Технология хранения зерна овса семенного назначения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

ФГБОУ ВПО «Самарская государственная сельскохозяйственная академия»

Технологический факультет

Кафедра «Технология производства и экспертиза продуктов из растительного сырья»

КУРСОВАЯ РАБОТА

Тема: «Технология хранения зерна овса семенного назначения»

Выполнил:

Зеткин Н.А.

Кинель 2014

Оглавление

Введение

1. Характеристика зерна овса как объекта сушки и хранения

2. Послеуборочная обработка зерна овса

2.1 Очистка зерна овса

2.2 Активное вентилирование зерна овса

3. Размещение зерна овса на длительное хранение

4. Наблюдение за зерном овса

5. Расчет убыли зерна овса при хранении

Выводы

Список используемой литературы

Введение

Овёс - род растений из семейства Злаки, или Мятликовые. Однолетние и многолетние травы. К роду относятся до 40 видов, распространенных преимущественно в умеренных странах Старого Света, в северной и южной Америке очень мало.

В мировом земледелии овес занимает около 25 млн. га. В нашей стране в 1987 году им было занято 11,8 млн. га. Основные посевы этой культуры сосредоточены в Нечерноземной зоне РСФСР, в Белоруссии и Литве. Значительные площади отведены под овес в Алтайском и Красноярском краях, Новосибирской и Омской областях, а также в Северном Казахстане. Меньше его сеют в Центрально-Черноземной зоне, Поволжье. На Украине овес высевают в Полесье и лесостепных районах. Урожайность овса в 1988 г. была 1,4 т/га. В передовых хозяйствах страны получают 4-5 т и более зерна овса с 1 га [6].

Овёс - один из самых обыкновенных культурных злаков. Возделывается ради зёрен, которые мало употребляются в пищу человека, но по преимуществу идут в корм рогатому скоту и лошадям. Зерно овса - прекрасный концентрированный корм. Оно имеет большое значение при выращивании молодняка и птицы, при откорме животных. В зерне овса содержится 12-13% белка, 40-45% крахмала и около 4-6% жира. Хорошим грубым кормом служит овсяная солома [1].

Зерно овса используют для выработки крупы, муки, толокна, овсяного кофе, геркулеса, толокна, галет, суррогата кофе. Благодаря хорошей усвояемости эти продукты имеют большое значение в диетическом и детском питании. Белок овсяных круп отличается повышенным содержанием незаменимых для организма человека аминокислот (аргинина, гистидина, лизина и триптофана). Зерно овса также богато витамином В₁ (тиамином) и соединениями железа, кальция и фосфора. Овсяная крупа среди других видов круп занимает одно из первых мест по питательности. Овсяную муку применяют в кондитерском производстве, для выпечки блинов и т. д. [1].

Зерно овса используют как сырьё для выработки комбикормов и как концентрированный корм для животных. Овес широко используется на зеленый корм, сено и силос, особенно в смеси с однолетними бобовыми культурами - викой яровой, пелюшкой, горохом, чиной посевной. Благодаря достаточно прочному стеблю, совпадению продолжительности основных фаз вегетации с фазами роста этих культур овес считается лучшим компонентом смешанных посевов. Вико-овсяная, пелюшко-овсяная, горохо-овсяная и другие смеси при различных сроках посева позволяют в течение длительного периода получать высококачественный корм.

Расплющенные зёрна овса - основной компонент мюслей. Очень долгое время овёс применяется в народной медицине. Крупа и мука из зёрен овса содержит большое количество крахмала и белков, сахар, жиры, минеральные соли и другие вещества, очищающие организм. Используются в качестве диетического питания, а настойки, водные вытяжки и другие препараты из соломы овса применяются как отличная помощь при бессоннице, умственном истощении, нервных перегрузках и физической усталости.

Сохранение выращенного урожая зерна, его очистка и сушка являются не менее важной задачей сельскохозяйственных производителей, чем его выращивание. Данная работа посвящена разработке технологии послеуборочной обработки и размещения на длительное хранение зерна овса [4].

1. Характеристика зерна овса как объекта сушки и хранения

Партии зерна, хранящиеся в насыпях, принято называть зерновыми массами. Термин «зерновая масса» следует понимать как технический, приемлемый для зерна или семян культур любого семейства или рода, используемых на разнообразные нужды.

Любая зерновая масса состоит из: 1) зерен (семян) основной культуры, составляющих как по объему, так и по количеству основу всякой зерновой массы; 2) примесей; 3) микроорганизмов.

Разнообразная конфигурация зерен и примесей, их различные размеры приводят к тому, что при размещении их в емкостях образуются пустоты (скважины), заполненные воздухом. Он оказывает существенное влияние на все компоненты зерновой массы, видоизменяется сам и может существенно отличаться по составу, температуре и даже давлению от обычного воздуха атмосферы. В связи е этим воздух межзерновых пространств также относят к компонентам, составляющим зерновую массу.

Кроме указанных постоянных компонентов, в отдельных партиях зерна могут быть насекомые и клещи. Поскольку зерновая масса служит для них средой, в которой они существуют и влияют на ее состояние, их считают пятым дополнительным и крайне нежелательным компонентом зерновой массы [7].

