Технология послеуборочной обработки и хранения зерна в ЗАО «Ошмес» Шарканского района Удмуртской Республики

Содержание Введение

1. Обзор литературы

2. Краткая характеристика хозяйства

2.1 Валовой сбор зерна и его распределение по целевому назначению

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

3. Технология послеуборочной обработки

3.1 Расчет поступления зернового вороха

3.2 Расчет производительности зерноочистительных машин и сушилок

3.3 Обоснование режимов работы зерносушилок и контроль за сушкой

3.4 Активное вентилирование зерна

3.5 Количественно-качественный учет зерна при послеуборочной обработке

4. Хранение зерна

4.1 Расчет потребности в зернохранилищах

4.2 Подготовка зернохранилищ к приему зерна нового урожая

4.3 Размещение зерна в хранилищах

4.4 Наблюдение за зерновой массой при хранении Заключение Список использованной литературы сбор уборка зерноочистительный сушилка

Введение

Сохранение и рациональное использование всего выращенного урожая, получения 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.

Хранение — это наука, которая изучает особенности зерна и зерновых масс в целом как объектов хранения, а также влияние физических, химических, и биологических факторов на состояние зерна.

Знание закономерностей, происходящих в зерновой массе, даёт возможность применять научно-обоснованную систему мероприятий для обеспечения количественной и качественной сохранности зерна.

Хранение зерна и зерновых продуктов требует огромной материально-технической базы и кадров специалистов, владеющих основами данных в этой области.

В данной курсовой работе разрабатываются мероприятия, способствующие повышению качества сельскохозяйственной продукции; анализируется хозяйственная деятельность по послеуборочной обработке, хранению и переработке продукции; разрабатываются пути сокращения количественных и качественных потерь продукции растениеводства при хранении и переработке, транспортировке и реализации. Анализ технологии послеуборочной обработки, хранения и первичной переработки зерновой продукции приведен по отделению Заречно-Вишурское ЗАО «Ошмес» Шарканского района Удмуртской Республики.

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: зерно (семена) основной культуры, примеси, микроорганизмы, вредители хлебных запасов (насекомые, клещи), воздух 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.

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.

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.

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[5].

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Продолжительность периода послеуборочного дозревания зависит от условий формирования, налива и созревания зерна в поле и условий последующего его хранения. Послеуборочное дозревание значительно ускоряется, если зерно сразу после уборки хорошо просушено и в первый период времени хранится при повышенной (20 — 22 ⁰С) температуре.

Для ускорения этого процесса зерно сушат на установках активного вентилирования или хранят его сразу после уборки в сухом состоянии при температуре зерна 20 — 22 ⁰С в течение двух-трех недель с последующим охлаждением активным вентилированием.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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 м², 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.

2. Краткая характеристика хозяйства ЗАО «Ошмес» расположено в южной части Шарканского района Удмуртской Республики. Административно-хозяйственным центром хозяйства является д. Ляльшур, расположенное в 14 км от районного центра с. Шаркан, в 65 км от г. Ижевска.

Пунктами сдачи сельскохозяйственной продукции являются с. Шаркан и г. Воткинск. Дороги находятся в хорошем состоянии. Специализация скотоводческая, направление — молочное — мясное.

Общая площадь землепользования 20 932 га, из них сельхозугодий — 15 118 га, в т. ч. пашни — 12 921 га.

Средняя годовая температура воздуха в районе +1,5 ⁰С. Сумма температур выше 10 ⁰С составляет 1931 ⁰С, а продолжительность периода с такой температурой — 115−124 дня. Средняя продолжительность вегетационного периода 164 дней. Последние весенние заморозки отмечаются 21 — 23 мая, первые осенние заморозки наступают 16 — 20 сентября. Сумма осадков за вегетационный период — 250 мм. ГТК равен 1,3.

2.1 Валовой сбор зерна и его распределение по целевому назначению Данные в таблице 1 представлены по отделению Заречно-Вишурское.

