курсач тхппр


Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

ФГОУ ВПО «Самарская государственная сельскохозяйственная академия»

Технологический факультет

Кафедра «Технологии производства и экспертизы продуктов

из растительного сырья»

КУРСОВАЯ РАБОТА

Тема: «Технология хранения зерна ячменя фуражного назначения»

Выполнил: студент 3 курса

5 гр. технологического факультета

Засенко С.В.

Проверил:

к.б.н. доцент кафедры «ТПиЭПРС»

Ромадина Ю.А.

Кинель 2014

ЗАДАНИЕ3

ВВЕДЕНИЕ4

ХАРАКТЕРИСТИКА ЗЕРНА ЯЧМЕНЯ КАК ОБЪЕКТА6 ХРАНЕНИЯ И СУШКИ

ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ РАЗМЕЩЕНИЕ ЗЕРНА ЯЧМЕНЯ16

ПОСЛЕУБОРОЧНАЯ ОБРАБОТКА ЗЕРНА ЯЧМЕНЯ17

Очистка зерна ячменя17

Активное вентилирование зерна ячменя19

Сушка зерна ячменя23

РАЗМЕЩЕНИЕ ЗЕРНА ЯЧМЕНЯНА ДЛИТЕЛЬНОЕ 31 ХРАНЕНИЕ

НАБЛЮДЕНИЕ ЗА ПРОДУКЦИЕЙ32

РАСЧЕТ УБЫЛИ ЗЕРНА ЯЧМЕНЯ ПРИ ХРАНЕНИИ33

ТЕХНИКА БЕЗОПАСТНОСТИ ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Для выполнения работы даны следующие условия:

Масса зерна (М) = 1500 тонн

Влажность зерна (W) = 24,0%

Сорная примесь = 4,6%

Зерновая примесь = 3,9%

Предварительное размещение – склад 3200 тонн

Срок хранения зерна — 220 суток

ВВЕДЕНИЕ

Ячмень — одна из важнейших кормовых и технических культур. Основное количество зерна ячменя (около 70%) в нашей стране идет на кормовые цели. Зерне ячменя (особенно в размолотом и дробленом виде) охотно поедают крупный рогатый скот, свиньи, овцы и птица, В 1 кг зерна ячменя содержится 100 г переваримого белка и 1,28 корм, ед., что больше, чем в зерне овса и ржи. В зерне ячменя имеется полный набор незаменимых аминокислот. В белке содержится 2,5-2,9% лизина, а в высокобелковых формах ячменя-до 4,9%. В соломе ячменя почти в 3,5 раза больше переваримого белка, чем в ржаной, и больше кормовых единиц, чем в соломе ржи, овса и пшеницы. Использование ячменя как компонент комбикормов способствует увеличению выхода продукции животноводства. По данным Всесоюзного научно-исследовательского института животноводства, 1 ц комбикормов по сравнению с тем же количеством зерна дает прибавку 25-30 кг молока, 3-4 кг мяса, 75-90 шт. яиц, т. е. эффективность комбикормов на 30-40% выше, чем зернофуража. Особую ценность представляет ячмень для беконного, сального и полусального откорма свиней. Введение ячменя в рацион птицы способствует увеличению их яйценоскости и повышению мясной продуктивности (Васин В.Г., Ельчанинова Н.Н., Васин А.В. и др. 2003).

Ячмень-ценная продовольственная культура. Зерно его широко используют для приготовления круп (ячневой и перловой), ячменного кофе, а также для получения мальцэкстракта — продукта, необходимого в хлебопекарной, кондитерской, фармацевтической, лакокрасочной, текстильной и кожевенной промышленности. Зерно ячменя — основное сырье для пивоваренного производства. Благодаря своим биологическим особенностям ячмень является хорошим компонентом в наборе культур полевого севооборота. Он более экономно расходует влагу на образование сухого вещества, отличается сравнительно коротким вегетационным периодом и, следовательно, рано освобождает занятые площади. Ячмень широко используют как надежную страховую культуру при необходимости пересева озимых культур.

В Российской Федерации яровой ячмень во асдывают во всех зонах. Основные площади посевов его сосредоточены в Нечср таемной зоне. Поволжье. Центрально-черноземном районе, на Урале и др. На Северном Кавказе большое агротехническое значение имеет озимый ячмень. Он созревает раньше ярового ячменя и дает более высокие урожаи зеленой массы, идущей на корм скота.

Опыт возделывания ячменя, накопленный в передовых ишйствах, показывает, что при эффективном использовании средств химизации, прогрессивной технологии его возделывания и уборки. учитывающей биологические особенности культуры и почвенно-климатические условия можно получать в среднем до 35-54 ц зерна с гектара.

За последние годы были приняты меры по укреплению материально-технической базы, внедрению интенсивной технологии возделывания этой культуры с тем, чтобы значительно повысить ее урожайность.

Посевные площади ячменя занимают среди яровых зерновых второе место после яровой пшеницы. Эта культура распространена повсеместно. В Самарской области в 1990 году ячмень занимал площадь 429,3 тыс.га (38,5 % от площади яровых зерновых), в 1992 — 456,5 (40,8 %), 1994 — 526,2 (45,2 %), 1996 году — 426.6 (42,1 %), 2000 году — 389 тыс.га, 2001 году — 333 тыс.га, 2002 году — 348,3 тыс.га.

