Хранение зерна в хранилище

Свежее зерно выделяют по цвету, запаху и вкусу. Эти характеристики определяют органолептически (сенсорно). Они дают представление о добротности зерна. Отклонение этих показателей от нормы свидетельствует о том, что во время выращивания, обработки, хранения зерно находилось под влиянием неблагоприятных факторов.

Органолептические определения свежести является обязательным при оценке качества партии зерна различного назначения. Зерно каждой культуры, вида, разновидности имеет своеобразный цвет, блеск. Это — его специфические ботанические признаки. Цвет тесно связан с определенными технологическими показателями. Изменение присущих зерну цвета и блеска - первый признак возможного ухудшения качества вследствие неблагоприятных условий при созревании и сборе зерна, нарушение технологических приемов обработки и хранения.

На цвет зерна могут влиять такие факторы, как: повреждение морозом (так называемое морозобойное зерно беловатое с сетчатой ​​оболочкой), суховеем (мелкое, плоское, беловатое), пораженное клопами-черепашками (со светлыми вдавленными пятнами), нарушение тепловых режимов сушки, самосогревания ( потемневшее). В случае развития на поверхности зерна микроорганизмов оно также теряет характерный блеск. Как правило, зерна со смешанным цветом отличаются от нормальных химическим составом и структурой оболочек, пищевые и технологические преимущества ухудшаются, поэтому такие относят к фракции зерновой, а в некоторых случаях — даже сорной примеси.

Правила хранения зерна: запахи

Каждая здоровая культура имеет запах: слабый, малоощутимый — в зернах злаков (зерно), резкий специфический — в эфиромасличных растениях. По происхождению все несвойственные зерну запахи делятся на две группы — сорбционные и запахи разложения. Появление первых обусловлена ​​капиллярно-пористой структурой зерновки, что дает возможность парам и газам проникать в плодовую и семенную оболочки зерна, а иногда — и в эндосперме. Сорбционные запах приобретается во время уборки урожая с поля, засоренного полынью, чесноком, кориандром и другими культурами, которые содержат эфирные масла. В зерновую массу могут попасть также споры и мешочки твердой головни, имеющие запах селедки, что обусловлено присутствием в спорах трилестиламина. Зерно интенсивно адсорбирует его.
Запаха дыма зерно приобретает при нарушении технологии сушки, когда находится вблизи продуктов горения, а запах нефтепродуктов — не только при непосредственном приближении к ним, но и при хранении зерна неподалеку. Несмотря на то, что продукты переработки зерна — мука, крупа, хлеб, не должны иметь посторонних запахов, наличие их в зерне расценивают как фактор, ухудшающий его качество. Запахи разложения обусловлены активными физиологическими и микробиологическими процессами, возникающими при хранении зерна с повышенной влажностью (правила размещения зерна и семян в хранилищах). Зерно с запахом разложения считают дефектным — кроме зерна с амбарным запахом.

Наиболее распространенными запахами разложения являются амбарный, солодовый, плеснево-тухлый и гнилостный. Амбарный возникает в зерновой массе при длительном хранении зерна без перемещения. В его основе — накопление промежуточных продуктов анаэробного дыхания зерна. При регулярном проветриваним этот запах легко удалять (правила размещения зерна и семян в хранилищах).

Плеснево-тухлый запах — стойкий неприятный, появляется вследствие активного развития плесневых грибов при хранении зерна в условиях повышенной влажности. Продукты жизнедеятельности грибов и распад азотистых веществ зерна, приводящие к появлению плесени-тухлого запаха — очень устойчивые и хранятся в муке и хлебобулочные (правила размещения зерна и семян в хранилищах).

Гнилостный запах обусловлен интенсивным развитием вредителей хлебных запасов (главным образом клещей), накоплением их экскрементов и трупов. Возникает также в результате полного порчи зерна вследствие его гниения (правила размещения зерна и семян в хранилищах).

Условия хранения зерна: сохранение вкусовых качеств 

У нормального зерна злаковых вкус — пресный, в эфиромасличных — пряный. Отклонениями от нормального вкуса является сладкий, горький, кислый. Сладкий возникает в зерне во время прорастания и является следствием деятельности амилолитических ферментов (a и b-амилазы), расщепляющих крахмал до декстринов и сахаров. Проросшие зерна отличаются от нормальных также по морфологическим признакам. Они имеют развитые проростки и корешки. Сладкий вкус ощущается также в недозрелом зерне с повышенным содержанием сахара, поскольку процессы синтеза крахмала не завершены. Такое зерно относят к зерновой примеси. Горький вкус чаще всего обусловлен попаданием в зерно частей растений полыни горькой или Сиверса, содержащих горькое вещество — гликозид абсинтин. Мелкие части полыни опыляют зерно во время обмолота и остаются на нем. Кроме горечи, такое зерно имеет и запах полыни вследствие сорбции эфирных масел. Кислый вкус ощущается при развитии на зерне плесени. Как правило, сопровождается появлением плесени-тухлого запаха.

