Что? Хранение и переработка зерна – весомая составляющая сельскохозяйственного производства. Нужно не только вырастить урожай, но и сохранить его – высушить, перебрать и оберегать от паразитов и грызунов.
Как? После сбора урожая зерно проходит обработку перед отправкой в хранилище. Существуют специальные помещения, где сырье хранится до момента отгрузки. В это время также осуществляется контроль за влажностью по специальным технологиям.
В этой статье:
- Технологии хранения продукции растениеводства
- Выбор места для хранения зерна
- Влияние влажности на качество зерна
- Санитарные нормы и требования к хранилищам зерна
- Контроль процесса хранения зерна
- Система хранения зерна без порчи и потерь
- 6 способов сушки зерна
- Продукция переработки зерна
- Часто задаваемые вопросы о хранении и переработке зерна
Технологии хранения продукции растениеводства
В связи с благоприятными климатическими условиями в России можно выращивать различные сельскохозяйственные культуры. Причем объемы производства будут достаточно большими. Однако сбор урожая в нашей стране может осуществлятьсялишь раз в год. Таким образом, собранная продукция должна храниться на складе продолжительное время, пока не наступит следующий урожай.
Чтобы зерно не утратило свои свойства за столь длительный период, необходимо хорошо разбираться в процессах, которые происходят внутри него. Биохимические и физические аспекты изменений продукции растениеводства при хранении уже давно изучены. Благодаря исследованиям было создано множество технологий, с помощью которых можно сберечь зерна. Эти технологии делятся на несколько групп:
Биоз
В этом случае продукция хранится в естественном (живом) состоянии. Не применяется искусственное подавление различных процессов. Данный метод позволяет хранить свежие плоды и овощи в течение непродолжительного периода.
Анабиоз
При использовании этого метода полностью подавляются или замедляются естественные биологические процессы, происходящие в продукции. Для этого применяются технологии охлаждения/заморозки, обезвоживания, засаливания/засахаривания продуктов и некоторые другие способы. В России анабиоз является самым распространенным методом хранения. Среди его преимуществ можно выделить высокую эффективность и сравнительно небольшие расходы.
Ценоанабиоз
Метод применяется для хранения солено-квашеных овощей, моченых плодов и силосованного корма. Продукция не утрачивает свои полезные свойства благодаря микроорганизмам.
Абиоз
Продукты хранятся в “неживом” состоянии. Их стерилизуют с помощью высокой температуры (100°С и выше) или химических веществ. Затем продукция помещается в герметичную тару. Это позволяет предотвратить повторное попадание микроорганизмов.
Технологии хранения продукции растениеводства
Чтобы выбрать оптимальную технологию, нужно учесть несколько важных параметров. В первую очередь это тип продукции. Способы хранения и переработки зерна, плодов, ягод, овощей отличаются между собой. Во-первых, каждый тип имеет свои характеристики (срок годности в естественных условиях, скорость порчи и т.д.). Во-вторых, продукция растениеводства может иметь разное предназначение.
Хранение и переработка зерна – сложная работа, для выполнения которой требуются определенные знания и навыки. В России основным направлением растениеводства является производство пшеницы и некоторых других культур.
Выбор места для хранения зерна
Как правило, хранилище зерна представляет собой комплекс - элеватор. В нем формируются благоприятные условия, которые поддерживаются в течение всего года. Также применяются временные места для хранения. Для этого обустраиваются бурты прямо под открытым небом. Чтобы защитить продукцию от дождя и снега насыпи закрываются брезентом. Однако срок хранения зерна в таких местах органичен, так как сырье быстро увлажняется.
Вместе с веялкой производителю необходимо обустроить зернохранилище. Есть несколько типов конструкций, которые подходят для размещения урожая:
- Ангары. Возвести такое сооружение довольно просто. Не потребуется больших финансовых вложений. Конструкцию довольно легко разобрать. При использовании ангара производителю нужно будет приобрести загрузчики, перегружатели и другое оборудование. Кроме того, необходимо обустроить вентиляцию. Срок эксплуатации ангара до капитального ремонта – 5 лет.
- Зерновые рукава. Это мешки, состоящие из полимерных материалов, которые загружаются зерном, а затем запаиваются. В результате формируется вакуум, предотвращающий попадание бактерий и грибков. Длина рукавов обычно составляет 60–75 метров. Они рассчитаны на 300 тонн продукции. При этом мешки герметичны и могут использоваться для длительного хранения сырья. Зерно не утрачивает свои изначальные свойства.
