Технология послеуборочной обработки и хранения зерна озимой пшеницы на семена

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего пРофессионального образования

российский государственный аграрный университет –

МСХА имени К.А. Тимирязева 
(ФГбОУ ВПО РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева)

Кафедра хранения, переработки  и товароведения продукции растениеводства

Курсовой проект

Тема: «Технология послеуборочной обработки и хранения зерна озимой пшеницы на семена»

Выполнила:

студент(ка) Смирнова Ю.П. 

 группа 402

Проверил:

 Бегеулов М.Ш.

Москва

2013

Содержание

ВВЕДЕНИЕ

Сохранение и рациональное использование всего выращенного урожая – одна из основных задач государства. В связи сезонностью сельскохозяйственного производства возникает необходимость хранения сельскохозяйственных продуктов для их использования на различные нужды в течение года и более.

Продажа государству и заинтересованным предприятиям высококачественных продуктов растениеводства и животноводства позволяет хозяйствам получать дополнительные доходы. Однако руководители хозяйств и специалисты не всегда используют возможности повышения качества продукции. Более того, наблюдаются случаи, когда из-за неумелого обращения с продуктом во время уборки урожая и в послеуборочный период снижается его качество. Последнее нередко ограничивает возможность использования партии такого продукта на те или иные цели и приводит к понижению фактической закупочной цены или цены реализации.

Для бесперебойного снабжения населения продуктами питания, изготовленными из зерна необходимо иметь его достаточные запасы. Много зерна в течение года нужно животным. Значительная часть должна быть сохранена в качестве посевных фондов (основного, страхового и переходящего). Наконец, для нормального развития экономики и жизни населения в случае неурожая, стихийных бедствий и т. д. необходимы резервы (Государственный семенной фонд).

Лишь небольшая часть сельскохозяйственной продукции непосредственно от производителя поступает к индивидуальному потребителю. Большую часть ее (в том числе зерно) сначала сохраняют, подрабатывают или перерабатывают в различных звеньях народного хозяйства.

1.Характеристика хозяйства

Хозяйство «Рассвет» находится на территории Московской области. Климат Московской области характеризуется теплым летом, Умеренно холодной зимой с устойчивыми переходными сезонами (рис. 1).

Т,С

месяцы

Рис. 1. Температура воздуха

Московская область относится к зоне достаточного увлажнения. Годовая сумма осадков в среднем 550 – 650мм – 2/3 осадков в году выпадает в виде дождя, 1/3 – в виде снега (рис. 2).

Рис. 2. Осадки.

Как видно из рисунков погодные условия на период уборки (третья декада июля – начало августа) выпадает достаточно хорошие, но здесь следует отметить следующее – уборку необходимо производить в оптимально короткие сроки, так как в данный период возможно обильное выпадение осадков, что отрицательно скажется на качестве зерна убираемой культуры. Поэтому необходимо более полно мобилизовать силы хозяйства, для того чтобы произвести обработку зернового вороха быстро и не допустить потерь, которые могут быть вызваны повышенной влажностью и сильным развитием при этом микрофлоры.

2. Сушка зерна и семян в зерносушилках

Условия и режимы. Очищенное зерно должно быть просушено до кондиционной влажности. Влажное зерно засыпать в хранилище нельзя, иначе в нем создаются благоприятные условия для развития грибковых болезней, амбарных вредителей, может произойти самосогревание. В солнечную погоду семена досушивают на открытых токах: на ночь зерно собирают в бурт и накрывают брезентом. Более надежно и быстро можно просушить семена в специальных зерносушилках активного вентилирования подогретым воздухом.

В большинстве районах (за исключением засушливых зон) сушка является ключевой операцией послеуборочной обработки зерна. В результате ее проведения резко снижается физиологическая активность зерновых масс, зерно приобретает способность к длительному хранению, при этом повышается его качество (возрастает процентное содержание сухого вещества, у слабой пшеницы укрепляется клейковина). В тоже время при несоблюдении рекомендуемых режимов процесса качество зерна может значительно ухудшиться, вплоть до полной потери потребительских свойств.

Режимы сушки – это создание таких условий, при которых обеспечивается максимальная производительность сушилок и полная сохранность качества зерна.

При сушке необходимо соблюсти следующие моменты:

1.экспозицию;

2.температуру нагрева  зерна и агента сушки;

3.разовый съем влаги.

