Исследование влияния образования упорядоченных и неупорядоченных структур в зерновой насыпи при размещении и гравитационной разгрузке зерна на его устойчивость при хранении

Тип работы: Дипломная работа
Бесплатно: Антиплагиат
Объем: 53 страниц
В избранное:

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Факультет Технология и Биоресурсы

Кафедра Технология и безопасность пищевых ресурсов

ДИПЛОМНАЯ РАБОТА

на тему: Исследование влияния образования упорядоченных и неупорядоченных структур в зерновой насыпи при размещении и гравитационной разгрузке зерна на его устойчивость при хранении

Объем, стр. _____________
Количество чертежей и
иллюстрационных материалов _____
Приложений ____________

Выполнил (а) Тебенихина Николь

Допущена к защите ______ _______________________ 20___ г.

Заведующий кафедрой ___________________________________ _____ Л.А.Мамаева
(подпись)
Руководитель ___________________________________ _____ Б.О.Джанкуразов
(подпись)
Консультанты:
Эконом. часть ___________________ С.К.Есенгазиева
(подпись)
Безопасность труда ______________________ Х.М.Илямов
(подпись)
Нормоконтроль _______ А.К.Тимурбекова
(подпись)

Рецензент _________ Г.К.Искакова
(подпись)
Алматы 2018 г.

СОДЕРЖАНИЕ

СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ И ОБОЗНАЧЕНИЙ 2
ВВЕДЕНИЕ 4
1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 5
1.1. Оптимизация грузовых потоков внутренних перемещений на элеваторах при подготовке крупных партий к переработке с целью ресурсосбережения и сохранения качества зерна 5
1.2. Влияние физических, химических и биологических факторов на порчу зерна при транспортировке и хранении 6
1.3 Условия и организация хранения зерна на элеваторах ... ... ...
1.4 Хранение зерна в силосах элеваторов ... ... ... ... ... ... . ... ... ...19
1.5 Влияние особенностей формирования зерновой насыпи в зернохранилищах на эффективность хранения ... ... ... ... ... ... ... ..20
1.6. Причины возникновения экзотермических процессов в хранящемся зерне пшеницы при хранении 7
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЙ ИССЛЕДОВАНИЙ 22
2.1 Выбор объектов и методов исследований 22
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 27
3.1 Прогнозирование возникновения застойных зон и очагов самосогревания в зернохранилищах при внутренних перемещениях7
3.2 Исследование влияния образования упорядоченных и неупорядоченных структур в зерновой насыпи при размещении и гравитационной разгрузке зерна на его устойчивость при хранении ... ..
3.2 Влияние внутренних перемещений партий зерна с различными тепло-влажностными параметрами на технологические и термодинамические аспекты подготовки крупных партий к переработке, с целью ресурсосбережения и сохранения качества зерна 28
ГЛАВА 4. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 35
Расчет экономического эффекта от внедрения способа оперативного хранения зерна в силосных хранилищах элеватора с использованием температурных уровней физиологической активности. 35
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 40
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 42

СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ И ОБОЗНАЧЕНИЙ

Адгезия - слипание поверхностей двух разнородных твердых или жидких частиц.
Адиабатный процесс - развитие тепловых процессов в физиологически активных слоях без обмена температуры с окружающей средой.
Аддитивность - это явление влияния различных параметров в одном направлении. Активная площадь поверхности зерна в объеме - зерновая масса представляет собой гетерогенную двухфазную систему зерно - воздух.
Интенсивность дыхания и тепловыделений в массе зерна зависит от скорости сорбции кислорода активной поверхностью зерновок при условии наличия достаточного количества слабосвязанной (подвижной) влаги с биополимерами зерна.
Анизотропия- неодинаковость свойств среды по различным направлениям внутри зерна.
Бифуркация - явление раздвоение функции в определенной точке развития физикохимического процесса.
Гигроскопическая влага -- это влага, поглощенная (сорбированная) зерном из воздуха.
Гравитационный поток - движение массы зерна под действием силы тяжести. Градиент температуры - отношение разностей температур к единицы расстояния между замеряемыми точками.
Диффузия - процесс распространения газообразной среды за счет разностей концентрации.
Застойные зоны (ЗЗ) - это участки зерновой насыпи, подверженные слеживанию и наименее доступные тепло-массобменным процессом при технологических операциях, образующихся в периферийных участках хранилища при его выгрузке и эксплуатации в проточном режиме.
Зерновая масса - включает в себя: зерно основной культуры, сорную зерновую примесь, микрофлору, присутствующую на их поверхности и вредителей хлебных запасов.
Зона активного перемещения (ЗАП) - участок зерновой насыпи располагающийся над выпускным отверстием или в створе перепусных проемов при внутренних перемещениях зерна в силосном хранилище. Интенсивность дыхания зерна - это физиологические процессы, имеющие место при хранении массы зерна, которые сопровождаются выделением тепла вследствие дыхательного газообмена хранящегося зерна с окружающей средой. Капиллярная влага - это влага, находящаяся в узких порах материала - капиллярах. Влага микрокапиляров заполняют капилляры, средний радиус которых меньше 1 нм. Жидкость заполняет любые микрокапиляры не только при непосредственном соприкосновении с нею, но и путем сорбции из влажного воздуха, в том числе из газовоздушной смеси атмосферы межзернового пространства. Влага макрокапиляров находится в капиллярах, средний радиус которых больше 10 нм.
Катаболический процесс- энергетический обмен, процесс метаболического распада, разложения на более простые вещества.
Мезофильные - микроорганизмы, температурный оптимум которых соответствует 20-40 ºС.
Неравновесная система - термодинамическая система в которой упорядоченная структура сохраняется за счет оттока энтропии в окружающую среду.
МЗАМ- межзерновой адгезионный матрикс между группой зерен.
Паскаль - единица давления составляющая 1133,4 от 1 мм.рт.ст., т.е 1 мм.рт.ст = 133,4 Па.
Плесневые грибы - для своего развития требуют углерод и кислород, а также макро- и микроэлементы. Они не заглатывают пищу, но выделяют экзоферменты в окружающую среду, которые разрушают оболочки и эндосперм зерна, легко усваиваемые клетками гриба.
Потери сухого вещества - это количественное уменьшение первоначальной массы сухого вещества хранящегося зерна в результате дыхания зерна, которое сопровождается частичным или полным распадом высокомолекулярных соединений эндосперма.
Психрофильные - микроорганизмы, температурный оптимум которых соответствует 10-20 ºС.
Равновесная влага -- влага, содержащаяся в зерне в та ком количестве, которое соответствует данному сочета нию относительной влажности и температуры воздуха.
Селективность - избирательность.
Сорбция - процесс поглащение газообразных веществ в порым пространстве микроструктуры зерна.
Термофильные - микроорганизмы, температурный оптимум которых соответствует 50-60 ºС.
Трансмиссионное тепло - тепло получаемое зерном от внешних источников (ограждение, стена, конвекция из нижележащих слоев).
Фазовый переход 1-го рода - называется такой переход вещества из одной фазы в другую, который сопровождается фундаментальной перестройкой структуры вещества из газообразной в жидкую (газообразные пары воды-жидкая влага). Такие переходы обязательно сопровождаются выделением энергии в форме теплоты конденсации.
Флегматизация - способ подавления очагов самосогревания и возгорания в замкнутых хранилищах силосного типа.
ФСК - фермент - субстратный комплекс.
Экзотермические - физико-химические процессы идущие с выделением тепла в окружающую среду.
Эндогенные - физико-химические процессы идущие с потреблением тепла. Энтропия - степень безпорядка или неупорядочности термодинамической системы.
Эффузия - процесс диффузии молекул в сверх тонких капиллярах.
ВВЕДЕНИЕ

