1.4. Самозігрівання зернових мас

Самозігрівання зернової маси — це підвищення її температури внаслідок фізіологічних процесів, які відбуваються в ній, та низької теплопровідності. Можливе при зберіганні зерна на токах, у зерно­сховищах, при транспортуванні у вагонах або суднах.

У процесі аеробного дихання сирого й особливо свіжозібраного зерна виділяється теплота, яка підвищує температуру зернової маси навіть при відносно невисоку (0,7 - 1 м) його насипу. Це пояснюєть­ся тим, що теплопровідність зерна дуже низька і майже вся утворю­вана при цьому теплота витрачається на його нагрівання. Крім то­го, з підвищенням температури зернової маси посилюється інтенси­вність її дихання, внаслідок чого теплота виділяється в значній кі­лькості й акумулюється в зерновій масі. Отже, фізіологічною осно­вою самозігрівання є дихання всіх живих компонентів зернової ма­си, яке призводить до значного виділення тепла, а фізичною —її погана теплопровідність. Як наслідок, утворення тепла в тій чи ін­шій ділянці зернового насипу перевищує віддачу його в навколиш­нє середовище, тобто викликає самозігрівання.

Самозігрівання, що почалося в зерновій масі, не припиняється мимовільно до повного його закінчення. Цей процес закінчується тільки тоді, коли температура підвищується до меж, яких не витри­мують живі компоненти зернової маси і гинуть. Тому якщо вжити термінових заходів щодо припинення самозігрівання зернової маси, то воно може повністю втратити посівні, продовольчі, фуражні й тех­нічні якості. Гранична температура зерна при самозігріванні 55 -65 °С. Самозігрівання свіжозібраного зерна відбувається досить інтен­сивно — граничної температури воно набуває вже через 2 - 4 доби.

Утворенню і нагромадженню теплоти в зерновій масі сприяють інтенсивне дихання зерна основної культури та зерен і насінин, які входять до складу домішок; активний розвиток мікроорганізмів; ін­тенсивна життєдіяльність комах і кліщів. Насіння бур'янів, маючи вищу інтенсивність дихання порівняно з інтенсивність дихання ос­новного зерна, сприяє більшому нагромадженню в ньому теплоти. Особливо багато її виділяється в неочищеному зерні з підвищеною вологістю і вмістом зелених часточок рослин та насіння бур'янів.

У процесі життєдіяльності комах та кліщів також виділяється певна кількість теплоти. При великих зараженості зерна і скупчен­нях шкідників в окремих ділянках насипу виділяється значна кіль­кість теплоти, що також призводить до його самозігрівання. Самозі­грівання сухого зерна, яке зберігається при температурі 20 - 30 °С, може виникнути внаслідок розвитку в ньому комірного довгоносика або тривалого зберігання.

25

Розділ 1

Самозігрівання — явище комплексне, тобто це результат інтен­сивного дихання самого зерна і мікроорганізмів, що містяться у зер­новій масі. Однак не будь-яке підвищення температури у зерновій масі треба розглядати як початок розвитку процесу самозігрівання, оскільки температура в ній може підвищуватися, наприклад, через поступове прогрівання у весняний і літній періоди. Інтенсивність, з якою виникає і розвивається процес самозігрівання, залежить від стану зернової маси, стану конструкції зерносховищ, умов зберіган­ня зерна в сховищах і догляду за ним.

При зберіганні зерна ділянка насипу, у якій спостерігається під­вищена фізіологічна активність, може стати осередком самозігрі­вання. Залежно від стану зернової маси та умов зберігання самозіг­рівання може виникнути в різних частинах насипу. У практиці збе­рігання зерна розрізняють самозігрівання гніздове, шарове й су­цільне.

Гніздове самозігрівання виникає у будь-якій частині зернової маси при наявності однієї з таких причин:

1) зволоження зернової маси при протіканні дахів або недостат­ній гідроізоляції стін сховищ;

2) засипання в одне сховище або одну засіку зерна різної волого­сті, внаслідок чого створюються осередки (гнізда) з підвищеною во­логістю;

3) наявності в зерновій масі ділянок з підвищеним вмістом домі­шок і пилу;

4) скупчення комах і кліщів в одній ділянці насипу.

Отже, гніздове самозігрівання зерна можливе лише при пору­шенні основних правил його розміщення і догляду за ним.

Шарове самозігрівання зернової маси виникає при зберіганні її в силосах, сховищах, буртах. Називається так тому, що шар зерна, в якому відбувається самозігрівання, міститься в насипі, котрий має вигляд горизонтального або вертикального пласта. Самозігрівання може виникати в нижньому (низове самозігрівання) або верхньому (верхове) шарі насипу, біля стін зерносховища (вертикально-пластове).

Основною причиною шарового самозігрівання є така фізична властивість зернової маси, як термовологопровідність — перемі­щення вологи в зерновій масі в напрямі струменя теплоти, що зумо­влюється перепадом температур.

