Технология послеуборочной обработки и хранения зерна в ГНУ «Удмуртский научно-исследовательский институт сельского хозяйства Россельхозакадемии» Завьяловск

Сохранение и рациональное использование всего выращенного урожая, получение максимума изделий из сырья — одна из основных государственных задач. В связи с сезонностью сельскохозяйственного производства возникает необходимость хранения сельскохозяйственных продуктов для их использования на различные нужды в течение года и более. Развитие науки о хранении сельскохозяйственных продуктов и широкое внедрение механизации позволили ввести в практику усовершенствованные новые технологические приемы, обеспечивающие сокращение потерь продуктов и снижение издержек при хранении. Каждый специалист сельского хозяйства должен хорошо ориентироваться в вопросах качества продукции растениеводства и путях его повышения, знать природу потерь этих продуктов и организацию их хранения, а также рациональные способы обработки и переработки сельскохозяйственного сырья.

Послеуборочная обработка зерна решает две основные взаимосвязанные задачи:

1) повышение стойкости зерна, чтобы можно было сохранить его без существенных потерь до нового урожая и на более продолжительный срок;

2) свежеубранная зерновая масса в процессе послеуборочной обработки должна быть доведена до установленных кондиций по чистоте.

Наращивание производства зерна является ключевой проблемой в сельском хозяйстве.

1. Обзор литературы

Зерновой массой называют сложную биосистему, образующуюся в результате обмолота растений и состоящую из зерен (семян) определенной культуры и различных примесей.

Любая зерновая масса состоит из пяти компонентов: зерна (семян) основной культуры, примеси, микроорганизмов, вредителей хлебных запасов (насекомых, клещей), воздуха межзерновых пространств.

Зерно — главнейшая составная часть зерновой массы. Оно неоднородно по размерам, влажности, плотности. Неоднородность при уборке урожая увеличивается из-за появления травмированных, треснувших, расколотых зерен. Одновременно при уборке в зерновую массу попадают примеси: семена других культурных растений, сорняков, части стеблей, колоса или метелки, листья и соцветия сорных растений. Эти примеси называют органическими, а пыль, песок, земля относятся к минеральным (Агробиологические основы., 2003).

Воздух, заполняющий межзерновые пространства, существенно влияет на все компоненты зерновой массы, видоизменяется сам и может существенно отличаться по своему составу, температуре и даже давлению от воздуха атмосферы.

Микроорганизмы — неизбежные спутники зерна, они главный фактор снижения качества и порчи. Микроорганизмы появляются на зерне в период вегетации растений, поселяются на поверхности семян, стеблей, листьев и питаются в основном выделениями растений. В процессе уборки и обработки при контакте семян с пылевидными частицами почвы количество и видовой состав микроорганизмов на зерне резко возрастают. В результате на каждом отдельном зерне свежеубранной пшеницы, ржи, ячменя находятся тысячи и десятки тысяч микроорганизмов (Карпов Б.А., 1987).

Видовой состав микроорганизмов зерновой массы разнообразен, но преимущественно представлен аэробами, среди которых наибольшее значение имеют для качества и сохранности зерна и семян бактерии и плесневые грибы. Причем видовой состав микроорганизмов не остается постоянным и меняется по периодам хранения.

Решающим фактором, активизирующим микробиологическую деятельность зерновой массы, является наличие в ней конденсационной (капельножидкой) влаги (Агробиологические основы., 2003).

Более сотни видов насекомых постоянно или часть жизненного цикла проводят в зерновой массе, около 50 видов значительно повреждают зерно. Наиболее опасными вредителями являются амбарный и рисовый долгоносики, хлебный точильщик, хрущаки, гороховая зерновка, амбарная и зерновая моль, огневки, мучной клещ и другие. Насекомые выедают зародыш и эндосперм, загрязняют зерно, выделяют большое количества тепла, что способствует самосогреванию (Карпов Б.А., 1987).

Развитие насекомых и клещей зависит от влажности зерновой массы. Однако в отличие от микроорганизмов они могут интенсивно размножаться при влажности зерна 9 — 10% угнетаются насекомые, но в производственных условиях это редко встречается.

Важнейшим фактором, определяющим развитие насекомых и клещей, является температура, оптимум которой для разных видов находится в пределах 20 — 28 ⁰С. Нижний температурный предел составляет 8 — 12 ⁰С, верхний 36 — 42 ⁰С. Отклонение от температурных пределов в меньшую или большую сторону подавляет жизнедеятельность, а в дальнейшем приводит насекомых и клещей к гибели (Агробиологические основы., 2003).

Зерновая масса представляет собой совокупность большого количества частиц различной формы и размеров. Она обладает высокой подвижностью, способна скользить и скатываться по наклонной поверхности, заполнять хранилища и емкости любой конфигурации. Это свойство зерновых масс называют сыпучестью. Сыпучесть характеризуется углом трения зерна о поверхность какого-либо материала.

Угол трения — это наименьший угол, при котором зерно начинает самотеком двигаться по наклонной плоскости. При скольжении зерна по зерну его называют углом естественного откоса, то есть угол между диаметром основания и образующей конуса, получающегося при свободном падении зерновой массы на горизонтальную плоскость (Агробиологические основы., 2003).

Содержание в зерновой массе твердых частиц, различных по размеру и плотности, нарушает ее однородность при перемещении. Данное свойство зерновой массы, проявляющееся и как следствие ее сыпучести, называют самосортированием.

Самосортирование — явление отрицательное, так как в зерновой массе образуются участки, неоднородные по физиологической активности, скважистости и т. д. Скопление легких примесей и пыли создает больше предпосылок к возникновению самосогревания (Трисвятский Л. А, 1991).