Конкурентоспособной продукцией агропромышленного комплекса Казахстана является зерно, на данную продукцию существует большой и устойчивый спрос как внутри, так и за пределами страны. В процессе резких изменений проблема продовольственного обеспечения населения нашей страны сегодня приобретает, как никогда ранее, огромное социально-экономическое значение. Гарантированное снабжение продовольствием в стране требует создания резервного фонда на основе зерновых. По мнению экспертов ФАО, запас зерновых должен составлять 17% от объема потребления. Но в условиях нашей страны за последние 10 лет 4 года были очень сухими. Исходя из этого, в таких условиях объем резервного фонда зерновых запасов должен быть выше - от 30% до 35% от составляющей внутреннего потребления, то есть от 2,3 до 2,8 млн. тонн. Большое количество (до 90%) влажных и сырых зерен (с влажностью от 25 ... до 30% или более), с высоким содержанием отходов и наличием зерен, которые не дозрели, поступает в фермерские и хлебопекарные предприятия.
В таких условиях хранение огромных масс зерна в непростых условиях климата в период уборки урожая, когда формируется зерновой слой из отдельных жизнеспособных зерен с различной влажностью и степенью зрелости, а так же содержанием микроорганизмов, свободными промежутками, которые напоминают лабиринты, воздушные каналы и замкнутые воздушные поры (в среднем на одну зерновку приходится около 15 и более куб. мм. воздушных полостей), по которым в ходе хранения зерна происходит перенос окислителя, парообразной влаги (вследствие разности парциальных давлений) и направленная миграция вредителей хлебных запасов к участкам зерновой насыпи с высокой физиологической активностью (комфортные условия, наличие и доступность питательных веществ), а также конвективный перенос тепла, диффузия и эффузия газов (СО, диоксида углерода, парообразной влаги, водорода, метана и др.) из очагов самосогревания в смежные участки зерновой насыпи в соответствии с явлением термовлагопроводности.
В то же время расчеты показывают, что с увеличением притока парообразной влаги в поровое пространство более 1 х 10-7 мм3 приводит к резкому увеличению относительной влажности в нем, вплоть до конденсации на поверхности зерна и другие компоненты, сопровождаемые молярным переносом жидкости внутри семенного ядра, вызванным капиллярной абсорбцией.
Вместе с тем фазовый переход парообразной влаги является экзотермическим процессом, сопровождается выделением в межзерновое пространство 2500 кДж тепла на кг. т. е. является внутренним источником тепла. Хоть и требования к качественным показателям зерновой массы повышены, содержащиеся в государственном резервном фонде - является сложной задачей, обеспечивать устойчивое хранение зерна без потерь в течение длительного периода времени (свыше одного года), а так же улучшение его качества. [1, 2, 3, 4, 5, 6,7, 13, 16, 18]
Так же очень важны проблемы формирования укрупненных экспортных партий зерна высокого качества, обеспечения его сохранности, а так же повышение качества зерновых масс продовольственного и семенного назначения для внутреннего потребления.
При анализе закономерностей колебаний, пористости массы зерна по эффективности хранения, были выявлены наиболее эффективные методы. Метод устранения застойных участков при активной вентиляции, так же метод измерения и оценки количества зерна, находящегося в зоне риска секций силоса и хранилища. Способы повышения эффективности активной вентиляции, газации, дегазации и решения для устранения возможности перехода воздуха из межзеренного пространства из состояния пассивного в состояние активное - что приводит к более ускоренному ухудшению качества хранимого зерна, что доводит до самосогревания, возгорания и даже взрывов.
Использование эксплуатационных мощностей хранения зерна (отгрузочные хранилища, надсепараторная и присушильная емкость, и др.) в режиме загрузки - догрузки, загрузки - выгрузки, выгрузки с единовременным заполнением силосного хранилища (это называется транзитный режим) приводит к образованию физиологически активных зон в периферийных слоях зерновой насыпи. Особенность этих процессов в том, что они приводят к переходу из состояния покоя к более активной жизнедеятельности!
Зерновые культуры, выращиваемые в условиях сурового континентального климата, характеризуются неоднородностью не только по влажности, но и по температуре, что приводит к комплексу физико-химических, физиологических, биохимических и термодинамических процессов, влияющих на стабильность его хранения.
В процессе послеуборочной обработки и хранения зерна все свойства, характеризующие зерновую массу, играют решающую роль. Сложность обеспечения безопасности зерна в результате многих физических, физиологических и биохимических процессов, как в зерне, так и в зерновой массе в целом. Одна тонна пшеницы содержит от 35 до 40 миллионов зерен, которые отличаются друг от друга многими физическими и биологическими качествами и подвержены индивидуальным колебаниям (сортовые характеристики, технология ведения сельского хозяйства, влажность и температура отдельных партий и другие). [53,57,6,63,69,75].
Количественные и качественные потери зерна при хранении являются результатом не только физико-химических, физиологических и биологических процессов, которые происходят в зерновых массах, но также и из-за отсутствия технологии хранения и проектирования элеваторов.
На сегодняшний день, установлено, то, что поведение зерновой массы на макро пределе - это все результат физико-химических и физиологических и биохимических реакций происходящих в зерне и зерновой массе как открытой термодинамической системе. Небольшие колебания параметров зерновой массы, которые обусловлены флуктуацией влажности, температуры, наличия сорной и зерновой примесей, вместо ожидаемого само усреднения технологических параметров и устойчивого хранения, приводят к образованию очагов гнездового и других видов самосогревания [63,71,74].
Исходя из всех пунктов, чтобы обеспечить сохранность, а так же повышение качества урожая выращенного на этапе хранения в силосах. Работой своевременного прогнозирования состояния зерновой массы и направленных изменений ее физико-химических свойств и ее физиологических и биохимических процессов, чтобы зерно перешло в состояние покоя и стабильного хранения является важной научной задачей производства зерновых культур.
В результате внутренние движения на элеваторах занимают важное место в повседневных операциях. Исследования являются важной задачей в теории и практике хранения зерна. В соответствии с вышесказанным я определила следующие задачи исследования:
-проанализировать факторы, влияющие на активацию физиологических процессов;
-провести углубленное изучение закономерностей формирования структуры насыпи при разных способах загрузки: симметричном, асимметричном и разных характеристиках при внутренних движениях;
проанализировать и изобразить таблицу температурных уровней физиологической активности и потерь зерна при внутренних перемещениях и хранении.

