в зерновой массе имеют такие физические свойства, как термовлагопроводность и способность к самосортированию.

Причины возникновения и развития процесса самосогревания можно разделить на три группы:

1) состояние зерновой массы;

2) состояние зернохранилищ и их конструкция;

3) условия содержания зерновых масс и методы ухода за ними.

Состояние зерновой массы. На развитие процесса самосогревания влияют влажность, температура, физиологическая активность микроорганизмов зерновой массы.

Самосогревание чаще всего происходит в партиях зерна, заложенных на хранение во влажном или сыром состоянии, увлажненных в процессе хранения.

При наличии капельножидкой влаги в зерновой массе (конденсация водяных паров, подмешивание) процесс протекает интенсивно, даже при общем незначительном повышении влажности зерна.

Возникновение процесса самосогревания зерновых масс с повышенной влажностью зависит от их температуры. Даже в партии сырого зерна развитие этого процесса возможно только при определенном температурном минимуме, который бы обеспечил доскональную физиологическую активность всех компонентов зерновой массы.

Установлено, что при температуре 10−15 ^оС начальные стадии самосогревания развиваются очень медленно, а при температуре ниже 8−10 ^оС оно обычно не возникает.

При температуре выше 20 ^оС создаются благоприятные условия для развития микроорганизмов, которые в результате жизнедеятельности выделяют дополнительные тепло и влагу.

Физиологическая активность зерновой массы в целом также является важным фактором, способствующим возникновению процесса самосогревания. В свежеубранном зерне, не прошедшем послеуборочного дозревания, в партиях зерна морозобойного, недозрелого, с наличием проросших зерен, с примесью семян сорных растений интенсивность самосогревания резко возрастает.

Правильная организация послеуборочной обработки семян (сушка, очистка от примесей) и хранения снижает возможность его возникновения.

Состояние зернохранилищ и их конструкций. Степень гидроизоляции зернохранилищ, теплопроводность конструкций, циркуляция воздуха могут способствовать возникновению процесса самосогревания.

При недостаточной гидроизоляции крыши, стен или пола хранилища создаются условия для увлажнения отдельных участков зерновой массы, а следовательно, и ее самосогревание.

Неравномерный обогрев или охлаждение зерновых масс при хорошей теплопроводности стен, пола или крыши приводят к значительным перепадам температур, что обычно является главной предпосылкой к возникновению самосогревания.

Нерегулируемый свободный доступ атмосферного воздуха в хранилище может привести к перепадам температур в зерновой массе, увлажнению определенных ее слоев и активизации микробиологической деятельности, повышению интенсивности дыхания самого зерна. Поэтому хранение в хороших и прочных складах и силосах, позволяющих ограничивать доступ воздуха в определенные периоды времени, особенно весной и осенью, значительно сокращает возможности для развития процессов накопления тепла в зерновой массе.

Условия содержания зерновой массы в хранилищах и способы ухода за ней. Из условий этой группы важнейшими являются высота насыпи и соблюдение правил при очистке, сушке и перемещениях зерновой массы. Высота насыпи всегда должна быть увязана с состоянием зерновой массы. Чем больше ее физиологическая активность и влажность, тем меньше должна быть высота насыпи. Охлажденная и сухая зерновая масса при условии ее достаточной гидро- и теплоизоляции устойчива при хранении и может быть загружена в силосы элеватора высотой 20−30 м и более. При хранении в складах с горизонтальными полами высота насыпи партий зерна может достигать 4−6 м, а с наклонными полами — намного больше. Насыпь влажного и сырого зерна в складах в теплое время года снижают до 2 м. Однако и это не гарантирует сохранения зерна от возникновения самосогревания. Известны случаи самосогревания зерновых масс с влажностью в пределах или несколько выше критической, заложенных на хранение насыпью высотой всего 1 м.

Различная обработка зерна и перемещение, проводимые без учета свойств зерновой массы и ее состояния, могут форсировать процесс самосогревания. Примером этому может быть перелопачивание теплого или греющегося зерна для охлаждения. При недостаточном охлаждении перелопачиванием достигают лишь аэрирования греющейся зерновой массы, которое приводит к бурной вспышке самосогревания. Такая же картина наблюдается при активном вентилировании зерновой массы, если через нее пропущено недостаточное количество воздуха или в насыпи образуются застойные (непродуваемые) участки.

Зная природу самосогревания зерновой массы и условия его развития, в практике хранения никогда не следует рассчитывать на возможность самоликвидации этого процесса под действием естественного перепада температур. Даже большая разница между температурами греющейся зерновой массы и окружающего ее холодного воздуха в складе (или даже в бунте) не прекращает самосогревания. Известны случаи, когда начавшийся поздней осенью процесс самосогревания в партиях не охлажденного своевременно зерна развивался достаточно быстрыми темпами во внутренних участках насыпи при температуре наружного воздуха −25 ^оС и ниже. В одной из партий, охваченных сплошным самосогреванием, температура зерновой массы достигла 54 ^оС, а температура окружающего ее воздуха −34 ^оС.