В зерновой массе между отдельными зернами всегда остаются свободные пространства, заполненные воздухом. Их объем, выраженный в процентах по отношению к общему объему зерновой массы, характеризует величину скважистости. Межзерновые пространства образуют в зерновой массе густую сеть каналов, различных по размерам и форме. По этим каналам перемещается воздух как естественным путем в результате конвекции, так и принудительно под воздействием вентилятора. Благодаря скважистости возможны сушка, активное вентилирование, газация зерновых насыпей большой высоты (Карпов Б.А., 1987).

Зерно и семена всех культур способны поглощать (сорбировать) из окружающей среды пары различных веществ и газы. При определенных условиях возможен частично или полностью обратный процесс выделения (десорбции) этих веществ в окружающую среду. Результатом сорбционного процесса является приобретение зерном посторонних запахов.

Сорбционные свойства зерна обусловлены его капиллярно-пористой структурой и способностью входящих в него химических веществ поглощать и удерживать строго определенное количество воды.

В процессе сорбции и десорбции зерно взаимодействует с воздухом атмосферы и межзерновых пространств. Направленность влагообмена и его интенсивность зависят от влажности зерна и воздуха.

Процесс сорбционного влагообмена продолжается до тех пор, пока не уравняется давление водяного пара в зерне и в воздухе. После установления равенства наступает состояние динамического равновесия, и влажность зерна стабилизируется. Такая влажность называется равновесной (Карпов Б.А., 1987).

При сушке и хранении зерновых масс учитывают теплоемкость, тепло — и температуропроводность и термовлагопроводность.

Теплоемкость характеризуется количеством теплоты, необходимой для нагревания 1 кг зерна или семян на 1 ⁰С, и выражается величиной удельной теплоемкости. С увеличением влажности зерна удельная теплоемкость возрастает. Теплоемкость учитывают при сушке зерна, так как расход тепла зависит от исходной влажности зерна (Трисвятский Л. А, 1991).

Теплопроводность зерновой массы очень низкая и составляет 0,13 — 0,20 Вт/(м*К), что обусловлено ее органическим составом и наличием большого количества воздуха. При повышении влажности зерновой массы увеличивается и ее теплопроводность, но в целом она остается невысокой.

Температуропроводность характеризует скорость изменения температуры в зерновой массе, т. е. ее теплоинерционные свойства. Она в тысячи раз ниже, чем у хороших проводников.

Своевременно проведенное охлаждение позволяет сохранять зерновые массы при низкой температуре даже в теплое время года. Это существенно тормозит биологические процессы в них, и потери не превышают естественной убыли (Агробиологические основы., 2003).

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, называют термовлагопроводностью.

В зерновых массах, характеризующихся плохой тепло — и температуропроводностью отдельных участков, особенно периферийных, происходят перепады температур, приводящие к миграции влаги по направлению потока тепла. В результате влажность того или иного периферийного слоя зерновой массы повышается, часто с образованием на поверхности зерен конденсационной влаги.

Термовлагопроводность проявляется и при солнечной сушке зерна. Верхний слой массы, нагреваемый солнечными лучами, передает нижележащим слоям тепло, вместе с которым перемещается и влага. Подсушивание зерновой массы обеспечивают периодически перелопачиванием (Трисвятский Л. А, 1991).

Искусство хранения зерновых масс состоит в умении рационально регулировать процессы жизнедеятельности, не допускать развития нежелательных явлений, своевременно и грамотно повышать потребительские свойства партий, поддерживать зерновые массы в анабиотическом состоянии (Трисвятский Л. А, 1991).

Ко времени уборки урожая в зерне еще продолжаются сложные биохимические процессы преобразования органических веществ, в результате которых улучшаются технологические и посевные качества зерна. Эти процессы продолжаются в течение некоторого периода после уборки и обусловливают послеуборочное дозревание зерна.

Жизнедеятельность компонентов зерновой массы проявляется в виде дыхания (газообмен), а для отдельных компонентов также питания и размножения. В результате активной жизнедеятельности происходит ощутимая потеря в массе сухих веществ зерна, ухудшение качества, возможна полная утрата посевных и товарных достоинств зерна.

Уровень процессов жизнедеятельности зерновой массы зависит главным образом от её состояния по влажности, температуре, содержанию примесей, газовому составу воздуха межзерновых пространств.

Интенсивность дыхания зерна является основным критерием жизнедеятельности зерновой массы.

Выделяемая в процессе дыхания вода увлажняет зерновую массу и ухудшает её сохранность. Поглощение зерном кислорода и выделение диоксида углерода вызывают изменения газового состава межзерновых пространств, что может ухудшить сохранность, например, семенного зерна. Однако в зерновой массе дыхание продолжается и после полного потребления кислорода. В этом случае происходит неполный гидролиз запасных веществ, образуется значительное количество этилового спирта, что ведёт к самоотравлению и гибели зародыша зерновки. Влага зерна — это наиболее важный и надёжный фактор регулирования жизнедеятельности зерновой массы. Увеличение влажности активизирует ферментные системы и усиливает обмен веществ. Следовательно, чтобы защитить зерно от быстрой порчи, обеспечить его надёжную длительную сохранность, необходимо как можно быстрее после уборки обеспечить его просушку до влажности ниже критического уровня, т. е. до сухого состояния.