Сохранение выращенного урожая зерна, его очистка и сушка являются не менее важной задачей сельскохозяйственных производителей, чем его

6

1. ХАРАКТЕРИСТИКА ЗЕРНА ЯЧМЕНЯ, КАК ОБЪЕКТА СУШКИ И ХРАНЕНИЯ

Несмотря на большое по внешним признакам разнообразие партий зерна их свойства как объектов хранения во многом сходны.

Под одной партией зерна принято понимать однородную по внешним признакам и показателям качества зерновую массу. В состав каждой зерновой массы входят:

1-зерно основной культуры, а так же зерно других культурных растений, которые по характеру использования и ценности сходны с зерном основной культуры;

2-различные фракции примесей минерального и органического происхождения (в том числе и семена дикорастущих и культурных растений, не отнесенные к основному зерну);

3-микроорганизмы;

4-воздух менезерновых пространств.

Кроме этих постоянных компонентов в отдельных партиях зерна, зараженных вредителями  появляется еще одно живое начало насекомые и клещи. Поскольку зерновая масса для них является средой, в которой они существуют и влияют на ее состояние, их следует рассматривать пятый, дополнительный и крайне нежелательный компонент зерновой массы. Таким образом, необходимо помнить, что каждая зерновая масса- это комплекс живых организмов. Свойство зерновой массы с учетом сказанного могут быть разделены на две группы: физические и физиологические.

Уметь точно определять качество каждой партии зерна, составить на основании документов, сопровождающих зерно, осмотра и анализа правильное представление о его особенностях, определить наиболее эффективные методы обработки и своевременно их осуществить, установить рациональный режим хранения — в этом заключается первоочередная задача работников хпп и элеваторов.

Одним из параметров физических свойств является сыпучесть. Основной зерновой массы является зерно. Кроме того, в зерновой массе находятся минеральные и органические примеси. Все это обеспечивает легкую подвижность зерновой массы, ее сыпучесть. Хорошая сыпучесть зерновых масс позволяет довольно легко перемещать их с помощью норий, транспортеров и пневмо-транспортерных установок, загружать в различные по размерам и форме хранилища, перемещать их, используя принцип самотека. На сыпучесть влияют такие факторы, как форма, размеры, характер и состояние поверхности зерна; влажность, количество примесей и их видовой состав; материал, форма и состояние поверхности, по которой самотеком перемещают зерновую массу. Всякое перемещение зерновой массы сопровождается ее самосортированием, т. е неравномерным расслоением входящих в нее компонентов по отдельным участкам насыпи. Самосортирование происходит по удельной массе, а при свободном падении самосортированию способствует парусность — сопротивление, оказываемое воздухом перемещению каждой отдельной частицы.

Скважистость — отношение объема, занятою промежутками между твердыми частицами зерновой массой. С увеличением влажности скважистость возрастает. Скважистость зависит также от формы и размера зернохранилища, высоты насыпи, продолжительности хранения. В связи с самосортированием скважистость в различных участках зерновой массы может быть неодинаковой.

Это приводит к неравномерной обеспеченности воздухом отдельных участков зерновой массы.

К теплофизическим свойствам относятся теплоустойчивость — способность зерна к сохранению в процессе сушки семенного зерна, продовольственных и других качеств. Например, при определенных тепловых режимах белки свертываются, что приводит к потере их способности и набуханию. При температуре выше 60 градусов заметно ухудшается качество крахмала. Теплопроводность — это способность проводить тепло.

Температуропроводность связана со скоростью уменьшения температуры в зерновой массе и характеризуется коэффициентом температуропроводности.

Теплоемкость определяется количеством тепла, необходимого для повышения температуры 1 кг зерна на 1градус.

К параметрам гигроскопических свойств относятся гигроскопичность – способность зерновой массы поглощать и отдавать пары воды. Поглощение водяных паров происходит до тех пор, пока не наступит так называемое гигроскопическое равновесие, когда давление водяного пара в зерне и воздухе уравняться, обмен между зерном и воздухом прекратится, влажность зерна стабилизируется.

Каждый организм для поддержания жизни нуждается в систематическом притоке энергии. При хранении зерна в них наблюдается два вида диссимиляции, конечный результат  который может быть выражен уравнением дыхания:

1-анаэробный (спиртовое брожение)

2-аэробный (окисление сахароз)

При достаточном доступе воздуха в зерне преобладает процесс аэробного дыхания. Анаэробное дыхание в свою очередь приводит к образованию этилового спирта, угнетающе действующего не жизненные функции клеток зерна и приводящего к потери его жизнеспособности. В результате дыхание зерна в отдельных зернах и в целом в зерновой массе происходят существенные изменения:

- потеря в массе сухих веществ зерна;

- увеличение гигроскопической влаги в зерне и повышение относительной влажности воздуха межзерновых пространств;

- изменение состава воздуха межзерновых  пространств;

- образование тепла в зерновой массе.