- Элеваторы. Это стационарные конструкции из железобетона. Рассчитаны на 5-11 тыс. тонн сырья. Могут прослужить около 100 лет, если правильно их ремонтировать.
- Силосы. Емкости на 20-1700 тонн, которые устанавливаются на специальные опоры. Материал может быть разным. Раньше для хранения и переработки зерна в агропроизводстве использовался бетон. На данный момент чаще применяют металлические силосы. Срок эксплуатации конструкций в этом случае ниже (12 лет в сравнении с 30 годами у бетонных сооружений). Чтобы создать подходящую температуру, внутри силоса необходимо обустроить активную вентиляцию.
Влияние влажности на качество зерна
При хранении и переработке зерна производитель должен учитывать уровень влажности. Этот параметр оказывает существенное влияние на свойства посевного материала. На элеваторах показатель влажности не должен превышать определенных значений. Как правило, это 12-16 % (зависит от условий и типа культуры).
Влияние влажности на качество зерна
Зерновые культуры не утрачивают свои полезные свойства при влажности 14-15 % в течение года. Если же речь идет о зернобобовых, то показатель может быть увеличен до 16 %. Масличные продукты требуют низкой влажности – 6-8 %. При превышении допустимого значения на 0,5–1 % создается небольшая свободная влажность. Это может привести к появлению болезнетворных бактерий и вредителей. Дольше всего хранится сухое сырье с влажностью на 1-2 % ниже максимально допустимой.
Чтобы измерить данный показатель, используются влагомеры, работа которых основана на принципе электропроводности. Результат измерений зависит от количества посторонних примесей и равномерности распределения влаги в массе. Показатель важности учитывается при расчете стоимости партии. После превышения максимально допустимого значения за каждый процент снижают физический вес (и наоборот).
Санитарные нормы и требования к хранилищам зерна
Для поддержания оптимальных условий хранения, аграрию необходимо придерживаться определенных правил. К примеру, если используются элеваторы, их необходимо обеспечить различным оборудованием для разгрузки, приемки, контроля параметров массы и т.д. Зернохранилище должно быть обустроено системой отвода грунтовых и приповерхностных вод. Кроме того, потребуется установить измерители влажности и температуры.
При хранении и переработке зерна также следует учитывать следующие требования:
- Помещения и емкости, в которых размещается посевной материал, должны быть герметичны.
- Места хранения необходимо регулярно обрабатывать от вредителей.
- Зерна следует предварительно очищать и просушивать. Необходимо удалить растительные остатки и различные примеси. Чтобы снизить уровень влажности до приемлемых значений, потребуются сушильные установки.
Вне зависимости от выбранного места хранения зерна, сырье может пострадать из-за насекомых (как правило, это моль, мельничная огневка, клещи, амбарные долгоносики). Вредители становятся наиболее активными в теплое время года. Если зернохранилище не обустроено активной вентиляцией, то сырье начинает нагреваться естественным образом, что повышает вероятность появления насекомых.
В целях предотвращения этой проблемы, аграрию необходимо сформировать благоприятные условия. К примеру, перед размещением зерна в элеваторе или другой емкости следует тщательно обработать сырье. Помогает механическая очистка с использованием решета. Влажность и температура – важнейшие параметры, контроль которых позволяет избежать появления вредителей.
Санитарные нормы и требования к хранилищам зерна
Зерно нужно дезинфицировать при помощи аэрозольной или газовой технологии. В первом случае аграрий может обеззаразить не только хранилище, но и прилегающие к нему помещения. Однако данный способ является менее экологичным, чем газовый. Чтобы уничтожить вредителей, применяются феромонные ловушки. Кроме того, помещения просушиваются и охлаждаются.
При складировании сырья следует учесть характеристики посевного материала. Речь идет о сорте, количественных показателях относительной влажности и засоренности, классности, технологических свойствах.
Формируя несколько партий разных лет и различных характеристик, аграрий должен следить за тем, чтобы они не смешивались. Исключением является лишь сырье, которое однородно по своему составу, качеству и содержанию клейковины, уровню влажности и засоренности. Если партии подвергались фугимации или в них были зафиксированы случаи самосогревания, то смешения необходимо избежать.
Каждое хранилище должно иметь резервное место (на складах – 10 %, в металлических силосах – не менее 1 банки на каждый надсилосный транспортер). Оно может понадобится для проведения различных процедур с зерном.