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1. Оптимизация грузовых потоков внутренних перемещений на элеваторах при подготовке крупных партий к переработке с целью ресурсосбережения и сохранения качества зерна

При всей инерции тепловых и влажностных процессов крупных зерновых масс в силосах во время промышленного хранения, в зависимости от чередующихся изменений гидротермальных параметров окружающей среды, отдельное зерно, как живая биологическая система, легко подвергается воздействию неблагоприятные внешние факторы. Визуальные исследования хранения зерна в условиях силоса показали, что совокупное воздействие влаги и температуры, давления и сдвиговых напряжений на поверхности контакта зерновок приводит к адгезии и адгезионным явлениям в локальных сферах и массивах хранящегося зерна. Физиологическая активность микрофлоры, вредителей злаков, значительно способствует адгезивным явлениям.
Аддитивный эффект вышеупомянутых компонентов зерновой массы сопровождается не только деструктивными процессами периферических слоев зерна (денатурация макромолекул белка и крахмала, их перевод в растворимую форму, более усваиваемую, что приводит к потере питательный веществ), а также пораженное зерно, теряя по большей части порошкообразное содержимое, забивается отходами и экскрементами вредителей, и приобретает токсические свойства.
На рисунке 1 показано хранение зерновых масс в силосе, а так же влияние разности температур на зерно.

Рис1. Хранение зерна в силосе.

Рис. 2. Влияние температуры на интенсивность дыхания
зерна пшеницы
I - влажностъ зерна w= 14%;
2 -W= 16%;
3 -W=18%;
4 -W=22%
Из рисунка 2 можно заметить, что с повышением влажности при одинаковой температуре очень быстро увеличивается интенсивность дыхания зерновой массы. Так при температуре ниже 30градусов интенсивность дыхания сухого зерна(14%) близка к нулю, в то время как у зерна повышенной влажности (16,18,22%) интенсивность дыхания достигает 50мг СО2 на 100гр сухого вещества в сутки. При более высоких температурах эта разница достигает больших размеров
Таким образом, при температуре ниже 30 градусов Цельсия частота дыхания сухого зерна (14%) близка к нулю, в то время как в очень влажном зерне (16,18,22%) частота дыхания достигает 50 мг CO2 в год на 100 г сухого вещества за 24часа. При более высоких температурах эта разница велика.

1.2. Влияние физических, химических и биологических факторов на порчу зерна при транспортировке и хранении

Свежесобранные зерновые используют по прямому назначению не сразу, а после довольно длительного хранения, поскольку выпечка является товаром для повседневного употребления.
В то же время физиологическая активность и покой являются непосредственно противоположными состояниями зерна. Злаки после созревания после сбора урожая, с низкой влажностью и низкой температурой, представляют собой биологическую систему в состоянии покоя, в которой жизненные процессы сводятся к минимуму. Напротив, при достаточном количестве влаги, тепла и доступа кислорода к воздуху зерно переходит из состояния покоя в активную жизнь, и в следствии происходит обмен веществ в зародыше и в эндосперме, ферменты активируются, питательные вещества расходуются на прорастание. После таких манипуляций, естественно зерно теряет многие свойства, и для переработки в муку, комбикорма и крупу уже не пригодно, поэтому теряет рыночную цену.
Зерно окружает абиотическая среда. И в ней много различных факторов. Например: вода, влага, побочные продукты микроорганизмов - это физико-химические факторы. К физическим факторам можем отнести температуру, углекислый газ, кислород, водород, азот.
Так же есть и биотические факторы, и они очень важны. К ним мы можем отнести микроорганизмы (бактерии, различные грибы, актиномицеты). Позвоночные животные (мыши, крысы, хомяки, другие грызуны, птицы). И конечно же беспозвоночные (насекомые и клещи). Все эти организмы являются настоящими вредителями, и что самое худшее, они не действуют поодиночке.
Зерно начинает портиться в комплексе биотических и абиотических факторов на протяжении определенного периода времени.

Рисунок 3. Взаимосвязь жизнедеятельности вредителей зерновой насыпи и температуры хранилища.

