Способ длительного хранения зерна

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при длительном хранении зерна без доступа воздуха. Способ включает хранение зерна в полиэтиленовых контейнерах без доступа воздуха, без применения консервантов и биохимической обработки. В полиэтиленовых контейнерах хранят продовольственное и семенное зерно, причем зерно закладывают на хранение при влажности 10-14%, наличии сорной примеси не более 4% и температуре 10-35°С, без перемещения слоя насыпи в процессе хранения. Зерно загружают в контейнер самотеком с возможностью исключения его самосортирования, а полиэтиленовые контейнеры используют толщиной 200-250 микрон и располагают на ровной твердой поверхности. Способ обеспечивает возможность эффективного и длительного хранения зерна в течение 7-8 мес с сохранением продовольственных и семенных показателей и обеспечением защиты от болезнетворной микрофлоры и вредителей. 5 табл., 2 ил.

 

Изобретение относится к области хранения зерна, в частности к способам длительного хранения зерна, и может найти применение при хранении зерна без доступа воздуха в сельском хозяйстве.

Уровень техники

Известен способ хранения зерна, включающий в себя сушку, охлаждение и хранение его в газовой среде, при этом сушку и охлаждение выполняют одновременно путем активного введения в зерновую массу углекислоты или азота при температуре последнего -10 до 5°С, а затем хранят в регулируемой газовой среде, состав которой изменяют на различных стадиях хранения.

В способе газовую среду в период послеуборочного дозревания зерна поддерживают в следующем составе %: кислорода 4-6, азота 92-94, углекислого газа не более 2, а в период повышения физиологической активности и до посева концентрацию кислорода понижают до 1-3 (см. авт. св. СССР №673238, Кл. A01F 25/00, опубл. 15.07.79).

Недостатком данного способа хранения зерна являются высокие затраты на его выполнение.

Известен способ консервации зерна, предусматривающий дробление сухого льда, смешивание частиц сухого льда с зерновой массой, загрузку смеси в зернохранилище, при этом после дробления льда производят его классификацию с выделением частиц, размеры которых совпадают с зерном основной культуры, затем зерновую массу смешивают с выделенными частицами сухого льда (см. авт. свид. СССР №1759308, Кл. A01F 25/00, опубл. 07.09.1992 г.).

Недостатком способа является его сложность выполнения, необходимость наличия установки для получения сухого льда, трудозатраты при подготовке его к употреблению и перемешивании с зерном.

Известен способ хранения без доступа воздуха зерна кукурузы, а также фуражного зерна колосовых культур в подземных емкостях, когда зерновую массу закладывают в специальные траншеи или силосовые ямы, затем плотно утрамбовывают, укрывают пленкой, а затем землей или глиной (см. Трисвятский Л.А., Сабуров И.В., Лесик Б.В. «Хранение и технология сельскохозяйственных продуктов». М., Колос, 1969, с.198-200).

Недостатком этого способа является то, что для его осуществления необходимо провести большие земляные работы и хранить можно только фуражное зерно, предназначенное на корм скоту, при этом существует высокая вероятность увеличения его порчи из-за возможности попадания грунта в зерновую массу.

Наиболее близким по технической сущности достигаемому положительному эффекту и принятый автором за прототип является способ хранения фуражного зерна без доступа воздуха, заключающейся в том, что уборку зернофуражных культур проводят в стадию молочно-восковой спелости с влажностью зерна 25-35%, а затем его плющат и закладывают в двухслойные пленочные контейнеры емкостью 550-600 кг либо в пленочные рукава емкостью 300 тонн, с добавлением консерванта или без него (см. Ю.Г.Дубов, К.К.Харламова, Н.Ю.Коновалова. «Экономическая эффективность уборки и хранение влажного фуражного зерна». Ж. Кормопроизводство №2, 2005, с.26-28).

Недостатком данного способа является то, что он эффективен при хранении только фуражного зерна, требует предварительной обработки, не выдерживает длительного хранения и неизбежны потери качественных показателей в процессе хранения.

