Исследование и аналитическое обоснование термодинамического состояния зерна в силосных хранилищах элеваторов при внутренних перемещениях
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 Существующие способы и средства оценки процесса самосогревания зерна на элеваторах ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... 23
1.7 Формирование структуры насыпи как фактор сохранности сыпучих материалов при хранении ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
1.8. Причины возникновения экзотермических процессов в хранящемся зерне пшеницы при хранении 7
1.9 Анализ технологических аспектов формирования крупных партий зерна при хранении на элеваторах 15
1.10 Особенности размещения и хранения зерна в силосах элеваторов 19
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 перемещениях 27
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 - 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.
Когезия - явление слипания частиц вследствие развития микрофлоры и наличия неровностей на поверхности соприкосающихся зерен. Макрокопилляры - структурные полости в эндосперме зерна средний радиус которых, больше 100 нм.
Микрокопилляры - структурные полости в эндосперме зерна средний радиус которых, менее 100 нм.
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.
Самосогреванием зерновой массы - называется явление повышения ее температуры вследствие протекающих в ней физико-химических, микробиологических и биохимических процессов.
Селективность - избирательность.
Сорбат - газообразное вещество которое связывается с активными центрами капиллярно пористого материала.
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.
Энергия активации - это энергетический барьер, преодоление которой зерновой массой или ее части приводит к спонтанному, каскадному развитию биохимических, микробиологических процессов в зерновой массе.
Эндогенные - физико-химические процессы идущие с потреблением тепла. Энтропия - степень безпорядка или неупорядочности термодинамической системы.
Эффузия - процесс диффузии молекул в сверх тонких капиллярах.
ВВЕДЕНИЕ
В Казахстане зерно является конкурентоспособной продукцией агропромышленного комплекса Казахстана, на которую существует устойчивый спрос как внутри, так и за пределами страны. В ходе резкой смены форм собственности проблема продовольственного обеспечения населения Казахстана сегодня как никогда приобретает огромное социально-экономическое значение. Гарантированное обеспечение страны продовольствием требует формирования резервных фондов, основу которых составляет зерно. Как считают специалисты ФАО, зерновой резерв должен составлять 17 % объема потребления. Однако в условиях Казахстана за последний 10- летний период 4 года были засушливыми. Поэтому в наших условиях объем резервного фонда зерна должен быть выше - в пределах 30-35 % от величины внутреннего потребления, или 2,3 - 2,8 млн. тонн. На фермерские и хлебоприемные предприятия поступает огромное количество (до 90%) влажного и сырого зерна (с влажностью 25...30% и выше), с повышенной засоренностью и наличием недозрелых зерен. В этих условиях хранение больших масс зерна в сложных климатических условиях периода уборки урожая, когда зерновой слой формируется из отдельных жизнеспособных зерен с различной влажностью и степенью зрелости, населенных микрофлорой, свободными промежутками, представляющих собой лабиринтообразные, щелевые воздушные каналы и замкнутые воздушные поры (в среднем на одну зерновку приходится около 15 и более куб. мм. воздушных полостей), по которым в процессе хранения зерна происходит перенос окислителя, парообразной влаги (вследствие разности парциальных давлений) и направленная миграция вредителей хлебных запасов к участкам зерновой насыпи с повышенной 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. При этом расчеты показывают, что при увеличении 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 других компонентов с последующим молярным переносом жидкости внутрь зерновки, вызванного силами капиллярного всасывания. 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. Несмотря на повышенные требования к качественным показателям зерновой массы, закладываемых в государственный резервный фонд - обеспечение устойчивого хранения зерна не только без потерь в течение длительного периода времени (свыше одного года), но и улучшение его качества является задачей не из легких. [1, 2, 3, 4, 5, 6,7, 13, 16, 18]
Не менее актуальны проблемы формирования укрупненных экспортных партий высококачественного зерна, обеспечения не только сохранности, но и повышение качества зерновых масс продовольственного и семенного назначения для внутреннего потребления. При анализе закономерностей флуктуации порозности зерновой массы на эффективность хранения предложены способы устранения застойных зон при активном вентилировании, способы замера и оценки количества зерна, располагающихся в рискованных сечениях силоса и хранилища, способы повышения эффективности активного вентилирования, газации, дегазации, а также способы устранения возможности перехода воздуха межзернового пространства из пассивного состояния в активное - приводящее к ускоренному ухудшению качества хранящегося зерна вплоть до самосогревания, возгорания и взрывов.
При этом эксплуатация оперативных емкостей зерновых хранилищ (надсепараторная емкость, присушильная емкость, отгрузочные хранилища и др.) в режиме загрузки и выгрузки, загрузки и догрузки, выгрузки с одновременным заполнением силосного хранилища (транзитный режим) приводит к образованию физиологически активных зон в периферийных слоях зерновой насыпи. Эти процессы приводят к переходу зерновой насыпи из состояния покоя к активной жизнедеятельности!
Таким образом, внутренние перемещения на элеваторах занимают большой объём в суточных операциях. Исследования является актуальной задачей теорией и практикой хранения зерна. В соответствии с изложенным, мною поставлены следующие задачи исследования:
1) провести анализ факторов влияющих на активацию физиологических процессов;
2) провести исследования закономерностей формирования структуры насыпей при различных способах загрузки: симметричное, несимметричное и различной производительности при внутренних перемещениях;
3) провести анализ и разработать таблицу температурных уровней физиологической активности и потерь зерна при внутренних перемещениях и хранении.
Производство и торговля зерном для Казахстана являются стратегически важными вопросами, как в экономическом, так и в политическом отношении. В целом, сегодняшнее их состояние можно охарактеризовать как стабильно развивающееся [37,53,54,64,66].
Отрасль располагает большим ресурсным потенциалом для дальнейшего увеличения объемов и повышения конкурентоспособности продукции, позволяющих не только удовлетворять внутренние потребности страны в зерне, но и выступать в качестве конкурентоспособного участника на мировом зерновом рынке.
На фермерские и хлебоприемные предприятия поступает огромное количество (до 90%) влажного и сырого зерна (с влажностью 25...30 % и выше), с повышенной засоренностью и наличием недозрелых зерен. В этих условиях своевременная обработка зерна с целью приведения его в стойкое состояние в короткие сроки является основой снижения количественно-качественных потерь [37,52,53,57,63,64,70].
Выращенный урожай зерновых в условиях резко-континентального климата характеризуются разнородностью не только по влажности, но и по температуре, вследствие чего происходят комплекс физико-химических, физиолого-биохимических и термодинамических процессов, влияющих на его стабильность при хранении.
В технологическом процессе послеуборочной обработки и хранении зерна решающую роль играет совокупность свойств, характеризующих зерновую массу. Сложность обеспечения сохранности зерна многими физическими и физиолого-биохимическими процессами, как в единичной зерновке, так и в зерновой массе в целом. В 1 т пшеницы насчитывается 35-40 млн. зерен, причем каждое отличается от других многими физическими и биологическими качествами и подвержено индивидуальной изменчивости (по сортовым особенностям, агротехнике, влажности и температуре отдельных партий и другим признакам) [53,57,6,63,69,75].
Количественные и качественные потери зерна при хранении являются следствием не только физико-химических, физиолого-биологических процессов, происходящих в зерновой массе, но и следствием недостатков технологии хранения и конструкции элеваторов.
На сегодня, установлено, что поведение зерновой массы на макропределе - результат физико-химических и физиологобиохимических реакций происходящих в зерне и зерновой массе как открытой термодинамической системе. Малые возмущения параметров зерновой массы, обусловленных флуктуацией его влажности, температуры, наличия сорной и зерновой примесей, вместо ожидаемого самоусреднения технологических параметров и устойчивого хранения, приводят к образованию очагов гнездового и других видов самосогревания [63,71,74].