Таким образом, любую зерновую массу при ее хранении и обработке следует рассматривать, прежде всего, как комплекс живых организмов. Каждая группа этих организмов или отдельные представители при известных условиях могут в той или иной степени проявлять жизнедеятельность и, следовательно, влиять на состояние и качество хранимой зерновой массы.

Микроорганизмы - постоянный и существенный компонент зерновой массы. В 1 г ее обычно находят десятки и сотни тысяч, а иногда и миллионы представителей микробиологического мира. Поскольку рост и развитие растений, формирование на них плодов и семян проходят в среде, насыщенной микроорганизмами, надземные органы растений также населены ими, а часть микроорганизмов переходит из ризосферы почвы.

В обычных условиях настоящие эпифиты, развиваясь на здоровом растении, не оказывают вредного влияния даже на его покровные ткани. Питаются они продуктами жизнедеятельности клеток и тканей растения.

Видовой состав эпифитной микрофлоры интересующих нас растений довольно однообразен и состоит почти исключительно из бактерий. Типичные представители таких эпифитов - бактерии рода Ps. herbicola, Ps. fluorescens и др. В небольшом количестве на зерне находятся дрожжи и некоторые плесневые грибы (главным образом Derrmtium, Cladosporium и Alternaria), получившие название «полевых» [7].

Дальнейшее накопление микроорганизмов на зерне происходит главным образом во время уборки урожая. При скашивании растений, а затем при обмолоте на зерно и в зерновую массу попадают вместе с органическими и минеральными пылевидными частицами, семенами сорняков и другими частями растений многие сапрофитные микроорганизмы, находящиеся в почве: бактерии (гнилостные, кислотных брожений и др.), споры плесневых грибов, актиномицеты и т.д.

В зерновую массу из почвы или от больных животных, хотя и очень редко, но все же могут попадать и возбудители некоторых заболеваний человека и животных. Накоплению микроорганизмов на поверхности плодов и семян способствуют их морфологические особенности: складчатая и шероховатая поверхность, бородки и бороздки и т.д. [7].

Многочисленными исследованиями доказано, что в свежеубранной зерновой массе при правильной уборке количество бактерий достигает 96-99% всей микрофлоры. Остальное - дрожжи, плесневые грибы и актиномицеты.

Пористая структура оболочек плодов и семян позволяет микробам проникать в разные слои покровных тканей и зародыш. Это особенно характерно для зерновок злаковых. Таким образом, в семенах появляется субэпидермальная микрофлора. Ее накоплению при созревании семян способствуют повышенная влажность воздуха и значительные осадки, а при хранении зерна - его повышенная влажность.

По составу грибной субэпидермальной микрофлоры можно судить о степени воздействия микроорганизмов на зерновую массу. Так, первоначально субэпидермальная микрофлора представлена типичными полевыми плесенями (Cladosporium и Alternaria), менее опасными для зерна. В дальнейшем эти плесени подавляются представителями рода Aspergillus, относимых к плесеням хранения. Последние, развиваясь на зерне, губительно действуют на зародыш и резко ухудшают товарные качества зерна.

Огромные потери хранящихся зерновых продуктов происходят вследствие размножения в них многих насекомых и частично клещей.

Изучение свойств зерновой массы показало, что по своей природе они могут быть разделены на две группы: физические и физиологические. Многие из свойств каждой группы взаимосвязаны, и только с учетом этих связей может быть наиболее рационально организовано хранение зерновых масс [7].

Физические свойства зерновой массы.

Для практики хранения представляют интерес следующие физические свойства зерновой массы: сыпучесть и самосортирование, скважистость, способность к сорбции и десорбции различных паров и газов (сорбционная емкость) и теплообменные свойства (теплопроводность, температуропроводность, термовлагопроводность и теплоемкость).

Сыпучесть. Зерновая масса довольно легко заполняет емкость любой конфигурации и при известных условиях может истекать из нее. Большая подвижность зерновой массы - ее сыпучесть - объясняется тем, что она в основе своей состоит из отдельных мелких твердых частиц - зерен основной культуры и различных примесей [3].

Хорошая сыпучесть зерновых масс имеет огромное практическое значение. Правильно используя это свойство и применяя необходимые устройства и механизмы, можно полностью избежать затрат ручного физического труда. Так, зерновые массы можно легко перемещать при помощи норий, транспортеров и пневмо-транспортных установок, загружать в различные по размерам и форме транспортные средства (автомашины, вагоны, суда) и хранилища (закрома, склады, траншеи, силосы элеваторов). Наконец, они могут перемещаться самотеком. Это свойство широко используют при хранении, обработке зерновых масс и погрузочно-разгрузочных работах; на нем основана вся поточность процессов на элеваторах, мельницах и крупяных заводах. Зерновая масса, поднятая норией на верхний этаж элеватора или мельницы, самотеком спускается вниз и по пути ее обрабатывают на различных машинах. При загрузке и выгрузке хранилищ также используют самотек.

Степень заполнения хранилища зерновой массой зависит от сыпучести: чем она больше, тем легче и лучше заполняется емкость. Сыпучесть учитывается и при статистических расчетах хранилища (давление зерновой массы на пол, стены и другие конструкции) [3].

Сыпучесть зерновой массы характеризуют углом трения или углом естественного откоса. Угол трения - наименьший угол, при котором зерновая масса начинает скользить по какой-либо поверхности. При скольжении зерна по зерну его называю углом естественного откоса, или углом ската.