Зерно, кроме сухих веществ, содержит влагу. Часть ее, что входит в состав молекул белка, крахмала, называется связанной. Остальную воду — в гигроскопическом состоянии, называют свободной. Ее можно удалить высушиванием легче, чем связанную.

Влажность является определяющим показателем в современной технологии сохранении зерна. Свободная влага имеет все характерные свойства воды (удельную массу, диэлектрическую проницаемость, способность быть растворителем), благодаря чему она легкоподвижна. Свободная влага повышает активность ферментов зерна, что приводит к потерям сухих веществ при хранении зерна. Связанная вода в физиологических процессах не участвует; зерно, ее содержит, сохраняется длительное время с небольшими потерями. Влажность, за пределами которой в зерне появляется свободная влага, называется критической. Ее величина зависит от химического состава зерна.

Так, для пшеницы она составляет около 14,5%, для гороха — 16. Во время сдачи-приемки зерна на хлебоприемных пункта его влажность влияет на зачетную массу. Если влажность выше базисную норму, отчисляют скидку с массы; если ниже, то начисляют надбавку в размере 1% за каждый процент снижения. За влажностью зерно разделяют на сухие, средней сухости, влажное и сырое (табл. 1).

Зерновая масса, кроме основного компонента — зерна основной культуры, может содержать также органические (зерна других культурных растений, сорняков, поврежденные зерна основной и других культур) и минеральные примеси. В зависимости от их количественного и качественного состава, зерновая масса имеет разную ценность и пригодность для хранения (условия хранения зерна).

Правила хранения зерна: конролируем засоренность

Засоренность зерновой массы определяют как при поступлении ее после сбора урожая на тока для выбора технологии очистки, так и после первичной очистки для подготовки партий зерна до реализации и вторичного — при очистке зерна на семена.

Примеси бывают растительного, животного и минерального происхождения. В связи с этим возникает потребность изучать состав, классифицировать и нормировать их содержание по видам. Засоренность зерновой массы является обязательным показателем качества, который определяется на всех этапах хлебооборота.

Различают зерновую и сорную примеси зерновой массы, а в составе второй выделяют вредную. Состав каждой из примесей в зерне продовольственного назначения определенной культуры нормируется соответствующим стандартом. Его требованиями руководствуются при определении засоренности зерна продовольственного, кормового и технического назначения при поступлении его на хлебоприемные пункты (табл. 2).

Зерно хранят как в закрытых, так и в открытых условиях . В первом случае — размещение зерна происходит в хранилищах на складах, в силосных ямах, бункерах. При таких условиях обработанную зерновую массу можно хранить длительное время (табл. 3). Открытые условия подходят для свежесобранных зерен на стадиях послеуборочной обработки. Зерновую массу размещают на площадках насыпью или в виде буртов для временного хранения. Кормовое зерно можно хранить более длительное время в буртах, контейнерах, укрытых полиэтиленовой пленкой (хранение зерна в складах).

Можно выделить следующие базовые технологии хранения зерна , которые наиболее пригодны для промышленного использования — хранение зерна в сухом состоянии; в условиях герметизации; за счет консервирования. Эффективность указанных технологий нужно оценивать по показателям продолжительности и надежности сохранения качества зерна, уровней энерго- и ресурсозатрат. Чаще всего сухое зерно культур, независимо от направлений его использования, хранят в стационарных хранилищах для зерна (табл. 4).

Определяя условия хранения зерна, необходимо прежде всего установить структуру зерновой массы. Из изложенного следует, что это — смесь компонентов, большинство из которых являются живыми объектами с присущими им физиологическими функциями, а именно: зерно созревает и дышит. Микроорганизмы (клещи, насекомые), следствием жизнедеятельности которых согревания зерновой массы, создают условия для прорастания, плесени, загрязнения и повреждения зерна. Этому способствует также зерно сорняков, остатки стеблей, листья, соцветия основной культуры и других растений. Часто зерновая масса содержит минеральные примеси — камни, землю, песок в целом негативно влияет на состояние и качество зерна.

Воздух в межзернового слоях значительно отличается от воздуха окружающей среды. Как правило, оно имеет высокую температуру и относительную влажность, большее содержание диоксида углерода. В условиях хранения зерна (охлаждение или герметизации) зерновой массы его показатели могут изменяться по газовым составом, температурой, относительной влажностью, барометрическим давлением. Поэтому за установление режимов хранения зерновой массы необходимо прежде всего учитывать ее структурный состав. Режимы хранения должны сводить к минимуму физиологические процессы в зерновой массе, исключать жизнедеятельность вредителей и развитие микрофлоры. Зерно необходимо хранить в сухом состоянии, подвергать охлаждению или герметизации с учетом его назначения (условия хранения зерна).

Основными факторами, от которых зависит состояние зерновой массы, является влажность, температура и доступ кислорода к зерну. Установлено, что на сроки хранения и качество зерна существенно влияют механические и сорные примеси, микроорганизмы, насекомые, клещи и параметры воздуха.