1.3 Условия и организация хранения зерна на элеваторах

Технические условия сохранности зерновых часто нарушаются в силосах элеваторов и зерноскладах, вследствие этих нарушений ухудшается качества зерна, и появляются потери. Виной этому вредители хлебных запасов. Результаты обследования хлебоприемных и зерноперерабатывающих предприятий свидетельствует об увеличении зараженности зерна на полях, бунтах, складах и силосах. Во всех хранилищах найдены и обнаружены клещи, кожееды, рыжий мукоед, хрущаки, притворяшка - вор, долгоносики и другие вредители хлебных запасов. Источники заражения зерна новых партий, являются не очищенные от сметок и зерновых отходов территории токов, хлебоприемных элеваторов и зерноперерабатывающих предприятий [37,58,59,61,62,64].
Предприятия должны систематически реализовывать профилактические, эксплуатационные и экономические меры, гарантирующие экологическую, санитарно-гигиеническую безопасность переработки, хранения и послеуборочной переработки зерновых и производных продуктов, а именно: хранилища для зерна в исправном состоянии, производственных зданий, сооружений и оборудования [37,6,63,73].
Цель всех операций, которые связаны с контролем качества зерновых в рециркуляционных установках и силосах для лечения зерна: отбор проб зерна. Зерно выпускают в подсилосный нижний транспортер элеватора. И зерновая насыпь распадается на две зоны:
-разрыхленная зона активного перемещения зерна с минимальным аэродинамическим сопротивлением для фумиганта;
-застойная зона - менее доступное для фумиганта участки насыпи зерна, соответственно низка его концентрация для обеспечения летальных условий вредителям [37,52,53,54].
Такая расслойка засыпки значительно снижает эффективность аэрации зерна, поскольку фумигант перемещается вдоль секций обратной засыпки с наименьшим возможным сопротивлением.
Другим фактором, который значительно снижает эффективность химических методов борьбы с вредителями для запасов зерна, является наличие многочисленных обводных отверстий в бункерах структуры команды, а также наличие трещин, расположенных на стыке. стены силосов и силосная плита.
Независимо от метода, используемого для подачи фумигантских курганов, и для любой продолжительности воздействия, вредители зерна в застойных зонах, в зонах перепускных отверстий силоса и других частях периметра силоса все шансы остаться без изменений. Из-за низкой водонепроницаемости зернохранилищ фумиганты, подверженные конвективным потокам, воздухообменам над зерновыми пространствами и преобладающим ветрам, быстро рассеялись в окружающую среду, загрязняя окружающую среду. [58,59,61,62,66,73].
Основной целью пищевой и перерабатывающей промышленности является разработка безопасных пищевых продуктов в достаточных количествах и в адекватном диапазоне, обеспечивающих все детерминированные группы населения с учетом национального состава, состава и возраст и пол, состояние здоровья, условия труда в регионе [52,54,55,63].
При всем разнообразии сырья (тысячи видов) растительного или животного происхождения его можно охарактеризовать некоторыми общими показателями, основным из которых является качество. Это включает в себя состав, свойства, качество сырья, наличие посторонних загрязняющих веществ (загрязнение) и микроорганизмов. Качество сырья зависит от многих факторов. Нормальным составом сырья является содержание в нем компонентов, определяющих его пищевую ценность. Свойства сырья имеют большое значение в производстве продуктов питания. [52,54].
Наличие внутри сырья вредных и нежелательных компонентов, а также микроорганизмов - основная причина изготовления продуктов, опасных для здоровья. В редких случаях в ходе технологических процессов можно устранить более или менее вредные и токсичные компоненты обрабатываемого сырья. Мы знаем, что более целесообразно производить высококачественное сырье, чем искать способы устранения дефектов при обработке. Поэтому исследования по устранению многих дефектов в процессе переработки сырья при его технологической обработке не являются перспективными.
В последние годы все больше сырья поставляется предприятиям перерабатывающей промышленности, которые не отвечают современным требованиям. Итак, для лечения есть много некачественных зерен с низким содержанием белка и глютена. 60-100% зерна, производимого на отдельных участках, содержит микотоксины.
Чрезвычайно неудовлетворительные современные условия хранения сырья и его транспортировки являются причиной значительных потерь (например, потери зерна составляют от 25 до 30%). Кроме того, содержание полезных компонентов в сырье значительно снижается [37,63,64].
По вине низкого технического уровня промышленность не может перерабатывать вторичное сырье. В результате теряется до 40% питательных веществ, которые в нем содержатся. Более 70% вторичного сырья предназначено для животных в натуральном виде и только 20% предназначено для переработки [52,53,55,68].
Низкая доля переработки приводит не только к значительным потерям, но и к значительному загрязнению окружающей среды [24].
Хранение зерна происходит в элеваторах. В настоящее время приемлемые расстояния между термодатчиками в системах дистанционного контроля температуры, расположенных на термоподвеске вдоль центральной оси хранилища силосного типа, составляют 5,0 метра или более. Это позволяет контролировать изменение температуры в зерновой массе до 20-30% силоса диаметром 3,0 метра и не более 10% диаметром 6,0 метра. В зависимости от схемы технологии загрузки, силосохранилища могут располагаться не вдоль оси склада, а на расстоянии 1,0 метра от края склада (высота склада составляет 30 метров).
Особенностью в развитии очага самосогревания в зернохранилищах является то, что возникший очаг изолирован слоем зерна имеющем низкую теплопроводность и большую активную поверхность соответствующую сорбционную способность. В связи с этим очаг самосогревания регистрируется с опозданием, когда значительные массы зерна переходят из состояния покоя к активной жизнедеятельности, либо вообще не регистрируется. В этом случае очаг самосогревания нередко обнаруживается только по разогреву конструктивных элементов подсилосных бункеров или другими косвенными данными например - по запаху [63,71,74].
Тепловлажностный режим зерновой массы в хранилище формируется с момента загрузки зерна. В связи с тем, что температуры партий.
Причиной самосогревания зерна является низкая теплопроводность массы зерна. Выделение тепла в определенной области массы зерна, помимо его возврата в окружающую среду, приводит к самопроизвольному нагреву. Физиологической основой самонагревания является дыхание зерна, активация мировой микрофлоры и вредителей насекомых, жуков и клещей. Тепло распределяется по насыпям зерна в процессе самосогревания за счет теплопроводности. [58,59,62,71,74].