Кроме этих показателей, известны коэффициенты трения зерновой массы, перемещающейся по самотекам и находящейся в покое.

Сыпучесть зерновой массы зависит от формы, размера, характера и состояния поверхности зерна, его влажности, количества примесей и их видового состава, материала, формы и состояния поверхности, по которой самотеком перемещают зерновую массу.

Наибольшей сыпучестью обладают массы, состоящие из семян шарообразной формы (горох, просо, люпин). Чем больше отклоняется форма зерен от шарообразной и чем более шероховата их поверхность, тем меньше сыпучесть. Примером может служить относительно малая сыпучесть зерновых масс риса, некоторых сортов овса, ячменя и др.

Находящиеся в зерновой массе примеси, как правило, понижают ее сыпучесть. При большом содержании легких примесей (соломы, мякины и других примесей такого рода), а также при значительном содержании семян сорняков с цепкой и шероховатой поверхностью сыпучесть может быть почти потеряна. Такую зерновую массу без предварительной очистки не рекомендуется загружать в хранилища, запроектированные на выпуск зерновой массы самотеком.

С увеличением влажности зерновой массы ее сыпучесть также значительно понижается. Это явление характерно для всех зерновых масс.

В связи с влиянием рассмотренных факторов сыпучесть зерновых масс может колебаться в значительных пределах. Так, угол естественного откоса у овса может быть от 31 до 54° [7].

Самосортирование. Содержание в зерновой массе твердых частиц, различных по размеру и плотности, нарушает ее однородность при перемещении. Это свойство зерновой массы, проявляющееся и как следствие ее сыпучести, называют самосортированием так, при перевозках зерна в автомашинах или вагонах, передвижении по ленточным транспортерам в результате толчков и встряхиваний легкие примеси, семена в цветочных пленках, щуплые зерна и др. перемещаются к поверхности насыпи, а тяжелые уходят в ее нижнюю часть [3].

Самосортирование наблюдается и в процессе загрузки зерновой массы в хранилища. При этом самосортированию способствует парусность - сопротивление, оказываемое воздухом перемещению каждой отдельной частицы. Крупные, тяжелые зерна и примеси с меньшей парусностью опускаются отвесно и быстро достигают основания хранилища или поверхности образовавшейся насыпи. Щуплые, мелкие зерна и примеси с большой парусностью опускаются медленнее; они отбрасываются вихревыми движениями воздуха к стенам хранилища или скатываются по поверхности конуса, образуемого зерновой массой.

Самосортирование - явление отрицательное, так как при этом в зерновой массе образуются участки, неоднородные по физиологической активности, скважистости и т. д. Скопление легких примесей и пыли создает больше предпосылок к возникновению процесса самосогревания. В связи с самосортированием необходимо строго соблюдать правила взятия первичных проб для составления средней пробы [7].

Скважистость. При характеристике зерновой массы уже отмечалось, что в ней имеются межзерновые пространства - скважины, заполненные воздухом. Скважины составляют значительную часть объема зерновой насыпи и оказывают существенное влияние на другие ее физические свойства и происходящие в ней физиологические процессы [3].

Так, воздух, циркулирующий по скважинам, конвекцией способствует передаче тепла и перемещению паров воды. Значительная газопроницаемость зерновых масс позволяет использовать это свойство для продувания их воздухом (при активном вентилировании) или вводить в них пары различных химических веществ для обеззараживания (дезинсекции). Запас воздуха, а следовательно, и кислорода создает в зерновой массе на какой-то период (иногда очень длительный) нормальный газообмен для ее живых компонентов.

Величина скважистости зерновой массы зависит в основном от факторов, влияющих на натуру зерна. Так, с увеличением влажности уменьшается сыпучесть, а следовательно, и плотность укладки. Крупные примеси обычно увеличивают скважистость, мелкие легко размещаются в межзерновых пространствах и уменьшают ее. Зерновые массы, содержащие крупные и мелкие зерна, обладают меньшей скважистостью. Выровненные зерна, а также шероховатые или со сморщенной поверхностью укладываются менее плотно. Так, скважистость овса составляет - 50-70%.

В связи с самосортированием скважистость в различных участках зерновой массы может быть неодинаковой, что приводит к неравномерному распределению воздуха в отдельных ее участках. При большой высоте насыпи зерновых масс происходит их уплотнение и скважистость уменьшается. Зная объем, занимаемый зерновой массой, и ее скважистость, легко установить объем находящегося в скважинах воздуха. Это количество воздуха при активном вентилировании принимается за один обмен.

Сорбционные свойства. Зерно и семена всех культур и зерновые массы в целом являются хорошими сорбентами. Они способны поглощать из окружающей среды пары различных веществ и газы. При известных условиях наблюдается обратный процесс - выделение (десорбция) этих веществ в окружающую среду.

В зерновых массах наблюдаются такие сорбционные явления, как адсорбция, абсорбция, капиллярная конденсация и хемосорбция. Их значительная способность к сорбции объясняется двумя причинами: капиллярно-пористой коллоидной структурой зерна или семени и скважистостью зерновой массы.