Температура зерна это важный фактор, регулирующий в широких пределах уровень жизнедеятельности зерновой массы, определяющий сохранность и долговечность зерна. Снижение температуры значительно ослабляет интенсивность дыхания всех живых компонентов зерновой массы и, таким образом, способствует увеличению сроков её сохранности. Охлаждение особенно полезно для сырого свежеубранного зерна, которое по каким либо причинам не может быть сразу просушено. Основным источником холода при охлаждении свежеубранного зерна летом и осенью является использование суточных перепадов температур воздуха, обработки зерновых масс активным вентилированием атмосферным воздухом в ночные и утренние часы. Зерно считается охлаждённым, если его температура понижена до 10−0 ⁰С. В этих условиях, особенно при температуре 5 ⁰С и ниже, жизнедеятельность всех компонентов зерновой массы резко снижена. Снижение температуры зерна до отрицательных значений (промораживание) считается охлаждением во второй степени. Это обеспечивает глубокий анабиоз зерновой массы и длительный консервирующий эффект.

Интенсивность и характер дыхания зерновой массы зависят от газового состава воздуха межзерновых пространств. Только в присутствии кислорода возможно нормальное, т. е. аэробное дыхание зерновой массы повышенной влажности. Сухое зерно интенсивность дыхания, которого ничтожно мала, без ощутимых отрицательных последствий выдерживает высокие концентрации диоксида углерода, и полное отсутствие кислорода в течение длительного времени. Зрелость, выполненность, травмированность зерна, засорённость зерновой массы органическими примесями значительно влияют на интенсивность её дыхания (Карпов Б.А., 1987).

Как известно основными факторами определяющими возможность прорастания, является влага, тепло и воздух. Таким образом, в случае прорастания зёрен при хранении происходят следующие явления: потеря массы сухого вещества, выделение значительного количества тепла, что может привести к повышению температуры зерновой массы и усилению в ней всех процессов жизнедеятельности; ухудшение качества зерна. В результате всех этих явлений семена выходят из категории посевного материала, резко ухудшаются мукомольно-хлебопекарные качества зерна. Наблюдение за влажностью зерновой массы в отдельных её участках и слоях, а так же проверка партий зерна на содержание примесей позволяют своевременно обнаружить это явление в начальной форме. Отсутствие в зерновой массе капельножидкой влаги и предпосылок к образованию последней исключает возможность прорастания зерна (Трисвятский Л.А., 1986).

В процессе аэробного дыхания сырого, особенно свежеубранного, зерна выделяется тепло, которое повышает температуру зерновой массы. Самосогревание, если его не остановить, завершается полной утратой семенных, продовольственных, кормовых и технических достоинств зерна. Средство борьбы с самосогреванием — незамедлительная просушка зерна до сухого состояния и последующее его охлаждение. Эффективным средством является так же активное вентилирование при высоких удельных подачах воздуха (Карпов Б.А., 1987).

Современная технология послеуборочной доработки зерна предполагает, что сразу же после взвешивания свежеубранный зерновой ворох должен быть направлен в ворохоочистительные машины. Основное требование к очистке зерна в ворохоочистительных машинах сводится к тому, чтобы выполнить эту операцию как можно быстрее.

Сушка, так же как и предварительная очистка должна быть проведена без задержки. Сушка является важной операцией послеуборочной обработки, которая делает зерно стойким, способным противостоять факторам порчи при длительном хранении.

Общая задача второго этапа послеуборочной обработки заключается в том, чтобы обеспечить получение зерна заданной чистоты с максимально высоким выходом готовой продукции. Для этого современное сельскохозяйственное производство располагает зерноочистительными машинами. Широко используются воздушно-решётные машины для первичной очистки, триерные блоки, сложные воздушно-решётные машины для вторичной очистки и сортирования, пневмосортировальные столы, электромагнитные сепараторы (Карпов Б.А., 1987).

В практике хранения зерна в различных странах применяют три режима основанных на свойствах зерновой массы:

Хранение зерновых масс в сухом состоянии. Основан на том, что при отсутствии свободной воды в зерне исключается возможность активного развития микроорганизмов, массового развития клещей и обеспечивается минимальный газообмен основного зерна и семян сорняков. Этот режим является наиболее приемлемым для долгосрочного хранения зерновых масс.

Хранение зерновых масс в охлаждённом состоянии. Основан на том, что при температуре ниже 10 ⁰С резко снижается интенсивность дыхания зерна и семян, приостанавливается размножение насекомых и микроорганизмов. Охлаждение зерновых масс естественным атмосферным воздухом можно разделить на две группы: пассивное и активное. Наиболее прогрессивным методом охлаждения является активное вентилирование. Обязательным условием охлаждения зерновой массы является проведение его без увеличения влажности последней.

Хранение зерновых масс без доступа воздуха. При отсутствии кислорода зерно и живые компоненты лишаются возможности дышать аэробно, дыхание значительно снижается, принимает тип анаэробного (Агробиологические основы., 2003).

В сельскохозяйственной практике зерно и семена хранят в сухом и охлажденном состоянии. Эти два основных режима хранения зерновых масс взаимно дополняют друг друга и обеспечивают надежную сохранность высокого качества зерна и семян.

Предназначенное на корм, а также продовольственное зерно можно успешно хранить без доступа воздуха (Агробиологические основы., 2003).

Партии семян хранят отдельно по культурам, сортам, репродукциям, категориям сортовой чистоты, а также с учетом показателей качества по засоренности и влажности.

Основную массу семян размещают на хранение насыпью в закромах, бункерах, силосах, секциях и отделениях хранилищ. Семена высоких репродукций зерновых культур, а также партии мелкосемянных культур размещают в мешках (Карпов Б.А., 1987).