Таблица 1 — Производство и распределение продукции

Анализируя таблицу 1 можно сказать, что в 2009 году посевная площадь составила 1093 га, валовой сбор 1432 т. Самый высокий сбор зерна был по ячменю 525 т, а самый низкий по гороху 41,5 т. Основная масса от урожая идёт на продажу, также учтено распределение продукции на фураж и семена с учетом страхового фонда.

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

В хозяйстве имеются все необходимые машины и агрегаты для выполнения всех основных видов работ по послеуборочной обработке зерна (таблица 2). Часть из них уже выработали свой ресурс и требуют постоянного ремонта. В отделении Заречно-Вишурское используются комбайны СК — 5 «Нива», так как хозяйство большое по размерам и новой техники практически не поступает.

Таблица 2 — Машины и агрегаты для послеуборочной обработки зерна в хозяйстве

В ЗАО «Ошмес» прочная материально-техническая база для послеуборочной обработки и хранения зерна. В отделении имеются три зернохранилища (таблица 3).

Таблица 3 — Материально-техническая база хранения продукции

Зернохранилища позволяют полностью вместить выращенное зерно. Хранилища построены до 80-х годов и требуют постоянного ремонта и контроля над их состоянием.

3. Технология послеуборочной обработки зерна Зерно используют на различные цели: из него формируется продовольственный, семенной и фуражный фонды, свежеубранное зерно подвергают специальной послеуборочной обработке — его очищают (удаляют примеси), сушат и при необходимости сортируют.

Послеуборочная обработка зерна решает две основные взаимосвязанные задачи.

Во-первых, в процессе послеуборочной обработки должна быть повышена стойкость зерна, чтобы можно было сохранить его без существенных потерь до нового урожая и на более продолжительный срок.

Во-вторых, свежеубранная зерновая масса в процессе послеуборочной обработки должна быть доведена до установленных кондиций по чистоте.

Таким образом, послеуборочная обработка зерна представляет собой комплекс взаимосвязанных и дополняющих друг друга технологических операций.

В сельском хозяйстве широко применяют поточный метод послеуборочной обработки зерна. На линию подают свежеубранный зерновой ворох, а на выходе из неё получают очищенное зерно определённого целевого назначения с заданным уровнем качества.

Положительный эффект применения поточной технологии выражается в резком сокращении сроков обработки, исключения опасных для качества зерна периодов ожидания начала каждой операции. Кроме того, при поточной технологии затраты труда на обработку зерна и семян сокращаются в 8−10 раз, улучшается качество обработки и повышается производительность машин при их стационарном использовании.

Недостаток технологии заключается в том, что она не всегда учитывает колебания объёма работ по отдельным операциям, например при очистке и сушке зерна, что нарушает синхронность обработки, ведёт к разрыву потока, накоплению частично обработанного зерна на отдельных звеньях процесса.

Поточные технологические линии для послеуборочной обработки зерна подразделяются на зерноочистительные агрегаты, зерноочистительно-сушильные комплексы и специальные линии для обработки зерна семенного назначения.

Все поточные технологические линии универсальны. На них можно обрабатывать зерно и семена зерновых, зернобобовых, крупяных и мелкосемянных культур.

Послеуборочную обработку зерна можно представить в виде технологической схемы:

Уборка Предварительная очистка Сушка Первичная + вторичная очистка На хранение

3.1 Расчёт поступления зернового вороха Для того чтобы определить максимально возможное суточное поступление зерна (П) той или иной культуры на ток необходимо воспользоваться формулой:

П = У*К*С*К_т,

где: У — урожайность убираемой культуры, т/га;

К — количество единиц уборочной техники, шт.;

С — средняя производительность уборочной техники, га;

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

Основываясь на данных таблицы 4 можно сказать, наибольшее суточное поступление зерна наблюдается по озимой ржи 90,1 тонны в сутки. Наименьшее суточное поступление зерна при уборке гороха 8,8 тонн в сутки, причиной этому является её низкая урожайность 0,55 т/га.