Исследование структуры зерна и семян различных культур показало, что между их клетками и тканями имеются макро- и микрокапилляры и поры. Диаметр макропор равен 10^-3-10^-4 см, а микропор - 10^-7 см. Стенки макро- и микрокапилляров во внутренних слоях зерна являются активной поверхностью, участвующей в процессах сорбции молекул паров и газов. Кроме того, по системе макро- и микрокапилляров перемещаются ожиженные пары [7].

Принято, что активная поверхность зерна ячменя превышает его истинную примерно в 20 раз. Однако, используя современные физико-химические методы исследования и расчеты, некоторые авторы считают, что активная поверхность зерна ячменя, включающая площадь поверхности капилляров, во много раз превышает его истинную поверхность.

О связи сорбционных свойств зерна с его качеством сообщалось выше (запахи, влажность и т.д.). Не меньшее значение имеют они в практике хранения, обработки и транспортирования зерна. Так, рациональные режимы сушки или активного вентилирования зерновых масс могут быть осуществлены только с учетом их сорбционных свойств. Изменение влажности и массы, хранимых или транспортируемых партий зерна также чаще всего происходит вследствие сорбции или десорбции паров воды. Последнее не только имеет технологическое значение, но и связано с материальной ответственностью людей (заведующих складами, кладовщиков и т.д.), хранящих большие массы зерна. В связи с этим в практике хранения зерновых масс и работы с ними очень важно иметь представление о процессах влагообмена [7].

Равновесная влажность. Влагообмен между зерновой массой и соприкасающимся с ней воздухом в той или иной степени идет непрерывно. В зависимости от параметров воздуха (его влажности и температуры) и состояния зерновой массы влагообмен происходит в двух противоположных направлениях: 1) передача влаги от зерна к воздуху; такое явление (десорбция) наблюдается, когда парциальное давление водяных паров у поверхности зерна больше парциального давления водяных паров в воздухе; 2) увлажнение зерна вследствие поглощения (сорбции) влаги из окружающего воздуха; этот процесс происходит, если парциальное давление водяных паров у поверхности зерна меньше парциального давления водяных паров в воздухе.

Влагообмен между воздухом и зерном прекращается, если парциальное давление водяного пара в воздухе и над зерном одинаково. При этом наступает состояние динамического равновесия. Влажность зерна, соответствующая этому состоянию, называется равновесной. Иначе говоря, под равновесной понимают влажность, установившуюся при данных параметрах воздуха - его влагонасыщенности, температуре и давлении [7].

При длительном хранении зерновых масс с повышенной влажностью в условиях низкой относительной влажности воздуха происходит постепенное снижение их влажности. Наоборот, сухая зерновая масса при хранении в складе с воздухом, более насыщенным водяными парами, увлажняется, и ее масса увеличивается. Подобные изменения носят и сезонный характер, так как насыщенность воздуха влагой в разные месяцы различна. Это особенно заметно при хранении партий зерна и семян насыпью небольшой высоты (1-2 м) или в мягкой таре (тканевых мешках).

Максимальная равновесная влажность зерна, устанавливающаяся при его пребывании в воздушной среде, насыщенной водяными парами (относительная влажность ц = 100%), является тем пределом, до которого зерно может сорбировать пары воды из воздуха. Дальнейшее увлажнение может происходить только при впитывании капельно-жидкой влаги. Установить точно равновесную влажность зерна при ц = 100% довольно трудно, так как при длительном выдерживании его в воздухе, насыщенном водяными парами, оно подвергается активному воздействию микроорганизмов и покрывается колониями плесеней. Равновесная влажность зерна и семян зависит также от температуры воздуха: с понижением ее величина равновесной влажности возрастает. При снижении температуры с 30 до 0 °С равновесная влажность увеличивается на 1,4% [7].

Теплофизические характеристики. Представление о них необходимо для понятия явлений теплообмена, происходящих в зерновой массе, которые необходимо учитывать при хранении, сушке и активном вентилировании.

Теплоемкость. Удельная теплоемкость абсолютно сухого вещества зерна примерно 1,51-1,55 кДж/(кг °С). С увеличением влажности зерна возрастает и его удельная теплоемкость. Так, при влажности зерна пшеницы 20% его удельная теплоемкость равна 2,22 кДж/(кг °С). Теплоемкость учитывают при тепловой сушке зерна, так как расход тепла зависит от исходной влажности зерна.

Коэффициент теплопроводности зерновой массы находится в пределах 0,42-0,84 кДж/(м.ч. °С). Низкая теплопроводность зерновой массы обусловлена ее органическим составом и наличием воздуха, коэффициент теплопроводности которого всего лишь 0,084 кДж/(м. ч. °С). С увеличением влажности зерновой массы ее теплопроводность растет, но все же остается сравнительно низкой. Плохая теплопроводность зерновых масс, так же как и низкая температуропроводность, играет при хранении и положительную, и отрицательную роль [7].

Зерновая масса характеризуется очень низким коэффициентом температуропроводности, т.е. обладает большой тепловой инерцией. По данным отечественных авторов, коэффициент температуропроводности колеблется в пределах 6,15 Ч 10^-4…6,85 Ч 10^-4 м²/ч.

Положительное значение низкого коэффициента температуропроводности зерновых масс заключается в том, что при правильно организованном режиме (своевременном охлаждении) в зерновой массе сохраняется низкая температура даже в теплое время года. Таким образом, представляется возможным консервировать зерновую массу холодом.