При хранении зерна, большое значение имеет не вид или характер дыхания, а интенсивность его. Чем выше интенсивность дыхания, тем ощутимее потери в массе сухого вещества и тем труднее уберечь зерновую массу от порчи. Резкое увеличение интенсивности дыхания во влажном и сыром зерне объясняется не только усилением её жизнедеятельности, но и активизацией микробиологических процессов.

В процессе хранения при определённых условиях может возникнуть процесс самосохранения зерна, — повышение температуры зерновых массы вследствие протекающих в ней физиологических процессов и плохой теплопроводности. В процессе самосохранения изменяются следующие показатели качества зерна:

- органолептические показатели свежести (блеск, цвет, запах и вкус);

- технологические, пищевые и фуражные достоинства в связи с происходящими изменениями в его химическом составе;

- посевные качества.

При далеко зашедшем процессе самосохранения, повышением t до 50 градусов и более резко снижается сыпучесть зерновой массы, происходит потепление зерна, зерно выделяет сильные запахи разложения. Процесс завершается обугливанием зерна, полной потерей сыпучести зерновой массы.

выращивание. Данная работа посвящена разработке технологии послеуборочной обработки и размещения на длительное хранение зерна ячменя.

Физические свойства зерновой массы

Для практики хранения представляют интерес следующие физическиесвойства зерновой массы: сыпучесть и самосортирование, скважистость,способность к сорбции и десорбции различных паров и газов (сорбционнаяемкость)итеплообменныесвойства(теплопроводность,

температуропроводность, термовлагопроводность и теплоемкость).

Сыпучесть и самосортирование относят к физическим свойствам зерна. Зерновая масса состоит из множества отдельных твердых частиц, различных по размеру и плотности, поэтому обладает большой подвижностью — сыпучестью. Наибольшей сыпучестью обладают округлые зерна с гладкой поверхностью (просо, горох), у зерна продолговатого с шероховатой поверхностью сыпучесть снижается. С сыпучестью связана способность зерновой массы к самосортированию. При любом перемещении или встряхивании зерновая масса «расслаивается». Тяжелые компоненты — минеральная примесь, крупные зерна как бы «тонут», опускаются вниз, а легкие — органический сор, семена сорняков и щуплые зерна «всплывают». Это может оказать отрицательное влияние на сохранность, так как обычно семена сорных трав и щуплое зерно имеют повышенную энергию дыхания, что может привести к порче зерна при хранении. Способность зерновой массы к самосортированию учитывается при отборе проб для анализов. Скважистость — заполненные воздухом промежутки между зернами в насыпи. Обычно скважистость выражают в процентах к общему объему данной насыпи. Плотность укладки зерновой массы в объеме хранилища и, следовательно, ее скважистость зависят от формы, размеров и состояния поверхности зерен, от количества и характера примесей, от массы и влажности зерновой насыпи, формы и размеров хранилища. Однородное по крупности зерно, а также зерно с шероховатой поверхностью имеют скважистость большую, чем зерна разной крупности и округлой формы. Так, скважистость составляет (в %): ржи и пшеницы — 35 — 45, гречихи и риса (зерна) — 50 — 65, овса — 50 — 70. Запас воздуха в межзерновых пространствах имеет большое значение для сохранения жизнеспособности семян. Большая газопроницаемость зерновых масс позволяет проводить активное вентилирование, регулировать состав газовой среды в межзерновых пространствах, вводить пары ядохимикатов для борьбы с амбарными вредителями. Однако наличие межзерновых пространств и кислорода в них благоприятствует развитию амбарных вредителей. Сорбционные свойства зерна также относят к физическим. Зерно всех культур и зерновые массы в целом обладают сорбционной емкостью, т. е. способностью поглощать газы и пары различных веществ. Эта способность зерна обусловлена его капиллярно-пористой структурой, что делает активную поверхность зерновки в 200 — 220 раз больше истинной. Кроме того, для биополимеров (белков, слизей, крахмала) характерно отсутствие прочной кристаллической решетки, поэтому молекулы воды и других веществ могут легко внедряться в них, взаимодействуя с активными центрами. В белках этими центрами являются такие функциональные группы, как — NН -, Н2N -, — СООН, — СОNН2, — ОН; в углеводах — ОН и — 0 -. При изменении условий окружающей среды зерно может частично отдавать поглощенные им вещества — десорбировать их. Однако полностью десорбция не происходит. Явления сорбции принято подразделять на две группы: сорбция и десорбция различных газов и паров, кроме воды; гигроскопичность — сорбция и десорбция паров воды. Способность зерна и продуктов его переработки активно сорбировать газы и пары различных веществ обязывает руководителей заботиться о чистоте транспорта и хранилищ, иначе продукты по вкусу и запаху могут стать непригодными для пищевых целей. При борьбе с амбарными вредителями можно применять лишь такие пестициды, которые менее вредны для теплокровных и более полно десорбируются. Гигроскопичность зерновой массы оказывает наибольшее влияние на стойкость зерна при хранении. Хорошо сохраняет свои исходные свойства только то зерно, в котором вся влага находится в связанном коллоидами состоянии. Между относительной влажностью (~) воздуха в хранилище и влажностью зерна через определенное время устанавливается динамическое равновесие. Каждому значению относительной влажности воздуха и его температуры соответствует определенная равновесная влажность продукта. Например, при температуре около 20 С и ~= 15 — 20 % равновесная влажность зерна устанавливается около 7 %, а при ~= 100 % достигает 33 — 36 %. Оптимальный интервал влажности воздуха при положительной температуре (10 — 20`С) находится в пределах от 60 до 70 %. В этих условиях равновесная влажность продуктов равна 13 — 14 %. Влажность продукта, при которой в нем появляется свободная вода, носит название критической. Для большинства культур критическая влажность лежит в интервале 14, 5 — 16 %. Зерно, достигшее ее, может заплесневеть. Гигроскопичность зерна и продуктов его переработки зависит от содержания в них белков и высококомолекулярных пентозанов, способных поглощать влаги больше, чем другие вещества. Теплопроводность и температуропроводность зерна также относят к физическим свойствам. Тепло в зерновой массе распространяется двумя способами: от зерна к зерну при их соприкосновении — теплопроводность зерна и перемещением воздуха в межзерновых пространствах — конвекция. Зерно имеет теплопроводность, близкую к древесине, т. е. обладает низкой теплопроводностью. Воздух также характеризуется небольшой теплопроводностью. Поэтому суммарный показатель теплопроводности зерновой массы в целом невелик и колеблется в пределах от 0, 12 до 0, 2 ккал Скорость нагревания зерновой массы — температуропроводность зависит от теплопроводности и также невелика. Таким об-, разом, зерновая масса характеризуется большой тепловой инерцией, изменение температуры зерна в средних слоях насыпи происходит очень медленно. Поэтому зерно в зимние месяцы можно охладить, проведя активное вентилирование насыпи холодным сухим воздухом. Низкая температура его сохраняется в течение большей части лета, в результате чего замедляются биохимические процессы, протекающие в нем, и прекращается размножение амбарных вредителей. Если же на хранение засыпано теплое зерно, то в нем долго сохраняются благоприятные условия для: активной жизнедеятельности самого зерна, амбарных вредителей и микроорганизмов. В весенне-летний период, а также в осенне-зимний наблюдается большая амплитуда колебаний температуры между отдельными слоями зерновой массы, что может привести к конденсации влаги на отдельных ее участках, увлажнению зерна.