Верхове самозігрівання виникає при зберіганні зернової маси переважно в періоди з найбільшим перепадом температури зерна і навколишнього середовища, тобто пізно восени і рано навесні. Го­ризонтальний пласт зерна, в якому відбувається самозігрівання, розміщений на глибині 0,7 - 1,5 м від поверхні зернового насипу, а

25

Характеристика зернової маси

при товщині останнього у сховищі 1 - 1,5 м — на глибині 0,15 -0,25 м від його поверхні.

Розвиток верхового самозігрівання умовно можна уявити так. Восени в зерносховища закладають недостатньо охолоджене свіжо­зібране зерно з підвищеною фізіологічною активністю. Внаслідок інтенсивного дихання зерна та інших процесів повітря в міжзерно-вому просторі нагрівається і зволожується. Потоки теплого й волого­го повітря піднімаються вгору, стикаючись на своєму шляху з верх­німи шарами насипу, які охолоджені холодним атмосферним повіт­рям, внаслідок чого відбувається конденсація водяної пари. Темпе­ратура шару, який зволожується, стає сприятливою для розвитку мікробів та посиленої життєдіяльності зерна.

Навесні і на початку літа, коли внутрішня частина зернової маси має низьку температуру, а верхні її шари прогріваються теплим по­вітрям, також можливі конденсація водяної пари і посилений роз­виток фізіологічних процесів у зерні. Весняне верхове самозігріван­ня характерне для теплої ранньої весни після зими із сильними мо­розами. При різкому перепаді температур в цей час спостерігається верхове самозігрівання сухого зерна або зерна, яке довго зберігається.

При верховому самозігріванні у зв'язку з тепломасообмінними процесами у зерновій масі температура внутрішніх її ділянок, що розміщені нижче шару, який нагрівається, підвищується, як прави­ло, повільно. Щоб ліквідувати верхове самозігрівання, верхній пласт зерна знімають, охолоджують, сушать і розміщують в іншому сховищі.

Низове самозігрівання розвивається у нижньому шарі насипу зерна на відстані 0,2 - 0,5 м від підлоги або основи силосу елевато­ра. Зазвичай виникає влітку або восени при завантаженні свіжо­зібраного неохолодженого зерна у склади з холодною підлогою. Таке самозігрівання часто супроводжується проростанням та злежуван­ням зерна в нижньому шарі насипу і при недогляді може призвести до суцільного самозігрівання. Ліквідувати його можна лише актив­ним вентилюванням.

Вертикально-пластове самозігрівання характерне для зер­нових мас, які зберігаються в металевих бункерах, силосах елевато­ра або в сховищах, при зволоженні будь-якої стіни, що контактує із зерновою масою. Виникає у вертикальному шарі зерна на відстані 0,5 - 0,6 м від стіни. Йому можна запобігти, якщо стіна засіки буде віддалена на 0,5 - 0,6 м від зовнішньої стіни сховища.

Суцільне самозігрівання можливе в зерновій масі з високою вологістю і великим вмістом недозрілих зерен та домішок, а також коли осередки самозігрівання не ліквідовано. Колір зерна при цьо­му змінюється до темно-коричневого і навіть чорного. На початку

26

Розділ 1

самозігрівання (при температурі до 30 °С) зерно набуває комірного запаху, незначно темніє, на зародку з'являється плісеневий наліт. Після охолодження і сушіння таке зерно використовують на продо­вольчі цілі та для підсортовування до зерна нормальної якості.

Під час самозігрівання (температура до 34 - 38 °С) змінюється якість зерна: знижується сипкість, виникають солодовий запах і плісень, найбільш вологі зерна темніють. Таке зерно на продовольчі цілі непридатне, оскільки хлібопекарські якості його значно погір­шуються.

При запущеній формі самозігрівання температура зерна підви­щується до 50 °С і більше. Різко знижується сипкість зернової маси (або вона втрачається зовсім), зерно набуває коричнево-чорного або чорного кольору, виникають затхлий та гнильно-затхлий запахи. Щоб запобігти псуванню зерна, треба вжити термінових заходів, оскільки таке зерно непридатне для продовольчих чи фуражних цілей.

_?

Контрольні

запитання

1. З яких компонентів складається зернова маса?

2. Які фактори впливають на склад зернової маси?

3. Зерно яких культур містить найбільше крохмалю та білків?

4. Які вуглеводи є в зернівці злакових культур?

5. Яка відмінність існує у складі білка різних зернових злакових?

6. Які основні ферменти входять до складу зерна (насіння)?

7. Яка роль жирів у складі насіння та зерна?

8. Поява яких хімічних речовин свідчить про псування зерна?

9. Де в зернівці зосереджені мінеральні речовини?

10. Які фізичні властивості зернівки враховано в конструкції зернозбиральних, зерноочисних та зерносушильних машин?