1.4 Хранение зерна в силосах элеваторов

Для предотвращения случаев потери качества зерна при хранении в элеваторных силосах была установлена процедура приема и хранения зерна в элеваторных силосах, при которой запрещается хранить сырое зерно в элеваторах. Если в сушилке есть сушилка в шкафу элеватора, разрешается временно принимать сырые зерна с влажностью, не превышающей 19%, для сушки в течение трех дней работы элеватора. поднимать и только путем обеспечения строгого соблюдения этих требований. Влажные зерна (до 17%) могут временно храниться в элеваторах до тех пор, пока они не высохнут, но только в охлажденном состоянии. [37,60,6,63,65,66,67].
В зернохранилищах имеется по крайней мере один силос для каждой конвейерной ленты.
Все зерновые с повышенным уровнем загрязнения, поступающие для длительного хранения в силосохранилищах, должны быть предварительно очищены в машинах для очистки зерновых.
Перед заполнением элеваторных силосов зерном необходимо проверить настройки дистанционного температурного контроля и проверить наличие остатков от существующих партий зерна. Ненагруженные бункеры должны быть загружены зерном того же качества. Запрещается смешивать зерно разного качества (кроме сухой и средней погоды) в бункере. [37,60,6,63].
Зерна, отправляемые в элеваторные элеваторы после сушки, должны охлаждаться и иметь температуру, превышающую температуру наружного воздуха, не более чем на 10 ° C. Когда температура наружного воздуха ниже -5 °. C температура охлажденного зерна не должна превышать + 5 ° C. Если охлаждающая камера (или колонна) не обеспечивает необходимого охлаждения зерна во время сушки летом, его также необходимо охлаждать в холодильных машинах. уборка зерна или прохождение в транспортном оборудовании элеватора. с низкой производительностью.
С момента поступления зерна в бункер и в течение всего периода хранения его качество и состояние в каждом бункере должны систематически контролироваться в строгом соответствии с установленным сроком.
В элеваторных силосах, которые не оснащены устройствами дистанционного управления, температуру зерна в верхнем слое измеряют с помощью теплового стержня или, при необходимости, при перемещении зерна в силосы бесплатно. В этот момент проверьте температуру, влажность, текучесть, запах, цвет, наличие самонагревания и заражение вредителями. [37,59,6,63,69,71,72,74].
Результаты наблюдений за состоянием зерна для каждого силоса записываются в журнал наблюдений и метки силоса установленной формы по времени.
При обнаружении очагов самонагревания зерна, хранящегося в элеваторных бункерах, все должно быть немедленно освобождено, охлаждено на сепараторах или сушилках и перенесено в другие бункеры. Запрещается охлаждать зерно, перемещая его в том же бункере, в котором оно хранилось. [56,65,67].
. Не реже одного раза в квартал и обязательно перед запуском деталей необходимо проверять правильность работы установок для дистанционного контроля температуры зерна в силосах, а именно: термоподвески, распределительные коробки, шкафы реле и центральный пульт управления в соответствии с процедурой, описанной в заводских инструкциях и технических условиях.
Состояние помещений, в которых установлены измерительные приборы, должно соответствовать требованиям инструкций. Например, воздух в помещениях, где установлена панель управления, должен иметь температуру от 10 до 35 ° C и относительную влажность до 80%.
Каждый случай повреждения зерна считается чрезвычайным и немедленно сообщается в этой связи с объяснением причин и указанием мер, принятых во избежание дальнейшего ухудшения качества зерна.