Скважистость. При характеристике зерновой массы уже отмеча:что в ней имеются межзерновые пространстваскважины, заполненны

воздухом. Скважины составляют значительную часть объема зерновой насыпи и оказывают существенное влияние на другие ее физические свойства и происходящие в ней физиологические процессы.

Так, воздух, циркулирующий по скважинам, конвекцией способствует передаче тепла и перемещению паров воды. Значительная газопроницаемость зерновых масс позволяет использовать это свойство для продувания их воздухом (при активном вентилировании) или вводить в них пары различных химических веществ для обеззараживания (дезинсекции). Запас воздуха, а следовательно, и кислорода создает в зерновой массе на какой-то период (иногда очень длительный) нормальный газообмен для ее живых компонентов.

Величина скважистости зерновой массы зависит в основном от факторов, влияющих на натуру зерна. Так, с увеличением влажности уменьшается сыпучесть, а следовательно, и плотность укладки. Крупные примеси обычно увеличивают скважистость, мелкие легко размещаются в межзерновых пространствах и уменьшают ее. Зерновые массы, содержащие крупные и мелкие зерна, обладают меньшей скважистостью. Выравненные зерна, а также шероховатые или со сморщенной поверхностью укладываются менее плотно.

В связи с самосортированием скважистость в различных участках зерновой массы может быть неодинаковой, что приводит к неравномерному распределению воздуха в отдельных ее участках. При большой высоте насыпи зерновых масс происходит их уплотнение и скважистость уменьшается. Зная объем, занимаемый зерновой массой, и ее скважистость, легко установить объем находящегося в скважинах воздуха. Это количество воздуха при активном вентилировании принимается за один обмен.

Скважистость (S) определяют по формуле

где W— общий объем зерновой массы; v — истинный объем твердых частиц зерновой массы.

Сорбционные свойства. Зерно и семена всех культур и зерновые массы в целом являются хорошими сорбентами. Они способны поглощать из окружающей

среды пары различных веществ и газы. При известных условиях наблюдается обратный процесс — выделение (десорбция) этих веществ в окружающую среду.

В зерновых массах наблюдаются такие сорбционные явления, как адсорбция, абсорбция, капиллярная конденсация и хемосорбция. Их значительная способность к сорбции объясняется двумя причинами: капиллярно-пористой коллоидной структурой зерна или семени и скважистостью зерновой массы.

Исследование структуры зерна и семян различных культур показало, что между их клетками и тканями имеются макро- и микрокапилляры и поры. Диаметр макропор равен 10″J—10″ см, а микропор — 10″‘ см. Стенки макро- и микрокапилляров во внутренних слоях зерна являются активной поверхностью, участвующей в процессах сорбции молекул паров и газов. Кроме того, по системе макро- и микрокапилляров перемещаются ожиженные пары.