В последнее время растет количество металлических хранилищ для хранения зерна

Их безоговорочными преимуществами являются высокие технико-эксплуатационные показатели: быстрое строительство на основе сборных, заранее подготовленных элементов, широкий типоразмерный ряд, механизация погрузочно-разгрузочных работ, возможность герметизации, контроль за режимами хранения зерна. Металлические хранилища для зерна могут иметь и высокий уровень утилизации, например, в случае их замены или других непредвиденных обстоятельств. Но все же металлические хранилища не является принципиально новым в технологиях хранения зерна, поскольку их раньше использовали в виде оперативных или накопительных емкостей в составе механизированных поточных линий для приема, очистки и сушки урожая зерна.

Проблема технологии хранения зерна в хранилищах касается ряда вопросов — какие культуры можно в них хранить, собственно условия хранения, допустимые его сроки и тому подобное. Анализ опубликованных материалов показывает, что технология хранения зерна в металлических хранилищах до конца не отработана и не может быть механически перенесена из другого опыта, поскольку хранилища для зерна эксплуатируют, как правило, на открытых незащищенных площадках и они испытывают значительный действия внешних факторов. Неопределенной остается кинетика изменения температуры и влажности зерна в хранилищах с учетом их внешних колебаний.

Качество зерна пшеницы в процессе хранения определяли по показателям влажности, чистоты и содержания основного зерна, уровня травмированности, кислотности, сходства соответствии с действующими нормами ГОСТ и ГОСТ. Температурный режим в разных слоях насыпи зернохранилища исследовали с помощью дистанционного термометрии. Температуру атмосферного воздуха устанавливали по данным центрального гидрометеобюро.

Нами приведена характеристика оценки эффективности ведения технологического процесса хранения зерна и его переработки на мукомольном производстве. Исследованиями гигроскопичных свойств зерновой смеси установлено, что при разной относительной влажности воздушной среды промежуточные продукты поглощают разное количество влаги. Зависимость адсорбции от парциальных давлений паров влаги на поверхности зернового среды и паров влаги в воздухе показала, что примеси зерна поглощают больше влаги при взаимодействии с влажным воздухом, чем само зерно. Так, исследования работы мукомольного завода мощностью до 300 т/сутки показали различия между качеством зерна в разные периоды года. Когда холодно, зерно увлажняется меньше, чем когда тепло. Температура зерна за колебания температур воздушной среды 30,0 ... 32,0 °С и относительной влажности воздуха 25 ... 30% составляли 32,0 ... 33,8 °С, а при снижении температуры воздушной среды до 4,3 °С за его относительной влажности 46% температура зерна составила 11,4 ... 11,6 °С. Сравнение полученных данных показало, что температура зерна в холодный период года в 2,8-2,9 раза ниже, чем в теплое (условия хранения зерна).
Цельное зерно с низкой влажностью — более хрупкое, поэтому разрушается при незначительной деформации. За счет подсушивания оболочки теряют влагу и больше измельчаются в вальцовых станках при производстве муки. С увеличением влажности промежуточные продукты измельчения становятся более пластичны, в результате чего размер деформации увеличивается и происходит меньше измельчения оболочек, попадают в готовой продукции. В свою очередь, подсушивания промежуточных продуктов измельчения зерна зависит от параметров воздушной среды в производственных помещениях мукомольного завода (условия хранения зерна).

Исследование параметров воздуха аспирационных и пневмотранспортных установок доказали, что температура воздуха аспирационных систем зерноочистительного отделения составляла 16,2 ... 17,6 °С при относительной влажности воздуха 38 ... 54%. В размольного отделении температура воздуха аспирационных сетей была 18,0 °С при относительной влажности 52 ... 55%. Температура воздуха пневмотранспортных установок колебалась в пределах 32,0 ... 32,8 °С при относительной влажности 35 ... 38%. Тепловые потери при выбрасывании очищенного теплого воздуха в атмосферу при температуре 0 °С составляли 4339,3 МДж/ч.

Зерно должно иметь такую ​​влажность, когда прекращается или значительно замедляется физиологический процесс дыхания его массы. В то же время влажность должна быть значительно ниже критического уровня, установленного для зерна отдельно взятой культуры (условия хранения зерна). Охлаждение базируется на принципе термоанабиозу и основное его направление — это угнетение жизнедеятельности тех компонентов зерновой массы зависят непосредственно от температуры — микроорганизмов, насекомых, клещей. Так, при 15 °С снижается активность насекомых; когда 10 °С, большинство из них впадают в состояние покоя; за 5 °С замедляется развитие плесени; 0 °С возможна гибель большинства насекомых.
Совершенствование технологии хранения зерна и производства муки с использованием направленных воздушных потоков заключается в создании оптимальных условий работы технологического оборудования мукомольной участки, что обеспечивается за счет научно обоснованных параметров (температуры и относительной влажности) воздуха в производственных помещениях. Этот подход позволяет поддерживать необходимую влажность зерна и продуктов его переработки и получать готовую продукцию улучшенного качества.

І. Стад­ник, д-р тех. наук, про­фе­ссор,
Тернопольский национальный технический университет имени Ивана Пулюя,
Ю. Су­хен­ко, д-р тех. наук, про­фе­ссор,
В. Ва­сильев, канд. тех. наук, до­цент,

Национальный университет биоресурсов и природопользования Украины