Таблица 4 — Суточное поступление зерна в зависимости от урожайности

График поступления зерна на пункте по послеуборочной обработке в приложении (Рисунок А.1). По данным графика можно сказать, что ежесуточное поступление зерна по культурам на зерноток неодинаково. Это связано с тем, что среднесуточная производительность комбайнов изо дня в день неодинакова, бункерная урожайность культур различна. Продолжительность дней уборки в среднем колеблется в 6 днях, самое большое количество дней уборки у ячменя — 8 дней. Уборка культур длится с 28 июля по 28 августа, такой большой промежуток времени уборки связан с тем, что в отделении имеются лишь старые комбайны СК — 5 «Нива», а новые комбайны «Вектор» используются в других отделениях.

3.2 Расчёт производительности зерноочистительных машин и сушилок Всё поступающее на ток зерно необходимо подвергать очистке, зерно с повышенной влажностью сушке.

Эксплуатационную производительность машин при очистке зерна определяют по формуле:

G_Э = G_р?К_Э?К₁?К₂

где, К_Э — коэффициент эквивалентности, учитывающий особенности культуры;

К₁ — коэффициент, учитывающий влажность зерна;

К₂ — коэффициент, учитывающий засоренность вороха;

G_р — паспортная производительность машины, т/ч.

За условную единицу производительности (паспортная производительность) очистительных машин принята производительность при однократной первичной очистке продовольственной пшеницы с влажностью до 16% и засоренностью отделяемыми примесями до 10%.

При пересчете производительности машин при обработке других культур пользуются следующими коэффициентами эквивалентности К_э: рожь, кукуруза, зернобобовые — 0,9; ячмень, рис — 0,7;овес, гречиха — 0,7; просо — 0,3 и др.

План сушки, выработку зерносушилок и производительность выражают в плановых единицах. Необходимость учета работы зерносушилок в условных единицах — плановых тоннах — обусловлена тем, что фактический объем работы по затратам времени, топлива и энергии для высушивания 1 т зерна в зависимости от исходной влажности может изменяться во много раз. Кроме того, зерно и семена разных культур требуют различного расхода топлива на удаление одного и того же количества воды. Нельзя обеспечить одинаковую выработку сушилки при обработке зерна продовольственного и семенного назначения, температурные режимы сушки которых различны.

За плановую единицу сушки принят объем работы по сушке, который необходимо затратить на высушивание 1 т зерна пшеницы продовольственного назначения при снижении влажности на 6% - с 20 до 14%. Выработка в размере 1 плановой единицы соответствует одному пропуску зерна через сушилку при выдерживании оптимального температурного режима обработки.

Масса просушенного зерна в плановых тоннах для всех типов сушилок рассчитывают по формуле:

М_пл = М_ф*К_в*К_к

где М_ф — физическая масса сырого зерна, поступившего в сушилку, т;

К_в, К_к — коэффициенты пересчета массы зерна в плановые единицы соответственно в зависимости от влажности зерна до и после сушки культуры.

Озимая рожь

Продовольственное назначение

19 — 14% Х = 100(19−14)/100−14 = 5,8%

563,2 — 100%

х — 5,8% х = 36,7 т 563,2 — 36,7 = 526,5 т — после сушки М_пл = 563,2*0,91*0,92 = 471,5 пл. т.

Т = 471,5/16 = 29,5 ч Q_ф = 563,2/29,5 = 19,1 т/ч Семенное

1. 19 — 15%

Х = 100(19−15)/100−15 = 4,7%

563,2- 100%

х — 4,7% х = 26,5 т 563,2 — 26,5 = 536,7 т — после сушки М_{пл =} 563,2*1,82*0,74 = 758,5 пл. т.

