Особливості зберігання зерна у сховищах металевого типу

 

В Україні найпоширенішими способом зберігання є використання металевих сховищ силосного типу. Їхніми безперечними перевагами є високі техніко-експлуатаційні показники, а саме: швидке будування на основі використання збірних, заздалегідь підготовлених елементів, широкий типорозмірний ряд, механізація завантажувально-розвантажувальних робіт, можливість вентиляції, охолодження та герметизації, залежно від стану і призначення зернових мас. Як правило, металеві сховища оснащуються системою термометрії, яка дає змогу постійно слідкувати за температурним режимом зберігання зерна. Тому такі сховища активно будуються як в системі заготівлі (елеватори, хлібоприймальні підприємства), так і в умовах звичайних фермерських господарств для зберігання врожаю зерна різних культур. В особливих випадках металеві сховища можуть мати ще і високий рівень утилізації в разі їх заміни чи інших непередбачуваних обставин. 

 

 

Але все ж металеві сховища не є принципово новими в технологіях зберігання, оскільки їх раніше використовували у вигляді оперативних чи накопичувальних місткостей в складі механізованих потокових ліній для приймання, очищення і сушіння врожаю зерна. Однак у цих місткостях зерно зберігали короткий час, тому особливих питань щодо збереження кількості і якості зерна не виникало. 

 

Проте все частіше металеві сховища, в тому числі збільшеної місткості, застосовують для тривалого зберігання врожаю, для того щоб його реалізувати за найвищими цінами. Термін тривалого зберігання може сягати 6–8 місяців і більше, тому може включати різні погодно-кліматичні умови. 

 

Попри широке впровадження металевих зерносховищ, інформація щодо техніко-технологічних особливостей зберігання зерна різних культур в них украй обмежена. Використання зарубіжного досвіду з експлуатації металевих сховищ не повністю відповідає вітчизняним умовам. В зв’язку з цим на практиці виникають різні питання, які пов’язані зі зберіганням, наприклад, які культури можна в них зберігати та параметри їхнього збереження, допустимі терміни, якість продукції тощо. Не встановлено показники і фактори: динаміку температури і вологості зерна в сховищі відносно зовнішніх метеоумов, газовий склад в зерновій масі, якість продукції в процесі зберігання. Слід також зважати на конкретні погодно-кліматичні умови і місце будування, оскільки сховища експлуатуються, як правило, на відкритих незахищених майданчиках і зазнають значної дії зовнішніх факторів. Не виявлено особливості підготовки зерна до зберігання в металевих сховищах – його допустима вологість, чистота, рівень ушкодження та інші показники залежно від призначення продукції. Відсутні дані щодо режимів зберігання насіннєвого зерна і його допустимих термінів. Всі ці питання постійно виникають в ході експлуатації металевих сховищ, тому слід провести їх більш широке науково-практичне вивчення, виявити основні фактори, які впливають на якість зерна, розробити науково обґрунтовані пропозиції щодо удосконалення сховищ. 

 

Тому досліджено особливості збереження зерна кукурудзи в сховищах металевого типу. 

Досліди зі зберігання зерна проводили в металевих сховищах – моделях, обладнаних системою термометрії для виміру температури в різних місцях насипу. В дослідах використовували дві моделі, одну для зберігання зерна в звичних умовах (контроль), іншу з термозахистом, із нанесенням шару поліуретану на зовнішні стінки сховища. Зерно кукурудзи для дослідів збирали комбайном, з вологістю 13–14 %. Перед завантажуванням у сховище проводили очищення зерна від смітних домішок, частково і зернових. Після очищення зерна вміст домішок становив 5–6 %, травмованість зародку зернини сягала 31–38 %, життєздатність за показником схожості дорівнювала 94 %, тобто здатність зерна кукурудзи до зберігання була досить високою. В процесі зберігання контролювали якість зерна за показниками вологості, чистоти, кислотності, травмованості, схожості за чинними методиками. 

 

Основним недоліком металевих зерносховищ є висока теплопровідність стін і покрівлі, значне коливання температури зерна, передусім в периферійних шарах насипу. Внаслідок температурних коливань відбувається ущільнення насипу, зміна режиму зберігання, міграція вологи під впливом температурного градієнта. Відбувається також напруга металу: досліди показали, що при температурному перепаді 80 °С (40 °С – влітку, 40 °С – взимку) потрібна, незалежно від розмірів силосу, подвійна втрата сталі. 

 

Тому розвиток металевих зерносховищ має відбуватися насамперед у напрямі удосконалення і впровадження техніко-технологічних прийомів, що стабілізують процес зберігання зернових мас насамперед за їх температурним режимом. З цією метою нами проаналізовані метеоумови, які можуть складатися і впливати при збиранні, заготівлі і зберіганні врожаю кукурудзи. На прикладі Дніпропетровської області проаналізовано температурний режим за різні періоди: на початку збирання у вересні, за масового збирання у жовтні – листопаді та при закінченні у грудні. Залежно від календарних строків збирання зерно, при надходженні до металевих сховищ може мати різну температуру. При цьому слід враховувати не тільки середню температуру повітря, а й максимальну, оскільки від неї можуть значно розігріватись або охолоджуватись металеві стінки зерносховищ. Наприклад, у першій половині жовтня максимальна температура становила за роки досліджень 13,8…23,0 °С, тобто значно перевищувала температуру, за якої зерно безпечно зберігається (до 10 °С). На початку листопада температура повітря трималась ще доволі на високому рівні, її максимальне значення досягало 14,1 °С. Лише починаючи з другої декади листопада максимальна температура повітря була на рівні 10 °С, а середня знижувалась до 2,5 °С, тобто розпочинався період безпечного зберігання зібраного зерна кукурудзи за показником температури. 