1.5 Влияние особенностей формирования зерновой насыпи в зернохранилищах на эффективность хранения

Многочисленные исследования показали, что сохранение зерна и его состояния при хранении, определяемое происходящими там биохимическими процессами, зависит главным образом от его влажности и температуры. [37,52,53,54].
Формирование зерновой насыпи в оперативных емкостях и силосных хранилищах хлебоприемного элеватора в разное время суток отличается не только по влажности, по температуре, но и по количеству массы данной партии зерна от суточного поступления. При этом масса поступающих партий зерна с максимальным перепадом по температуре составила 23 % от суточного объема принятого зерна.
Высота слоя, образованного средней порцией зерна весом 10 тонн, варьируется от 0,25 до 1,5 метра и более, в зависимости от типа хранилища силоса. Производственный процесс, связанный с хранением зерна, будет зависеть не только от качества зерна и типа зернохранилища, но также и от того, каким образом зерновая насыпь образовалась при загрузке на чердак. Каждая партия свежеубранного зерна, согласно технологической карте, укладывается в определенные бункеры слоями, образуя насыпь различной толщины.
Экспертиза показывает, что при заполнении силоса емкостью 540 тонн образуется от 27 до 54 слоев различной температуры. Если мы рассмотрим возможность совместного размещения и хранения партий зерна с влажностью до 15,5%, мы получим разные слои влаги.
Когда производительность зерноочистительного и зерносушильного оборудования не достаточна, для очистки и сушки зерна в потоке, допускается временное размещение (меньше трехсуточного запаса) в силосах элеватора сырого зерна с влажностью до 22%.
Влажного зерна с влажностью менее 17% в объеме пятисуточной производительности зерносушилок элеватора, а это составляет ориентировочно 6000 ... 10000 тонн свежеубранного, сорного зерна, которая легко подвергается слеживанию и самосогреванию. В таком случае сырое зерно с влажностью свыше 17 % "дышит" в 20-30 раз энергичнее сухого и ежесуточные потери могу достигать 1-2 % от массы хранящегося зерна [63,71,74].
Движение разрыхленной области нисходящего активного слоя сопровождается переносом кислорода из нижних слоев слоя и образованием разных партий с новыми градиентами температуры и влажности. При различиях температуры и влажности, соответствующих границам партии зерна и хранению в резервуаре при наличии паразитов и дальнейшем орошении периферических слоев застойных участков кислородом, происходит образование горячей точки вполне возможно. Зона активного движения расходуется в среднем от 80 до 120 тонн в час. [58,59,63,71,74].
Впоследствии, когда в нижних слоях насыпи образуются новые градиенты по влажности и температуре, при наличии воздуха между обогащенными кислородом зерновыми пространствами в нижней части силоса возникает вероятность саморазогрева центров сильно увеличивается. Практика хранения зерна подтверждает обнаружение таких очагов в нижней трети силоса. [37,63,71,74].
В этом случае необходимо учитывать вариант, при котором вредители чердака замерзают в момент движения зерна. Когда процесс разгрузки останавливается, они мигрируют через незакрепленную колонну в более благоприятные участки насыпи зерна. Первое зерно на входе является последним, только если происходит опорожнение и зачистка. Установленные датчики уровня зерна работают при определенном давлении и, как правило, устанавливаются в цилиндрической части силоса с застойными участками под нижним датчиком уровня зерна.
Нельзя забывать, что, в режиме эксплуатации оперативной емкости масса зерновых в застойной зоне может составлять от 21 тонны до 500 тонн со всеми вытекающими отсюда последствиями и потерями хранящегося зерна [37,58,59,63,71,74].
Самосогревание зерновой массы реализуется в трех видах: гнездовом, пластовом, сплошном.
Самосогревание, которое называется гнездовым, происходит в любой части зерновой массы, так как предпосылкой его развития может быть увлажнение одного из участков зерновой насыпи, наличие в нем повышенное содержание примесей и пыли (и, следовательно, микроорганизмов), неоднородное содержание примесей в зернах, накопление насекомых и клещей в одном из участков насыпи.
Самосогревание пластовое - это самосогревание в виде горизонтального или верти - кального слоя (шурфа). Такое явление в основном возникает в верхней (верховое самосогре - вание), нижней (низовое самосогревание) или боковой (вертикаль - но-пластовое самосогревание) части хранилища.
Самосогревание верховое характеризуется появлением горящего слоя на глубине 70-150 см от поверхности зерновой насыпи и ча - ще всего наблюдается поздней осенью и весной. Оно обусловлено градиентом температуры между верхними и нижними слоями на - сыпи продукта и миграцией влаги из холодных слоев к теплым [63,71,74].