Т = 758,5/16 = 47,4 ч Q_ф = 563,2/47,4 = 11,9 т/ч

Яровая пшеница. Продовольственное

18 — 14%

Х = 100(18−14)/100−14 = 4,7%

205,7 — 100%

х — 4,7% х = 9,7 т 205,7 — 9,7 = 196,0 т — после сушки М_пл = 205,7*1,25*0,8 = 205,7 пл. т.

Т = 205,7/ 16 = 12,9 ч

Q_ф = 205,7/12,9 = 16,0 т/ч Семенное

18 — 14%

Х = 100(18−14)/100−14 = 4,7%

205,7 — 100%

х — 4,7% х = 9,7 т 205,7 — 9,7 = 196,0 т — после сушки М_пл = 205,7*2*0,8 = 329,1 пл. т.

Т = 329,1/16 = 20,6 ч

Q_ф = 205,7/20,6 = 10,0 т/ч Ячмень. Продовольственное

18 — 14%

Х = 100(18−14)/100−14 = 4,7%

577,5 — 100%

х — 4,7% х = 27,2 т 577,5 — 27,2= 550,3 т — после сушки М_пл = 577,5*1*0,8 = 462,0 пл. т.

Т = 462/16 = 28,9 ч

Q_ф = 577,5/28,9 = 20,0 т/ч

Семенное

18 — 14%

Х = 100(18−14)/100−14 = 4,7%

577,5 — 100%

х — 4,7% х = 27,2 т 577,5 — 27,2 = 550,3 т — после сушки М_пл = 577,5*2*0,8 = 924,0 пл. т.

Т = 924/16 = 57,8 ч

Q_ф = 577,5/57,8 = 10,0 т/ч Овёс. Продовольственное

18 — 14%

Х = 100(18−14)/100−14 = 4,7%

181,9 — 100%

х — 4,7% х = 8,6 т 181,9 — 8,6 = 173,3 т — после сушки М_пл = 181,9*1*0,8 = 145,5 пл. т.

Т = 145,5/16 = 9,1 ч

Q_ф = 181,9/9,1 = 20,0 т/ч Семенное

18 — 14%

Х = 100(18−14)/100−14 = 4,7%

181,9 — 100%

х — 4,7% х = 8,6 т 181,9 — 8,6 = 173,3 т — после сушки М_пл = 181,9*2*0,8 = 291,0 пл. т.

Т = 291/16 = 18,2 ч

Q_ф = 181,9/18,2 = 10,0 т/ч

Горох. Продовольственное

20 — 16%

Х = 100(20−16)/100−16 = 4,8%

45,7 — 100%

х — 4,8% х = 2,2 т 45,7 — 2,2 = 43,5 т — после сушки М_пл = 45,7*2*0,73 = 66,7 пл. т.

Т = 66,7/16 = 4,2 ч

Q_ф = 45,7/4,2 = 10,9 т/ч Семенное

20 — 16%

Х = 100(18−14)/100−14 = 4,8%

45,7 — 100%

х — 4,8% х = 2,2 т 45,7 — 2,2 = 43,5 т — после сушки М_пл = 45,7*4*0,73 = 133,5 пл. т.

Т = 133,5/16 = 8,4 ч

Q_ф = 45,7/8,4 = 5,5 т/ч Таблица 5 — Эксплуатационная производительность машин по очистке и сушке зерна

Как видно из полученного результата, фактическая производительность зерноочистительных машин оказалась ниже паспортных (ОВС-25, производительность 25 т/ч, Петкус — 2,5т/ч), так как очистке подвергалось зерно конкретной влажности и засоренности, что в значительной мере сказывается на производительности машин.

График накопления и расхода зерна на пункте по послеуборочной обработке в приложении (Рисунок А.2). По графику можно сделать следующие выводы. Зерно убирается до 28 августа, а поступающее зерно доводится до норм базисных кондиций 33 дня (до 29 августа). Из этого следует, что накопление зерна идет быстрее, чем его расход. По озимой ржи и ячменю зерно обрабатывается двумя же Петкусами, потому что если брать только один, то он не будет справляться с поступающим зерном. А по гороху, яровой пшенице и овсу можно воспользоваться лишь одним агрегатом, так как валовой сбор этих культур низкий. Если воспользоваться двумя агрегатами, то расход зерна будет идти быстрее, чем его поступление.