Для сохранности качества семян необходимо систематически наблюдать за температурой, влажностью, цветом, запахом, зараженностью и всхожестью семян. Наблюдения ведут по каждой партии, складу, штабелю. Поверхность насыпи больших партий условно разбивается на секции по 50 мІ, и за каждой из них наблюдаются. Показатели качества семян по штабелям, закромам и секциям записывают в журнал наблюдений и в штабельные ярлыки по установленной форме (Обработка и хранение., 1980).

2. Краткая история хозяйства

2.1 Валовой сбор зерна и его распределение по целевому назначению

зерно хранение послеуборочный обработка ГНУ Удмуртский научно-исследовательский институт сельского хозяйства Россельхозакадемии является комплексным научно-исследовательским учреждением совместного ведения Российской академии сельскохозяйственных наук и Правительства Удмуртской Республики, входит в состав Северо-Восточного регионального научного центра (г. Киров). Институт осуществляет свою деятельность на основе «Программы фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению развития АПК РФ на 2011;2015 гг.», разработанной Россельхозакадемией, ведет научные исследования по 25 федеральным заданиям четырёх разделов данной программы: земледелие, растениеводство, зоотехния и ветеринарная медицина.

ГНУ Удмуртский НИИСХ Россельхозакадемии расположен в восточной части Завьяловского района. Является крупным государственным научно-исследовательским учреждением в северо-восточной части Российской Федерации. Центральная усадьба расположена в поселке Первомайский в 12 км от районного центра с. Завьялово и в 12 км от столицы республики г. Ижевска. Связь с г. Ижевском и районным центром с. Завьялово осуществляется по дорогам с асфальтовым покрытием. Общая протяженность дорожной сети 20 км. В Южной части территории хозяйства расположена автомобильная дорога Ижевск — Гольяны, в восточной части находится подъездная железная дорога к заводу «Буммаш», а с запада на восток проходит железная дорога Ижевск — Воткинск. Пассажирские перевозки обеспечиваются автобусными маршрутами 304 и 52. Телефонную связь, выход в Интернет обеспечивает ОАО «Волга Телеком». Существует устойчивая сотовая связь различных операторов. Также имеется электронная связь с администрацией МО «Завьяловский район». Общая площадь ГНУ Удмуртский НИИСХ Россельхозакадемии на 2011 г. составила 4317 га, в том числе сельхозугодий 3955 га или 91,6% от общей площади, что определяет уровень сельскохозяйственной освоенности. Пашня — 3426 га или 79,4% от всей площади хозяйства, от площади сельхозугодий — 86,6%. Хозяйство является семеноводческим и специализируется на выращивании элитных семян зерновых культур и картофеля.

ГНУ Удмуртский НИИСХ Россельхозакадемии ведёт семеноводство по 18 сортам картофеля, основным зерновым, многолетним травам и плодово-ягодным культурам. Ведение семеноводства картофеля и плодово-ягодных культур ведется на оздоровленной (меристемной) основе, что обеспечивает семенному материалу высокое качество и большой потенциал. Институт реализует высокие репродукции семян сельскохозяйственных культур: картофель, яровая пшеница, ячмень, овес, клевер луговой, козлятник восточный, кострец безостый, овсяница луговая.

Структура института:

· Отдел экологии и природопользования

· Отдел семеноводства

· Отдел картофелеводства

· Отдел животноводства

· Отдел садоводства

· Отдел ветеринарной медицины

· Отдел агрохимии, земледелия

Таблица 1 - Производство и распределение продукции

Из таблицы № 1 видно, что площади в хозяйствах небольшие, озимых культур возделывается мало, а урожайность по всем трем культурам низкая, в пределах 1,6 — 1,8 т/га. Хозяйство реализует на продажу, оставляет на семенные цели и на корм скоту все три культуры, рассмотренные в данной таблице.

2.2 Материально-техническая база для уборки, послеуборочной обработки и хранения зерна в хозяйстве

Если говорить про механизацию хозяйства в целом, то можно сказать, что для различных операций в данном хозяйстве используются такие трактора, как ДТ-75, МТЗ-82, К-700, а также МТЗ-100 для междурядной обработки картофеля и Е-302 для скашивания зелёной массы и зерновых культур. Такие сельхозмашины, как СП-11, БИГ-3, КПС-4, КПШ-8, РВК-3,6; ПЧ-4,2; СЗ-3,6; 3ККШ-6А; КФГ-4; БДТ-7; ПЛН-4−35; клоновая сажалка картофеля.

В хозяйстве имеются следующие зерноуборочные комбайны: Дон-1500, СК-5 Нива, SAMPO-500. Жатки валковые: жатка бобовая ЖРБ- 4.2; жатка валковая навесная ЖВН-6.

Опрыскиватель ОП-2000.

Бороны: борона зубовая тяжёлая БЗТС-1,0; борона зубовая средняя БЗСС-1,0; бороны дисковые тяжёлые: БДТ-7, БДТ-3; борона игольчатая БИГ-3.

Для посева используют сеялки: СЗТ-3,6; СН-16.

Для предварительной очистки вороха используется ОВС-25, для сушки СЗШ-8, для первичной очистки СМ-4.

Таблица 2 - Машины и агрегаты для уборки и послеуборочной обработки зерна в хозяйстве

В графе плановая производительность приводится производительность агрегата по его технической характеристике, а в графе фактическая производительность — производительность агрегата в среднем по хозяйству.