Температура нагрева зависит от:

1.Целевого назначения (все  партии зерна и семян, в которых  необходимо сохранить жизнеспособность, нагревают до более низкой  температуры. Поэтому ячмень для пивоварения, рожь для солода сушат в режимах для посевного материала);

2.Культуры. В барабанных  сушилках не сушат зернобобовые, кукурузу и рис. Перемешивание  зерна в них и температура  агента сушки таковы, что зерна  и семена растрескиваются и сильно травмируются. У зерна и семян различных культур неодинаковая влагоотдающая способность. Если влагоотдачу зерна пшеницы, овса, ячменя и семян подсолнечника принять за единицу, то с учетом применяемой температуры агента сушки и съема влаги за один пропуск через зерносушилку коэффициент К равен: для ржи 1,1; гречихи 1,25; проса 0,8; кукурузы 0,6; гороха, вики, чечевицы и риса 0,3 – 0,5; кормовых бобов, фасоли и люпина 0,1 – 0,2. Вследствие определенной влагоотдающей способности зерна почти все сушилки, применяемые в сельском хозяйстве, за один пропуск зерновой массы обеспечивает съем влаги только до 6% при режимах для зерна продовольственного назначения и до 4 – 5% для посевного материала. Поэтому зерновые массы с повышенной влажностью пропускают 2 – 3 или даже 4 раза.

3.Исходной влажности. Чем  больше в объекте свободной  влаги, тем они менее термоустойчивы. Поэтому при содержании в них  влаги более 20% и особенно 25%снижают  температуру агента сушки и  нагрева семян. Снижение приводит  к уменьшению испарения (съема влаги).

4.Исходного качества (твердая  пшеница, сильная, рядовая). Перегрев  всегда приводит к ухудшению  или даже полной потере технологических  и посевных качеств. Недостаточный  нагрев уменьшает эффективность  сушки и удорожает ее, так как при меньшей температуре нагрева зерна меньше удаляется влаги.

Экспозиция и температура нагрева агента сушки зависит от типа сушки. При пониженной температуре агента сушки по сравнению с рекомендуемой зерно нагревается до нужной температуры и для достижения этого увеличивают срок его пребывания в сушильной камере, что снижает производительность зерносушилок. Температура агента сушки выше рекомендуемой не допустима, так как вызывает перегрев зерна. Зерна и семена различных растений обладают неодинаковой термоустойчивостью. Одни из них при прочих равных условиях выдерживают более высокие температуры нагрева и более длительное время. Другие и при более низких температурах изменяют свое физическое состояние, технологические и физиологические свойства. Например, семена зернобобовых при более высокой температуре теряют упругость оболочек и растрескиваются. Зерно пшеницы, предназначено для выработки хлебопекарной муки, можно нагревать только до температуры 48 - 50◦С, а зерно ржи – до 60◦С. При нагреве пшеницы выше указанных пределов резко снижается количество клейковины и ухудшается ее качество. Очень быстрый нагрев (при более высокой температуре теплоносителя) также отрицательно влияет на рис, кукурузу и многие зернобобовые: семена растрескиваются, что затрудняет их дальнейшую переработку, например в крупу.

Основной агент сушки – смесь топочных газов с воздухом. Для получения нужной температуры агента существуют регулирующие устройства.

Типы сушилок.

1. камерные.
2. шахтные
3. барабанные
4. рециркуляционные.

В хозяйствах распространены три типа сушильных установок: камерные, шахтные, барабанные.

3. Характеристика зерносушилок

Камерные сушилки. Сушка насыпи зерна активным вентилированием.

Сушилки периодического типа действия. В их работе выделяют пять периодов: размещение зерна на установке, выход на режим сушки, сушка зерна при установившемся режиме, охлаждение зерна и снятие его с установки.

Напольная сушильная установка представляет собой прямоугольный бункер площадью 40 – 70м2 со стенами высотой 1,3м. Ширина бункера 5,6- 6м (с учётом захвата зернопогрузчика). Установка включает вентилятор, снабжённый устройством для подогрева воздуха, воздухораспределительную систему из решёток или каналов. Воздух подогревают воздухоподогревателями и теплогенераторами. Сплошной воздухораспределительный решетчатый настил устраивают внутри бункера на высоте 30-40см от пола (асфальтового). Сверху его покрывают металлической сеткой. Просветы между полом и настилом имеют различное расстояние для равномерной подачи агента сушки во всех участках. На металлическую сетку одновременно насыпают 20 – 50т зерна ровным слоем толщиной 0,5 – 0,6м (максимум 0,7 – 0,8м). Высота слоя зерна 60 – 80см. под решетку вентилятором нагнетается подогретый воздух, проходящий через насыть и постепенно высушивающий зерно. Сначала подсыхает нижние слои, затем – средние и в последнюю очередь – верхние слои насыпи. Во время сушки снимается вся свободная влага.

При вентилировании воздухом температурой 40 - 45◦С влажность зерна в нижней части насыпи снижается до 7 – 10%. Поэтому сушка заканчивают, когда влажность зерна в верхних слоях снижается до 16 – 18% и составляет в среднем по насыпи 12 – 13%. После охлаждения холодным воздухом зерно выгружают. В процессе механизированной выгрузки зерно из слоевой насыпи выгружают. В процессе межзернового влагообмена значительно выравнивается его влажность при последующем хранении.

Зерно в сушилку загружают ленточными транспортерами, скребковыми зернопогрузчиками или непосредственно из автосамосвалов. В последнем случае решетку делают повышенной прочности, чтобы она выдерживала давление автомобиля, въезжающего в сушильную камеру. Просушенное зерно выгружают самопередвижными зернопогрузчиками ЗПС-60 и ЗМ-30. Партию зерна массой 25 – 30т выгружают 1 – 1,5ч – за один проход зернопогрузчика вдоль камеры.

Для сушки зерна используют атмосферный или подогретый воздух. Продолжительность сушки зависит от насыщенности воздуха водяными парами, температуры и удельной подачи, а также влагоотдающей способности зерна и семян. Атмосферным воздухом сушат зерно пшеницы, ржи, ячменя, риса-зерна, гороха, сои, кукурузы влажностью не более 17%, рапса – 13%, семян подсолнечника – 10%. Сушка атмосферным воздухом происходит медленно и требует большого расхода воздуха. В Нечерноземной зоне для съема 1% влаги при подаче воздуха 100м3/(ч•т) требуется свыше 2 – 3 суток. Во избежание порчи зерна и семян продолжительность сушки не должна превышать 6 – 10 суток.

При температуре воздуха 0 - 20◦С и относительной влажности 70% нижний предел содержания воды (равновесная влажность), ниже которого высушить нельзя, у семян зерновых культур составляет 14,3 – 15,2%. С повышением относительной влажности растет и равновесная влажность. Относительную влажность воздуха снижают подогревом, так как повышением температуры воздуха на 1◦С уменьшает его относительную влажность на 4 – 5%.

Во время сушки зерна активным вентилированием воздух нагревают до температуры 30 – 35◦С, а иногда до предельно допустимой (для пшеницы до 40 – 45◦С). Сушку активным вентилированием применяют при мягких температурах режимах, что исключает перегрев. Она благоприятно действует на посевные качества семян, ускоряет послеуборочное дозревание. Активным вентилированием за один прием без перевалок сушат семена разных культур с любой исходной влажностью. Высота насыпи зерна не должна превышать 0,7 – 0,8м. Небольшой слой зерна позволяет резко увеличить удельный расход воздуха – до 1000 – 2000м3/(ч•т) и тем самым ускорить сушку (табл. 1).

Таблица 1

Продолжительность сушки зерновой насыпи в зависимости от количества и температуры нагретого воздуха, ч

За один прием высушивают партии семян массой 20 – 40т любой первоначальной влажности и засоренности.

Напольные установки для сушки зерна бывают одно- и двухкамерные. Двух камерные установки представляют собой две рядом расположенные сушильные камеры, последовательно обслуживаемые одним воздухоподогревателем. Оптимальный размер сушильных камер 50м2, они разделены перегородкой высотой 1м. для поточной сушки (при поступлении 20 – 30т в сутки) устраивают две двухкамерные сушилки, что позволяет одновременно вести сушку в двух камерах (по одной на каждой сушилке). При этом одна камера находится под загрузкой и одна – под разгрузкой. Благодаря исключению простоев воздуха подогревателя во время загрузки и выгрузки зерна среднесуточная и сезонная выработка двухкамерной установки заметно повышается. Но при использовании широкозахватных зернопогрузчиков, сводящих к минимуму затраты времени на погрузку и разгрузку, выгоднее применять однокамерные установки.

Распространены вентилируемые бункера БВ-25, БВ-40, К-878. Сохраняя достоинства напольных установок, они обеспечивают более высокий уровень механизации труда и снижение затрат труда.

Преимущества: мягкий режим сушки, можно сушить любую культуру, нет ограничений по влажности, засоренности, целевому назначению; небольшие по массе партии зерна можно сушить только на установках этого типа.

Недостатки: неравномерное послойное высушивание, самая продолжительная экспозиция сушки по сравнению с другими сушилками, требуются значительные затраты труда, низкая производительность по сравнению с шахтными и барабанными сушилками.

Шахтные сушилки относятся к установкам непрерывного типа действия. Они могут работать без остановки в течение всего сезона. Рабочая камера – бункер-шахта. Внутри шахты поперек ее более узкой части размещены металлические подводящие и отводящие короба. Назначение коробов – сделать зерновую массу более доступной агенту сушки и равномерно газопроницаемой. Зерно, загруженное в шахту, размещается между коробами. Агент сушки поступает в шахту через диффузор, проходит через зерновую массу (поперек ее хода), нагревает и подсушивает ее. При этом и сама зерновая масса находится в движении (опускается вниз, так как в сушилке использован принцип самотека, и выпускное устройство находится в нижней части шахты).

Для интенсификации сушки в верхние и нижние ряды коробов подают неодинаковое количество агентов сушки, а, следовательно, создают разную температуру нагрева зерна, то есть получают две зоны сушки. В некоторых сушилках часть самых нижних рядов коробов используют для охлаждения высушенного зерна. При этом снимается и некоторое количество влаги. Охладительные камеры устраивают так же между зонами сушки или отдельно от шахты. Охладительное устройство зерносушилок должно обеспечивать охлаждение семян после сушки до температуры ниже 25°C. Если температура наружного воздуха больше 15°С, то температура семян после сушки не должна быть более чем на 10°С превышать температуру атмосферного воздуха. Дробление семян механизмами сушильной установки не должно превышать 0,25%. Отклонения температуры нагрева семян от среднего значения в зоне максимального нагрева не должно превышать ±5% по отдельным каналам шахтной сушилки. Отклонения влажности семян от среднего значения по отдельным коробам не должно превышать ±2%. Отклонения температуры агента сушки от заданных значений не должно превышать ±3%.

Режимы обработки зерна на них более жесткие, чем в камерных сушилках. Для бесперебойной работы сушилке требуется большой, постоянно возобновляющийся запас зерна. Экспозиция сушки – 0.5-1 час. Температура нагрева зерна – 30-62°С, семян – 40-45°С, агента сушки для зерна – 70-130°С, для семян – 50-70°С. Разовый съем влаги – 4-6%.

Преимущества: можно сушить зерно любого целевого назначения, быстрота сушки, регулируется продолжительность и режим, наибольшая производительность по сравнению с другими типами сушилок(8-50 т/ч).

Недостатки: ограниченный съем влаги, ограничения по влажности – не более 25%, ограничения по засоренности – не более 3%(так как возможность применения ограничивается низкой сыпучестью зерновой массы), поэтому ворох не прошедшей предварительную очистку и имеющий влажность более допустимой, не подлежит сушке в шахтных сушилках.

В сельском хозяйстве помимо ЗСШ-16 распространены следующие стационарные и передвижные сушилки шахтного типа: СЗС-8, СЗШ-8, ЗСШ-16А, ЗСШ-16р, ЗСПЖ-8, Т-662 «Петкус».

Барабанные сушилки относятся к установкам непрерывного типа действия. В зерносушилках данного типа агент воздействует при пересыпании зерна во вращающемся барабане( одном или нескольких). Экспозиция сушки – 15-20 минут. Температура нагрева зерна 45-65°С, семян – 40-45°С, агента сушки для семян – 90-130°С, для продовольственного и фуражного – 180-230°С. Разовый съем влаги – 4-6%.

Преимущества: нет ограничений по засоренности, быстрота сушки.

Недостатки: ограниченный съем влаги, зерно подвергается жесткому механическому воздействию (способ перемещения зерна в барабанах (захват полками и пересыпание) не позволяет использовать эти сушилки для сушки семян зернобобовых, риса, кукурузы, так как они растрескиваются), трудно регулировать продолжительность сушки, не рекомендуется сушить зерно с высокой влажностью из-за возможности возникновения теплотравм.

В сельском хозяйстве распространены сушилки барабанного типа: СЗСБ-4, СЗСБ-8, СБВС-5, СЗПБ-2.

Рециркуляционные сушилки. Используется 2 агента сушки – нагретый воздух с топочными газами и нагретое зерно. Экспозиция сушки – 1-2 сек. Температура нагрева зерна – 48-50°С, агента сушки – 200-350°С. Снимется вся свободная влага. Производительность сушилок – 50 т/ч.

Преимущества: высокая скорость сушки, частичная очистка от легких примесей, можно смешивать партии зерна с различной влажностью и засоренностью.

Недостатки: можно сушить только зерно продовольственного и фуражного назначения (так как очень жесткий температурный режим).

В сельском хозяйстве используются рециркуляционная сушилка «Целинная».