3.3 Обоснование режимов работы зерносушилок и контроль за сушкой Сушка является основной технологической операцией по приведению зерна и семян в стойкое состояние. Свыше 50% урожая основных зерновых культур имеют повышенную уборочную влажность и нуждаются в сушке.

Чтобы наиболее рационально организовать сушку зерна и семян, необходимо знать и учитывать следующие основные положения:

— Предельно допустимая температура нагрева зерна и семян. Предельно допустимая температура зерна и семян зависит от культуры, характера их использования (целевого назначения), исходной влажности (до сушки).

— Оптимальная температура агента сушки, вводимого в камеру зерносушилок. При пониженной температуре агента сушки по сравнению с рекомендуемой зерно не нагревается до нужной температуры или для достижения этого увеличивают срок его пребывания в сушильной камере, что снижает производительность зерносушилок. Температура агента сушки выше рекомендуемой недопустима, так как вызывает перегрев зерна. Основной агент сушки — смесь топочных газов с воздухом.

— Особенности сушки зерна и семян в зерносушилках различных конструкций. Эти особенности часто влекут изменение других параметров, и прежде всего температуру агента сушки.

Особенности конструкций зерносушилок различных типов определяют возможности их использования для сушки семян различных культур. В барабанных сушилках не сушат бобовые, кукурузу и рис. Перемещение зерна в них и температура агента сушки (110…130⁰ С) таковы, что зерна и семена указанных культур растрескиваются и сильно травмируются.

В сельскохозяйственном производстве для сушки зерна и семян наиболее широко используются высокопроизводительные шахтные зерносушилки СЗШ-16 и СЗШ-16 А.

Режимы сушки семян в шахтных зерносушилках определяются действующей инструкцией, предусматривающей при сушке семян пшеницы, ржи, ячменя, овса, подсолнечника, гречихи и проса влажностью до 19% максимальный нагрев их до 45 ⁰С, а температуру агента сушки до 70 ⁰С. При сушке семян гороха, вики, чечевицы, фасоли и риса-зерна предельные температуры должны быть снижены: зерна до 35 ⁰С, агента сушки до 60 ⁰С.

Продолжительность нахождения зерна в шахте примерно 40 мин и за один пропуск его влажность снижается на 4…6%. Средняя скорость движения агента сушки в слое зерна 0,3…0,6 м/с. Зерно с влажностью до 20% включительно сушат за один пропуск через шахты. При влажности выше 20% необходимы два пропуска и более.

Основные параметры по режиму сушки зерна представлено в таблице 6.

Таблица 6 — Режимы сушки зерна в зависимости от влажности и целевого использования

Как видно из таблицы 6 при сушке зерна семенного назначения необходимо установить более щадящие температурные режимы, в соответствии с нормативами, чем при сушке продовольственного зерна. Все культуры продовольственного и семенного назначения пропускаются через зерносушилку один раз. Продовольственное зерно: озимая рожь влажностью зерна 19% доводится до влажности 14%; яровая пшеница, ячмень и овес от 18 до 14%; горох от 20 до 16%. На семенные цели семена доводятся до такой же влажности как и продовольственное зерно, только у озимой ржи от 19 до 15%.

3.4 Активное вентилирование Активное вентилирование — один из важнейших технологических приёмов послеуборочной обработки и хранения зерновых масс. Под активным вентилированием понимают интенсивное принудительное продувание наружного воздуха через неподвижную насыпь зерна.

Обработка зерна воздухом основана на использовании скважистости зерновой массы, наличия многочисленных межзерновых пространств, соединенных друг с другом воздушными каналами.

