Элеваторы, склады, зерносушилки

Николай Владимирович Юдаев

Элеваторы, склады, зерносушилки

Введение

Дисциплина «Элеваторы, склады, зерносушилки» как самостоятельная сложилась в 30-е годы прошлого века. Первый учебник был написан основоположником этой дисциплины, доктором технических наук, профессором Д. В. Шумским.

В 1954 г. под редакцией доктора технических наук, профессора П. Н. Платонова было издано учебное пособие «Элеваторы и склады», которое переиздается до настоящего времени и является основным учебником для студентов вузов.

Технология хранения зерна разработана широко известным в нашей стране и за рубежом заслуженным деятелем науки РСФСР, доктором технических наук, профессором Л. А. Трисвятским, возглавляющим кафедру хранения и технологии сельскохозяйственных продуктов Московской сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева.

Целями изучения дисциплины являются усвоение технических проблем, возникающих перед хлебоприемными предприятиями, мельничными и портовыми элеваторами в процессе приема, послеуборочной обработки и хранения зерна, определение возможных путей решения данных проблем на современном уровне развития науки и техники, с учетом отечественного и зарубежного опыта.

Необходимость зернохранения обусловлена сезонностью производства зерна и непрерывностью потребления (рис. В.1).

Зерно в процессе движения от поля до потребителя содержится некоторое время (от нескольких часов до нескольких лет) в различных зернохранилищах (рис. В.2).

Структура зернохранилищ России начала складываться еще во времена правления Ивана III (1462–1505 гг.), когда делались неоднократные попытки создать большие запасы зерна. Во всех городах были учреждены хлебные запасные магазины – житные дворы.

В царствование Петра I (при строительстве Санкт-Петербурга, создании регулярной армии и флота) организация продовольственного дела и хранение хлеба стали еще более важными проблемами. Поэтому в 1700 г. было создано центральное государственное управление – Провиантский указ.

Со второй половины XVIII в. и до середины XIX в. опыт хранения зерна изучался и накапливался в основном военными специалистами и Вольным экономическим обществом. В 1847 г. в трудах общества было опубликовано много статей с проектами зернохранилищ новых конструкций.

Рис. В.1. Изменение массы зерна: А – сбор урожая, В – потребление, С – остаток, М – масса зерна на складе.

Рис. В.2. Схема зернопотока.

В 1887 г. на мельнице Башкировых в Нижнем Новгороде построили первое в России зернохранилище вместимостью 360 000 пудов (5760 т).

В период промышленного подъема и интенсивного развития железнодорожного транспорта (90-е годы) железнодорожные компании возвели вблизи железных дорог и портов 75 элеваторов вместимостью 27 млн пудов (при сборе зерна 80 млн пудов).

В связи с необходимостью подготовки больших партий высококачественного зерна на экспорт для увеличения валютных поступлений, строительство элеваторов и руководство их работой с 1911 г. было поручено Государственному банку. Последний за 6 лет сумел построить 47 элеваторов и начал строительство еще 20. Эти элеваторы с надписью на фасаде рабочего здания «ГОСБАНКЪ» до сих пор эксплуатируются в некоторых районах Саратовской области (Аркадакский, Советский).

До 1917 г. в России имелось около 150 элеваторов, 800 механизированных хранилищ общественного пользования и 400 частных складов. В крестьянских хозяйствах были обустроены: гумна – площадки для хранения сжатого хлеба, риги – места для сушки снопов и молотьбы, амбары – специальные строения для хранения зерна, муки и т. п.

В наше время поток зерна также попадает из-за недостаточной вместимости зернохранилищ во временные хранилища – бунты, под навесы. Хранение зерна здесь всегда сопряжено с трудностями по защите от дождя.

После уборки и доведения до нормы по влажности, температуре и содержанию примесей некоторую часть зерна (например, 60 % в 1962 г.) закладывают на хранение в склады хозяйств (фуражное и, реже, продовольственное зерно), другую часть перевозят на заготовительные зернохранилища. В нашей стране заготовительные зернохранилища называются элеваторами и хлебоприемными предприятиями (ХПП) (табл. В.1).

Элеватор – это зернохранилище, на котором основным производственным объектом является собственно элеватор-транспортер. Хлебоприемное предприятие (ХПП) – зерновые склады без транспортера.