Таблица 3 — Материально-техническая база для хранения зерна

3. Технология послеуборочной обработки

Свежеубранный зерновой ворох содержит не только зерна основной культуры, но и некоторое количество сорной и зерновой примесей, которые ухудшают качество зерна, отрицательно влияют на его сохранность. Для удаления примесей зерно очищают в ворохоочистительных и зерноочистительных машинах. Очистку свежеубранного зерна начинают еще в комбайне, имеющем ворохоочистительное устройство (Карпов Б.А., 1987).

Таким образом, под очисткой следует понимать технологическую операцию по удалению из зерновой массы примесей. В результате очистки повышается качество и сохранность зерна основной культуры, обеспечивается пригодность его использования на пищевые, технические, семенные, фуражные цели. Однако удалению при очистке подлежат не только все посторонние компоненты, но и некоторая часть зерна основной культуры, которая не отвечает установленным требованиям к качеству и относится к зерновой или сорной примеси. Это зерна испорченные, поврежденные вредителями, недоразвитые, щуплые, дробленые, раздавленные (Карпов Б.А., 1987).

Послеуборочная обработка зерна должна выполняться с использованием поточной технологии, сущность которой заключается в последовательном выполнении всей совокупности технологических операций: очистки, сушки, сортирования. Набор технологических операций зависит от следующих факторов: динамики поступления зерновой массы на ток; состояния зерновой массы (влажности, засоренности, температуры и др.); метеорологических условий, состояния материально-технической базы (Красильников В.В., 2007).

3.1 Расчет поступления зернового вороха

На основании данных суточного поступления и эксплуатационной производительности машин были произведены расчеты:

В таблице 1 нам дана амбарная урожайность, которую необходимо перевести в бункерную.

Соотношение зерна к соломе:

Озимая пшеница — 1:1,5

Ячмень — 1:1,1

Яровая пшеница — 1:1,2

1) Озимая пшеница:

S = 30 га; У = 1,8 т/га; f = 23%; ССП = 9%.>

а) по ССП:

1,8 т — 100%

х — 9% => х=0,162 т (0,2 т).

б) по влажности:

23% - 14% = 9%

1,8 т — 100%

х — 9% => х=0,162 т (0,2 т).

У (бункерная) = 1,8 + 0,2 + 0,2 = 2,2 т/га У хлебной массы = У зерна + У соломы У хлебной массы = 1 * Уб + 1,5 * Уб = 1 * 2,2 + 1,5 * 2,2 = 3,15 + 2,1 = 5,5 т/га Зерновой ворох:

Производительность техники за час плановая = 10 т/ч Производительность техники за час фактическая = 18 т/ч Производительность за час: 18 т/ч: 5,5 т/га = 3,3 га/ч С — производительность за смену (8 часов): 3,3 га/ч * 8 = 26,4 га за 8 ч

П = У * К * С * К_Т

П — суточное поступление зерна, т;

У — урожайность убираемой культуры, т/га;

К — количество единиц уборочной техники, шт;

С — средняя производительность уборочной техники, га/ч;

К_Т — коэффициент использования рабочего времени (0,5 — 0,95).

П = 2, 2 * 1 * 26,4 * 0,8 = 46,5 т Валовой сбор = Уб * S = 2,2 * 30 = 66 т Продолжительность дней уборки = 66: 46,5 = 1,419 (1 день)

1) Ячмень:

S = 25 га; У = 1,8 т/га; f = 19%; ССП = 8%.>

а) по ССП:

1,8 т — 100%

х — 8% => х=0,15 т.

б) по влажности:

19% - 14% = 5%

1,8 т — 100%

х — 5% => х=0,1 т.

У (бункерная) = 1,8 + 0,1 + 0,15 = 2,1 т/га У хлебной массы = У зерна + У соломы У хлебной массы = 1 * Уб + 1,1 * Уб = 1 * 2,1 + 1,1 * 2,1 = 2,31 + 2,1 = 4,4 т/га Зерновой ворох:

Производительность техники за час плановая = 10 т/ч Производительность техники за час фактическая = 18 т/ч Производительность за час: 18 т/ч: 4,4 т/га = 4,1 га/ч С — производительность за смену (8 часов): 4,1 га/ч * 8 = 32,8 га за 8 ч

П = У * К * С * К_Т

П — суточное поступление зерна, т;

У — урожайность убираемой культуры, т/га;

К — количество единиц уборочной техники, шт;

С — средняя производительность уборочной техники, га/ч;

К_Т — коэффициент использования рабочего времени (0,5 — 0,95).

П = 2,1 * 1 * 32,8 * 0,8 = 55,1 т Валовой сбор = Уб * S = 2,1 * 25 = 52,5 т Продолжительность дней уборки = 52,5: 55,1 = 0,95 (1 день)

1) Яровая пшеница:

S = 40 га; У = 1,6 т/га; f = 19%; ССП = 13%.

а) по ССП:

1,6 т — 100%

х — 13% => х=0,2 т.

б) по влажности:

19% - 14% = 5%

1,6 т — 100%

х — 5% => х=0,1 т.

У (бункерная) = 1,6 + 0,1 + 0,2 = 1,9 т/га У хлебной массы = У зерна + У соломы У хлебной массы = 1 * Уб + 1,1 * Уб = 1 * 1,9 + 1,2 * 1,9 = 2,28 + 1,9 = 4,2 т/га Зерновой ворох:

Производительность техники за час плановая = 10 т/ч Производительность техники за час фактическая = 18 т/ч Производительность за час: 18 т/ч: 4,2 т/га = 4,3 га/ч С — производительность за смену (8 часов): 4,3 га/ч * 8 = 34,4 га за 8 ч

П = У * К * С * К_Т

П — суточное поступление зерна, т;

У — урожайность убираемой культуры, т/га;

К — количество единиц уборочной техники, шт;

С — средняя производительность уборочной техники, га/ч;

К_Т — коэффициент использования рабочего времени (0,5 — 0,95).