Активное вентилирование семян проводят с различными целями: для охлаждения, снижения их влажности, ускорения процесса послеуборочного дозревания, сохранения жизнеспособности, ликвидации самосогревания, как профилактическое вентилирование и др. Чаще всего насыпи семенного зерна вентилируют с целью охлаждения и подсушки. При этом эффективность вентилирования зависит от удельной подачи воздуха, его состояния и продолжительности вентилирования.

Наряду со значительной технологической эффективностью активное вентилирование выгодно и в экономическом отношении. Оно исключает затраты на перемещение зерновой массы и значительно сокращает потребность в рабочей силе.

Активное вентилирование применяют в складах, на площадках, в специальных бункерах и силосах элеваторов. В сельском хозяйстве используют следующие установки: стационарные напольные с устройством постоянных каналов в полу склада или площадки; напольно-переносные, представляющие систему переносных воздухораспределительных каналов, укладываемых в нужном месте на пол склада или площадки, бункерные, трубные.

В установках, как первого, так и второго типа воздух в каналы и решётки попадает через диффузор, соединённый с осевым или центробежным электровентилятором достаточной мощности и производительности. Вентиляторы присоединяют к диффузору за пределами склада и защищают от осадков. Часто в складе нужны всего один-два вентилятора. Поставив на колёса, их перемещают к нужным в данный момент диффузором. Для активного вентилирования используют различного типа осевые и центробежные вентиляторы.

Бункерные установки представляют собой цилиндрические или прямоугольные бункера разной высоты (8−12 м) или силосы элеватора (до 30 м), оборудованные специальными каналами для нагнетания воздуха в насыпь. Системы их различны. В одних воздух нагнетается снизу и проходит через всю высоту насыпи, в других продувание радиальное или послойное. При большой высоте насыпи применяют вентиляторы высокого давления.

В хозяйствах используют цилиндрические металлические бункера с радиальной подачей воздуха. Внутри бункера вертикально установлен цилиндрический канал, на стенках которого, так же как и на бункере, выштампованы отверстия для прохода воздуха. Нагнетаемый при помощи вентилятора воздух поступает в канал, из него попадает в зерновую массу и выходит наружу через перфорированные стенки. Внутри воздухораспределительного канала расположен перемещающийся воздухозапорный клапан, обеспечивающий равномерное распределение воздуха в зерновой массе на нужном уровне.

Бункера такого типа оснащены электрическими воздухоподогревателями. Во время сушки зерновой массы их включают на нужный срок. После сушки зерновую массу охлаждают. Загружают бункера партиями, а выгружают — самотеком.

Новый способ активного вентилирования — применения аэрожолобов. Они представляют собой устройства, в которых сочетается перемещение зерна по горизонтали (полу склада) с одновременным активным вентилированием или самостоятельным продуванием.

Эффективность вентилирования обеспечивает только определенное количество воздуха. Если воздуха недостаточно, зерно охлаждается медленно, возможно отпотевание и порча верхних слоёв. Чем влажнее зерно, тем быстрее его надо охладить и тем больше воздуха подают в насыпь.

При вентилировании учитывают физические особенности зерна различных культур. Насыпь крупносемянных культур оказывает небольшое сопротивление проходу воздуха, мелкосемянных характеризуется малой скважистостью и оказывает большое сопротивление воздушному потоку.

В хозяйстве в зернохранилищах отсутствует установка для активного вентилирования. В связи с этим мы должны проектировать ее.

Таблица 7 — Режимы охлаждения зерна на установках активного вентилирования

Мы запланировали установку активного вентилирования СВУ — 2. Из таблицы 7 видно, что продолжительность охлаждения зависит от удельной подачи воздуха на 1 тонну в час, от разности температур и влажности зерна и воздуха и от массы зерна на установке.