Таблица. В.1. Соотношение элеваторной и складской вместимости в России в разные годы

Соотношение элеваторов и соотношение элеваторной и складской вместимости в среднем по России составляет 1: 1 (рис. В.3, В.4).

Определенная часть зерна направляется на перевалочные элеваторы, предназначенные для приема и перевалки зерна с одного транспорта на другой (например, с железнодорожного на водный транспорт и наоборот). Наличие перевалочных элеваторов позволяет использовать самый дешевый вид транспорта – водный.

Рис. В.3. Средняя вместимость элеваторов по России.

Рис. В.4. Средняя вместимость складов по России.

Производственные элеваторы предназначены для подготовки зерновой массы необходимых кондиций (муки, комбикормов, крупы). Оперативные запасы на таких элеваторах рассчитаны на 3–6 месяцев.

Хлебные (фондовые) базы (раньше назывались госхранилища) служат для обработки и длительного (до 6 лет) хранения зерна на случаи стихийных бедствий, неурожаев.

Естественно, что зерно, в зависимости от состояния, вида и потребности, может быть отправлено с перевалочного элеватора на производственный или фондовый, а с фондового – на заготовительный и т. п.

Отличительная черта построения элеваторно-складской сети в нашей стране – совмещение функций различных зернохранилищ.

Сравнивая нашу структуру зернохранилищ с элеваторно-складским хозяйством США и Канады, можно отметить следующее. На долю заготовительных, хлебоприемных элеваторов (их называют местными) в США приходится 38 %, в Канаде – 56 % при средней вместимости всего 1000 т.

Местный элеватор (первое звено) используется для хранения зерна, убранного с окружающих ферм, для распределения на местные мукомольные предприятия и в более крупные регионы. Обычно зерно на местных элеваторах хранится от 15 до 60 дней.

Специальной системой квот правительство Канады регулирует поступление зерна от фермеров на элеваторы и «растягивает» его на весь год. Квота – предельное количество зерна (по культурам), которое должен продать производитель с 1 акра посевной площади.

В среднем каждый местный элеватор Канады обслуживает 80 фермеров.

Второе звено элеваторной сети этих стран – региональные (терминальные) элеваторы. Терминальные элеваторы Канады принимают зерно от местных элеваторов, готовят крупные однородные партии зерна и отгружают его внешним и внутренним потребителям. Вместимость 70 терминальных элеваторов Канады колеблется от 40 до 380 тыс. т.

Третье звено – мельничные (производственные) элеваторы. В Канаде таких около 20, их вместимость от 2 до 37 тыс. т, то есть незначительная, их бесперебойно обеспечивают зерном поставщики – терминальные элеваторы.

В России заготовительные элеваторы различают по расположению относительно транспортных коммуникаций:

• линейные (пристанционные), в них хранится 85 % зерна вблизи железных дорог;

• пристанские (водные) – около 10 % зерна;

• глубинные, удаленные от железнодорожных и водных путей, но приближенные к хозяйствам (преимущественно на востоке страны) – около 5 % зерна.

Глава 1. Свойства зерна

1.1. Свойства зерновой массы как объекта хранения

Зерно – плод (семя) зерновых культур (злаковых растений), используемый для питания людей и в качестве корма для животных. Широкое распространение как наиболее важный источник пищи зерно получило вследствие ряда причин: 1) высокой пищевой ценности; 2) сохранности в течение длительного времени при соблюдении определенных условий; 3) относительно небольших затрат труда на выращивание злаковых растений на разных землях и в различных климатических зонах; 4) многостороннего использования, ограниченного только возможностями человека.

С хранением зерна связано много проблем, обусловленных тем, что каждое семя (зерновка) представляет собой живой организм, живую биологическую систему, способную погибнуть.

Кроме того, при существующих технологиях выращивания и уборки зерновых на хранение поступает не собственно зерно, а зерновая масса, включающая в себя кондиционное зерно (семена) злаковой культуры, зерно с механическими повреждениями, семена других культур и сорных растений, части стеблей растений, песок, пыль, частицы почвы, вредителей зерна. Обеспечить сохранность многокомпонентной зерновой массы гораздо сложнее, чем только зерновок.

Работа по получению качественной зерновой массы должна начинаться с подбора семян для будущего урожая. Зачастую элеваторы обеспечивают хорошими семенами те хозяйства, которые будут сдавать им урожай на хранение.

Качественный однородный посевной материал гарантирует дружный и одновременный рост растений, налив и созревание зерна. Однако семена имеют морфологические и физиологические различия не только вследствие разного местоположения в колосе, но и разных почвенных, климатических условий произрастания, применения неоднородных минеральных, органических удобрений, средств защиты растений и т. п.

Очевидно, что проще обеспечить хранение партий зерна, существенно не отличающихся по спелости, влажности, сорности, зараженности и прочим признакам. Деятельность по формированию однородной и качественной зерновой массы должна осуществляться в период выращивания урожая. Безусловно, такая работа в основном проводится хозяйствами, но и многие элеваторы, например, Канады, являясь лидерами торговых и промышленных фирм, продают фермерам одинаковые минеральные удобрения, химикаты, что позволяет тем выравнивать качественные показатели зерна.

Известно, что во время развития и созревания в поле зерна не одновременно проходят стадии восковой спелости (количество сухого вещества в нем максимальное, влажность – примерно 30 %), созревания (влажность снижается), полной спелости (при сухой погоде влажность снижается до 14 %). Безусловно, что одномоментно все зерна будут иметь различную спелость. Уборка урожая, особенно ее сроки, могут также увеличить изменчивость показателей зерновой массы.

Сразу после выделения зерна из колоса сложные биохимические процессы не прекращаются: идет дозревание семян. При благоприятных условиях дозревание продолжается в течение 1,5–2,0 месяцев.

Кроме того, при обычных сроках уборки (несколько раньше полной спелости для уменьшения полевых потерь, просыпей зерна) зерно бывает разной влажности. Так, в партии пшеницы со средней влажностью 18 % влажность отдельных зерен составляет от 14 до 24 % (рис. 1.1).

На влажность зерна влияет и время суток, в течение которого происходит обмолот (рис. 1.2).

Рис. 1.1. Влажность отдельных зерен ? в партии пшеницы.

Рис. 1.2. Изменение удельного веса зерен различной влажности ? в зависимости от времени обмолота: 1 – с 6 до 7 ч; 2 – с 9 до 10 ч; 3 – с 21 до 23 ч.

В начальный период хранения, в силу законов сорбционного равновесия, сырые зерна теряют часть влаги, а более сухие приобретают ее. Такое перераспределение происходит в течение нескольких суток.

Помимо этого влага перераспределяется и от сорняков, стеблей растений к семенам зерновой культуры (рис. 1.3). Рисунок наглядно показывает, как важно удалить из зерновой массы семена сорных растений сразу же после уборки.

Рис. 1.3. Перераспределение влаги в зерновом ворохе: 1 – сорняки; 2 – стебли; 3 – зерно.

В зерновой массе после ее уборки при наличии влаги и тепла происходят сложные физиологические процессы – результат жизнедеятельности входящих в нее живых компонентов (зерна, семян сорняков, микроорганизмов, насекомых). Из-за неоднородности зернового вороха начальный период хранения является наиболее сложным по регулированию этих процессов.

Хранение должно, прежде всего, обеспечить жизнеспособность зерна, то есть свести к минимуму количественные потери, не снижая его качества.

По А. А. Трисвятскому, возможные потери зерна при хранении таковы:

• биологические – дыхание, прорастание зерна, развитие микроорганизмов, развитие насекомых и клещей, самосогревание, уничтожение грызунами, птицами;

• механические – травмы, распыл, просыпи.

Дыхание зерновой массы

Дыхание – это основной физиологический процесс обмена веществ, происходящий как при свободном доступе кислорода к зерну (аэробное дыхание), так и в условиях полного его отсутствия (анаэробное дыхание), описываемый уравнениями:

Дыхание происходит на всей активной поверхности зерна, которая составляет 200–250 м² на 1 г его массы и сопровождается потреблением кислорода из воздуха, уменьшением массы зерна за счет расходования углеводов, выделением диоксида углерода и тепла, увеличением влажности зерна.

Конец бесплатного ознакомительного фрагмента.