Таким образом, обеспечение сохранности и, повышение качества выращенного урожая на этапе хранения в силосах путем своевременного прогноза состояния зерновой массы и направленного изменения её физико-химических свойств и физиолого-биохимических процессов с целью перевода зерна в состояние покоя и устойчивого хранения является актуальной научной задачей зернового производства.
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
В технологическом процессе послеуборочной обработки и хранении зерна решающую роль играет совокупность свойств, характеризующих зерновую массу. Сложность обеспечения сохранности зерна многими физическими и физиолого-биохимическими процессами, как в единичной зерновке, так и в зерновой массе в целом. В 1 т пшеницы насчитывается 35-40 млн. зерен, причем каждое отличается от других многими физическими и биологическими качествами и подвержено индивидуальной изменчивости (по сортовым особенностям, агротехнике, влажности и температуре отдельных партий, и другим признакам).
При всей инерционности тепло-влажностных процессов больших масс зерна в силосах, при промышленном хранении, в условиях знакопеременных изменений гидротермических параметров окружающей среды, единичная зерновка, как живая биологическая система легко подвержена влиянию неблагоприятных внешних факторов. Визуальные исследования хранения зерна в условиях, приближенных к силосному хранению, выявило, что совместное воздействие влаги и температуры, давления, напряжений сдвига на поверхностях контакта зерновок приводит к адгезии и адгезионным явлениям в локальных сферах и массивах хранящегося зерна. Существенный вклад в адгезионные явления вносит физиологическая активность микрофлоры, вредителей зерна.
Аддитивное воздействие вышеназванных компонентов зерновой массы не только сопровождается деструктивными процессами периферийных слоев зерна (денатурация макромолекул белка и крахмала, перевод их в растворимую, более усвояемую форму с потерей питательной ценности), но и пораженное зерно, в большей своей части лишается мучнистого содержимого, засоряется экскрементами вредителей, приобретая токсичные свойства.
1.2. Влияние физических, химических и биологических факторов на порчу зерна при транспортировке и хранении
Свежеубранное зерно используется по назначению не сразу, а после довольно продолжительного периода хранения, так как хлебобулочные изделия являются продуктом повседневного потребления.
Единичное зерно как живой организм характеризуется высшей ступенью упорядоченности составляющих его ингредиентов и уникальной структурной организацией, обеспечивающей многообразие биологических функций. При этом физиологический покой и активность - противоположные состояния зерна. Зерно, прошедшее послеуборочное дозревание, с низкой влажностью и температурой, является покоящейся биологической системой, жизненные процессы в которой сведены до минимума. Напротив, при достаточном наличии влаги, тепла и доступа кислорода воздуха, зерно переходит из состояния покоя к активной жизнедеятельности, при этом начинается энергичный обмен веществ, как в зародыше, так и в эндосперме, активизируются ферменты, питательные вещества усиленно расходуются на дыхание, вплоть до прорастания. Соответственно, зерно как сырье для последующей переработки в муку, крупу, комбикорма и др. теряет свои потребительские и технологические свойства, а, следовательно, и рыночную цену.
Зерновая масса - созданная человеком экологическая система, в которой живые организмы и неживая окружающая среда взаимодействуют друг с другом. Порча зерна при хранении происходит в результате взаимодействия, физических, химических и биологических факторов. Это может быть более полно объяснено только при изучении взаимодействия семян зерновых культур, животных и микрофлоры с учетом физико-химических факторов окружающей среды, влияющих на порчу зерна. В этой экологической системе наиболее важным живым организмом является само зерно. Зерно и зерновая масса имеют несколько физических (например, скважистость) и биологических (например, дыхание) свойств, значение которых зависит в основном от условий окружающей среды.
Абиотическая среда, окружающая зерно, включает различные факторы; физические - температура; неорганические химические - углекислый газ и кислород; физико-химические - влажность и множество органических соединений, которые являются побочными продуктами биологической активности.
Важнейшими биотическими факторами зерновой массы, отличающимися от зерна, являются микроорганизмы (грибы, актиномицеты и бактерии), беспозвоночные (насекомые и клещи) и позвоночные (грызуны и птицы). Эти вредители редко действуют одни. Их экологические подобия со временем развиваются в зерне и среди самих вредителей, поддерживаемые определенными комплексами других факторов в сложном процессе ухудшения качества зерна. Хотя это ухудшение обычно происходит медленно и менее сильно в начале процесса, полная потеря качества зерна может произойти при соответствующем сочетании этих факторов в ненарушенной массе.
Поскольку порча зерна происходит в результате экологических взаимодействий биотических и абиотических факторов на протяжении определенного периода времени, она может быть установлена и предотвращена в течение длительного времени с применением многофакторного подхода.
Образец зараженного зерна представляет интерес для многих специалистов. Хотя каждый интересуется стоимостью зерна и его сохранностью, производитель обычно характеризует образец по цвету, натурному весу, запаху или влажности зерна. Если зараженность образца очень большая, то производитель может предположить о наличии "вредителей" или "плесеней".
Однако, общая проблема правильного хранения и использования запасов хранящегося зерна остается постоянной и не дает надежды на получение долгосрочного решения.
Все зерновые массы характеризуются основными биотическими свойствами, каждое из которых влияет или подвергается влиянию различных физических, химических и других биотических факторов. Под этими факторами понимают долговечность, дыхание (зерна и эпифитных грибов), послеуборочное дозревание и прорастание при хранении. Роль микроорганизмов в дыхании. Некоторые из этих свойств рассмотрены также в отдельных работах других исследователей.
стоп
1.3 Условия и организация хранения зерна на элеваторах
Из-за нарушения технических условий хранения зерна в силосах элеваторов и зерноскладах, за последние годы наблюдается повышение потерь и ухудшение качества зерна. В этом, заметную роль играют вредители хлебных запасов. Зараженность зерна на полях, бунтах, складах и силосах ежегодно увеличивается, об этом свидетельствует результаты обследования хлебоприемных и зерноперерабатывающих предприятий Северного Казахстана. Везде обнаружены клещи, кожееды, рыжий мукоед, хрущаки, притворяшка - вор, долгоносики и другие вредители хлебных запасов. Как правило, источниками заражения зерна новых партий, поступающих на хранение, являются не очищенные от сметок и зерновых отходов территории токов, хлебоприемных элеваторов и зерноперерабатывающих предприятий [37,58,59,61,62,64].
На предприятиях должны систематически проводить профилактические и эксплуатационно-хозяйственные меры, обеспечивающие экологическую, санитарно-гигиеническую безопасность послеуборочной обработки, хранения и переработки зерна и зерновых продуктов, а именно: исправное состояние зернохранилищ, производственных зданий, сооружений и оборудования [37,6,63,73].
На сегодня, ежегодно на зерноперерабатывающих предприятиях, элеваторах и ХПП производится дезинсекция и газация десятков тысяч тонн хранящегося зерна и зернопродуктов. Научные исследования, посвященные формированию закономерности структуры зерновой насыпи и очагов самосогревания зерновой массы в хранилищах силосного типа, предоставляли новую информацию для повышение эффективности технологии и организации работ по защите хлебопродуктов от вредителей хлебных запасов. Полученные данные указывают на то, что используемые технологические инструкции по борьбе вредителями хлебных запасов не в полной мере обеспечивают экологическую безопасность окружающей среды. Допускается не только повышенный расход дорогостоящего фумиганта на обеззараживание, но и происходит значительная адсорбция его зерном и продуктами его переработки, соответственно снижается качество и ухудшается экологическая безопасность хранящегося сырья [37,56,58,59,68,71,73,74].