3.5 Количественно-качественный учет зерна при послеуборочной обработке Введение количественно-качественного учета вызвано тем, что в процессе послеуборочной обработки и хранения масса зерна изменяется в зависимости от влажности и засорённости. Сушка и очистка улучшают качество зерна и одновременно уменьшают его физическую массу, т. е. вызывают образование убыли. Поэтому необходимо произвести расчеты и определить выход зерна продовольственно-фуражного и семенного назначения, используя формулы вычисления убыли массы за счет изменения влажности:

Х₁=(100*(а — б)): (100 — б),

где, а и б — влажность до и после сушки (%);

убыли массы зерна за счет снижения содержания сорной примеси:

Х₂=((в — г)*(100 — Х₁)): (100 — г),

где в и г — содержание примесей (%) до и после сепарирования, Х₁ — убыль массы от снижения влажности (%).

Коэффициент пересчета:

Х₃=(100 — (Х₁+Х₂)): 100

Полученные результаты показаны в таблице 8.

Из таблицы видно, что масса зерна после обработки снизилась примерно на 10%, по сравнению с массой зерна до обработки за счет снижения влажности и сорной примеси. Уменьшение массы зерна вследствие снижения влажности и сорной примеси относят к оправданным потерям.

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

4. Хранение зерна Режимы и способы хранения зерновых масс основаны на свойствах последних. Лишь правильное использование взаимосвязей между зерновой массой и окружающей средой обеспечивает наибольшую технологическую и экономическую эффективность при хранении.

Важнейшие факторы, влияющие на состояние и сохранность зерна, следующие: влажность зерновой массы и окружающей её среды, доступ воздуха к зерновой массе. Применяют три следующих режима хранения зерновых масс:

· в сухом состоянии, то есть с влажностью до критической;

· в охлаждённом состоянии (когда температура зерна понижена до пределов, значительно тормозящих жизненные функции компонентов зерновой массы);

· без доступа воздуха (в герметическом состоянии).

Выбор режима хранения определяется многими условиями, в числе которых учитывают: климатические условия местности; типы зернохранилищ и их вместимость; технические возможности, которыми располагает хозяйство, для приведения партий зерна в устойчивое состояние; целевое назначение партий; качество зерна; экономическая целесообразность применения того или иного режима и приёма. Лучшие результаты получают при комплексном использовании режимов.

4.1 Расчет потребности в зернохранилищах Для хранения требуемого количества семенного зерна необходимо провести расчёт потребности в зернохранилищах.

Потребность в семенном материале показана в таблице 9.

Таблица 9 — Определение потребности в семенном материале

В хозяйстве семена яровой пшеницы и гороха хранят в мешках, так как они высоких репродукций. Из данных таблицы 9 видно, что наибольшая потребность в семенах озимой ржи 140,8 тонн и ячменя 108,7 тонн, это обусловлено в первую очередь большой посевной площадью. Меньше всего необходимо семян гороха — 33,5 тонн. В ЗАО «Ошмес» зерно продовольственно-фуражного назначения хранят насыпью, зерно семенного назначения хранят в закромах или в мешках. Для размещения семенного зерна в мешках необходимо определить потребность в складской площади.

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

Для хранения партии зерна яровой пшеницы для посева необходимо 938 мешков, а для гороха — 670 мешков. Вместимость одного мешка составляет 50 кг. Зерно хранится в мешках стандартного размера: ширина 45 см, длина 90 см. Мешки укладываются в штабеля «пятерником», высота одного штабеля 8 рядов. В одном штабеле 40 мешков.

Для расчета потребности в складской площади необходимо рассчитать площадь, занимаемую одним «пятерником» :

S = 0,9? (0,9 +0,9 + 0,45)= 2,025 м²

В одном штабеле размещается 6 «пятерников». Площадь занимаемая одним штабелем рассчитывается:

S_{штабеля} = 2,025 м² * 6 = 12,15 м²

Общая потребность в складской площади для семенного зерна составила: яровая пшеница — 48,6 м²; горох — 36,45 м².

Всего требуется складской площади для закладки зерна в мешках 174,45 м².

Для размещения продовольственного, фуражного и семенного зерна насыпью необходимо определить потребность в складской площади.

Таблица 11 — Потребность в складской площади для размещения зерна насыпью