П = 1,9 * 1 * 34,4 * 0,8 = 55,1 т Валовой сбор = Уб * S = 1,9 * 40 = 76 т Продолжительность дней уборки = 76: 52,3 = 1,5 (2 дня)

Всего на уборку: 1 + 1 + 2 = 4 дня

Реализуется: 30%

Семена: 20%

Фураж: 50%

Таблица 4 - Суточное поступление зерна в зависимости от урожайности

На графике показано суточное поступление зерна на ток в каждый из дней уборки зерновых культур. 27 июля поступает 46,5 т зернового вороха, 28 июля поступают остатки озимой пшеницы в размере 19,5 т. 29 июля приступают к уборке ячменя, который убирают за 1 день и на ток поступает 52,5 т зернового вороха, что соответствует валовому сбору данной культуры. Яровую пшеницу убирают в 2 дня, 30 июля на ток приходит 52,3 т, а 31 июля — 23,7 т, остаток.

3.2 Расчет производительности зерноочистительных машин и сушилок

Все поступающее на ток зерно необходимо подвергать очистке, зерно с повышенной влажностью — сушке. Из данных по объему поступающего вороха на зерноток зернового вороха и с учетом его качества (среднемноголетняя влажность и среднемноголетнее содержание сорной примеси), а также целевого назначения можно сделать расчеты, приведенные ниже, результаты которых занесены в таблицу 5.

1) Озимая пшеница

а) семенные цели:

f = 23%;

I пропуск = 23% > 19%

II пропуск = 19% > 15%

III пропуск = 15% > 14%

М_пл 1 = 13,2 * 2 * 0,80 * 0,5 = 10,6 т М_пл 2 = 10,6 * 2 * 0,74 * 0,5 = 7,8 т М_пл 3 = 7,8 * 2 * 0,74 * 0,5 = 5,8 т Т₁ = 10,6: 8 = 1,3 ч Т₂ = 7,8: 8 = 1,0 ч Т₃ = 5,8: 8 = 0,7 ч

Q_факт = 13,2: (1,3 + 1,0 + 0,7) = 13,2: 3 = 5,4 т/ч

Q_факт за сутки = 5,4 * 24 * 0,8 = 103,7 т за 24 часа

б) продовольственные цели:

f = 23%;

I пропуск = 23% > 17%

II пропуск = 17% > 14%

М_пл 1 = 19,8 * 1 * 0,93 * 1 = 18,4 т М_пл 2 = 18,4 * 1 * 0,67 * 1 = 12,3 т Т₁ = 18,4: 8 = 2,3 ч Т₂ = 12,3: 8 = 1,5 ч

Q_факт = 19,8: (2,3 + 1,5) = 19,8: 3,8 = 5,2 т/ч

Q_факт за сутки = 5,2 * 24 * 0,8 = 99,8 т за 24 часа

б) фуражные цели:

f = 23%;

I пропуск = 23% > 17%

II пропуск = 17% > 14%

М_пл 1 = 33 * 1 * 0,93 * 1 = 30,7 т М_пл 2 = 30,7 * 1 * 0,67 * 1 = 20,6 т Т₁ = 30,7: 8 = 3,8 ч Т₂ = 20,6: 8 = 2,6 ч

Q_факт = 33: (3,8 + 2,6) = 33: 6,4 = 5,2 т/ч

Q_факт за сутки = 5,2 * 24 * 0,8 = 99,8 т за 24 часа

2) Ячмень

а) семенные цели:

f = 19%;

I пропуск = 19% > 15%

III пропуск = 15% > 14%

М_пл 1 = 10,5 * 2 * 0,74 * 0,5 = 7,8 т М_пл 2 = 7,8 * 2 * 0,74 * 0,5 = 5,8 т Т₁ = 7,8: 8 = 1,0 ч Т₂ = 5,8: 8 = 0,7 ч

Q_факт = 10,5: (1,0 + 0,7) = 6,2 т/ч

Q_факт за сутки = 6,2 * 24 * 0,8 = 119,0 т за 24 часа

б) продовольственные цели:

f = 19%;

I пропуск = 19% > 14%

М_пл 1 = 15,8 * 1 * 0,92 * 1 = 14,5 т Т₁ = 14,5: 8 = 1,8 ч

Q_факт = 15,8: 1,8 = 8,8 т/ч

Q_факт за сутки = 8,8 * 24 * 0,8 = 169 т за 24 часа

б) фуражные цели:

f = 19%;

I пропуск = 19% > 14%

М_пл 1 = 26,3 * 1 * 0,93 * 1 = 24,2 т Т₁ = 24,2: 8 = 3,0 ч

Q_факт = 26,3: 3 = 8,8 т/ч

Q_факт за сутки = 8,8 * 24 * 0,8 = 169 т за 24 часа

3) Яровая пшеница

а) семенные цели:

f = 19%;

I пропуск = 19% > 15%

III пропуск = 15% > 14%

М_пл 1 = 15,2 * 2 * 0,74 * 0,5 = 11,2 т М_пл 2 = 11,2 * 2 * 0,74 * 0,5 = 8,3 т Т₁ = 11,2: 8 = 1,4 ч Т₂ = 8,3: 8 = 1,0 ч

Q_факт = 15,2: 2,4 = 6,3 т/ч

Q_факт за сутки = 6,3 * 24 * 0,8 = 121 т за 24 часа

б) продовольственные цели:

f = 19%;