Установлено, что гетерогенное двухфазное структура зерновой насыпи зерно - воздух не является стационарным во времени. Любые технологические операции, связанные с контролем качества зерна в рециркуляционных установках и лечебных силосах как правила, связана с отбором проб зерна при помощи выпуска зерна в нижний транспортер элеватора. В результате выпуска зерна подсилосный транспортер зерновая насыпь распадается на две зоны:
1 - разрыхленная зона активного перемещения зерна с минимальным аэродинамическим сопротивлением для фумиганта;
2 - застойное зона - менее доступное для фумиганта участки насыпи зерна, соответственно низка его концентрация для обеспечения летальных условий вредителям [37,52,53,54].
Такое расслоение насыпи резко снижает эффективность газации зерна, так как фумигант движется по участкам насыпи с наименьшим сопротивлением.
Другим фактором, резко снижающим эффективность химических способов борьбы с вредителями хлебных запасов, является наличие многочисленных перепускных проемов в силосах сборной конструкции, а также наличие щелей расположенных в местах сопряжения стен силосов и надсилосной плиты.
При любом способе подачи фумиганта в насыпь зерна и при любой длительности экспозиции, вредители зерна находящиеся в застойных зонах, районах межсилосных перепускных проемов и других участках периметра силоса имеют все шансы остаться невредимыми. Вследствие низкой герметичности силосных зернохранилищ, фумиганты под действием, конвективных потоков, воздухообмена над зерновыми пространствами и господствующим ветрам, быстро рассеивается в окружающую среду загрязняя ее [58,59,61,62,66,73].
Основное назначение пищевой и перерабатывающей промышленности заключается в выработке безопасных для здоровья продуктов питания в требуемых количествах и в достаточном ассортименте, обеспечивающем все детерминированные группы население с учетом национального, возрастного и полового состава, состояния здоровья, регионального размещения и условий труда [52,54,55,63].
Многообразия задач, стоящих перед перерабатывающей промышленностью и все более усложняющихся , поставило перед учеными вопрос о наиболее важных фундаментальных и прикладных исследованиях, которые бы реально способствовали развитию производства. Однако перерабатывающие отрасли с позиции современной науки имеют больше общего, чем различий. Их объединяют общие цель и требования к сырью и готовой продукции, задачи в охране окружающей среды. Наконец что является главным, объединяют общие технологические процессы, которые базируются на основных законах природы.
При всем многообразии сырья (тысячи видов) растительного, животного происхождения оно может быть характеризовано некоторыми общими показателями, главный из которых - качество. Под ним понимают состав, свойства, сортность сырья, наличие в нем посторонних загрязняющих (контаминационных) веществ и микроорганизмов. Качества сырья зависит от многих факторов. Нормальный состав сырья - содержание в нем компонентов, которые обусловливают его пищевую ценность. Большое значение в производстве пищевых продуктов имеют свойства сырья. От них зависят способ переработки и эффективность проведения многих процессов. Закономерности изменения этих свойств лежат в основе методов и приборов для определения качества сырья [52,54].
Загрязненность сырья вредными, нежелательными компонентами и микроорганизмами - главная причина выработки продуктов, опасных для здоровья людей. Лишь в редких случаях в ходе технологических процессов удается в большей или меньшей степени вывести из перерабатываемого сырья вредные и ядовитые компоненты. Известно, что целесообразнее произвести высококачественные сырье, чем искать пути для устранения его дефектов в процессе переработки. Следовательно, исследования по устранению многих дефектов в процессе сырья в ходе его технологической переработки являются бесперспективными. Исключение составляет лишь создание способов вывода из некоторых видов сырья и продуктов отдельных радионуклиатидов.
В последние годы на предприятия перерабатывающих отраслей промышленности поступает все больше сырья, не отвечающего современным требованием. Так, на переработку поступает много низкокачественного зерна с пониженным содержанием белка и клейковины. В 60-100 % производимого в отдельных зонах зерна содержатся микотоксины.
Современное крайне неудовлетворительное состояние условий хранения сырья и его транспортировки является причиной больших его потерь (например, потери зерна составляют 25-30%). Кроме того, в сырье значительно уменьшается содержание полезных компонентов [37,63,64].
Из-за низкого технического уровня промышленность не в состоянии переработать вторичное сырье, вследствие этого теряется до 40 % питательных веществ, содержащихся в нем. Более 70 % вторичного сырья скармливается животным в естественном виде, и только 20 % направляется на переработку [52,53,55,68].
Низкая доля переработки вторичного сырья приводит не только к большим потерям, но и к значительному загрязнению окружающей среды [24].
Хранение зерна происходит на хлебоприемных элеваторах. Принятые в настоящее время расстояния между термодатчиками в системах дистанционного контроля температуры расположенных на термоподвеске по центральной оси хранилищ силосного типа, составляет 5,0 метров и более. Это позволяет контролировать изменение температуры в зерновой массе не более 20-30% силоса при его диаметре 3,0 метра и не более 10% при диаметре 6,0 метров. В зависимости от технологической схемы загрузки силосов термоподвески могут располагаться и не по оси хранилища, а на расстоянии 1,0 метра от края хранилища (высота силосного хранилища 30 метров). Распространения тепла в насыпи зерна в процессе самосогревания осуществляется за счет ее теплопроводности.
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. Зерновых масс в течение суток изменяются в значительных пределах от 11 до 25 [о]С , а влажность размещаемых партий зерна колеблется в пределах 1,5-2,0 % (в соответствии с Инструкцией по хранению зерна и Правилами организации ведения технологического процесса на элеваторах допускается размещение зерна сухого и средней сухости для длительного хранения, а в оперативных емкостях допускается временное размещение в силосах элеватора сырого зерна с влажностью до 22,0 %, подлежащего сушке в объеме не более 3 суточной производительности зерносушилок элеватора,- влажного с влажностью до 17,0 % в объеме 5 суточной производительности зерносушилок, что составляет 6000-10000 т. свежеубранного влажного, сорного зерна). К сожалению названные партии зерна могут храниться более продолжительный срок до подработки [37,63,65,67].
Таким образом, наличие в силосе больших масс зерна при послойном размещении образуют значительные градиенты между ними как по влажности, так и по температуре, которые при краткосрочном и длительном хранении приводят к активизации физико-химических, физиолого-биохимических и микробиологических процессов и самосогреванию.
Результаты экспериментальных исследований, выполненных на стендах, имитирующих по устройству и организации транспортно-технологических процессов реальные зернохранилища, показали особенности формирования структуры в насыпи зерна относительно центральной и горизонтальных плоскостей зерновой массы.
Полученные результаты открывают пути решения прикладных задач, прогнозирования, установление координат дислокации и способам устранения очагов самосогревания зерновых масс [71,74].
Физической основой самосогревания зерна является плохая теплопроводность зерновой массы. Выделение тепла в том или ином участке зерновой массы, превышающие отдачу его в окружающую среду, приводит к самосогреванию. Физиологические основы самосогревания является дыхание зерна, активизация микрофлоры и вредители зерна из мира насекомых, жуков и клещей. Распространение тепла в насыпи зерна в процессе самосогревания осуществляется за счет теплопроводности [58,59,62,71,74].
1.4 Хранение зерна в силосах элеваторов
Для предупреждения случаев ухудшения качества зерна при хранении его в силосах элеваторов был установлен порядок приема и хранения зерна в силосах элеватора, по которому запрещается хранить сырое зерно в элеваторах. При наличие в корпусе элеватора сушилки допускается временный прием сырого зерна с влажностью не более 19% для его сушки в пределах трехсуточной производительности зерносушилки элеватора и только при обеспечении строгого контроля за выполнением этих требований. Влажное зерно (до 17%) можно временно хранить в силосах элеватора до просушки, но только в охлажденном состоянии [37,60,6,63,65,66,67].
В силосных корпусах от зерна не менее одного силоса на каждую надсилосную транспортерную ленту.