Таблица 2

Режимы сушки и продовольственного зерна на сушильных установках (по Карпову)

Анализ качества зерна после сушки. Его проводят по таким органолептическим показателям, как запах, цвет, состояние оболочек (потемневшие, поджаренные, обуглившиеся, трещиноватые – для риса). Для пшеницы определяют количество и качество клейковины. При нарушении режимов сушки зерно может повергаться запариванию и закалу.

Запаривание. Возникает при замедленном процессе испарения влаги в результате недостаточной скорости агента сушки, образования застойных не продуваемых участков. Сырое разогретое зерно увеличивается в объеме, на его поверхности образуется капельно-жидкая влага, возможно ухудшение семенных и технологических достоинств. Во время сушки важно на только удалять влагу с поверхности зерна, но и содействовать ее притоку из центра зерновой массы.

Закал. Выражается в резком изменении физических свойств оболочки зерна под воздействием недопустимо высокой температуры агента сушки. Оболочка зерна как бы спекается, а эндосперм остается сырым. В результате разрываются ткани зародыша, деформируются клетки, появляются внутренние и внешние трещины. Закал чаще случается в барабанных сушилках.

Правильно проведенная тепловая сушка не только обеспечивает ксероанабиоз, но и часто улучшает посевные и технологические качества партий. Удаление избытка влаги способствует послеуборочному дозреванию семян. Иногда после сушки всхожесть семян и энергия их прорастания возрастают на несколько процентов. Тепловая сушка оказывает слабое стерилизующее действие на зерновую массу. Наблюдаемое после нее уменьшение численности микрофлоры (особенно плесневых грибов) обычно происходит вследствие выноса их спор с потоком агента сушки.

4. Послеуборочная обработка зерна активным вентилированием.

Временная консервация зерна

В период массовой уборки количество поступающего на обработку зерна превышает пропускную способность сушильного оборудования. Возникает необходимость во временном (до сушки) хранение зерна на току. Чтобы избежать порчи, его размещают в бункерах, на напольных установках и площадках с применением активного вентилирования наружным воздухом, при этом необходимо учитывать температуру и влажность зерна.

Основы приема. Активное вентилирование (АВ) – один из важнейших приемов послеуборочной обработки зерна. В системе заготовок 60% зерна подвергается активному вентилированию. АВ – заключается в интенсивном продувании через неподвижную насыпь зерна холодного или нагретого воздуха, нагнетаемого вентилятором. Этот технологический прием основан на воздухопроницаемости зерновой массы вследствие ее скважистости.

Помимо временной консервации активное вентилирование можно применять для:

1. охлаждения зерновой массы;
2. охлаждения зерна после сушки;
3. охлаждение сухого зерна с целью придания дополнительной стойкости (снижение жизнедеятельности насекомых-вредителей хлебных запасов, при невозможности дезинсекции);
4. охлаждение с целью ликвидации очага самосогревания;
5. обеспечить режим хранения в охлажденном состоянии;
6. воздушно-тепловой обогрев семян после зимнего хранения;
7. ускорение послеуборочного дозревания;
8. обновление газового состава воздуха в семенах;
9. подсушивание зерна на 3 – 4%;
10. сушка с любой начальной влажностью за один прием;
11. предпосевной обогрев семян;
12. дегазация зерновой массы после фумигации.

Достоинства АВ:

1. исключается травмирование зерна;
2. позволяет сократить потребность в площади навесов и асфальтированных площадок в 3 – 5 раз;
3. можно очень быстро охладить зерновую массу (за 4 – 5 часов в бункерных установках);
4. очень дешево (исключение затрат на перемещение зерновой массы и значительное сокращение потребности в рабочей силе) и технологически эффективно.

Типы установок. Активное вентилирование применяют в складах, на площадках, в специальных бункерах и силосование элеваторов. В сельском хозяйстве используют следующие установки: стационарные напольные; напольно-переносные; трубные; бункера; аэрожелоба.

Стационарные напольные установки предоставляют собой склады или площадки, в полах которых устроена система воздухоподводящих и воздухораспределительных каналов.

Напольно-переносные установки состоят из двойных деревянных щитов и воздухораспределительных каналов, которые можно раскладывать как на открытом пространстве тока, так и в складах с хорошими полами, ранее не оборудованных каналами. В этих установках воздух в каналы попадает через диффузор, соединенный с осевым или центробежным электровентилятором достаточной мощности и производительности. Вентиляторы присоединяют к диффузору за пределами склада (по его продольной или торцовой стороне) и защищают от осадков. Часто в складе нужно всего 1 – 2 вентилятора. Поставив на колеса, их перемещают к нужным в данный момент диффузором.