Принято, что активная поверхность зерна ячменя превышает его истинную примерно в 20 раз. Однако, используя современные физико-химические методы исследования и расчеты, некоторые авторы считают, что активная поверхность зерна ячменя, включающая площадь поверхности капилляров, во много раз превышает его истинную поверхность.

О связи сорбционных свойств зерна с его качеством сообщалось выше (запахи, влажность и т. д.). Не меньшее значение имеют они в практике хранения, обработки и транспортирования зерна. Так, рациональные режимы сушки или активного вентилирования зерновых масс могут быть осуществлены только с учетом их сорбционных свойств. Изменение влажности и массы хранимых или транспортируемых партий зерна также чаще всего происходит вследствие сорбции или десорбции паров воды. Последнее не только имеет технологическое значение, но и связано с материальной ответственностью людей (заведующих складами, кладовщиков и т. д.), хранящих большие массы зерна. В связи с этим в практике хранения зерновых масс и работы с ними очень важно иметь представление о процессах влагообмена.

Равновесная влажность. Влагообмен между зерновой массой и соприкасающимся с ней воздухом в той или иной степени идет непрерывно. В зависимости от параметров воздуха (его влажности и температуры) и состояния зерновой массы влагообмен происходит в двух противоположных направлениях: 1)

передача влаги от зерна к воздуху: такое явление iбция) наблюдается, ког

парциальное давление водяных паров у поверхности зерна больше парциального давления водяных паров в воздухе; 2) увлажнение зерна вследствие поглощения (сорбции) влаги из окружающего воздуха; этот процесс происходит, если парциальное давление водяных паров у поверхности зерна меньше парциального давления водяных паров в воздухе.

Влагообмен между воздухом и зерном прекращается, если парциальноедавление водяного пара в воздухе и над зерном одинаково. При этом наступаетсостояние динамического равновесия. Влажность зерна, соответств} тощая этомусостоянию, называется равновесной. Иначе говоря, под равновесной понимаютвлажность, установившуюся при данных параметрах воздуха его

влагонасыщенности, температуре и давлении.

Как показали исследования, для достижения полного равновесия требуется стационарный режим в течение довольно длительного времени (9 суток, а иногда и намного больше). Конечно, такого положения в производственных условиях не бывает, поэтому наружные участки насыпи зерновой массы, соприкасающиеся с воздухом, непрерывно изменяют свою влажность, в зависимости от его параметров. Однако закономерности влагообмена сохраняются и представляют большой интерес для практики.

При длительном хранении зерновых масс с повышеШой влажностью в условиях низкой относительной влажности воздуха происходит постепенное снижение их влажности. Наоборот, сухая зерновая масса при хранении в складе с воздухом, более насыщенным водяными парами, увлажняется, и ее масса увеличивается. Подобные изменения носят и сезонный характер, так как насыщенность воздуха влагой в разные месяцы различна. Это особенно заметно при хранении партий зерна и семян насыпью небольшой высоты (1—2 м) или в мягкой таре (тканевых мешках).

Равновесная влажность у семян масличных намного ниже, чем у злаковых и бобовых. Это объясняется меньшим содержанием в них гидрофильных коллоидов.

Максимальная равновесная влажность зерна, устанавливающаяся при его пребывании в воздушной среде, насыщенной водяными парами (относительная влажность ф = 100%), является тем пределом, до которого зерно может сорбировать 14 пары волы из воздуха. Дальнейшее увлажнение может происходить только при впитывании капельно-жидкой влаги. Установить точно равновеси>ю влажность зерна при ср = 100% довольно трудно, так как при длительном выдерживании его в воздухе, насыщенном водяными парами, оно подвергается активном} воздействию микроорганизмов и покрывается колониями плесеней. Равновесная влажность зерна и семян зависит также от температуры воздуха: с понижением ее величина равновесной влажности возрастает. При снижении температуры с 30 до 0=С равновесная влажность увеличивается на 1,4%.

Теплофизические характеристики. Представление о них необходимо для понятия явлений теплообмена, происходящих в зерновой массе, которые необходимо учитывать при хранении, сушке и активном вентилировании.

Теплоемкость. Удельная теплоемкость абсолютно сухого вещества зерна примерно 1,51—1,55 кДжДкг °С). С увеличением влажности зерна возрастает и его удельная теплоемкость. Так, при влажности зерна пшеницы 20% его удельная теплоемкость равна 2,22 кДж/(кг °С). Теплоемкость учитывают при тепловой сушке зерна, так как расход тепла зависит от исходной влажности зерна.

Коэффициент теплопроводности зерновой массы находится в пределах 0,42— 0,84 кДж/(м. ч. °С), а отдельно взятого зерна пшеницы — 0,68 кДж/(м. ч. °С). Низкая теплопроводность зерновой массы обусловлена ее органическим составом и наличием воздуха, коэффициент теплопроводности которого всего лишь 0,084 кДж/(м. ч. °С). С увеличением влажности зериовой массы ее теплопроводность растет (коэффициент теплопроводности воды 2,1 кДж/(м. ч. °С)), но все же остается сравнительно низкой. Для сравнения напомним, что у хороших проводников тепла коэффициент теплопроводности равен у меди 1190—1430 кДж/(м. ч. °С) или у железа 168—252 кДж/(м. ч. °С). Плохая теплопроводность зерновых масс, так же как и низкая температуропроводность, играет при хранении и положительную, и отрицательную роль (см. ниже).