I пропуск = 19% > 14%

М_пл 1 = 22,8 * 1 * 0,92 * 1 = 21 т Т₁ = 21: 8 = 2,6 ч

Q_факт = 22,8: 2,6 = 8,8 т/ч

Q_факт за сутки = 8,8 * 24 * 0,8 = 169 т за 24 часа

б) фуражные цели:

f = 19%;

I пропуск = 19% > 14%

М_пл 1 = 38 * 1 * 0,93 * 1 = 35 т Т₁ = 35: 8 = 4,4 ч

Q_факт = 38: 4,4 = 8,6 т/ч

Q_факт за сутки = 8,6 * 24 * 0,8 = 165 т за 24 часа

Таблица 5 - Эксплуатационная производительность машин по очистке и сушке зерна в зависимости от целевого назначения, влажности и содержания сорной примеси

На графике показано накопление зерна в машинах по очистке и сушке. В таблице 5 указаны плановая и фактическая производительности каждого агрегата, а также рекомендуемые и фактические сроки доведения семян до норм базисных кондиций.

При очистке семенного зерна учитывалось, что за 1 проход партии через очистительную машину снимается 2% сорной примеси, при очистке продовольственного и фуражного зерна — 4%. При сушке семенного зерна учитывалось, что за 1 проход влажность семенного зерна уменьшалась на 4% (разовый съем), продовольственного и фуражного — на 6%.

3.3 Обоснование режимов работы зерносушилок и контроль за сушкой

Тепловая сушка зерна и семян в зерносушилках — основной и наиболее высокопроизводительный способ.

Шахтные сушилки являются установками непрерывного действия. При установившемся режиме работы зерно поступает в верхнюю часть шахты и также непрерывно поступает в верхнюю часть шахты и также непрерывно истекает из нее в нижней. Зерно движется за счет силы тяжести и сыпучести зерновой массы и сыпучести зерновой массы. Агент сушки движется поперек потока дерна. Благодаря тому, что слой зерна в шахте несколько разрыхлен и зерно при движении поворачивается в разных направлениях, улучшается взаимодействие с агентом сушки и ускоряется влагообмен. Скорость движения зерна и время нахождения его в шахте регулируют с помощью выпускного устройства. Продолжительность нахождения зерна в шахте примерно 40 минут и за 1 пропуск влажность его снижается на 4−6%. Средняя скорость движения агента сушки в слое зерна 0,3−0,6 м/с, то есть она в 2−3 раза выше, чем при сушке неподвижной насыпи в камерных сушилках. Скорость агента сушки на входе и выходе из шахты достигает 5 м/с. Именно этот параметр является ограничивающим в дальнейшем повышении удельной подачи агента сушки. При большой его скорости возникает опасность выноса зерна из шахты вместе с отработавшим агентом сушки (Карпов Б.А., 1987).

Технологический процесс сушки зерна в шахтных сушилках включает: подготовительный (организационный) период, начало работы и установление заданного режима сушки, работу при установившемся режиме сушки, завершение сушки (Карпов Б.А., 1987).

Важное технологическое достоинство шахтных сушилок заключается в том, то в них можно в широких пределах регулировать продолжительность нахождения зерна в сушильной камере и достаточно надежно обеспечивать поддержание заданного температурного режима обработки (Карпов Б.А., 1987).

Основные параметры по режиму сушки семенного, продовольственного и фуражного зерна представлены в таблице 6.

При использовании шахтной сушилки определяют схему работы шахт (последовательная и параллельная). Зерно влажностью до 20% сушат за 1 пропуск через шахты, при влажности выше 20% необходимы два пропуска и более. При съеме за один пропуск 4−6% влаги обеспечивается достаточно равномерное движение зерна в шахте.

Таблица 6 - Режим сушки зерна в зависимости от влажности и целевого использования

3.4 Активное вентилирование зерна

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 (Агробиологические основы., 2003).

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 (Агробиологические основы., 2003).

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 сохранность 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 (Читальный зал, 2012).

В хозяйстве нет установки для активного вентилирования, поэтому необходимо запланировать ее покупку на ближайшее время. Проведены аналогичные расчеты в обратном порядке для ее проектирования, а в таблице 7 представлены данные расчетов.

1) Озимая пшеница

f = 23%;

m_зерна = 3000/140 = 21,4 т

V = m/Ґ = 21,4 / 0,73 = 29,3 мі

S = V/h = 29,3/1,6 = 18,3 мІ

Т = 2000/140 = 14,3 ч

2) Ячмень

f = 19%;

m_зерна = 3000/70 = 42,9 т

V = m/Ґ = 42,9 / 0,58 = 74 мі

S = V/h = 74/2 = 37 мІ

Т = 2000/70 = 28,6 ч

3) Яровая пшеница

f = 19%;

m_зерна = 3000/70 = 42,9 т

V = m/Ґ = 42,9 / 0,8 = 53,6 мі

S = V/h = 53,6 /2 = 26,8 мІ

Т = 2000/70 = 28,6 ч Таблица 7 - Режимы охлаждения зерна на установках активного вентилирования

В таблице 7 показано, какая установка активного вентилирования, а также какой тип и марка вентилятора будут использоваться в данном хозяйстве.

3.5 Технология послеуборочной доработки и количественно-качественный учет зерна при послеуборочной обработке

В процессе послеуборочной обработки зерна происходит убыль массы за счет снижения влажности при сушке и активном вентилировании и снижения примесей, щуплого и мелкого зерна. Поэтому необходимо сделать расчеты и определить выход зерна продовольственного, фуражного и семенного назначения.