11. Що таке шпаруватість основних зернових, зернобобових та круп'яних куль­тур?

12. Чим зумовлюються сорбційні властивості зерна? Чому деякі культури ма­ють високу гігроскопічність?

13. Яка вологість називається рівноважною?

14. Чим зумовлюється теплоємність зернової маси?

15. Чим зумовлюється погана теплопровідність зернової маси?

16. Які фізіологічні властивості повинно мати зерно насінного призначення?

17. Які види мікроорганізмів псують зерно?

18. Які фактори є несприятливими для розвитку комах при зберіганні зерна?

19. Які заходи боротьби із шкідниками є екологічно чистими?

20. У яких випадках виникає суцільне або гніздове самозігрівання?

21. Якими є причини пластового самозігрівання?

26

♦ * Післязбираль =—^= зернових мас

Для забезпечення стійкого зберігання зерна і зменшення втрат його (як за кількістю, так за і якістю) проводять певну технологічну підготовку зернових мас до тривалого зберігання. Вона полягає у підготовці току і сховищ до приймання зерна нового врожаю, пра­вильному визначенні якості зерна, яке надходить з поля від ком­байнів, організації його очищення, сушіння чи охолодження, орга­нізації хімічного консервування (при потребі) та боротьбі з шкідни­ками і хворобами, контролі за якістю проведення технологічних процесів та зберігання.

Необхідна матеріально-технічна база для доброякісного прове­дення післязбиральної обробки зернової маси — тік, сховища, авто-ваги, комплекс машин для очищення, сушіння та активного венти­лювання зерна, ремонтна майстерня, службові приміщення, проти­пожежні засоби тощо.

До початку надходження на зерноочисний пункт зернових мас очищають склади, ремонтують техніку, проводять профілактичні заходи боротьби з комірними шкідниками, перевіряють наявність тріщин у дошках засік, підлозі та стінах.

Тік повинен мати як закриту, так і відкриту частини. Останню влаштовують з нахилом 5 — 8° для забезпечення стоку дощової води. Розмір її залежить від кількості зернової маси, що надійде на тік (на 1 т зерна треба 1 — 1,5 м² току). Автоваги встановлюють на підви­щеному місці, використовуючи ватерпас. Протипожежні засоби роз­міщують у зручному для їх використання місці.

Призначають також вагарів та завідуючого током, який організо­вує приймання, післязбиральну обробку, формування партій зерна для продажу, проведення якісного та кількісного обліку зернових мас.

Пункт для післязбиральної обробки зерна обладнують на певній відстані від відкритих водоймищ, очищають усю його територію від бур'янів, встановлюють місткості для зберігання смітних домішок. Розраховують також потребу в щитах-бунтоутворювачах, брезенті, синтетичній плівці, тарі та інших матеріальних засобах. Поперед­ньо планують розміщення різних за вологістю і засміченістю партій продовольчого та насінного, а також цінного продовольчого та на­сінного зерна за сортами і репродукціями.

27

Розділ 2

Для визначення режиму післязбиральної обробки зернової маси кожну її партію при надходженні на тік аналізують за вологістю, смітністю і наявністю зернових домішок з визначенням якості та параметрів кожного компонента. За результатами аналізу роблять висновок про потребу в сушінні, тимчасовому консервуванні зерна, використанні певного набору робочих органів для розділення зер­нової маси на компоненти (зерно основне, дрібне, бите, смітні домі­шки сирі, легкі, мінеральні, зерна культурних рослин і т. ін.). Такий аналіз потрібний для того, щоб наладнати зерноочисну машину так, щоб за один пропуск мати зерно потрібної якості, що сприяє зни­женню його травмування від пропуску через зерноочисні машини і знижує затрати праці та електроенергії на післязбиральну обробку.

Зернову масу, яка містить зернові та смітні домішки, очищають відразу після її надходження на тік. Тому ворохоочисників і машин для первинної обробки зерна має бути стільки, щоб їх годинна про­дуктивність дорівнювала або була більшою за годинну продуктив­ність комбайнів на збиранні врожаю. Більш пізнє очищення завдає непоправної шкоди насінню чи зерну будь-якого цільового призна­чення, особливо якщо зернова маса не суха або в масі сухого зерна є вологі компоненти. Така зернова маса швидко втрачає схожість уже в перші години її зберігання. Особливо часто втрачається якість зе­рнової маси, яка надійшла на тік після обмолоту скошеного хліба на поворотах перед роздільним збиранням зернових культур, бо має вологість 30 % і більше.

Отже, післязбиральна обробка зернових мас включає сукупність технологічних операцій, які проводяться у післязбиральний період з метою підвищення їх стійкості та поліпшення якості. Цей процес досить відповідальний, оскільки є одночасно завершальним етапом виробництва зерна, а для насінного — ще й початком нового вироб­ництва.