Раскрытие изобретения

Задачей предлагаемого изобретения является разработка экономически эффективного способа длительного хранения продовольственного и семенного зерна без доступа воздуха, без применения консервантов и биохимической обработки в полиэтиленовых контейнерах толщиной 200-250 микрон и без перемещения слоя насыпи в течение 7-8 месяцев при сохранении качественных продовольственных и семенных показателей в процессе всего срока хранения с обеспечением защиты от воздействия болезнетворной микрофлоры и вредителей.

Технический результат, который может быть получен с помощью предлагаемого изобретения, сводится к высокой экономической эффективности и длительности хранения продовольственного и семенного зерна без перемещения слоя насыпи в течение 7-8 мес и к сохранению качественных, продовольственных и семенных показателей с обеспечением защиты от воздействия болезнетворной микрофлоры и вредителей.

Технический результат достигается с помощью способа длительного хранения зерна, включающего хранение зерна в полиэтиленовых контейнерах без доступа воздуха, без применения консервантов и биохимической обработки, при этом в полиэтиленовых контейнерах хранят продовольственное и семенное зерно, причем зерно закладывают на хранение при влажности 10-14%, наличии сорной примеси не более 4% и температуре 10-35°С, без перемещения слоя насыпи в процессе хранения, при этом зерно загружают самотеком с возможностью исключения его самосортирования, а полиэтиленовые контейнеры используют толщиной 200-250 микрон и располагают на ровной площадке.

Сущность способа длительного хранения зерна заключается в следующем.

Перед закладкой на хранение в полиэтиленовые контейнеры зерно и семена сельскохозяйственных культур очищают от сорной примеси с использованием зерноочистительных машин, доводя процент содержания таких примесей до не более 4%, при необходимости производят сушку зерна на зерносушильных машинах либо с помощью перемещения слоя насыпи. Максимальный эффект качественного хранения достигается при влажности зерновых культур от 10 до 14% и температуре 10-35°С.

Площадку для хранения подбирают, основываясь на том, что при стандартном расположении контейнера занимаемая площадь с учетом организации проезда составляет 540 м² на один контейнер, а при компактном размещении 420 м² соответственно. Место, отведенное под хранение, должно иметь основание, исключающее наличие подвижных и песчаных грунтов (щебень, гравий, песок и т.д.), а также исключающее наличие выходов скальных пород. Не допускается размещение контейнеров в местах возможного скопления влаги и на крутых склонах. В случае использования для хранения площадки с земляным грунтом производят обработку такой поверхности гербицидами сплошного действия, затем площадку укатывают с помощью водоналивных либо игольчатых катков на предмет устранения крупных комковых образований.

Для хранения используют полиэтиленовые контейнеры плотностью 200-250 микрон, диаметром 2,74 м и длиной 60-65 м. При этом контейнер обеспечивает отсутствие проникновения воздуха в его внутреннюю часть, а также имеет в составе примеси, обеспечивающие исключение проникновения прямых солнечных и ультрафиолетовых лучей. Эластичность контейнера на растяжение соответствует пределам от 1 до 2% его изначальной величины.

Загрузку в контейнер осуществляют с применение специальной машины, обеспечивающей производительность 200 тонн в час. Начальную часть контейнера завязывают прочным жгутом и подворачивают таким образом, чтобы завязка придавливалась массой контейнера. При завершении упаковки остаток контейнера закрывают с помощью деревянных реек либо специального пластмассового зажима, обеспечивающего герметичность, затем подворачивают и присыпают слоем грунта.

Контроль за качественными показателями, определением влажности и температуры находящегося на хранении зерна ведут при помощи осуществления отборов контрольных проб с использованием пробоотборника в нескольких частях контейнера. Для отбора проб на контейнер в месте предполагаемого отбора наносят специальный липкий скотч, затем проделывают отверстие, обеспечивающее возможность проникновения пробоотборника, а по окончании отбора заклеивают отверстие тем же липким скотчем, обеспечивая герметичность и препятствуя проникновению влаги. Последующие контрольные отборы проводят в тех же местах, что и первоначальные.

Ежедневно производят контрольный осмотр контейнера на предмет наличия порывов и в случае обнаружения таковых устраняют их, нанося на места разрыва специальный липкий скотч.