Коэффициент температуропроводности характеризует скорость изменения температуры в материале, его теплоинерционные свойства.

Скорость нагревания или охлаждения зерновой массы определяется величиной коэффициента температуропроводности:

где X — коэффициент теплопроводности зерна, кДж/(ч. м °С); с — - удельная теплоемкость, кДж/(кг °С); у — объемная масса зерна, кг/м .

Зерновая масса характеризуется очень низким коэффициентом температуропроводности, т. е. обладает большой тепловой инерцией. По данным отечественных авторов, коэффициент температуропроводности колеблется в пределах 6,15 х Ю~4—6,85 х Ю»4 м2/ч. У хороших проводников тепла он равен (3700—4000) 10~4 м /ч.

Положительное значение низкого коэффициента температуропроводности зерновых масс заключается в том, что при правильно организованном режиме (своевременном охлаждении) в зерновой массе сохраняется низкая температура даже в теплое время года. Таким образом, представляется возможным консервировать зерновую массу холодом.

Отрицательная роль низкой температуропроводности состоит в том, что при благоприятных условиях для активных физиологических процессов (жизнедеятельности зерна, микроорганизмов, клещей и насекомых) выделяемое тепло может задерживаться в зерновой массе и приводить к повышению ее температуры, т. е. самосогреванию.

Нужно иметь в виду, что скорость изменения температуры в зерновой массе будет зависеть от способа хранения зерна и вида зернохранилищ. При хранении в

«Я*

складах, где высота насыпи зерновой массы невелика, она более доступна действию атмосферного воздуха. Температура здесь изменяется значительно быстрее, чем в силосах элеватора. В них зерновая масса менее подвержена действию атмосферного воздуха.

Термовлагопроводностъ. Изучение возникновения и развития процесса самосогревания, показало, что влага в зерновой массе перемещается вместе с потоком тепла. Такое явление миграции влаги в зерновой массе, обусловленное градиентом температуры, получило название термовлагопроводности.

Практическое значение этого явления огромно. В зерновых массах, обладающих плохой тепло- и температуропроводностью в отдельных участках, особенно периферийных (поверхность насыпи, части насыпи, прилегающие к стенам или полу хранилища), происходят перепады температур, приводящие к миграции влаги (главным образом в виде пара) по направлению потока тепла.

2.ПРЕДВАРИТЕЛЫЮЕ РАЗМЕЩЕНИЕ ЗЕРНА ЯЧМЕНЯ

При проведении массовой уборки сельскохозяйственных культур очень часто не удается сразу же провести очистку поступающей зерновой массы. Поэтому возникает необходимость её предварительного размещения. При этом необходимо учитывать, что находясь в насыпи зерновая масса в течение всего срока предварительного размещения не должна в той или иной степени ухудшить свои качества. То есть её необходимо уберечь от порчи, самосогревания, распыла, травмирования и т.п. Поэтому необходимо провести расчет необходимой емкости зерносклада, высоты насыпи и количества зерноскладов для размещения 5600 тонн зерна ячменя.

Согласно задания зерновая масса должна быть предварительно размещена на зерноскладе ёмкостью 3,2 тыс тонн. Такой зерносклад ёмкостью 3,2 тыс тонн имеет ширину (В) — 15 м и длину (L) — 80 м.

Сечение насыпи зерна в зерноскладе складывается из прямоугольной (F() и треугольной (F2) составляющей. Общая площадь сечения (F) зерновой насыпи равна: F = F, + F2 = В х Hi + У2 В х Н2

Где Н] — высота прямоугольной составляющей, 3,5 м;

Н2- высота треугольной составляющей, 2,0 м;

Таким образом F = (24×3,5) + ‘/2(24×2,0) — 84 + 24 = 108 м2

Объем насыпи длиной 1 м равен: : V] = 1 м х F

Тогда V, = 1 х Ю8= 108 м3.

Зная объемную массу (натуру) зерна ячменя, можно определить массу зерна в бунте длиной 1 м. Она равна: m = Vj x p

■уо

где: р объемная масса (натура) зерна, т/м . Для ячменя 0,60 т/м . Тогда m = 108 х 0,60 = 64,8 т.

Зная, что в насыпи длиной 1 м хранится 64,8 т зерна определяем длину насыпи для размещения всей зерновой массы (1500 тонн). Она равна: L = М / т^ м

Тогда L= 1500 / 64,8 = 23,1 м. = 23 м.

Количество зерноскладов, необходимых для размещения зерна определяем по формуле: п = L / Lj

где Li — длина типового зерносклада, 80 м.

тогда п = 87 / 80 = 1,09 ~ 1 склад.