Предельно допустимые сроки хранения зерна в металлических хранилищах определены в приказе Минхлебопродуктов СССР от 24.06.1988 N 185 «Об утверждении Инструкции по хранению зерна, маслосемян, муки и крупы» (вместе с «Инструкцией N 9-7-88 по хранению зерна, маслосемян, муки и крупы»). Они составляют (в месяцах):
Санитарные нормы и требования к хранилищам зерна
Аграрий должен очистить и высушить посевной материал. Затем ему нужно обеспечить все необходимые условия хранения и переработки зерна с учетом СП. Важно защитить сырье от насекомых, клещей, плесени и грызунов.
Контроль процесса хранения зерна
Зерно может испортиться из-за воздействия различных факторов. Чтобы снизить биологическую активность сырья и остановить жизнедеятельность вредоносных микроорганизмов, специалисты используют сухую технологию хранения. Контроль ключевых показателей осуществляется с помощью различных методов, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки.
Аэрация
В этом случае обеспечивается искусственное или пассивное проветривание. Благодаря этому можно снизить вероятность распространения продуктов распада зеленой массы. К примеру, этилена или водяного пара, которые неблагоприятно влияют на зерно и стимулируют развитие микроорганизмов. Аэрация позволяет обеспечить длительную защиту сырья.
Вентилирование или продувание воздухом
Этот метод используется в том случае, если значение влажности выше, чем максимально допустимое. Вентилирование или продувание сырья позволяет насытить его кислородом и просушить. Чтобы обеспечить оптимальные условия хранения и переработки зерна, необходимо его охладить с помощью вентиляционных установок. Сниженная температура предотвращает появление вредителей.
Охлаждение или продувание холодным воздухом
Данный метод помогает оздоровить зерно и увеличить срок его хранения. Охладив сырье, аграрий может остановить активность бактерий и насекомых. Если же вредители все же появятся, то им будет сложно развиться в столь неблагоприятной среде.
Продувание — универсальная методика, с помощью которой можно сохранить свойства зерна. Аграрии также используют технологию охлаждения. В этом случае сырье консервируется при низкой температуре (не более 10 градусов). Данный способ идеально подходит в том случае, если у производителя нет возможности быстро высушить массу. Еще один метод — хранение без доступа воздуха. Для этого используются специальные бункеры, которые наполнены углекислым или другим газом.
Система хранения зерна без порчи и потерь
После размещения посевного материала на склад или в силосе аграрию необходимо обеспечивать оптимальные условия хранения. Для этого требуется постоянный контроль.
Чтобы снизить вероятность потери зерна при длительном хранении, аграрию необходимо отслеживать информацию о состоянии сырья. В частности, нужно контролировать динамику температуры, влажности и зараженности болезнетворными бактериями. Кроме того, нужно использовать средства защиты зернового материала от вредителей.
Система хранения зерна без порчи и потерь
Система мониторинга состояния зерна
С помощью этой системы аграрий может осуществлять дистанционный контроль состояния зерна при хранении и переработке. Она уведомит владельца о появлении насекомых и возникновении случаев самосогревания. Для этого система должна быть оснащена измерительным комплексом, состоящим из ряда датчиков. Данные устройства в онлайн-режиме измеряют важнейшие параметры состояния сырья.
К примеру, температуру, относительную влажность воздуха и наличие вредоносных насекомых. В датчики встроены приборы фиксации и передачи информации. Устройства передают данные на компьютер владельца. При этом вся информация сохраняется в базе данных. Пользователь может в любой момент проанализировать состояние зерновой массы за тот или иной промежуток времени.
Некоторые аграрии оборудуют силосы устройствами, которые автоматически закрепляют датчики в сырье. Владельцу не нужно собственноручно извлекать и заново устанавливать их в зерновую насыпь после выгрузки силоса или загрузки в него зерна.
Система фумигации зерна в неподвижном зерновом слое
С ее помощью можно осуществлять рециркуляционную фумигацию зерна в неподвижном слое. Это необходимо для избавления от вредоносных насекомых.
В силос устанавливают генератор, распределитель фосфина, а также комплект всасывающих и нагнетающих воздуховодов с вентилятором. С помощью системы можно контролировать и настраивать процесс фумигации. Это обеспечивает повышенную эффективность дезинсекции. Кроме того, система способна удалять из зерна фосфин после процедуры по уничтожению насекомых.
Существуют специальные силосы, в которые встроены герметизирующие устройства. С их помощью аграрий может обеспечить оптимальные параметры технологической среды на период, в течение которого осуществляется обеззараживание зерна. Кроме того, система обеспечивает автоматизированное восстановление естественного или активного вентилирования зерна.
Система фумигации зерна в неподвижном зерновом слое
Если процедура проведена правильно, то аграрий может полностью избавиться от вредителей. Причем это касается не только выявленной, но и скрытой формы зараженности.
Система консервирования зерна против насекомых
При консервировании такая система использует жидкие инсектициды. Для этого применяется специальный пневматический распылитель инсектицидов, который встраивается в поточную линию обработки зерна. Кроме того, задействуется оборудование для транспортировки посевного материала.
При однократной обработке сырья химическими препаратами против насекомых аграрий защищает зерно до следующего урожая.
В процессе выбора жидких инсектицидов необходимо ориентироваться на международные и национальные стандарты.
Система включает в себя пневматический распылитель химических веществ для каждой поточной линии обработки посевного материала.
Система консервирования зерна против насекомых
Смертность насекомых при такой обработке достигает 100 %. Согласно проведенным исследованиям, вредители не появляются в зерновой массе даже через полгода после распыления инсектицидов.
Еще одно преимущество системы – удаленный контроль. Владелец может следить за состоянием зерна в режиме реального времени. Он будет узнавать о температуре, относительной влажности воздуха, наличии и количестве насекомых-вредителей. При этом удаленный контроль можно вести из любой точки мира.
С помощью системы хранения и обработки зерна аграрий получает возможность:
- сформировать благоприятные условия для длительного и безопасного хранения сырья;
- снизить ежегодные потери посевного материала;
- повысить качество и выход муки, крупы и другой зерновой продукции;
- создать более комфортные условия труда для персонала;
- уменьшить эксплуатационные расходы (трудовые, материальные, энергетические).
6 способов сушки зерна
Сушка дает возможность сохранить характеристики зерна при хранении. Эта процедура представляет собой создание анабиоза методом обезвоживания. Если из сырья будет удалена избыточная влага, то оно сможет храниться на протяжении нескольких месяцев или даже лет. Высушенное зерно не подвержено влиянию плесени и болезнетворных бактерий.
Различают 6 способов сушки:
Сорбционный
В этом случае зерно перемешивается с материалом, обладающим хорошими влагопоглащающими свойствами (к примеру, опилки, силикагель, хлористый кальций и т.д.). Влажное сырье также можно смешать с большим количеством более сухого зерна. Главным достоинством данного метода является отсутствие нагрева. Это не дает посевному материалу испортиться.
При этом аграрию не требуются большие финансовые вложения. Основным недостатком является низкая скорость сушки (7-14 дней). Кроме того, необходимо выделить дополнительные складские помещения для хранения большой массы продукции.
Конвективный
Сырье высушивается при помощи нагретого воздуха, который прогоняется через весь склад. Он испаряет влагу, которая затем выветривается из хранилища.
Кондуктивный, или контактный
При использовании этого метода нагревается та или иная поверхность (как правило, пол), которая передает тепло зерновой массе. Недостатки: повышенные расходы на топливо, неравномерный нагрев зерна.
Излучение
Для нагрева используются солнечные или инфракрасные лучи. При определенных климатических условиях (солнечная погода и ветер), зерно рассыпают тонким слоем (10-15 см) на ровной поверхности. После этого посевной материал высушиться естественным образом. Однако этот метод не получится использовать на крупных предприятиях, где нужно хранить и перерабатывать зерно в огромных количествах.
Сублимация или молекулярная сушка
Из зерновой массы откачивается воздух. После этого сырье остывает, а влага, находящаяся в семенах, выступает на поверхность продукции в виде кристалликов льда. Если нагреть массу, то вода сразу испарится. Данный метод позволяет сохранить характеристики зерна. Речь идет об объеме, цвете, вкусе и запахе. Кроме того, обеспечивается длительное хранение продукции. Однако стоит учесть, что молекулярные сушилки имеют низкую производительность и довольно высокую стоимость.
Электрический метод
В этом случае зерно высушивается при помощи обработки током высокой частоты. Это позволяет нагреть сырье и испарить влагу. При этом посевной материал сушится довольно быстро и равномерно. Недостаток метода заключается в больших затратах электроэнергии.
Электрический метод
В России чаще всего применяются два метода: конвективный и контактный. Дальнейшая обработка зерна заключается в перемалывании посевного материала на муку для продовольственных целей или на корм скоту. Некоторая часть семян потребляется животноводческими хозяйствами в необработанном виде. После небольшой прожарки зерна риса, гречихи и некоторых других культур продукция поставляется в торговые сети.
Продукция переработки зерна
Существуют крупяное, мукомольное, комбикормовое производства. Зерно и продукты его переработки являются основными элементами питания людей и животных. Рожь, ячмень, пшеница, кукуруза, овес просо, горох, соя, фасоль, гречиха, рис, бобы – наиболее распространенные зерновые культуры.
Они обладают богатым химическим составом, который включает в себя белки, углеводы, клетчатку, жиры, полезные микроэлементы, уникальные аминокислоты и витамины.
Различают три основные группы зерновых культур: хлебные злаки (среди них наиболее распространены пшеница и рожь), гречишные и бобовые.
При переработке получают:
- муку (пшеничную, рисовую, ржаную, овсяную, кукурузную, гречневую);
- крупу (из всех злаковых и гречихи);
- отруби;
- некоторые другие продукты.
Мука представляет собой результат перемола зерна. При одноразовом помоле образуется обойная мука, которая содержит непросеянные оболочки. Для выпечки обычно используют продукцию, которую получают в результате многократных помолов. Она полностью очищается от отрубей.
Электрический метод
При помоле сортируются частицы эндосперма. Мука распределяется по сортам. Чаще всего из центральной части эндосперма производят продукцию высшего сорта, из середины – высшего, из периферийной части – второго.
Перед помолом выполняется гидротермическая обработка зерна. Это позволяет улучшить его мукомольные свойства. В результате аграрий повышает количество высококачественной муки. Сначала сырье обдается водой. После этого оно подвергается воздействию высокой или низкой температуры. Затем увлажненное сырье размещается в бункерах, где осуществляется отволаживание. Длительность этой процедуры определяется температурой обработки (чем она ниже, тем медленнее зерно достигает нужного состояния).
Отруби считаются отходами мукомольного производства. Однако они очень полезны для желудка и кишечника. Кроме того, отруби способны снизить холестерин и улучшить обмен веществ. В них содержится большое количество витаминов: В12, РР, Е D, В1. Хлеб с отрубями является диетическим и может употребляться людьми во время похудания. Отруби также используются в качестве корма для скота.
Зародыш – это часть зерна, которую получают в процессе сортового помола. Он также обладает большим количеством полезных свойств. Зародыши зерна используются в кондитерском производстве, в выпечке, диетическом питании.
Мучка считается отходом, который образуется при помоле. Однако ее можно использовать в качестве кормовой добавки. Она обладает всеми полезными свойствами, которые есть у зерна.
Часто задаваемые вопросы о хранении и переработке зерна
Какое оборудование применяют для хранения и переработки зерна?
С этой целью используют следующую технику:
- Зернометатели, зерноочистители. Эти стационарные и самопередвижные машины применяются для перемещения, погрузки, сепарирования зерна с различной мощностью и производительностью. С помощью очистителей можно в автоматическом режиме отделять зерна пшеницы, сорго, семена подсолнечника от шелухи.
- Зерносушилки. Оборудование позволяет выполнять бережное высушивание зерна с помощью горячего воздуха. При этом процедура выполняется за один цикл. Техника не затрачивает много топлива. На производительность влияет мощность оборудования, объем бункера, влажность урожая и вид зерновой культуры.
- Протравливатели семян (зерна). С помощью самопередвижной техники с компьютерным управлением дозирования рабочего раствора и электроприводом основных механизмов можно осуществлять быструю обработку зерна. При выборе оборудования нужно учитывать производительность, емкость бака, длину шнека, высоту выгрузки.
- Транпортирующее оборудование. Речь идет о стогометателях, навесных погрузчиках, грабельных решетках для сена и соломы, ковшах для удобрений и сыпучих грузов, вилах транспортировочно-погрузочных, фронтальных погрузчиках для снега, щебня, песка, сена, соломы, силоса, навоза, минеральных удобрений, и т. д.
С какой литературой стоит ознакомиться для получения информации о хранении и обработке зерна?
Специалисты в сфере агропроизводства рекомендуют книгу В.Е. Торикова «Переработка и стандартизация зерна».
Можно ли получить образование в этой сфере?
Некоторые вузы обучают студентов по специальности «Технолог хранения и переработки зерна».
Согласно статистическим исследованиям, потери зерна при неправильном хранении достигают 10-25 % от общего количества урожая. Поэтому производителям отрасли сельского хозяйства очень важно обеспечить правильные условия, в которых сырье будет находиться до реализации. При этом хранение и переработка зерна является рентабельным видом деятельности. Чтобы снизить временные и финансовые затраты, аграрий может задействовать современные технологии.