1) Озимая пшеница

а) по влажности:

Х₁ = (100*(а — б)): (100 — б) = (100* (23−14)): (100−14) = 10,5% (6,9 т)

б) по содержанию сорной примеси:

Х₂ = ((в — г) *(100 — Х₁)): (100 — г) = ((9 — 1,1) * (100 — 10,5): (100 — 1,1) = 7,2% (4,8 т)

в) остаток:

66 т — (6,9 + 4,8) = 54,4 т

2) Ячмень

а) по влажности:

Х₁ = (100*(а — б)): (100 — б) = (100* (19 — 14)): (100−14) = 5,8% (3,1 т)

б) по содержанию сорной примеси:

Х₂ = ((в — г) *(100 — Х₁)): (100 — г) = ((8 — 2) * (100 — 5,8): (100 — 2) = 5,8% (3,1 т)

в) остаток:

52,5 т — (3,1 + 3,1) = 46,3 т

3) Яровая пшеница

а) по влажности:

Х₁ = (100*(а — б)): (100 — б) = (100* (19 — 14)): (100−14) = 5,8% (4,4 т)

б) по содержанию сорной примеси:

Х₂ = ((в — г) *(100 — Х₁)): (100 — г) = ((13 — 1,6) * (100 — 5,8): (100 — 1,6) = 10,9% (8,3 т)

в) остаток:

76 т — (4,4 + 8,3) = 63,3 т Полученные результаты представлены в таблице 8.

Таблица 8 - Технология послеуборочной обработки зернового вороха и расчет выхода зерна после обработки

В таблице 8 представлены данные, полученные при вышеприведенных расчетах. Конечный выход зерна за вычетом убыли при сушке и очистке также представлен в таблице.

4. Хранение зерна

4.1 Расчет потребности в зернохранилищах

Таблица 9 - Определение потребности в семенном материале

В данном хозяйстве лишь одну культуру семенного назначения в размере 14,4 т хранят в мешках, остальные же культуры на семена хранят насыпью.

Таблица 10 - Потребность в складской площади для размещения семенного зерна в мешках

Зерно укладывается пятерником. Ширина мешка 0,45 м, длина 0,9 м. Высота одного поддона 8 рядов, длина 2,25 м, а ширина соответственно 0,9 м. Всего требуется 7 поддонов (1 штабель), площадь которых составит 14,175 мІ, которые поместятся в 1 закром, площадью 30 мІ, и следовательно на проходы и проезды остается 15,825 мІ.

Расчет потребности в складской площади для размещения семенного и продовольственного зерна насыпью приведен ниже:

Остаток озимой пшеницы на семена в размере 39,9 т будет хранится насыпью. Все остальные культуры будут также храниться насыпью. Это:

Ячмень: 46,3 т — продовольственное зерно

6,6 т — семенное Яровая пшеница: 63,6 т — продовольственное зерно

10,56 т — семенное.

S = M / h * Ґ, где

S — площадь закрома, мІ;

M — масса партии, т;

h — высота насыпи, м;

Ґ - примерная масса 1 мі семян и зерна^.

Ячмень, семена:

S = M / (h * Ґ) = 6,6 / (2* 0,58) = 5,7 мІ

Яровая пшеница, семена:

S = M / (h * Ґ) = 10,56 / (2* 0,73) = 7,2 мІ

Озимая пшеница, продовольственное зерно:

S = M / (h * Ґ) = 39,9 / (1,6 * 0,73) = 34,2 мІ

Ячмень, продовольственное зерно:

S = M / (h * Ґ) = 39,7 / (2* 0,58) = 34,2 мІ

Яровая пшеница, продовольственное зерно:

S = M / (h * Ґ) = 53,04 / (2* 0,73) = 36,3 мІ

Таблица 11 - Потребность в складской площади для размещения семенного и продовольственного зерна насыпью

Все зерно размещаем в одно зернохранилище № 3.

4.2 Подготовка зернохранилищ к приёму зерна нового урожая

Защита зерна от уничтожения или порчи насекомыми, клещами и грызунами — важнейшее хозяйственное мероприятие. Существенную роль играет защита зерна и семян от птиц.

Мероприятия для защиты зерна и семян делятся на две группы: предупредительные (профилактические) и истребительные.

Предупредительные меры. Соблюдение их в сельском хозяйстве, как правило, исключает случаи массового заражения зерна вредителями и распространение их по другим объектам. Эти меры наиболее дешёвые и легко осуществимые.

Истребительные меры. Применяют как неизбежную необходимость при обнаружении заражённости. Они сложнее в техническом отношении, обычно дороже и, наконец, им предшествуют потери массы и качества зерна или семян.

В нашем хозяйстве при подготовке технической базы к приемке зерна нового урожая следует провести комплексное обследование всех объектов на зараженность вредителями.

Объектами обследования для выявления вредителей являются: зерно и продукты его переработки; помещения хранилищ, предприятий, лабораторий и находящиеся в них технологическое, транспортное оборудование и приборы; помещения и оборудование поточных линий для приемки, обработки и отгрузки зерна; зерносушилки; территории предприятий; перевозочные средства; инвентарь, мешки и брезент.

Необходимо провести ремонт зернохранилищ, чтобы исключить попадание атмосферных осадков, а также провести механическую или ручную очистку от остатков зерна и пыли, в которых могут гнездиться насекомые и клещи и служить источником заражения новых партий зерна. Отходы надо сжечь. Необходимо периодически выкашивать траву или уничтожать ее гербицидами. Необходимо регулярно удалять мусор с территории зернохранилищ.