1.7 Причины возникновения экзотермических процессов в хранящемся зерне пшеницы при хранении

Исследования, проведенные в университете КазНАУ, показывают, что поведение массы зерна на макроскопическом пределе является результатом физико-химических и физиологических и биохимических реакций, происходящих в зерне и зерновой массе как открытой термодинамической системе.
Эти факторы приводят к образованию очагов гнездового и других видов самосогревания: небольшие и средние колебания термодинамических свойств массы зерна.
Рассмотрим случай, ничем непримечательный процесс загрузки зерновой массы с неоднородной влажностью и температурой в оперативную емкость (в ожидании сушки, очистки, формирования партий и др.) или для длительного хранения, может поспособствовать к появлению капельножидкой влаги на поверхности физиологически активного слоя зерна вместе с населяющей микрофлорой, вредителями.
Учитывая всю инерционность тепловых и влажностных процессов в промышленном хранилище больших зерновых масс в силосах при чередующихся изменениях гидротермальных параметров окружающей среды отдельное зерно, как живая биологическая система, очень просто и легко подвергается воздействию неблагоприятным внешним факторам.
Существенный вклад в адгезионные явления вносит физиологическая активность микрофлоры, вредителей зерна с образованием очагов самосогревания (рисунок 4).

Рисунок 4 - Образование межзернового адгезионного матрикса и закупоренных пор в насыпи сыпучего растительного и пищевого материала
1 - эндосперм зерновки; 2,8 - закупоренная пора; 3,6 - межзерновой адгезионный слой; 4 - зародыш; 5 - хохолок; 7 - петля бороздки; 9 - оболочки с алейроновым слоем
Аддитивное воздействие вышеназванных факторов зерновой массы не только сопровождается деструктивными процессами периферийных слоев зерна (денатурация макромолекул белка и крахмала, перевод их в растворимую, более усвояемую форму с потерей технологических свойств и питательной ценности), но и пораженное зерно, в большей своей части лишается мучнистого содержимого, а иногда приобретает токсичные свойства.
Сухое зерно пшеницы (влажностью 13,5%) в течение пяти суток сохраняло низкую интенсивность тепловыделения (от 0,50 до 0,92 мВткг). При этом практически не изменился состав микрофлоры и качество зерна. А температура поднялась до 0,18[о]С за этот период.
С самой меньшей стойкостью при хранении в этих условиях оказалось зерно влажностью 15,5%: значительное увеличение интенсивности тепловыделения до 0,80 при температуре 20ºС на пятые сутки (в среднем по СО2 с 0,72 до 3,50 мВткг), а при температуре 30ºС - до 1,90 уже к концу пятых суток (с 1,80 до 3,50 мВткг при 40[о]С).
Повышение температуры, ускоренное развитие плесени, ухудшение качества зерна свидетельствуют о том, что невозможно обеспечить безопасное хранение очень влажного зерна даже в течение короткого времени без соответствующей обработки: очистки, сушки, охлаждение или использование среды инертного газа и т. д.
Присутствие в составе клейковины с повышением влажности хранящегося зерна в пределах 13,5 - 19,0% умеренно уменьшается с 26 - 27% до 22 - 23%. При этом качество клейковины при хранении зерна с влажностью свыше 15,5% относится ко второй группе.
Значительное снижение энергии прорастания зерна с влажностью 17,0 и 19,0% и даже при не долгосрочном хранении (5 суток) при температурах 30 и 40ºС обусловлено, как физиологической активизацией самой зерновки, так и разрушительным действием плесневых грибов (численность которых увеличилась за данный период хранения с 1,05∙ 10[3] до 10,9∙ 10[3] тыс.г). И как следствие при отгрузке партий зерна из силосов, при стабильности важнейших показателей качества зерна, обнаружены обесцвеченные зерна.
В итоге результаты исследований показывают, что колебания температуры и влажности зерновой массы в трехмерном пространстве хранения являются основной причиной экзотермических процессов и самомогревания, что сопровождается только снижение технологических преимуществ хранимого зерна, а также снижение экологической безопасности зерна при его переработке, круп и других продуктов.
В условиях низкой температуры зерновка находится в состоянии покоя, при отсутствии в зерне подвижной влаги. Но процессы в зерне не прекращаются, хоть они и в состоянии покоя. Совершается, хотя и замедленный, обмен веществ, поддерживающий жизнь зародышевой ткани. Хотя проблемы с хранением обычно случаются в годы плохого урожая, они также возможны при плохом хранении. Правильное использование вентиляции и контроль за насекомыми, а также применяемая периодичность наблюдения сводят к минимуму проблемы сухого хранения зерна. Если зерно было высушено правильно для намеченного периода хранения, проблемы с его состоянием обычно случаются по следующим причинам: изначально плохое качество зерна, неправильное охлаждение и наблюдение за хранящимся зерном. Каждая из этих проблем может быть сведена до минимума при хорошем управлении. Одной из самых главных причин порчи зерна является ... продолжение

Вы можете абсолютно на бесплатной основе полностью просмотреть эту работу через наше приложение.