Все зерно с повышенной засоренностью, поступающее для длительного хранения в силосах элеваторов, должно предварительно очищаться в зерноочистительных машинах.
Перед заполнением силосов элеватора зерном необходимо проверить установки для дистанционного контроля температуры и нет ли остатков ранее находившихся партий зерна. Незаполненные силосы необходимо загружать зерном того же качества. Смешивать в одном силосе зерно разного состояния по качеству (кроме сухого и средней сухости) запрещается [37,60,6,63].
При опорожнении силосов от зерна и до загрузки новой партии смлосы необходимо очистить, а также проветрить, открывая люк в надсилосном помещении и силосную задвижку в подсилосном этаже.
Зерно, направляемое в силосы элеватора после сушки, должно быть охлаждено и иметь температуру, превышающую температуру наружного воздуха не более чем на 10[о]С. При наружных температурах воздуха ниже-5[о]С охлажденное зерно должно иметь температуру не выше +5[о]С. В случае, если охладительная камера (или колонка) при сушке в летнее время года не обеспечивает необходимого охлаждения зерна, также при сушке в летнее время года не обеспечивает необходимого охлаждения зерна, такое зерно должно быть дополнительно охлаждено в зерноочистительных машинах или пропущено через транспортное оборудование элеватора с малой производительностью.
С момента поступления зерна в элеватор и в течении всего периода хранения за качеством и состоянием зерна в каждом силосе должно быть организовано систематическое наблюдение в строгом соответствии со сроками.
В силосах элеваторов, не оборудованных приборами дистанционного контроля, температуру зерна в верхнем слое измеряют при помощи термоштанг или, если это необходимо, при перемещении зерна в свободные силосы. В это время проверяют температуру, влажность, сыпучесть, запах, цвет, наличие самосогревания и зараженность вредителями [37,59,6,63,69,71,72,74].
Результаты наблюдений за состоянием зерна по каждому силосу своевременно записывают в журнал наблюдений и силосные ярлыки установленной формы.
При обнаружении очагов самосогревания зерна, хранящегося в силосах элеватора, все зерно из них немедленно должно быть выпущено, охлаждено на сепараторах или сушилках и перемещено в другие силосы. Охлаждать зерно путем перемещения его в тот же силос, в котором оно хранилось, запрещается [56,65,67].
Не реже одного раза в квартал и обязательно до начала заготовок необходимо проверить исправность установок для дистанционного контроля температуры зерна в силосах, а именно термоподвескам, клеммо-распределительные ящики, релейные шкафы и центральный пульт управления в соответствии с методикой, изложенной в заводской инструкции и технических условиях.
Состояние помещений, где установлены измерительные устройства, должны отвечать требованиям инструкций. Например, воздух в помещениях, где установлен пульт управления, должен иметь температуру 10-35[о]С и относительную влажность до 80%.
Каждый случай порчи зерна рассматривается как чрезвычайное происшествие и немедленно сообщается о нем с объяснением причин и с указанием принятых мер, предотвращающих дальнейшее ухудшение качества зерна.
1.5 Влияние особенностей формирования зерновой насыпи в зернохранилищах на эффективность хранения
Многочисленными исследованиями установлено, что сохранность зерна и его состояние во время хранения, определяемое происходящими в нем биохимическими процессами, зависят в первую очередь от его влажности и температуры. При этом должное внимание отводится явлениям термовлагопроводности, влияющих и температуре хранящегося зерна [37,52,53,54].
Однако, исследователи упускают важный момент - каким образом различные по влажности и температуре партии зерна формируются в хранилищах при загрузке, выгрузке части зерна с последующим заполнением освобожденной части силоса, при загрузке одного силоса из двух загрузочных люков одновременно или последовательно, а также при загрузке звездочек в монолитных железобетонных силосах и силосных хранилищ сборной конструкции через перепускные проемы. Однако при этом упускается главное - каким образом располагаются партии зерна с различной температурой и влажностью и как изменяется порозность насыпи в процессе выгрузки части зерна из силоса, при последующим заполнении его новой партией с целью дальнейшего хранения. Как показали поисковые исследования проведенные в Алматинском технологическом университете гравитационный поток играет важную роль в зернохранилищах, на элеваторах при послеуборочной обработке, погрузочно-разгрузочных операциях в оперативных емкостях силосного типа, внутренних перемещениях зерновой массы и других транспортно-технологических операциях [37,53,63].
Формирование зерновой насыпи в оперативных емкостях и силосных хранилищах хлебоприемного элеватора в разное время суток различна 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.
Оценка тепловлажностного режима межзернового пространства в приграничном слое при наличии значительного перепада температуры показывает, что в промежуточном слое между этими партиями очень высока вероятность возникновения очагов самосогревания, вследствие резкого увеличения относительной влажности воздуха межзернового пространства в слое холодного зерна с последующей конденсацией на поверхности зерна, зерновых и сорных примесей, так называемой "инфекционной капли". При этом дополнительный импульс к активизации микрофлоры дает выделяющееся тепло при фазовом переходе влаги из газообразного состояния в жидкое [59,63,71,74].
Высота слоя формируемой усредненной партией зерна массой 10 тонн колеблется от 0,25 до 1,5 метра и более в зависимости от вида силосного хранилища. Последующий производственный процесс, связанный с хранением зерна, будет зависеть не только от качества зерна и типа зернохранилища, но и от того, как сформировалась зерновая насыпь при загрузке в зернохранилище. Каждая партия свежеубранного зерна в соответствии с технологической картой размещается в определенных силосах послойно в виде насыпи различной толщины.
Экспертная оценка показывает, что при заполнении 1 силоса вместимостью 540 тонн образуются от 27 до 54 слоев с различной температурой. Если учесть возможность совместного размещения и хранения партий зерна с влажностью до 15,5%, то мы имеем различные слои и по влажности.
В случаях когда производительность зерноочистительного и зерносушильного оборудования не достаточна для очистки и сушки зерна в потоке, допускается временное размещение (не более трехсуточного запаса) в силосах элеватора сырого зерна с влажностью до 22%. Влажного 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. При таком раскладе 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].
При сушке влажного и сырого зерна фактическая производительность зерносушилок резко снижается с 80 тч до 40 тч, и менее. Следовательно, в запланированные три-пять суток, накопительные емкости в силосах элеваторов не освобождаются от сырого свежеубранного зерна. В этих условиях технолог элеватора вынужден использовать оперативные емкости в режиме одновременной загрузки и выгрузки или догрузки частично освободившегося силоса с последующей сушкой влажного зерна и размещения в силосах или складах для длительного хранения [37,63,65,67].
Перемещение разрыхлённой зоны слоя активного перемещения вниз сопровождается транспортировкой кислорода нижних слоёв насыпи и образованием различных партий с новыми градиентами температуры и влажности. При соответствующих перепадах температуры и влажности на границах раздела партии зерна с хранящимся в оперативной ёмкости при наличии вредителей и дополнительным орошением периферийных слоёв застойных зон кислородом вполне возможно образование очага самосогревания. Зона активного перемещения в среднем расходуется в размере 80-120 тонн в час. Движение такой массы зерна сопровождается уменьшением общего давления статических и динамических составляющих (вместе с зерном ... продолжение
Вы можете абсолютно на бесплатной основе полностью просмотреть эту работу через наше приложение.
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 Существующие способы и средства оценки процесса самосогревания зерна на элеваторах ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... 23
1.7 Формирование структуры насыпи как фактор сохранности сыпучих материалов при хранении ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
1.8. Причины возникновения экзотермических процессов в хранящемся зерне пшеницы при хранении 7
1.9 Анализ технологических аспектов формирования крупных партий зерна при хранении на элеваторах 15
1.10 Особенности размещения и хранения зерна в силосах элеваторов 19
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 перемещениях 27
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 - 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.
Когезия - явление слипания частиц вследствие развития микрофлоры и наличия неровностей на поверхности соприкосающихся зерен. Макрокопилляры - структурные полости в эндосперме зерна средний радиус которых, больше 100 нм.
Микрокопилляры - структурные полости в эндосперме зерна средний радиус которых, менее 100 нм.
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.
Самосогреванием зерновой массы - называется явление повышения ее температуры вследствие протекающих в ней физико-химических, микробиологических и биохимических процессов.
Селективность - избирательность.
Сорбат - газообразное вещество которое связывается с активными центрами капиллярно пористого материала.
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.
Энергия активации - это энергетический барьер, преодоление которой зерновой массой или ее части приводит к спонтанному, каскадному развитию биохимических, микробиологических процессов в зерновой массе.
Эндогенные - физико-химические процессы идущие с потреблением тепла. Энтропия - степень безпорядка или неупорядочности термодинамической системы.
Эффузия - процесс диффузии молекул в сверх тонких капиллярах.
ВВЕДЕНИЕ
В Казахстане зерно является конкурентоспособной продукцией агропромышленного комплекса Казахстана, на которую существует устойчивый спрос как внутри, так и за пределами страны. В ходе резкой смены форм собственности проблема продовольственного обеспечения населения Казахстана сегодня как никогда приобретает огромное социально-экономическое значение. Гарантированное обеспечение страны продовольствием требует формирования резервных фондов, основу которых составляет зерно. Как считают специалисты ФАО, зерновой резерв должен составлять 17 % объема потребления. Однако в условиях Казахстана за последний 10- летний период 4 года были засушливыми. Поэтому в наших условиях объем резервного фонда зерна должен быть выше - в пределах 30-35 % от величины внутреннего потребления, или 2,3 - 2,8 млн. тонн. На фермерские и хлебоприемные предприятия поступает огромное количество (до 90%) влажного и сырого зерна (с влажностью 25...30% и выше), с повышенной засоренностью и наличием недозрелых зерен. В этих условиях хранение больших масс зерна в сложных климатических условиях периода уборки урожая, когда зерновой слой формируется из отдельных жизнеспособных зерен с различной влажностью и степенью зрелости, населенных микрофлорой, свободными промежутками, представляющих собой лабиринтообразные, щелевые воздушные каналы и замкнутые воздушные поры (в среднем на одну зерновку приходится около 15 и более куб. мм. воздушных полостей), по которым в процессе хранения зерна происходит перенос окислителя, парообразной влаги (вследствие разности парциальных давлений) и направленная миграция вредителей хлебных запасов к участкам зерновой насыпи с повышенной 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. При этом расчеты показывают, что при увеличении 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 других компонентов с последующим молярным переносом жидкости внутрь зерновки, вызванного силами капиллярного всасывания. 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. Несмотря на повышенные требования к качественным показателям зерновой массы, закладываемых в государственный резервный фонд - обеспечение устойчивого хранения зерна не только без потерь в течение длительного периода времени (свыше одного года), но и улучшение его качества является задачей не из легких. [1, 2, 3, 4, 5, 6,7, 13, 16, 18]
Не менее актуальны проблемы формирования укрупненных экспортных партий высококачественного зерна, обеспечения не только сохранности, но и повышение качества зерновых масс продовольственного и семенного назначения для внутреннего потребления. При анализе закономерностей флуктуации порозности зерновой массы на эффективность хранения предложены способы устранения застойных зон при активном вентилировании, способы замера и оценки количества зерна, располагающихся в рискованных сечениях силоса и хранилища, способы повышения эффективности активного вентилирования, газации, дегазации, а также способы устранения возможности перехода воздуха межзернового пространства из пассивного состояния в активное - приводящее к ускоренному ухудшению качества хранящегося зерна вплоть до самосогревания, возгорания и взрывов.
При этом эксплуатация оперативных емкостей зерновых хранилищ (надсепараторная емкость, присушильная емкость, отгрузочные хранилища и др.) в режиме загрузки и выгрузки, загрузки и догрузки, выгрузки с одновременным заполнением силосного хранилища (транзитный режим) приводит к образованию физиологически активных зон в периферийных слоях зерновой насыпи. Эти процессы приводят к переходу зерновой насыпи из состояния покоя к активной жизнедеятельности!
Таким образом, внутренние перемещения на элеваторах занимают большой объём в суточных операциях. Исследования является актуальной задачей теорией и практикой хранения зерна. В соответствии с изложенным, мною поставлены следующие задачи исследования:
1) провести анализ факторов влияющих на активацию физиологических процессов;
2) провести исследования закономерностей формирования структуры насыпей при различных способах загрузки: симметричное, несимметричное и различной производительности при внутренних перемещениях;
3) провести анализ и разработать таблицу температурных уровней физиологической активности и потерь зерна при внутренних перемещениях и хранении.
Производство и торговля зерном для Казахстана являются стратегически важными вопросами, как в экономическом, так и в политическом отношении. В целом, сегодняшнее их состояние можно охарактеризовать как стабильно развивающееся [37,53,54,64,66].
Отрасль располагает большим ресурсным потенциалом для дальнейшего увеличения объемов и повышения конкурентоспособности продукции, позволяющих не только удовлетворять внутренние потребности страны в зерне, но и выступать в качестве конкурентоспособного участника на мировом зерновом рынке.
На фермерские и хлебоприемные предприятия поступает огромное количество (до 90%) влажного и сырого зерна (с влажностью 25...30 % и выше), с повышенной засоренностью и наличием недозрелых зерен. В этих условиях своевременная обработка зерна с целью приведения его в стойкое состояние в короткие сроки является основой снижения количественно-качественных потерь [37,52,53,57,63,64,70].
Выращенный урожай зерновых в условиях резко-континентального климата характеризуются разнородностью не только по влажности, но и по температуре, вследствие чего происходят комплекс физико-химических, физиолого-биохимических и термодинамических процессов, влияющих на его стабильность при хранении.
В технологическом процессе послеуборочной обработки и хранении зерна решающую роль играет совокупность свойств, характеризующих зерновую массу. Сложность обеспечения сохранности зерна многими физическими и физиолого-биохимическими процессами, как в единичной зерновке, так и в зерновой массе в целом. В 1 т пшеницы насчитывается 35-40 млн. зерен, причем каждое отличается от других многими физическими и биологическими качествами и подвержено индивидуальной изменчивости (по сортовым особенностям, агротехнике, влажности и температуре отдельных партий и другим признакам) [53,57,6,63,69,75].
Количественные и качественные потери зерна при хранении являются следствием не только физико-химических, физиолого-биологических процессов, происходящих в зерновой массе, но и следствием недостатков технологии хранения и конструкции элеваторов.
На сегодня, установлено, что поведение зерновой массы на макропределе - результат физико-химических и физиологобиохимических реакций происходящих в зерне и зерновой массе как открытой термодинамической системе. Малые возмущения параметров зерновой массы, обусловленных флуктуацией его влажности, температуры, наличия сорной и зерновой примесей, вместо ожидаемого самоусреднения технологических параметров и устойчивого хранения, приводят к образованию очагов гнездового и других видов самосогревания [63,71,74].
Таким образом, обеспечение сохранности и, повышение качества выращенного урожая на этапе хранения в силосах путем своевременного прогноза состояния зерновой массы и направленного изменения её физико-химических свойств и физиолого-биохимических процессов с целью перевода зерна в состояние покоя и устойчивого хранения является актуальной научной задачей зернового производства.