3. ПОСЛЕУБОРОЧНАЯ ОБРАБОТКА ЗЕРНА ЯЧМЕНЯ

К послеуборочной обработке зерновых масс относят очистку зерна от примесей, активное вентилирование и сушку. К послеуборочной обработке можно отнести охлаждение зерна и различные виды консервации зерновых масс.

3.1. ОЧИСТКА ЗЕРНА

Зерновая масса содержит некоторое количество семян сорных растений, зерен других культур, поврежденных, дефектных и мелких зерен основной культуры, а также органические и минеральные примеси. Наличие в зерне этих примесей ухудшает его качество, поэтому основное условие количественно-качественной сохранности зерна — это своевременная эффективная его очистка. Допустимое содержание различных примесей установлено соответствующими стандартами. Целью очистки является обеспечение требуемого качества зерна, улучшение условий хранения, освобождение транспортных средств от перевозки части сора, а следовательно снижение стоимости транспортирования зерна; снижение зараженности зерна вредителями хлебных запасов, создание более благоприятных условий для сушки зерна. Очистку считают эффективной: если содержание сорной примеси в ней составляет не более 2%, зерновой — не более 5% и вредной примеси (головни) — 0,2%.Очистка и сортирование зерновой массы основаны на различии физико-механических свойств зерна и примесей и разделяются по следующим признакам: геометрическим размерам (длина, ширина, толщина), аэродинамическим свойствам (скорость витания), форме и состоянию поверхности (фрикционные свойства), плотности (гравитационные свойства) цвету,

магнитным свойствам, упругости. В таблице 1 приведены некоторые физико-механические свойства зерна ячменя.

Таблица!.

Физико-механические свойства зерна ячменя

Толщина

Ширина,

Длина,

Плотность

Скорость

Критическая скорость

Масса

, мм

мм

мм

г/см3

витания,

м/с

воздушного потока,

м/с

1000 зерен.г

1,4-4,5

2,0-5,0

7,0-14,6

1,3-1,4

5,8-9,8

6,0-10,8

31-51

Согласно задания очистка зерна ячменя проводится сепаратором БИС — 100.

Сепаратор А1 — БИС — 100 предназначен для очистки зерна от примесей отличающихся от него шириной, толщиной и аэродинамическими свойствами.

Сепаратор (рис. 1) состоит из двухсекционного корпуса 1, подвешенного к станине на гибких подвесках. В каждой секции ситового кузова установлено сортировочное 2 и подсевное 4 сита. Сортировочное сито 2 имеет отверстия размером 8><8 мм. подсевное сито 4 - треугольные отверстия с размером сторон 3,5 мм. Все сита очищаются резиновыми шариками диаметром 35 мм. Электропривод сообщает ситовому корпусу круговое поступательное движение.

Для очистки зерна от легких примесей в сепараторе размещают два пневмоканала 9, куда поступает воздух через жалюзи 11. Пневмоканал снабжен подвижной стенкой 10, изменением положения которой можно регулировать скорость воздушного потока для лучшего выделения легких примесей. Расход воздуха в канале регулируется клапаном 8.

Вибролотковый питатель 7 обеспечивает подачу зерна в пневмокалы.

Очистка зерна в сепараторе осуществляется по следующей схеме. Зерно двумя потоками через патрубки 3 поступает в секции ситового корпуса. В каждой секции зерно попадает на верхнее сортировочное сито 2. Сходом с него идут крупные примеси и через лоток 5 выводятся из сепаратора. Проход с сита 2 поступает на подсевное сито 4, проходом через которое идут мелкие примеси. Они выводятся из машины через лоток 6. Сход с сита 4 (основное зерно) поступает на вибролотковый питатель 7, который распределяет его в виде разрыхленного слоя по всей ширине пневмосепарирующего канала. Это позволяет улучшить эффективность отделения легких примесей. Легкие примеси воздушным потоком

выносятся из пневмоканала 9, а очищенное зерно поступает в промежуточную ёмкость.

Основные показатели сепаратора таковы:

производительность — 100 т/ч;

частота круговых колебаний — 360 в минуту;

радиус колебаний — 9 мм;

угол наклона ситовых рам — 7-8°;

мощность электропривода — 1,37 кВт/ч;

масса- 1650 кг.

Тхппр

Рис. 1 Схема сепартора А 1-БИС — 100 1- корпус, 2- сортировочное сито, 3- патрубок, 4- подсевное сито, 5-6- лоток, 7-питатель, 8- регулятор. 9- пневмоканал, 10- подвижная стенка, 11- жалюзи Расчетная производительность (QPac4) зерноочистительной машины равна:

Орасч- = Q пасп Х 0,6

Qnacn — паспортная производительность, 100 т/час.

Тогда QpaC4. = 100 х 0,6 = 60 тонн в час.

Если учесть, что зерноочистительные машины работают по 20 часов в сутки, то суточная производительность составит 20 ч. х 60 т/ч = 1200 т в сутки. Имея массу зерна 1500 т и зная производительность зерноочистельной машины находим, что вся зерновая масса будет очищена за: Т = 1500 / 1200т в сутки = 1,25суток ~ 1,5 суток.

В нашем случае согласно задания сорная примесь составляет 4,6% а зерновая 3.9%. То есть зерно ячменя нуждается в дополнительной очистке только от сорной примеси.