Отрицательная роль низкой температуропроводности состоит в том, что при благоприятных условиях для активных физиологических процессов (жизнедеятельности зерна, микроорганизмов, клещей и насекомых) выделяемое тепло может задерживаться в зерновой массе и приводить к повышению ее температуры, т. е. самосогреванию.

Нужно иметь в виду, что скорость изменения температуры в зерновой массе будет зависеть от способа хранения зерна и вида зернохранилищ [7].

Термовлагопроводность. Изучение возникновения и развития процесса самосогревания, показало, что влага в зерновой массе перемещается вместе с потоком тепла. Такое явление миграции влаги в зерновой массе, обусловленное градиентом температуры, получило название термовлагопроводности.

Практическое значение этого явления огромно. В зерновых массах, обладающих плохой тепло- и температуропроводностью в отдельных участках, особенно периферийных (поверхность насыпи, части насыпи, прилегающие к стенам или полу хранилища), происходят перепады температур, приводящие к миграции влаги (главным образом в виде пара) по направлению потока тепла.

В результате влажность того или иного периферийного слоя зерновой массы повышается с образованием на поверхности зерен конденсационной влаги [7].

2. Послеуборочная обработка зерна овса

К послеуборочной обработке зерновых масс относят очистку зерна от примесей, активное вентилирование и сушку. К послеуборочной обработке можно отнести охлаждение зерна и различные виды консервации зерновых масс [2].

2.1 Очистка зерна овса

Зерновая масса содержит некоторое количество семян сорных растений, зерен других культур, поврежденных, дефектных и мелких зерен основной культуры, а также органические и минеральные примеси. Наличие в зерне этих примесей ухудшает его качество, поэтому основное условие количественно-качественной сохранности зерна - это своевременная эффективная его очистка. Допустимое содержание различных примесей установлено соответствующими стандартами [5].

Целью очистки является обеспечение требуемого качества зерна, улучшение условий хранения, освобождение транспортных средств от перевозки части сора, а, следовательно, снижение стоимости транспортирования зерна; снижение зараженности зерна вредителями хлебных запасов, создание более благоприятных условий для сушки зерна. Очистку зерновой массы семенного овса считают эффективной: если содержание сорной примеси в ней составляет не более 1%, зерновой - не более 2% и вредной примеси (головни) - 0,2%.

Очистка и сортирование зерновой массы основаны на различии физико-механических свойств зерна и примесей и разделяются по следующим признакам: геометрическим размерам (длина, ширина, толщина), аэродинамическим свойствам (скорость витания), форме и состоянию поверхности (фрикционные свойства), плотности (гравитационные свойства).

Таблица 1. Физико-механические свойства зерна овса

Толщина, мм	Ширина, мм	Длина, мм	Плотность г/см3	Скорость витания, м/с	Критическая скорость воздушного потока, м/с	Масса 1000 зерен, г
1,2…3,6	1,4…4,0	8,0...18,6	1,2…1,4	8,1…9,1	8,0…9,0	20…42

Очистка зерна овса проводится сепаратором ЗСМ-50.

Сепаратор ЗСМ-50. Сепаратор (рис. 1) состоит из станины, на которой смонтированы два ситовых кузова РС1, РС2, два аспирационных канала А₁ и А₂, две осадочные камеры со шнеками, приемное устройство (1) с распределительным шнеком. Ситовые кузова подвешены к станине на плоских стальных пластинах, каждый кузов имеет сортировочное и подсевное сито. Очистка сит осуществляется щетками, приводимыми в движение инерционным механизмом. Каждый кузов (решетный стан) при работе совершает прямолинейное возвратно-поступательное движение при помощи эксцентрикового механизма [3].

Очистка зерна осуществляется по следующей технологической схеме. Зерно в сепаратор поступает в приемную камеру (1) и шнеком (2) равномерно распределяется по всей ширине сепаратора. После шнека (2) зерно поступает в первую аспирационную систему А. Здесь воздушным потоком отделяются легкие примеси и уносятся в первую осадочную камеру (4) и шнеком (6) выводятся из сепаратора. Зерно после первой аспирационной системы попадает на приемное решето (3), сходом с которого идут крупные примеси, а проходом зерно. Затем зерно равномерно распределяется на два потока, каждый из которых направляется на решетные станы РС1 и РС2, где на сортировочном сите верхнего и нижнего кузова сходом идет примесь крупнее зерна, а проходом - основное зерно, которое затем поступает на подсевное сито. Сходом с подсевных сит идет очищенное зерно которое попадает в аспирационные каналы А₂, где продувается воздухом. Легкие примеси уносятся в осадочную камеру (5) и шнеком (7) выводятся из сепаратора. Очищенное зерно под действием силы тяжести выходит из аспирационного канала А₂. Проходом через подсевное сито отделяются мелкие примеси [2, 3].

Рис. 1. Технологическая схема сепаратора ЗСМ-50 (первый решетный стан):

А₁ - Первая аспирациоиная система;

А₂ - Вторая аспирационная система;

ПР - приемное решето.

Техническая характеристика сепаратора ЗСМ-50 приведена в таблице 2.