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
В технологическом процессе послеуборочной обработки и хранении зерна решающую роль играет совокупность свойств, характеризующих зерновую массу. Сложность обеспечения сохранности зерна многими физическими и физиолого-биохимическими процессами, как в единичной зерновке, так и в зерновой массе в целом. В 1 т пшеницы насчитывается 35-40 млн. зерен, причем каждое отличается от других многими физическими и биологическими качествами и подвержено индивидуальной изменчивости (по сортовым особенностям, агротехнике, влажности и температуре отдельных партий, и другим признакам).
При всей инерционности тепло-влажностных процессов больших масс зерна в силосах, при промышленном хранении, в условиях знакопеременных изменений гидротермических параметров окружающей среды, единичная зерновка, как живая биологическая система легко подвержена влиянию неблагоприятных внешних факторов. Визуальные исследования хранения зерна в условиях, приближенных к силосному хранению, выявило, что совместное воздействие влаги и температуры, давления, напряжений сдвига на поверхностях контакта зерновок приводит к адгезии и адгезионным явлениям в локальных сферах и массивах хранящегося зерна. Существенный вклад в адгезионные явления вносит физиологическая активность микрофлоры, вредителей зерна.
Аддитивное воздействие вышеназванных компонентов зерновой массы не только сопровождается деструктивными процессами периферийных слоев зерна (денатурация макромолекул белка и крахмала, перевод их в растворимую, более усвояемую форму с потерей питательной ценности), но и пораженное зерно, в большей своей части лишается мучнистого содержимого, засоряется экскрементами вредителей, приобретая токсичные свойства.
1.2. Влияние физических, химических и биологических факторов на порчу зерна при транспортировке и хранении
Свежеубранное зерно используется по назначению не сразу, а после довольно продолжительного периода хранения, так как хлебобулочные изделия являются продуктом повседневного потребления.
Единичное зерно как живой организм характеризуется высшей ступенью упорядоченности составляющих его ингредиентов и уникальной структурной организацией, обеспечивающей многообразие биологических функций. При этом физиологический покой и активность - противоположные состояния зерна. Зерно, прошедшее послеуборочное дозревание, с низкой влажностью и температурой, является покоящейся биологической системой, жизненные процессы в которой сведены до минимума. Напротив, при достаточном наличии влаги, тепла и доступа кислорода воздуха, зерно переходит из состояния покоя к активной жизнедеятельности, при этом начинается энергичный обмен веществ, как в зародыше, так и в эндосперме, активизируются ферменты, питательные вещества усиленно расходуются на дыхание, вплоть до прорастания. Соответственно, зерно как сырье для последующей переработки в муку, крупу, комбикорма и др. теряет свои потребительские и технологические свойства, а, следовательно, и рыночную цену.
Зерновая масса - созданная человеком экологическая система, в которой живые организмы и неживая окружающая среда взаимодействуют друг с другом. Порча зерна при хранении происходит в результате взаимодействия, физических, химических и биологических факторов. Это может быть более полно объяснено только при изучении взаимодействия семян зерновых культур, животных и микрофлоры с учетом физико-химических факторов окружающей среды, влияющих на порчу зерна. В этой экологической системе наиболее важным живым организмом является само зерно. Зерно и зерновая масса имеют несколько физических (например, скважистость) и биологических (например, дыхание) свойств, значение которых зависит в основном от условий окружающей среды.
Абиотическая среда, окружающая зерно, включает различные факторы; физические - температура; неорганические химические - углекислый газ и кислород; физико-химические - влажность и множество органических соединений, которые являются побочными продуктами биологической активности.
Важнейшими биотическими факторами зерновой массы, отличающимися от зерна, являются микроорганизмы (грибы, актиномицеты и бактерии), беспозвоночные (насекомые и клещи) и позвоночные (грызуны и птицы). Эти вредители редко действуют одни. Их экологические подобия со временем развиваются в зерне и среди самих вредителей, поддерживаемые определенными комплексами других факторов в сложном процессе ухудшения качества зерна. Хотя это ухудшение обычно происходит медленно и менее сильно в начале процесса, полная потеря качества зерна может произойти при соответствующем сочетании этих факторов в ненарушенной массе.
Поскольку порча зерна происходит в результате экологических взаимодействий биотических и абиотических факторов на протяжении определенного периода времени, она может быть установлена и предотвращена в течение длительного времени с применением многофакторного подхода.
Образец зараженного зерна представляет интерес для многих специалистов. Хотя каждый интересуется стоимостью зерна и его сохранностью, производитель обычно характеризует образец по цвету, натурному весу, запаху или влажности зерна. Если зараженность образца очень большая, то производитель может предположить о наличии "вредителей" или "плесеней".
Однако, общая проблема правильного хранения и использования запасов хранящегося зерна остается постоянной и не дает надежды на получение долгосрочного решения.
Все зерновые массы характеризуются основными биотическими свойствами, каждое из которых влияет или подвергается влиянию различных физических, химических и других биотических факторов. Под этими факторами понимают долговечность, дыхание (зерна и эпифитных грибов), послеуборочное дозревание и прорастание при хранении. Роль микроорганизмов в дыхании. Некоторые из этих свойств рассмотрены также в отдельных работах других исследователей.
стоп
1.3 Условия и организация хранения зерна на элеваторах
Из-за нарушения технических условий хранения зерна в силосах элеваторов и зерноскладах, за последние годы наблюдается повышение потерь и ухудшение качества зерна. В этом, заметную роль играют вредители хлебных запасов. Зараженность зерна на полях, бунтах, складах и силосах ежегодно увеличивается, об этом свидетельствует результаты обследования хлебоприемных и зерноперерабатывающих предприятий Северного Казахстана. Везде обнаружены клещи, кожееды, рыжий мукоед, хрущаки, притворяшка - вор, долгоносики и другие вредители хлебных запасов. Как правило, источниками заражения зерна новых партий, поступающих на хранение, являются не очищенные от сметок и зерновых отходов территории токов, хлебоприемных элеваторов и зерноперерабатывающих предприятий [37,58,59,61,62,64].
На предприятиях должны систематически проводить профилактические и эксплуатационно-хозяйственные меры, обеспечивающие экологическую, санитарно-гигиеническую безопасность послеуборочной обработки, хранения и переработки зерна и зерновых продуктов, а именно: исправное состояние зернохранилищ, производственных зданий, сооружений и оборудования [37,6,63,73].
На сегодня, ежегодно на зерноперерабатывающих предприятиях, элеваторах и ХПП производится дезинсекция и газация десятков тысяч тонн хранящегося зерна и зернопродуктов. Научные исследования, посвященные формированию закономерности структуры зерновой насыпи и очагов самосогревания зерновой массы в хранилищах силосного типа, предоставляли новую информацию для повышение эффективности технологии и организации работ по защите хлебопродуктов от вредителей хлебных запасов. Полученные данные указывают на то, что используемые технологические инструкции по борьбе вредителями хлебных запасов не в полной мере обеспечивают экологическую безопасность окружающей среды. Допускается не только повышенный расход дорогостоящего фумиганта на обеззараживание, но и происходит значительная адсорбция его зерном и продуктами его переработки, соответственно снижается качество и ухудшается экологическая безопасность хранящегося сырья [37,56,58,59,68,71,73,74].
Установлено, что гетерогенное двухфазное структура зерновой насыпи зерно - воздух не является стационарным во времени. Любые технологические операции, связанные с контролем качества зерна в рециркуляционных установках и лечебных силосах как правила, связана с отбором проб зерна при помощи выпуска зерна в нижний транспортер элеватора. В результате выпуска зерна подсилосный транспортер зерновая насыпь распадается на две зоны:
1 - разрыхленная зона активного перемещения зерна с минимальным аэродинамическим сопротивлением для фумиганта;
2 - застойное зона - менее доступное для фумиганта участки насыпи зерна, соответственно низка его концентрация для обеспечения летальных условий вредителям [37,52,53,54].