Размер убыли зерна при очистке от сорной примеси в % определяется по

формуле:

^100х(в-г)^100х(4,6 -2Д)___ИЗ(ЬС100-г100-2,0

где: в — сорная примесь до очистки, 4,6%

г — сорная примесь после очистки, рекомендуется 2,0%

Таким образом после очистки зерна ячменя на сепараторе А 1-БИС — 100 из зерновой массы убыль составит 1500 х 2,6% = 39 т. Выход чистого зерна (Mi) 1461т.

3.2. АКТИВНОЕ ВЕНТИЛИРОВАНИЕ ЗЕРНА ЯЧМЕНЯ

Активное вентилирование заключается в интенсивном принудительном продувании атмосферного воздуха через неподвижную насыпь зерна. Это один из важнейших технологических приемов послеуборочной обработки и хранения зерновых масс. Современные вентиляторы, поставляемые сельскому хозяйству, позволяют успешно проводить активное вентилирование зерновых насыпей высотой до 5-6 м в складах, на площадках и в бункерах.

Активное вентилирование основано на использовании скважистости зерновой массы: многочисленные межзерновые пространства образуют в зерновой массе воздухопроводящую систему, делают ее проницаемой для воздуха или газов, которые могут перемещаться по всему ее объему в любом направлении. Поток воздуха оказывает воздействие на температуру и влажность зерна, изменяет газовый состав воздуха межзерновых пространств, то есть воздействует на те факторы, от которых в первую очередь зависит уровень жизнедеятельности всех живых компонентов зерновой массы, а значит и ее сохранность.

Главный технологический эффект активного вентилирования заключается в снижении интенсивности биологических процессов порчи зерна, что консервирует его на некоторый период. Таким образом, при помощи активного вентилирования повышается сохраняемость зерна, обеспечивается выигрыш во времени, особенно в уборочный период, и представляется возможным меньшим числом очистительной и сушильной техники и обслуживающего персонала провести качественную послеуборочную обработку урожая.

Активное вентилирование зерновых масс имеет широкий спектр использования. Его применяют для временной консервации свежеубранного зерна повышенной влажности, профилактической обработки зерна, находящегося на хранении, охлаждения, сушки, ликвидации самосогревания, а также для воздушно-теплового обогрева семян перед севом. Используя установки для активного вентилирования можно при необходимости легко и быстро осуществить дегазацию зерновых масс после обработки их фумигантами.

Временная консервация свежеубранного зерна повышенной влажности. Это одна из основных задач, решаемых с помощью активного вентилирования. Она заключается в обработке предварительно очищенного свежеубранного зернового вороха воздушным потоком для снижения его температуры, выравнивания влажности между отдельными компонентами и участками зерновой насыпи. Консервация свежеубранного зерна повышенной влажности активным вентилированием позволяет в 3-4 раза увеличить срок его безопасного хранения до сушки. Для семян основных зерновых культур сроки безопасного хранения при активном вентилировании воздухом температурой 20 °С приведены в таблице 2.4. Если погодные условия позволяют охладить зерно до 14-15 °С, сроки безопасного хранения увеличиваются примерно в 2 раза по сравнению с приведенными в таблице нормативами, а при охлаждении до 10 °С возрастают в 3-4 раза.

Стационарные установки – являются неотъемлемой частью хранилища. Основа этих установок – каналы (воздуховоды), устроенные в полу хранилища, стенки которых выложены кирпичом или сделаны из бетона. На боковые стенки сверху каналов укладывают деревянные решетки, устроенные так, что исключается просыпание зерна в каналы. В типовом зерновом складе на 3200 т зерна оборудуют 10 секций установки СВУ-1 (рис. 2.8).

Тхппр

Рис. 2.8. Расположение каналов установки СВУ-1 в типовом складе вместимостью 3200 т

Каждая секция состоит из каналов-воздуховодов, расположенных поперек склада на всю его ширину (19 м). С противоположной стороны каналы каждой секции сведены в один общий патрубок (диффузор), который выходит через стену за пределы склада и соединяется с вентилятором. На всем протяжении канал имеет постоянную ширину 400 мм и переменную глубину – 500 мм в начале и 70 мм в конце (для поддержания напора воздуха). Наличие уклона способствует более равномерному распределению воздуха в зерновой насыпи.

Аэрожелоба. Эти установки, предназначенные для механизированной выгрузки зерна из складов, могут быть использованы и для активного вентилирования. Аэрожелоб представляет собой стационарную вентиляционную установку канального типа (рис. 2.9). Воздух в зерновую массу поступает через распределительную решетку (чешуйчатое сито). Каждый аэрожелоб состоит из переходного патрубка (диффузора), двухсекционного канала и выпускной воронки. Каналы делают бетонированными, шириной 0,22 м и глубиной 0,5 м около стен склада и 0,1 м у выпускной воронки. Соответственно суживаются и установленные в канале предохранительная и воздухораспределяющая решетки.



Страницы: Первая | 1 | 2 | 3 | Вперед → | Последняя | Весь текст


Предыдущий:

Следующий: