Хранилища для кукурузы

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФГОУ ВПО АЛТАЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра механизации переработки сельскохозяйственной

продукции

Курсовая работа

ХРАНИЛИЩА ДЛЯ КУКУРУЗЫ

Выполнил:

Проверил:

Барнаул 2008

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ          3

1.       ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О КУКУРУЗЕ     5

1. Ботанико-биологические особенности культуры   5
1. Особенности качества заготавливаемой кукурузы   6
2. СПОСОБЫ ХРАНЕНИЯ       8
2. Общие основы режимов хранения      8
2. Хранение зерновых масс в сухом состоянии    9
2. Хранение зерна в охлажденном состоянии    10
3. ЗЕРНОХРАНИЛИЩА        12

• Классификация зернохранилищ      12

2. Подготовка хранилищ к приему нового урожая    14
3. Хранилища кукурузы в початках и обмолоченной   15
4. Условия хранения необмолоченной кукурузы (в початках)  18
5. Условия хранения обмолоченной кукурузы (зерна)   20
6. Хранение семенной кукурузы       21
4. КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА И СОСТОЯНИЯ ЗЕРНОВОЙ

МАССЫ           23

5. РАСЧЕТНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ     25

5.1.    Характеристика выбранного типа хранилища    25

2. Расчет вместимости хранилища      28
3. Расчет потерь при хранении кукурузы     29
4. Расчет вентиляционной установки      32

ЗАКЛЮЧЕНИЕ          34

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ    35

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность. Хлеб на всех этапах развития человеческого общество определял богатство страны. Такое значение хлеба в истории человечества не случайно. Он был и сейчас остается основным продуктом питания, так как сравнительно дешев, хорошо насыщает и легко усваивается организмом. Если учесть, что зерно при определенных условиях может долго сохраняться, то, как продукт питания  хлеб не имеет себе равных.

Зерно, выращенное на полях, до превращения его в продукты питания проходит длинный и сложный путь на всех этапах этого пути необходимо так организовать работу, чтобы свести до минимума потери и максимально использовать все ресурсы, заложенные в зерне (Гафнер Л.А. и др., 1975).

Снижению потерь продукции способствуют: применение прогрессивных приемов возделывания сельскохозяйственных культур, в том числе интенсивных технологий: внедрение новейших методов и технологий послеуборочной обработки; использование современных типовых хранилищ, соблюдение способов и режимов хранения; применение передовых методов контроля качества продукции в период ее выращивания, обработки, хранения и реализации

Таким образом, снижение потерь и порчи продукции на всем пути ее следования от поля до потребителя — важная народнохозяйственная задача (Казанина М.А. и др., 1991).

Целью настоящей курсовой работы явилось изучение способов и режимов хранения кукурузы, а также сооружений и оборудований, используемых в процессе хранения.

Реализация поставленной цели потребовала решения следующих задач:

1. рассмотреть ботанико-биологические особенности кукурузы;
2. изучить типы хранилищ, используемых для хранения кукурузы;
3. проанализировать аспекты поддержки микроклимата при хранении культуры;
4. рассмотреть базовое оборудование хранилищ;
5. провести расчеты вместимости хранилищ и норму убыли при хранении.

Структура и объем курсовой работы. Курсовая работа изложена на 35 страницах компьютерного текста и состоит из 5 глав. Список литературы включает 9 источников.

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О КУКУРУЗЕ

1. Ботанико-биологические особенности культуры

Кукуруза — культура, распространенная в мировом земледелии. По посевным площадям она занимает второе место после пшеницы. По валовому сбору в отдельные годы занимает первое место. Это высокоурожайная (до 50 ц/га зерна) культура. Кукуруза — теплолюбивая культура и дает хороший урожай зерна в южных странах.

В нашей стране кукурузу возделывают как на зерно, так и на силос. Ее используют для продовольственных, технических и кормовых целей. Вырабатывают муку, крупу, хлопья, крахмал, глюкозу, спирт и другие продукты. Из зародыша вырабатывают питательное пищевое масло и витамины. Стержни початка используют для получения фурфурола, ксилозы, лигнина. Из стеблей получают целлюлозу.

По ботанической классификации кукуруза принадлежит к семейству злаковых, к группе просовидных злаков. В отличие от остальных злаковых культур кукуруза — раздельнополое перекрестноопыляющееся растение. В початке может развиваться от 300 до 1000 зерен. Содержание зерна в початке колеблется от 75 до 85% от массы початка. Зерно может быть белым или желтым.

В зависимости от консистенции и формы зерна кукуруза делится на подвиды: зубовидная, кремнистая, полузубовидная, крахмалистая, лопающаяся, восковидная, сахарная. Масса 1000 зерен колеблется от 50 до 100 г (Л.А. Гафнер и др., 1975).

О.С. Воронцов и др. (1954) установили, что зерно кукурузы содержит около 80% крахмала, 5% жиров, 14% белков и 1,6% минеральных веществ.                                                                          

Для хозяйственных посевов используют в основном гибридные семена кукурузы, так как урожайность их значительно выше, чем сортовых семян. Гибридные семена выращиваются ежегодно, так как только первое поколение их дает высокие урожаи.

Кукуруза часто поражается грибными и бактериальными заболеваниями (пузырчатой головней, фузариозом, красной гнилью, бактериозом и др.), поэтому она требует тщательного наблюдения при хранении.

В кукурузе определяют все общие обязательные показатели качества. Кроме того, определяют пораженность зерна болезнями, так как этот показатель нормируется в стандарте. При анализе початков определяют в процентах выход зерна из початков. При определении влажности початка отдельно определяют влажность зерна и стержня, и результат записывают в виде дроби — в числителе указывают влажность зерна, в знаменателе — влажность стержня.

В кукурузе определяют также типовой состав, как по початкам, так и по зерну (Л.А. Гафнер и др., 1975).

2. Особенности качества заготавливаемой кукурузы

В настоящее время колхозы и совхозы сдают кукурузу в большинстве случаев необмолоченной — в виде початков, но некоторое количество поступает в виде зерна (без початков). Кукуруза в початках должна иметь не менее 95% початков, освобожденных от оберток.

Требования, предъявляемые к кукурузе при приеме, значительно отличаются от требований, установленных для остальных культур. Как для початков, так и для зерна допускаются более высокая влажность и наличие недозрелых зерен.

Кукуруза — поздно созревающий злак, период уборки которого, как правило, приходится на позднюю осень, когда выпадает большое количество осадков. Большая часть кукурузы в початках поступает с высокой влажностью (до 25%) в период, когда в зоне кукурузосеяния еще сохраняются повышенные положительные температуры наружного воздуха, что обусловливает значительные трудности с хранением. Эти трудности еще больше усиливаются под влиянием неравномерной влажности, различной степени зрелости и поражения плесенями отдельных початков в партиях, поступающих от сдатчиков.

При средней влажности 24,3% влажность отдельных початков одной и той же партии колеблется иногда в очень широких пределах — от 19,2 до 42,1%. Вместе с тем количество початков, относимых по наличию несозревших зерен к недозрелым, в некоторых партиях достигает 12—15% от их веса. Высокая влажность и наличие таких початков способствуют при положительных температурах наружного воздуха интенсивному развитию микробиологических процессов. Нередко уже при поступлении на пункты некоторая часть початков оказывается поражена плесневыми грибками.

Перечисленными особенностями качества поступающей кукурузы в известной мере объясняются малая стойкость насыпи початков во время хранения и необходимость проведения специальных мероприятий для предупреждения нежелательных процессов и ухудшение качества зерна (О.С. Воронцов и др., 1954).

2. СПОСОБЫ ХРАНЕНИЯ

2.1. Общие основы режимов хранения

Многие свойства и процессы, протекающие в зерновой массе, взаимосвязаны между собой и оказывают на ее состояние комплексное воздействие, поэтому правильное решение всех вопросов, связанных с технологией хранения любой партии зерна, может быть принято только на основе учета всего комплекса явлений, происходящих в зерновой массе.

Изучение зерновых масс как объектов хранения показало, что к важнейшим факторам, влияющим на их состояние и сохранность, относятся: влажность зерновой массы и окружающей среды; температура зерновой массы и окружающей среды; доступ воздуха к зерновой массе, т. е. степень ее аэрации. Эти факторы и положены в основу хранения зерновых масс.

В практике хранения зерна в различных странах применяют два основных режима, основанных на свойствах зерновой массы:

1.   хранение сухих зерновых масс, влажность которых понижена в пределах до критической;

2.   хранение зерновых масс в охлажденном состоянии, т. е. масс, температура которых понижена до значений, тормозящих все жизненные функции живых компонентов зерновой массы.

Кроме этих режимов во всех странах используют некоторые вспомогательные приемы, способствующие сохранности зерновых масс: хранение без доступа воздуха, очистку от примесей; сушку перед закладкой на хранение; активное вентилирование атмосферным и искусственно охлажденным воздухом; борьбу с вредителями хлебных запасов; химическое консервирование; облучение.

В России наиболее распространены режимы хранения зерна в сухом и охлажденном состоянии в сочетании с такими вспомогательными приемами, как очистка, сушка, активное вентилирование, а также комплекс мероприятий, направленных на предупреждение заражения зерновых масс вредителями.

Применение того или иного режима хранения зависит от климатических условий местности; типа зернохранилища и его вместимости; технических возможностей предприятия; целевого назначения партий хранимого зерна; качества партий зерна; экономической целесообразности применения того или иного режима или отдельного технологического приема. Все эти условия должны быть обязательно учтены (П.Ф. Купреев, Л.Н. Шибеко, 1984).

2.2. Хранение зерновых масс в сухом состоянии

Этот режим, базирующийся на принципе ксероанабиоза, основан на том, что в зерне с влажностью до критической все физиологические процессы протекают очень медленно и практически не имеют значения. Объясняется это отсутствием свободной воды, которая могла бы принимать участие в процессе обмена веществ в клетках зерна. Отсутствие свободной воды не дает возможности развиваться и микроорганизмам. В сухой зерновой массе из-за недостатка влаги прекращается также развитие клещей и в значительной степени замедляется жизнедеятельность многих насекомых. Это основной режим хранения зерна любого целевого назначения в течение нескольких лет.

Таким образом, зерновая масса всех злаковых и бобовых культур влажностью 12 - 14 %, без признаков заражения вредителями, при правильной организации хранения будет находиться в анабиотическом состоянии.

Хранение в сухом состоянии — необходимое условие для поддержания высокой жизнеспособности посевного материала всех культур.

Практический опыт показал, что зерновые массы, хорошо подготовленные к хранению, очищенные от примесей, обеззараженные и охлажденные, можно хранить без перемещения в складах 4 - 5 лет, в силосах элеваторов — 2 - 3 года. Партии сухого зерна и семян можно успешно перевозить любым транспортом и на любые расстояния.

Основной причиной порчи сухого зерна может быть развитие насекомых — вредителей хлебных запасов, некоторые виды которых способны существовать и даже размножаться в зерне с влажностью ниже критической, поэтому целесообразно охлаждать и сухие зерновые массы, понижая их температуру до значений, исключающих активную деятельность насекомых (Манжесов В.И. и др., 2005).

2.3. Хранение зерна в охлажденном состоянии

Этот режим основан на принципе термоанабиоза, т. е. на пониженных температурах хранения, которые позволяют резко снизить  жизнедеятельность зерновых масс.

Влажное зерно без консервирования может храниться лишь непродолжительное время. Например, зерно влажностью 20 % можно сохранять не более 6 дней. Однако в связи с тем, что при низких температурах ослабляется как собственное дыхание зерна, так и активность микроорганизмов, путем охлаждения можно значительно отодвинуть начало порчи зерна.

В практической деятельности могут возникнуть и такие случаи, когда влажное зерно и не нужно сушить, поскольку оно вскоре будет использовано по назначению. Нет необходимости сушить зерно настолько, чтобы его можно было хранить в течение нескольких лет, если уже через несколько дней или недель оно будет использовано по целевому назначению. Так, при температуре 8°С можно хранить зерно влажностью 18 % без его порчи 4 мес., а при влажности 16 % — до 9 мес.

С наступлением холодной погоды хранящееся зерно необходимо охлаждать независимо от предполагаемых сроков его хранения. Необходимо охлаждать и партии зерна, предназначаемые для перевозок. Это в значительной степени обеспечивает сохранение их качества во время транспортировки.

Консервирующее действие на зерновую массу оказывает температура 5 - 10°С. В системе хлебопродуктов России принято считать охлажденными только партии с температурой в насыпи не более 10 °С. При этом зерно с температурой всей насыпи 0 - 10 °С считают охлажденным в первой степени, а с температурой ниже 0 °С — во второй.

Охлаждение зерна до 0°С или небольшой минусовой температуры (минус 5 °С) также обеспечивает его сохранность. Более значительное охлаждение или промораживание технологически не оправдано и экономически невыгодно, так как может вызвать снижение всхожести зерна с повышенной влажностью уже при температуре минус 10 - 20°С и ниже. Кроме того, чрезмерное охлаждение не позволяет избежать верхового самосогревания зерновой массы, возникающего из-за резкого перепада температур в насыпи при переходе с зимних на весенне-летние условия.

Таким образом, применение охлаждения — необходимая мера, обеспечивающая повышение сохранности зерна. (Манжесов В.И. и др., 2005).

3. ЗЕРНОХРАНИЛИЩА

3.1. Классификация зернохранилищ

Зернохранилище — это здание или сооружение для хранения зерна. По назначению различают хранилища продовольственного, фуражного и семенного зерна. По способу хранения хранилища бывают напольные (зерносклады), закромные (бункерные) и силосные.

Напольные зернохранилища — это одноэтажные здания, как правило, с верхней и нижней галереями. В галереях установлены механизмы для разгрузки и выгрузки зерна. Напольные зернохранилища строят с горизонтальными или наклонными полами.

В хранилищах с горизонтальными полами можно одновременно хранить несколько разных партий зерна. Для этого хранилища делят на отсеки разборными щитами.

Зернохранилища с наклонными полами, заглубленными на 6 - 7 м, строят в местах с низким уровнем грунтовых вод. При этом проходную галерею с нижним транспортером размещают на глубине более 8 м, что значительно увеличивает вместимость хранилищ и позволяет полностью механизировать их разгрузку через нижние люки. Угол наклона полов должен быть не менее 36 - 40 °С.

Закромные зернохранилища используют для хранения нескольких партий или сортов зерна. Это склады, разделенные стационарными перегородками на отсеки или закрома. Закромные хранилища оборудуют также бункерами с наклонными и конусными днищами, благодаря чему зерно разгружается из них самотеком. Закрома и бункера обычно устраивают в два ряда с проходом посередине.

Силосом называется емкость для хранения зерна, высота которого более чем в 1,5 раза превышает диаметр. Высота силосов обычно достигает 25 - 30 м, в плане они круглые, прямоугольные или многоугольные. Силосы строят с днищами в виде конусов или воронок для автоматической выгрузки зерна.

Напольному и силосному способам хранения зерна присущи как достоинства, так и недостатки. При напольном хранении площадь соприкосновения зерновой массы с окружающим воздухом значительно больше, поэтому при проветривании складов зерновая масса частично подсыхает и охлаждается, особенно ее поверхностные слои. Снижение высоты насыпи позволяет хранить зерновую массу повышенной влажности. В напольных хранилищах можно хранить не только зерно, но и зернопродукты в таре. В то же время такие зернохранилища трудно полностью механизировать и герметизировать.

При силосном хранении эффективнее используется объем зернохранилища, здесь можно полностью механизировать приемку. Однако стоимость силосных хранилищ выше напольных. В то же время затраты на сооружение силосных хранилищ быстро окупаются благодаря меньшим издержкам при эксплуатации и высокой производительности труда.

Существуют и некоторые другие виды зернохранилищ.

Пакгауз — склад железнодорожного типа с полом на уровне пола вагонов. Пакгауз предназначен для приемки, хранения и отгрузки любых штучных и насыпных грузов.

Сапетка, или кош, — небольшой склад с решетчатыми стенами для хранения кукурузы в початках, продольная сторона которого расположена поперек господствующих в данной местности ветров.

Вентилируемый бункер — специальное металлическое зернохранилище небольшой вместимости, предназначенное для приемки, обработки (вентилирования, сушки) и хранения свежеубранного зерна и семян. Вентилируемые бункера могут быть расположены по одному и в виде механизированных батарейных комплексов.

Элеватор — комплекс рабочей башни и силосного корпуса для приемки, обработки, хранения и отпуска зерна различных культур при полной механизации всех работ и дистанционном контроле за состоянием хранящегося зерна.

Асфальтированная площадка — специально подготовленный участок территории с утрамбованным или асфальтированным полом для временного размещения зерна и его очистки на передвижных зерноочистительных машинах.

Бунт — временное сооружение со стенами из щитов, досок или других вспомогательных материалов, устроенное на специальной площадке и укрытое сверху брезентом или пленкой.

Навес — сооружение без стен, но с крышей и асфальтированным полом.

Механизированный ток — комплекс оборудования и сооружений для приемки, первичной обработки свежеубранного зерна и его кратковременного хранения под навесом. (Манжесов В.И. и др., 2005).

2. Подготовка хранилищ к приему нового урожая

Сохранность зерна и семян во многом зависит от состояния помещений, в которых они хранятся. Поэтому зернохранилища должны готовиться к приему нового урожая и содержаться в состоянии, исключающем порчу и снижение качества зерна и семян.

Подготовку хранилищ к приему зерна и семян нового урожая обычно начинают весной сразу же после освобождения их от зерна и посевного материала предыдущего урожая. Все помещения, машины и механизмы, инвентарь и транспортные средства, мешки и брезенты тщательно очищают от мусора, пыли, остатков зерна старого урожая, ремонтируют и хорошо просушивают.    

Окна складов стеклят и с наружной стороны закрывают металлической сеткой, чтобы в помещение не залетали птицы. С солнечной стороны стекла белят известью или над ними устраивают навесы, предохраняющие зерно от солнечных лучей.

Двери в складах делают двойные: наружные сплошные, а внутренние решетчатые для проветривания хранилища. Для защиты от грызунов наружные двери снизу обшивают кровельной сталью на высоту 500 мм.

При подготовке хранилищ особое внимание уделяют исправности системы вентиляции. При неисправной вентиляции влажность воздуха резко возрастает. При похолодании выпадает излишек влаги, которая оседает на внутренней стороне крыши и на верхних слоях зерна, в результате чего создаются благоприятные условия для развития плесеней и амбарных вредителей.

За 2 - 3 недели до приема зерна и семян нового урожая проводят дезинфекцию и дезинсекцию внутри помещений и в их подпольях, а также тары и инвентаря (Купреев П.Ф., Шибеко Л.Н., 1984).

• Хранилища кукурузы в початках и обмолоченной

Для зерна кукурузы специальных хранилищ не требуется. Хранить ее можно в обычных складах, отвечающих установленным техническим требованиям.

Необмолоченная кукуруза нуждается в специальных хранилищах, в которых в максимальной мере были бы использованы характерные свойства насыпей початков (их большая скважистость). Ранее уже указывалось, что подавляющая часть кукурузы поступает на заготовительные пункты с повышенной влажностью, с наличием недозрелых и пораженных плесенями початков. Такую кукурузу можно удовлетворительно хранить только в тех случаях, когда насыпи будут хорошо вентилироваться, а початки — подсушиваться.

Этим требованиям в известной мере отвечает малогабаритная сапетка шириной около 6 м. В большей мере пригоден склад или навес, оборудованные установками для активного вентилирования. Крупногабаритная же сапетка, нашедшая распространение на заготовительных пунктах в последние годы и представляющая собой деревянное строение размерами 22,5 м х 16,5 х 4,5 м и емкостью 700 т кукурузы, со стенами и полами, имеющими зазоры между досками, является малопригодным и к тому же дорогостоящим хранилищем (Креймерман Г.И., 1970).

Для хранения больших масс кукурузы в початках (особенно с повышенной влажностью), накапливающихся обычно на крупных пунктах, наиболее подходящим является склад или навес, оборудованные установками для активного вентилирования. Эти хранилища требуют меньшего количества лесоматериалов, обеспечивают лучшее вентилирование и лучшую сохранность початков в насыпи, а в периоды отсутствия кукурузы вплоть до конца сентября могут быть использованы для хранения зерна колосовых культур. В складе и под навесом, оборудованном активной вентиляцией, можно регулировать интенсивность пронизывания насыпи воздухом в зависимости от относительной влажности и температуры воздуха.

При использовании навесов для хранения кукурузы крайне важно, чтобы они не были расположены в низких местах, имели плотные, непротекающие крыши, хорошо асфальтированные полы и плетневую ограду, располагаемую несколько внутрь на 30—40 см от краев навеса.

Существует большое количество заготовительных пунктов, где принимают небольшое количество кукурузы в початках и где нет нужды в больших хранилищах, какими являются типовые склады. Поэтому в засушливых районах можно допустить хранение необмолоченной кукурузы в узких сапетках, построенных, по возможности, на открытых местах так, чтобы длинная сторона была расположена перпендикулярно к направлению господствующих осенних и зимних ветров. Целесообразно сооружать сапетки длиной 22 м, шириной не более 6 м и стенами высотой 4 м. Сапетку устанавливают на фундаментных столбах из бутового камня. Пол у сапетки двойной: верхний — решетчатый и нижний — сплошной. В верхних и нижних частях продольных стен предусматривают загрузочно-разгрузочные люки, а по обе стороны крыши — фонари для приема початков.

Возможно также хранение кукурузы в обычных складах, предназначенных для зерна колосовых культур. В таких складах, как указывалось, следует размещать початки с влажностью от 16 до 18% на кратковременное хранение и с влажностью до 16% - на долгосрочное хранение.

Мероприятия по уходу за кукурузой должны обеспечивать максимальное снижение влажности и температуры в насыпях. Необходимо при этом иметь в виду, что тепло и температуропроводность насыпей початков и зерна выше, чем насыпей зерна колосовых культур. Температура в первом случае в меньшей степени отстает от изменений температуры наружного воздуха, чем во втором случае (в насыпях зерна колосовых культур).

В складах, оборудованных вентиляционными установками, есть возможность воздействовать на скорость изменения температуры насыпи початков. Закрывая патрубки вентиляционной установки, окна и двери склада, можно свести к минимуму движение воздуха в массиве, а, следовательно, смену воздуха в межзерновых пространствах. Открывая двери и окна и включая вентиляционные установки, можно ускорить процесс охлаждения или обогревания насыпей початков.

При хранении початков в обычных складах следует закладывать в толщу насыпи для усиления обмена воздуха горизонтальные и вертикальные вентиляционные трубы.

Горизонтальные трубы чаще всего выполняют в виде А-образных двускатных, решетчатых. Такие трубы располагают на полу хранилища по ширине насыпи кукурузы параллельными рядами, оставляя расстояние между ними  около 1,5—2,0 м. Кроме того, целесообразно закладывать в толщу насыпи горизонтальные трубы по высоте и ширине на расстоянии примерно 2 м одна от другой, а также вертикальные трубы. Последние образуются из трех реек, скрепленных таким образом, чтобы пространство между ними имело треугольное сечение. Боковые стороны труб представляют собой планки, прибитые к рейкам на расстоянии около 3 см одна от другой.

Активное вентилирование следует использовать при хранении кукурузы в початках для многостороннего воздействия на насыпь. Активное ее вентилирование с целью подсушивания следует проводить при хорошей погоде, когда соотношение температуры и влажности воздуха, початков и зерна создает благоприятные условия для испарения влаги из зерна и стержней выше их равновесной влажности. Такие условия создаются как в осенний, так и в весенний периоды при сухой, ясной погоде.

Активное вентилирование с целью охлаждения и промораживания рекомендуется проводить в дни и часы суток, когда наружный воздух имеет пониженную относительную влажность и температуру, при которых температура насыпи будет понижаться, а ее влажность если и не будет снижаться, то, во всяком случае, не должна повышаться.