Таблица 2. Основные показатели сепаратора ЗСМ-50

Показатели	ЗСМ-50
Производительность, т/ч	50
Частота колебаний ситового кузова в минуту	500
Угол наклона сит, градус	11
Расход воздуха, м3/ч	10800
Мощность привода, кВт	2,2
Габаритные размеры, мм:
длина	3400
ширина	1800
высота	3000
Масса, кг	1660

Расчетная производительность (Q_расч) зерноочистительной машины равна:

Q_расч = Q _пасп Ч 0,6,

Q_пасп - паспортная производительность, 50 т/час.

Q_расч = 50 Ч 0,6 = 30 тонн в час.

Если учесть, что зерноочистительные машины работают по 20 часов в сутки, то суточная производительность составит 20 Ч 30 = 600 т в сутки. Имея массу зерна 500 т и зная производительность зерноочистельной машины находим, что вся зерновая масса будет очищена за:

Т = 500 / 600 = 0,8 суток ? 1 день

В нашем случае согласно задания сорная примесь составляет 3,7%, а зерновая 3,7%. Необходима очистка от сорной и зерновой примесей.

Размер убыли зерна при очистке от примеси в % определяется по формуле:

где в - примесь до очистки, %;

г - примесь после очистки, %.

Таким образом после очистки зерна овса на сепараторе ЗСМ-50 из зерновой массы убыль составит: 500 Ч (2,73+1,73) = 22,3 т. Выход чистого зерна (М₁) составит 477,7 т.

2.2 Активное вентилирование зерна овса

Активное вентилирование - это интенсивное продувание насыпи зерна атмосферным воздухом. Основная задача активного вентилирования заключается в снижении температуры и влажности зерна.

Вентилирование насыпей теплым воздухом с низкой относительной влажностью дает возможность подсушить зерно, ускоряет протекание процесса послеуборочного дозревания свежеубранного зерна, повышает энергию прорастания и всхожесть, улучшает хлебопекарные качества [1].

Прежде чем начать вентилирование той или иной зерновой насыпи с целью охлаждения, необходимо убедиться, что ее продувание возможно и целесообразно при данных погодных условиях и фактическом состоянии зерна. Необходимо знать температуру и влажность зерна и воздуха.

К вентилированию приступают только в тех случаях, когда при сопоставлении состояний зерна и воздуха ожидают получить положительный технологический эффект. Выяснив целесообразность вентилирования, необходимо определить подачу воздуха, так как из-за недостаточных подач может возникнуть расслоение насыпи по влажности. После процесса вентилирования важно знать, как долго можно хранить эту насыпь без потерь и порчи, и через какое время повторить. При вентилировании с целью охлаждения зерно обрабатывают атмосферным воздухом [4].

Учитывая, что в зерне с повышенной влажностью и температурой быстро происходит процесс самосогреваения, при вентилировании стремятся охладить его за более короткое время. Охлаждение зерна предпочитают проводить в ночное время суток, когда температура воздуха более низкая и нагрузка на линии электропередач минимальна. Суммарное время вентилирования колеблется в пределах 20-30 часов [4].

Устанавливают такие удельные подачи воздуха, которые обеспечивали бы необходимое охлаждение без порчи и потерь и при которых затраты на вентилирование были бы минимальными.

Оборудование для активного вентилирования зерна. Для вентилирования зерна в складах и на площадках применяют стационарные, напольно-переносные и трубные установки.

Для вентилирования зерна в складах с наклонными полами применяют специальные установки.

Ко всем установкам предъявляют следующие основные требования:

· наименьшая энергоемкость (расход электроэнергии на единицу массы (объема) перемещаемого воздуха;

· наибольшая равномерность распределения воздуха по обрабатываемой зерновой насыпи;

· универсальность установок, т.е. пригодность их для вентилирования зерна всех культур нагнетанием и отсасыванием воздуха, а также механизация выгрузки зерна;

· возможно большая механизация и автоматизация процесса вентилирования;

· мобильность, простота, удобство и надежность конструкции в эксплуатации, высокая технологическая и экономическая эффективность [4,7].

Различия этих установок в мощности, в разности влажности обрабатываемого зерна. Для вентилирования и сушки зерновой массы был выбран аэрожелоб закрытого типа (рис. 2).

Аэрожелоб закрытого типа состоит из воздухоподводящего канала (2), перфорированной решетки (1) и короба (3). Конструктивно этот тип аэрожелоба отличается от выше рассмотренного наличием короба (3), который смонтирован над решеткой по всей длине аэрожелоба.

В аэрожелобе открытого типа насыпь зерна полностью лежит на перфорированной решетке, в аэрожелобе закрытого типа, благодаря коробу, зерно располагается на решетке слоем 60-80 мм.



Рис. 2. Поперечный разрез аэрожелобов.

а - открытого типа; б - закрытого типа:

1 - перфорированная решетка, 2 - воздухоподводящий канал, 3 - короб.

При работе аэрожелоба закрытого типа в режиме вентилирования воздух из канала (2) через перфорированную решетку (1) распределяется по вышележащей насыпи зерна. При работе аэрожелоба закрытого типа в режиме транспортирования в первый период выпуск зерна осуществляется самотеком без работы вентилятора аэрожелоба, затем включают вентилятор, и зерно по перфорированной решетке движется к нижней галерее. Особенностью этого аэрожелоба является то, что при транспортировании зерна вышележащая насыпь выгружается равномерно сразу по всей длине аэрожелоба. Работа аэрожелоба в режиме транспортирования отличается устойчивостью. С его помощью можно выгрузить все размещенное зерно.