Такое расслоение насыпи резко снижает эффективность газации зерна, так как фумигант движется по участкам насыпи с наименьшим сопротивлением.
Другим фактором, резко снижающим эффективность химических способов борьбы с вредителями хлебных запасов, является наличие многочисленных перепускных проемов в силосах сборной конструкции, а также наличие щелей расположенных в местах сопряжения стен силосов и надсилосной плиты.
При любом способе подачи фумиганта в насыпь зерна и при любой длительности экспозиции, вредители зерна находящиеся в застойных зонах, районах межсилосных перепускных проемов и других участках периметра силоса имеют все шансы остаться невредимыми. Вследствие низкой герметичности силосных зернохранилищ, фумиганты под действием, конвективных потоков, воздухообмена над зерновыми пространствами и господствующим ветрам, быстро рассеивается в окружающую среду загрязняя ее [58,59,61,62,66,73].
Основное назначение пищевой и перерабатывающей промышленности заключается в выработке безопасных для здоровья продуктов питания в требуемых количествах и в достаточном ассортименте, обеспечивающем все детерминированные группы население с учетом национального, возрастного и полового состава, состояния здоровья, регионального размещения и условий труда [52,54,55,63].
Многообразия задач, стоящих перед перерабатывающей промышленностью и все более усложняющихся , поставило перед учеными вопрос о наиболее важных фундаментальных и прикладных исследованиях, которые бы реально способствовали развитию производства. Однако перерабатывающие отрасли с позиции современной науки имеют больше общего, чем различий. Их объединяют общие цель и требования к сырью и готовой продукции, задачи в охране окружающей среды. Наконец что является главным, объединяют общие технологические процессы, которые базируются на основных законах природы.
При всем многообразии сырья (тысячи видов) растительного, животного происхождения оно может быть характеризовано некоторыми общими показателями, главный из которых - качество. Под ним понимают состав, свойства, сортность сырья, наличие в нем посторонних загрязняющих (контаминационных) веществ и микроорганизмов. Качества сырья зависит от многих факторов. Нормальный состав сырья - содержание в нем компонентов, которые обусловливают его пищевую ценность. Большое значение в производстве пищевых продуктов имеют свойства сырья. От них зависят способ переработки и эффективность проведения многих процессов. Закономерности изменения этих свойств лежат в основе методов и приборов для определения качества сырья [52,54].
Загрязненность сырья вредными, нежелательными компонентами и микроорганизмами - главная причина выработки продуктов, опасных для здоровья людей. Лишь в редких случаях в ходе технологических процессов удается в большей или меньшей степени вывести из перерабатываемого сырья вредные и ядовитые компоненты. Известно, что целесообразнее произвести высококачественные сырье, чем искать пути для устранения его дефектов в процессе переработки. Следовательно, исследования по устранению многих дефектов в процессе сырья в ходе его технологической переработки являются бесперспективными. Исключение составляет лишь создание способов вывода из некоторых видов сырья и продуктов отдельных радионуклиатидов.
В последние годы на предприятия перерабатывающих отраслей промышленности поступает все больше сырья, не отвечающего современным требованием. Так, на переработку поступает много низкокачественного зерна с пониженным содержанием белка и клейковины. В 60-100 % производимого в отдельных зонах зерна содержатся микотоксины.
Современное крайне неудовлетворительное состояние условий хранения сырья и его транспортировки является причиной больших его потерь (например, потери зерна составляют 25-30%). Кроме того, в сырье значительно уменьшается содержание полезных компонентов [37,63,64].
Из-за низкого технического уровня промышленность не в состоянии переработать вторичное сырье, вследствие этого теряется до 40 % питательных веществ, содержащихся в нем. Более 70 % вторичного сырья скармливается животным в естественном виде, и только 20 % направляется на переработку [52,53,55,68].
Низкая доля переработки вторичного сырья приводит не только к большим потерям, но и к значительному загрязнению окружающей среды [24].
Хранение зерна происходит на хлебоприемных элеваторах. Принятые в настоящее время расстояния между термодатчиками в системах дистанционного контроля температуры расположенных на термоподвеске по центральной оси хранилищ силосного типа, составляет 5,0 метров и более. Это позволяет контролировать изменение температуры в зерновой массе не более 20-30% силоса при его диаметре 3,0 метра и не более 10% при диаметре 6,0 метров. В зависимости от технологической схемы загрузки силосов термоподвески могут располагаться и не по оси хранилища, а на расстоянии 1,0 метра от края хранилища (высота силосного хранилища 30 метров). Распространения тепла в насыпи зерна в процессе самосогревания осуществляется за счет ее теплопроводности.
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. Зерновых масс в течение суток изменяются в значительных пределах от 11 до 25 [о]С , а влажность размещаемых партий зерна колеблется в пределах 1,5-2,0 % (в соответствии с Инструкцией по хранению зерна и Правилами организации ведения технологического процесса на элеваторах допускается размещение зерна сухого и средней сухости для длительного хранения, а в оперативных емкостях допускается временное размещение в силосах элеватора сырого зерна с влажностью до 22,0 %, подлежащего сушке в объеме не более 3 суточной производительности зерносушилок элеватора,- влажного с влажностью до 17,0 % в объеме 5 суточной производительности зерносушилок, что составляет 6000-10000 т. свежеубранного влажного, сорного зерна). К сожалению названные партии зерна могут храниться более продолжительный срок до подработки [37,63,65,67].
Таким образом, наличие в силосе больших масс зерна при послойном размещении образуют значительные градиенты между ними как по влажности, так и по температуре, которые при краткосрочном и длительном хранении приводят к активизации физико-химических, физиолого-биохимических и микробиологических процессов и самосогреванию.
Результаты экспериментальных исследований, выполненных на стендах, имитирующих по устройству и организации транспортно-технологических процессов реальные зернохранилища, показали особенности формирования структуры в насыпи зерна относительно центральной и горизонтальных плоскостей зерновой массы.
Полученные результаты открывают пути решения прикладных задач, прогнозирования, установление координат дислокации и способам устранения очагов самосогревания зерновых масс [71,74].
Физической основой самосогревания зерна является плохая теплопроводность зерновой массы. Выделение тепла в том или ином участке зерновой массы, превышающие отдачу его в окружающую среду, приводит к самосогреванию. Физиологические основы самосогревания является дыхание зерна, активизация микрофлоры и вредители зерна из мира насекомых, жуков и клещей. Распространение тепла в насыпи зерна в процессе самосогревания осуществляется за счет теплопроводности [58,59,62,71,74].
1.4 Хранение зерна в силосах элеваторов
Для предупреждения случаев ухудшения качества зерна при хранении его в силосах элеваторов был установлен порядок приема и хранения зерна в силосах элеватора, по которому запрещается хранить сырое зерно в элеваторах. При наличие в корпусе элеватора сушилки допускается временный прием сырого зерна с влажностью не более 19% для его сушки в пределах трехсуточной производительности зерносушилки элеватора и только при обеспечении строгого контроля за выполнением этих требований. Влажное зерно (до 17%) можно временно хранить в силосах элеватора до просушки, но только в охлажденном состоянии [37,60,6,63,65,66,67].
В силосных корпусах от зерна не менее одного силоса на каждую надсилосную транспортерную ленту.
Все зерно с повышенной засоренностью, поступающее для длительного хранения в силосах элеваторов, должно предварительно очищаться в зерноочистительных машинах.
Перед заполнением силосов элеватора зерном необходимо проверить установки для дистанционного контроля температуры и нет ли остатков ранее находившихся партий зерна. Незаполненные силосы необходимо загружать зерном того же качества. Смешивать в одном силосе зерно разного состояния по качеству (кроме сухого и средней сухости) запрещается [37,60,6,63].
При опорожнении силосов от зерна и до загрузки новой партии смлосы необходимо очистить, а также проветрить, открывая люк в надсилосном помещении и силосную задвижку в подсилосном этаже.