 

В цілому, виходячи з аналізу багаторічних даних, можна відмітити суттєве потепління клімату, що слід враховувати при зберіганні зерна в металевих сховищах, які більш залежні від зовнішніх умов та температури повітря. 

 

В середньому, за осінньо-зимовий період заготівлі і зберігання зерна кукурудзи підвищення температури відбулось на 1,4 °С порівняно із багаторічною. Характерною особливістю було також різке коливання температури між максимальною і мінімальною, за роки досліджень різниця становила 20 °С, а в окремі пори року досягала 26 °С. 

Відмічені коливання температури повітря суттєво впливали на температурний режим, який складався всередині металевого зерносховища (табл.). 

Таблиця. Показники зберігання зерна кукурудзи залежно від термозахисту металевих сховищ (упродовж 60 діб)

 

 

Проте наслідки впливу були різні і залежали від конструкції та ступеня термозахисту зерносховища.

У сховищі зі стінками, що мали шар поліуретану, температура зерна була більш стабільною, ніж у зерносховищі без термозахисту, і поступово знижувалась внаслідок охолодження сховища атмосферним повітрям. Наприклад, протягом перших 32 діб зберігання температура зерна знижувалась в межах 9…5 °С, а наступних 32 діб – в межах 5,4…1,5 °С. У сховищі без термозахисту температура значним чином коливалась як в сторону підвищення, так і зниження. В окремі періоди зберігання температура зерна підвищувалась до 16,4 °С і знижувалась до 2,5 °С залежно від коливання зовнішньої температури. 

 

Встановлено певний інерційний хід температури в зерні, яке знаходилось біля зовнішніх стінок сховища порівняно з температурою повітря. В середньому інерція складала 1–2 доби, тобто температура зерна переважно в зовнішніх шарах насипу за такий час могла не співпадати з температурою атмосферного повітря. 

Радіальна товщина насипу зерна в сховищі, в якому відбувались порівняно швидкі температурні зміни, складала в дослідах 0,2–0,3 м. На більшій відстані від стінок сховища зміна температури була менш помітною, проте вона закономірно підвищувалась або ж знижувалась залежно від температурного режиму повітря. 

 

Температурні коливання в радіальних шарах призводили до суттєвої зміни режиму зберігання в насипі зерна, найбільших змін зазнавала верхня частина насипу. У цій частині підвищувалась температура та з’являлась конденсаційна волога порівняно з нижніми шарами насипу. Примусова аерація маси зерна невеликими об’ємами повітря (20–30 м3 в годину на 1 т зерна) також не давала позитивного наслідку і навпаки прискорювала переміщення теплого, насиченого вологою повітря у верхню частину сховища. При контакті такого повітря з верхнім, порівняно холодним шаром на поверхні зерна випадав конденсат. 

 

Температурний режим, який складався в металевому сховищі, значним чином впливав на якість зерна. При зберіганні в сховищі, що мало термозахист, основні показники якості зерна (вологість, чистота, кислотність, життєздатність) практично не погіршувались впродовж 60 діб. В сховищах без термозахисту підвищувалась вологість на 2,2 %, кислотність зерна на 1 град, знижувалася схожість на 7 %, особливо з верхніх шарів насипу. Температурний режим складався наступним чином: у сховищі із термозахистом коливання температури зерна становило в межах 7,1...13,0 °С, а різниця між шарами становила 5,9 °С; без термозахисту – показники були 4,5...25,9 °С та 21,4 °С відповідно. 

 

До найбільш поширених в Україні сховищ для зберігання врожаю зерна слід віднести склади наземні, силоси залізобетонні монолітної і збірної конструкції, рукави полімерні зернові. Останнім часом набувають розвитку силоси металеві, їхнє будівництво забезпечує значний техніко-економічний ефект і скорочує дефіцит місткостей зі зберігання. 

Встановлено особливості зберігання зерна кукурудзи в металевих силосах, виявлено значний вплив зовнішніх метеоумов, досліджено прийом термозахисту. Теплоізоляція стінок силосів зменшувала температурні коливання в насипу зерна до 7,1...13,1 °С, без ізоляції вона становили 4,5...25,9 °С. Внаслідок значних температурних коливань у сховищі без термозахисту відбувалося зволоження зерна кукурудзи і погіршення його якості вже на 60 добу зберігання — вологість підвищувалась на 2,2 %, кислотність зростала на 1 град, схожість знижувалась на 7 %. 

 

Склад наземний більшою мірою придатний для зберігання насіннєвого зерна, оскільки забезпечує роздільне розміщення окремих партій, збереження їх сортової чистоти. Розвиток таких сховищ передбачається в напряму будування складів ангарного типу зі стінками із теплоізоляційних матеріалів. Рукава полімерні зернові мають альтернативне значення за дефіциту будь-яких місткостей зі збереження врожаю зерна, насамперед у фермерських господарствах. Їх розвиток залежить від наявності спеціальних засобів – плівки пакувальної, техніки для завантаження і розвантаження рукавів.