Для нагнетания воздуха планируется использовать вентилятор СВМ-6 м. Этот вентилятор имеет следующие технические характеристики: производительность 18000 м³/ч, напор воздушного потока 130 мм водн. ст., мощность электродвигателя 7,0 кВт.

L_З= 477,7 Ч 30 = 14331 м³/ч.

Далее находим продолжительность вентилирования по формуле:

где 2000 - количество воздуха (м³) необходимого для однократного вентилирования (охлаждения) 1 т зерна любой влажности до температуры окружающего атмосферного воздуха;

q - удельная подача воздуха, м³/ч.т (для зерна овса при влажности 16,0% равна 30 м³/ч.т).

С помощью активного вентилирования можно устранить от 2% до 3% влажности. По заданию влажность зерна овса дана 16,%, это значит, что довести зерно овса до стандартной влажности 14,0% можно без сушки. Так же сушку не следует производить для зерна семенного назначения, так как она отрицательно сказывается на его посевных качествах.

Определяем убыль зерна при вентилировании в %:

где W₁ - влажность зерна до вентилирования (16,0%);

W₂ - влажность зерна после вентилирования (14,0%).

Определяем убыль зерна по массе: 477,7 Ч 2,33 = 11,1 т.

Итоговая масса зерна после вентилирования равна:

477,7 - 11,1 = 466,6 т.

3. Размещение зерна овса на длительное хранение

Партии зерна размещают с учетом их целевого назначения (продовольственное, кормовое, посевной материал), влажности, наличия примесей, признаков зараженности вредителями хлебных запасов и болезнями, и по особо учитываемым признакам.

Основную массу семян размещают на хранение насыпью в закромах, бункерах, силосах, секциях и отделениях хранилищ. Семена высоких репродукций зерновых культур, а также партий мелкосемянных культур размещают в мешках [4].

Особенно тщательно размещают семенные фонды: не только по сортам, но и обязательно в пределах сорта по репродукции, категориям сортовой чистоты согласно актам апробации и классам, предусмотренным стандартами. При размещении семян не допускается смешивание партий. Поэтому при засыпке в закром насыпь семян должна быть ниже его стенок на 15-20 см, устанавливают их на расстоянии 0,5 м от наружных стен хранилища [7].

Семенной материал должен храниться в сухом, очищенном состоянии и охлажденном состоянии. Влажность семян при хранении должна быть ниже критической на 1,0-2,0%, а их температура не выше 8-10.

Правила размещения семян в хранилищах предусматривают максимальное использование помещений, исключающее смешивание семян различных партий, свободный доступ к каждой партии семян и возможность проведения наблюдений за процессом хранения [4].

В системе отрасли хлебопродуктов приняты два основных способа размещения зерна в хранилищах: напольное и в силосах.

Согласно заданию зерно овса семенного назначения необходимо разместить на длительное хранение в вентилируемых закромах размером 310 м.

Закром - часть зернохранилища, огражденная стенами небольшой высоты (по отношению к его размерам).

Вентилируемый закром имеет внешний цилиндр, внутренний цилиндр, разгрузочную камеру, двускатные короба, запорный клапан, затвор, перфорированный поддон, впускное отверстие, воздушный коллектор, выполненный из двух наклонных листов, выгрузной желоб.

Цилиндры расположены соосно и имеют перфорированные стенки. Короба расположены радиально. Они расширяются к периферии и имеют между собой постоянный зазор. В центре короба примыкают к нижней части внутреннего цилиндра. Под коробами смонтирован с уклоном в сторону затвора перфорированный поддон. Затвор выполнен в боковой стенке разгрузочной камеры на противоположной стороне от впускного отверстия, воздушного коллектора. По диаметру разгрузочной камеры, идущему от коллектора к затвору, расположен выгрузной желоб, расширяющийся и расположенный наклонно в сторону затвора [8].

Расстояние до стен хранилища 0,5 м, ширина проезда для штабелеукладчика 3 м.

4. Наблюдение за зерном овса

Необходимость систематического наблюдения за зерновыми массами при хранении вытекает из их свойств и происходящих в них процессов. Хорошо организованное наблюдение и умелый, правильный анализ полученных данных позволяют своевременно предупредить нежелательные явления и с минимальными затратами довести партии зерна до состояния консервации или реализации.

Наблюдения за каждой партией зерна ведут наиболее простыми, но достаточно надёжными методами. Определяя температуру зерновой массы, её влажность, состояние по зараженности вредителями и показатели свежести (цвет и запах), можно получить достаточное представление о степени её консервации и качестве [7].

Важнейшим показателем, характеризующим состояние зерновой массы при хранении, является температура. Низкая температура во всех участках насыпи (8-10 и ниже) свидетельствует о благополучном хранении.

Влияние окружающей среды (наружного воздуха, стен зернохранилища и т.д.) и физиологические процессы в зерновой массе могут привести к изменению температуры в разных участках насыпи, поэтому её надо определять в различных слоях зерновой массы. Повышение температуры зерновой массы, не соответствующее изменению температуры воздуха, сигнализирует о начале процесса самосогревания [7].

Контроль за состоянием семенного материала проводится более тщательно. Так в зерноскладе площадь разбивают на секции по 50 м² и за каждой секцией проводится самостоятельное наблюдение. Температура зерновой насыпи при высоте более 1,5 м определяется с помощью термоштанг не менее чем в 3-х точках на 3-х уровнях по высоте (верхний, средний, придонный слой).

При высоте насыпи 1,5 м температуру определяют в 2-х уровнях. Термоштангу после замера переставляют на расстояние 2 м от преддущей точки замера.

Контроль температуры а силосах элеватора, не оборудованных термоподвесками, осуществляют термоштангой на глубине 0,5; 1,5; 3,0 м.

Периодичность контроля температуры семян приведена в таблице 3.

Таблица 3. Сроки контроля температуры семян

Состояние по влажности	Свежеубранные в теч. первых 3-х месяцев	Прочие семена при температуре,
		10	10-20	20
Сухие	1 раз в три дня	1 раз в 15 дней	1 раз в 10 дней	1 раз в 7 дней
Ср. сухости	1 раз в два дня	1 раз в 10 дней	1 раз в 5 дней	1 раз в 3 дня
Влажные	ежедневно	ежедневно	ежедневно	ежедневно

Контроль влажности семян осуществляется не реже 1 раза в месяц [2, 3].

Контроль семян на зараженность насекомыми и клещами, а также определение органолептических показателей проводится согласно данных таблицы 4.

овес зерно хранение семенной

Таблица 4. Периодичность контроля семян на зараженность

Состояние по влажности	Температура семян,
		5-10
Сухие и ср. сухости	1 раз в 20 дней	1 раз в 15 дней	1 раз в 10 дней
Влажные	1 раз в 15 дней	1 раз в 10 дней	1 раз в 5 дней

Всхожесть семян определяют не реже одного раза в 4 месяца и не позднее, чем за 15-20 до сева. Влажность семян в таких партиях проверяют один-два раза в месяц. Результаты наблюдения заносят в журнал по установленной форме.

5. Расчет убыли зерна овса при хранении

При хранении зерно теряет часть своей массы. Согласно задания зерно хранится 180 суток. Убыль зерна овса при хранении от 6 до 12 месяцев в закромах рассчитывается по формуле:

Естественная убыль зерна овса при хранении в вентилируемых закромах в течение 180 суток составит 0,1% от массы засыпанного на хранение зерна. То есть 466,6 т Ч 0,0036%= 0,01 т.

Нормируется также убыль зерна при его перемещении (погрузка-разгрузка). По справочнику она составляет при перемещении зерна в зерноскладах равна 0,044% от массы засыпанного зерна. То есть 466,6 т Ч 0,044% = 0,2 т.

Согласно приведенным выше расчетам убыль зерна мягкой пшеницы (естественная и при перемещении) при хранении его в вентилируемых закромах в течение 240 суток составит: 0,01 т + 0,2 т = 0,21 т.

К концу срока хранения из завезенных 500 тонн зерна овса после очистки, вентилирования и хранения в течение 180 суток останется 466,39 тонны.

Выводы

В ходе выполнения работы проведена разработка мероприятий направленных на улучшение качества зерна овса в процессе его приемки, очистки, вентилирования и хранения. Проведены расчеты согласно заданию по процессам его очистки, активного вентилирования, сушки и размещения на длительное хранение. Также рассчитано необходимое количество соответствующей техники, помещений для хранения и т.п.

Определено, что для размещения зерна на длительное хранение требуется 12 вентилируемых закромов размером 3Ч10 м.

К концу срока хранения из завезенных 500 тонн зерна овса после очистки, вентилирования и хранения в течение 180 суток останется 466,39 тонны зерна.

Применение разработанных мероприятий позволит сохранить полученный урожай зерна овса и значительно улучшить качество сохраняемого зерна.

Список используемой литературы

1 Дулов, М.И., Журавлев, А.П., Журавлева, Л.А. Лабораторный практикум по технологии хранения продукции растениеводства: учебное пособие [Текст] / Самара, 2007. - 269 с.

2 Журавлев, А.П. Послеуборочная обработка, хранение зерна и продуктов его переработки: Учебное пособие [Текст] / Кинель, 1999. - 164 с.

3 Журавлев, А.П., Журавлева, Л.А. Послеуборочная обработка, хранение зерна и зернопродуктов: Учебное пособие [Текст]. - Самара, 2003. - 288 с.

4 Карпов, Б.А. Технология послеуборочной обработки и хранения зерна [Текст]. - М.: Агропромиздат, 1987. - 288 с.

5 Малин, Н.И. Технология хранения зерна [Текст]. - М.: КолосС, М 19 2005. - 280 с

6 Растениеводство (Биология и приемы возделывания на Юго-Востоке) [Текст] / В.Г. Васин, Н.Н. Ельчанинова, А.В. Васин [и др.]. - Самара, 2003. - 360 с.

7 Трисвятский, Л.А. Хранение и технология сельскохозяйственных продуктов [Текст] / Л.А. Трисвятский, Б.В. Лесик, В.Н. Курдина; под ред. Л.А. Трисвятского. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Колос, 1983. - 383 с., ил. - (Учебники и учеб. пособия для высших с.-х. учеб. заведений).

8 Вентилируемый закром для сыпучих материалов [Электронный ресурс]. - 2007-2014 Инновации - Бизнесу. Инновации и инвестиции в прорывные технологии.

Размещено на Allbest.ru