Зерно, направляемое в силосы элеватора после сушки, должно быть охлаждено и иметь температуру, превышающую температуру наружного воздуха не более чем на 10[о]С. При наружных температурах воздуха ниже-5[о]С охлажденное зерно должно иметь температуру не выше +5[о]С. В случае, если охладительная камера (или колонка) при сушке в летнее время года не обеспечивает необходимого охлаждения зерна, также при сушке в летнее время года не обеспечивает необходимого охлаждения зерна, такое зерно должно быть дополнительно охлаждено в зерноочистительных машинах или пропущено через транспортное оборудование элеватора с малой производительностью.
С момента поступления зерна в элеватор и в течении всего периода хранения за качеством и состоянием зерна в каждом силосе должно быть организовано систематическое наблюдение в строгом соответствии со сроками.
В силосах элеваторов, не оборудованных приборами дистанционного контроля, температуру зерна в верхнем слое измеряют при помощи термоштанг или, если это необходимо, при перемещении зерна в свободные силосы. В это время проверяют температуру, влажность, сыпучесть, запах, цвет, наличие самосогревания и зараженность вредителями [37,59,6,63,69,71,72,74].
Результаты наблюдений за состоянием зерна по каждому силосу своевременно записывают в журнал наблюдений и силосные ярлыки установленной формы.
При обнаружении очагов самосогревания зерна, хранящегося в силосах элеватора, все зерно из них немедленно должно быть выпущено, охлаждено на сепараторах или сушилках и перемещено в другие силосы. Охлаждать зерно путем перемещения его в тот же силос, в котором оно хранилось, запрещается [56,65,67].
Не реже одного раза в квартал и обязательно до начала заготовок необходимо проверить исправность установок для дистанционного контроля температуры зерна в силосах, а именно термоподвескам, клеммо-распределительные ящики, релейные шкафы и центральный пульт управления в соответствии с методикой, изложенной в заводской инструкции и технических условиях.
Состояние помещений, где установлены измерительные устройства, должны отвечать требованиям инструкций. Например, воздух в помещениях, где установлен пульт управления, должен иметь температуру 10-35[о]С и относительную влажность до 80%.
Каждый случай порчи зерна рассматривается как чрезвычайное происшествие и немедленно сообщается о нем с объяснением причин и с указанием принятых мер, предотвращающих дальнейшее ухудшение качества зерна.
1.5 Влияние особенностей формирования зерновой насыпи в зернохранилищах на эффективность хранения
Многочисленными исследованиями установлено, что сохранность зерна и его состояние во время хранения, определяемое происходящими в нем биохимическими процессами, зависят в первую очередь от его влажности и температуры. При этом должное внимание отводится явлениям термовлагопроводности, влияющих и температуре хранящегося зерна [37,52,53,54].
Однако, исследователи упускают важный момент - каким образом различные по влажности и температуре партии зерна формируются в хранилищах при загрузке, выгрузке части зерна с последующим заполнением освобожденной части силоса, при загрузке одного силоса из двух загрузочных люков одновременно или последовательно, а также при загрузке звездочек в монолитных железобетонных силосах и силосных хранилищ сборной конструкции через перепускные проемы. Однако при этом упускается главное - каким образом располагаются партии зерна с различной температурой и влажностью и как изменяется порозность насыпи в процессе выгрузки части зерна из силоса, при последующим заполнении его новой партией с целью дальнейшего хранения. Как показали поисковые исследования проведенные в Алматинском технологическом университете гравитационный поток играет важную роль в зернохранилищах, на элеваторах при послеуборочной обработке, погрузочно-разгрузочных операциях в оперативных емкостях силосного типа, внутренних перемещениях зерновой массы и других транспортно-технологических операциях [37,53,63].
Формирование зерновой насыпи в оперативных емкостях и силосных хранилищах хлебоприемного элеватора в разное время суток различна 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.
Оценка тепловлажностного режима межзернового пространства в приграничном слое при наличии значительного перепада температуры показывает, что в промежуточном слое между этими партиями очень высока вероятность возникновения очагов самосогревания, вследствие резкого увеличения относительной влажности воздуха межзернового пространства в слое холодного зерна с последующей конденсацией на поверхности зерна, зерновых и сорных примесей, так называемой "инфекционной капли". При этом дополнительный импульс к активизации микрофлоры дает выделяющееся тепло при фазовом переходе влаги из газообразного состояния в жидкое [59,63,71,74].
Высота слоя формируемой усредненной партией зерна массой 10 тонн колеблется от 0,25 до 1,5 метра и более в зависимости от вида силосного хранилища. Последующий производственный процесс, связанный с хранением зерна, будет зависеть не только от качества зерна и типа зернохранилища, но и от того, как сформировалась зерновая насыпь при загрузке в зернохранилище. Каждая партия свежеубранного зерна в соответствии с технологической картой размещается в определенных силосах послойно в виде насыпи различной толщины.
Экспертная оценка показывает, что при заполнении 1 силоса вместимостью 540 тонн образуются от 27 до 54 слоев с различной температурой. Если учесть возможность совместного размещения и хранения партий зерна с влажностью до 15,5%, то мы имеем различные слои и по влажности.
В случаях когда производительность зерноочистительного и зерносушильного оборудования не достаточна для очистки и сушки зерна в потоке, допускается временное размещение (не более трехсуточного запаса) в силосах элеватора сырого зерна с влажностью до 22%. Влажного 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. При таком раскладе 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].
При сушке влажного и сырого зерна фактическая производительность зерносушилок резко снижается с 80 тч до 40 тч, и менее. Следовательно, в запланированные три-пять суток, накопительные емкости в силосах элеваторов не освобождаются от сырого свежеубранного зерна. В этих условиях технолог элеватора вынужден использовать оперативные емкости в режиме одновременной загрузки и выгрузки или догрузки частично освободившегося силоса с последующей сушкой влажного зерна и размещения в силосах или складах для длительного хранения [37,63,65,67].
Перемещение разрыхлённой зоны слоя активного перемещения вниз сопровождается транспортировкой кислорода нижних слоёв насыпи и образованием различных партий с новыми градиентами температуры и влажности. При соответствующих перепадах температуры и влажности на границах раздела партии зерна с хранящимся в оперативной ёмкости при наличии вредителей и дополнительным орошением периферийных слоёв застойных зон кислородом вполне возможно образование очага самосогревания. Зона активного перемещения в среднем расходуется в размере 80-120 тонн в час. Движение такой массы зерна сопровождается уменьшением общего давления статических и динамических составляющих (вместе с зерном ... продолжение
Вы можете абсолютно на бесплатной основе полностью просмотреть эту работу через наше приложение.
Похожие работы
Дисциплины
- Информатика
- Банковское дело
- Оценка бизнеса
- Бухгалтерское дело
- Валеология
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Религия
- Общая история
- Журналистика
- Таможенное дело
- История Казахстана
- Финансы
- Законодательство и Право, Криминалистика
- Маркетинг
- Культурология
- Медицина
- Менеджмент
- Нефть, Газ
- Искуство, музыка
- Педагогика
- Психология
- Страхование
- Налоги
- Политология
- Сертификация, стандартизация
- Социология, Демография
- Статистика
- Туризм
- Физика
- Философия
- Химия
- Делопроизводсто
- Экология, Охрана природы, Природопользование
- Экономика
- Литература
- Биология
- Мясо, молочно, вино-водочные продукты
- Земельный кадастр, Недвижимость
- Математика, Геометрия
- Государственное управление
- Архивное дело
- Полиграфия
- Горное дело
- Языковедение, Филология
- Исторические личности
- Автоматизация, Техника
- Экономическая география
- Международные отношения
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности), Защита труда