Краткое описание изображений: на фиг.1 показаны загруженные контейнеры с зерном пшеницы, расположенные в поле; на фиг.2 - то же в зимний период.

Осуществление изобретения.

Пример конкретного выполнения способа длительного хранения.

Перед закладкой на хранение зерно проходит первичную очистку на зерноочистительном комплексе ОВП-20, с доведением присутствия сорной примеси в зерне пшеницы до 3,5...4,0%.

Контейнеры изготавливают из многослойной полиэтиленовой пленки толщиной 250 микрон. Длина контейнера - 60 м, ширина днища при заполнении зерном - 4 м, высота в верхней точке заполненного контейнера - 1,6 м. Вместимость - до 200 т зерна пшеницы.

Площадку для размещения контейнеров подготавливают на поле, расположенном рядом с током и асфальтированной дорогой. Поле после уборки озимой пшеницы лущат, обрабатывают гербицидами сплошного действия, выравнивают грейдером и прикатывают водоналивными катками. Расстояние между контейнерами соответствует ширине одного прохода трактора МТЗ-80 с бункером-накопителем ДОН-20. На площадке хранят 81 контейнер, средняя масса одного контейнера с зерном - 196 тонн. Загрузку зерна в контейнеры осуществляют с помощью специальной машины. После загрузки зерна конец контейнера сворачивают так, чтобы воздух и атмосферные осадки не могли проникнуть внутрь и потом его засыпают землей. Общий вид расположения контейнеров в поле представлен на фиг.1

Исследование проходит зерно, находящееся в 40 контейнерах, общей массой 7840 тонн. При загрузке в контейнеры и в период хранения определяют влажность, температуру, натуру зерна, стекловидность, количество и качество сырой клейковины, изменение качественного и количественного состава внутренней микрофлоры зерна. Выемки зерна из контейнеров для анализов производят с помощью пробоотборника, затем тщательно заклеивают отверстия специальным скотчем. В начале периода хранения контроль за качеством зерна осуществляли через 10...15 дней со дня упаковки контейнера, убедившись в прохождении нормального процесса хранения, отбор проб сократили до одного раза в месяц.

Способ хранения продовольственного и семенного зерна озимой пшеницы без доступа воздуха в полиэтиленовых контейнерах испытывают в ОАО «Урожайное» Новоалександровского района Ставропольского края. Испытания были завершены в марте 2006 г.

Известно, что одним из важных факторов сохранности зерна является его влажность. Ощутимое повышение интенсивности дыхания зерна пшеницы проявляется при влажности 14,6%. Исходя из этого при закладке зерна в полиэтиленовые контейнеры преследуют цель, чтобы влажность зерна была не более 14%. Климатические условия во время уборки озимой пшеницы в 2005 году способствовали получению зерна с влажностью 10-14%, тем самым это позволило избежать процесса досушивания (табл.I).

Таблица I Влажность зерна озимой пшеницы при закладке в полиэтиленовые контейнеры на хранение
Влажность зерна, %	10,4-11,0	11,2-12,0	12,1-13,0	13,1-13,7
Масса, т	588	3528	3332	392
В % к общей массе	7,5	45,0	42,5	5,0

Таким образом, все зерно пшеницы, помещенное на хранение в полиэтиленовые контейнеры, имело влажность ниже стандартной - 14%, что явилось надежным основанием его сохранности.

Второй важный фактор при хранении зерна - его температура. Ввиду высокой температуры воздуха при уборке пшеницы (до 40°С), температура закладываемого зерна также была очень высокой (табл.II).

Таблица II Температура зерна озимой пшеницы при закладке на хранение в полиэтиленовые контейнеры
Температура зерна, С°	27,0-28,0	28,1-29,0	29,1-30,0	30,1-33,0
Влажность зерна в среднем, %	12,0	12,1	12,2	11,9
Масса зерна, т	1764	2352	1764	1960
В % к общей массе	22,5	30,0	22,5	25,0

Это создавало опасение, что зерно с изначально очень высокой температурой в процессе хранения не вступит в стадию анабиоза, что отразится на качестве. Но ввиду того что, влажность зерна была меньше критической, высокая температура негативно не повлияла на хранящееся зерно (табл.III).

Ежемесячные анализы хранившегося в пленочных контейнерах зерна показывают, что его влажность в процессе хранения изменилась незначительно. Исключение составляет увеличение влажности зерна на 0,9% по отношению к исходной после 5 месяцев хранения. Это объясняется увеличением гигроскопических свойств зерна в связи с резким снижением температуры атмосферного воздуха.

Зависимость температуры зерна, хранившегося в полиэтиленовых контейнерах, от температуры атмосферного воздуха устанавливали полиномом третьей степени по уравнению: у=-0,0012х³+0,0494х²+0,3864x+5,9053. Среднемесячная температура атмосферного воздуха, температура зерна и ее расчетные величины представлены в таблице IV.

Таблица IV Зависимость температуры зерна, хранившегося в полиэтиленовых контейнерах, от температуры атмосферного воздуха
Месяц	Температура воздуха, °С	Температура зерна, °С
фактическая	расчетная
Август	24,8	28,2	29,17571
Сентябрь	19,4	20,7	23,23198
Октябрь	11,8	18	15,37164
Ноябрь	4,9	9,7	8,843575
Декабрь	4,3	6,1	8,384818
Январь	-6,6	6,1	5,851919

Коэффициент детерминации подтверждает, что 96,54% фактических данных соответствуют расчетным, что свидетельствует о проведении исследований на высоком уровне.

Отсутствие перепада температур по слоям насыпи зерна в контейнерах тормозило образование кондинсационной влаги.

Температура зерна в контейнерах в течение трех месяцев хранения август-октябрь оставалась значительно выше атмосферной, что подтверждает его очень низкую температуропроводность (Трисвятский Л.А. Хранение зерна. М.: Колос, 1966, с.78-82). Среднемесячная температура января была -6,6°С, а зерна в контейнерах 6,1°С. Минимальная непродолжительная температура в январе достигала -28°С и контейнеры были полностью покрыты снегом (фиг.2).

Впервые данная конструкция пленочных контейнеров и хранившегося в них зерна пшеницы были проверены на морозоустойчивость.

Натура зерна в процессе хранения существенно не изменилась. Все ее колебания были в пределах ошибки опыта прибора ±30 единиц.

В процессе шестимесячного хранения пшеницы количество сырой клейковины в зерне увеличивалось от 0,5 до 0,9% (таб.III). В некоторых контейнерах это увеличение достигало 1,0...1,4%.

Определение качества сырой клейковины показало, что зерно весь 6-месячный период соответствовало первой группе качества.

Одним из важных показателей качества зерна пшеницы является ее стекловидность. Определение стекловидности зерна проводят при закладке его на хранение и один раз в месяц в процессе хранения. Исходный средний показатель стекловидности был равен 52%, а после шести месяцев хранения стекловидность повысилась до 56%.

Нормы естественной убыли, утвержденные МСХ РФ от 23.01.04 г. №55, предусматривают предельно допустимые потери при хранении зерна пшеницы в течение шести месяцев в элеваторах, в складах насыпью и в таре соответственно: 0,055; 0,09 и 0,06%. На приспособленных для хранения площадках потери не должны превышать 0,16%.

Ощутимые потери зерна пшеницы, хранившегося в течение шести месяцев в полиэтиленовых контейнерах, не обнаружены.

Отсутствие ощутимых потерь, предусмотренных нормами естественной убыли, подтверждается сохранностью и повышением качественных показателей зерна и семян.

Таким образом, доказана возможность хранения продовольственного зерна в многослойных полиэтиленовых контейнерах без ухудшения его качества.

Зерно озимой пшеницы, хранившееся в течение 6 месяцев в полиэтиленовых контейнерах и в зернохранилище, проверяли на посевные качества. Энергия прорастания и всхожесть зерна пшеницы, хранившегося в типовом зерноскладе, были равны в среднем 95 и 95%. После шестимесячного хранения пшеницы энергия прорастания и всхожесть соответствовали 94 и 95%. Нормативные требования стандарта ГОСТ 52325-2005 «Семена сельскохозяйственных растений. Сортовые и посевные качества...» для самых ценных оригинальных и элитных семян предусматривают всхожесть не менее 92%.

Сохранность высоких качественных и посевных показателей пшеницы способствовала и отсутствию такого негативного явления как самосортирование. При заполнении контейнеров был обеспечен принцип самотека, исключающий падение зерновой массы с большой высоты. С целью доказательства в отсутствии самосортирования были проведены исследования средних проб зерна, составленных из выемок из 20 контейнеров, общая масса которых составила 3920 тонн. Отбор зерна производили из верхней, средней и нижней частей контейнеров. Зерно средних проб пропустили через набор сит размером 3,0×2,0; 2,5×20 и 2,0×20 мм. Сходы зерна с указанных сит анализировали на массу 1000 зерен, процент занимаемой фракции в пробе и на натуру зерна. В таблице V приведены средние данные проб из 20 контейнеров.

Таблица V Некоторые физические показатели зерна пшеницы и различных частей насыпи в контейнерах
Размер сита, мм	Масса 1000 зерен, г	В средней пробе, %	Натура зерна, г/л
Верхняя
3,0×20	50,8	18,9	748
2,5×20	40,9	55,4	731
2,0×20	27,1	19,8	714
Средняя
3,0×20	48,2	17,8	744
2,5×20	40,1	58,3	729
2,0×20	26,8	20,2	718
Нижняя
3,0×20	51,2	19,4	751
2,5×20	41,4	57,4	734
2,0×20	28,1	19,5	721

Результаты исследований физических показателей зерна подтвердили отсутствие достоверной разницы. Механизмы, используемые при загрузке контейнеров, исключали явление парусности, так как величина падения зерна была менее 1,0 м.

Однородность зерновой массы, находящейся в пленочных контейнерах, исключила появление в ней застойных явлений (отпотевание, повышение интенсивности дыхания и температуры). Во всех контейнерах отсутствовал процесс слеживания зерна.

Таким образом, результаты исследований подтверждают возможность сохранности высоких посевных качеств пшеницы при хранении ее предлагаемым способом.

Недостаток кислорода в воздухе межзерновых пространств предупреждал развитие в зерновой массе насекомых-вредителей хлебных запасов, которые не были обнаружены в отбираемых пробах зерна. Внутренняя микрофлора зерна пшеницы в исходных партиях была равна 58 колоний грибов на 100 зерен, через шесть месяцев хранения зараженность грибами уменьшилась до 36 колоний. Это свидетельствует о том, что ограниченное присутствие кислорода воздуха в межзерновых пространствах способствовало подавлению развития грибов.

Предлагаемый способ хранения зерна как продовольственного, так и семенного позволяет экономить на 1 тонне при хранении в течение 6 месяцев 403 рубля. Затраты при хранении зерна пшеницы на Новоалександровском элеваторе Ставропольского края составили 572 руб./т, а в полиэтиленовых контейнерах - 169 руб./т.

Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями имеет следующее преимущества:

- высокую экономическую эффективность и длительность хранения продовольственного и семенного зерна без доступа воздуха;

- сохранение качественных продовольственных и семенных показателей;

- обеспечение защиты от воздействия болезнетворной микрофлоры и вредителей;

- исключение применения консервантов и биохимической обработки в полиэтиленовых контейнерах толщиной 200-250 микрон и без перемещения слоя насыпи в течение длительного хранения.

Способ длительного хранения зерна, включающий хранение зерна в полиэтиленовых контейнерах без доступа воздуха, без применения консервантов и биохимической обработки, отличающийся тем, что в полиэтиленовых контейнерах хранят продовольственное и семенное зерно, при этом зерно закладывают на хранение при влажности 10-14%, наличии сорной примеси не более 4% и температуре 10-35°С, без перемещения слоя насыпи в процессе хранения, причем зерно загружают в контейнер самотеком с возможностью исключения его самосортирования, а полиэтиленовые контейнеры используют толщиной 200-250 мкм и располагают на ровной твердой поверхности.