ФАО оцінює щорічні втрати зернових приблизно в 10% загального виробництва з максимумом для деяких менш розвинених країн 30-50%.
Основна причина цих втрат, особливо в країнах, що розвиваються, - негерметичність сховищ, що допускають вільне проникнення комах, гризунів, птахів і навіть опадів, що викликають розвиток цвілі і створюють несприятливі умови зберігання. Навіть там, де зерно зберігають у придатних для цього силосах, втрати можуть відбуватися внаслідок забруднення, зниження якості і псування.
Вологість і температура
Важлива властивість зерна різних культур - збереження його протягом тривалого часу при дотриманні певних умов. З зберіганням зерна пов'язано багато проблем, обумовлених тим фактом, що воно являє собою живий організм і тому може загинути. У цьому контексті вологість і температура зерна є найбільш важливими факторами.
Зайва волога або підвищена температура можуть привести до пліснявіння, якщо зерно занадто довго зберігається. Вологості в значній мірі визначається методом збирання зерна. У минулому для прибирання використовували тільки косарки: зерно могло дозрівати і висихати в нещільні снопах в поле до обмолоту. Під час цього періоду сушки велика частина вологи губилася.
Однак в даний час прибирання ведуть комбайнами, і велика частина вологи в соломі і бур'янах переходить на саме зерно, чим і пояснюється збільшення вологості зерна після збирання в порівнянні з вологістю його до збирання. Механізоване прибирання не залишає часу для вентилювання зерна на відкритому повітрі. Навпаки, прибране зерно, вже обмолоченное, направляється безпосередньо з поля у тимчасове сховище, де воно буде знаходитися до початку штучної сушки.
Так як кліматичні умови, які рідко бувають оптимальними, частково визначають час збирання зерна, а фермери сильно завантажені в цей короткий період, оренда і кооперативне використання комбайнів набули широкого поширення. Зараз прибирання займає значно менше часу, а місткість сховищ на фермах зазвичай недостатня. У той же самий час процес сушіння необхідно починати з моменту надходження зерна.
При невеликому обсязі виробництва зерна ця проблема може бути вирішена за допомогою простих вентиляційних установок, які нагнітають сухий холодний або підігріте повітря. З огляду на велику небезпеку погіршення якості, яке може швидко привести до катастрофи при зберіганні дуже вологого зерна, деякі фермери організували кооперативні зерносховища, де було змонтовано дороге промислове сушильне устаткування з системами примусового вентилювання для охолодження зерна.
Температура сушіння зерна дуже важлива і визначається вологістю зерна. При занадто високій температурі сушіння можливо серйозне пошкодження, наприклад, втрата схожості насіннєвого зерна або пивоварного ячменю, втрата борошномельного і хлібопекарського якостей пшениці, втрата харчової цінності продовольчого зерна і небезпека пошкодження зерна через нерівномірне висихання зернівки і оболонки.
Безпечна температура сушки знаходиться в діапазоні 40-55 ° С. Зазвичай процес сушіння продовжують до тих пір, поки вологість зерна не досягне величини 16-18%.
Крім того, в сухому стані зерно залишається живим організмом, що характеризується метаболічної і дихальної активністю. Кисень, споживаний з повітря при диханні. перетворює вуглеводи в діоксид вуглецю, вологу і теплоту. Для зерна, що зберігається тривалий час (понад рік), це перетворення має бути по можливості значно знижено для запобігання істотного збільшення вологості і температури.
Досліди показують можливість уповільнення інтенсивності дихання охолодженням і сушінням гарячого і вологого зерна. Занадто висока вологість і теплота не тільки обмежують максимальну тривалість зберігання, але також пов'язані (як причина, так і наслідок) з розвитком цвілі, бактерій і комірних довгоносиків. Якщо ця проблема не вирішується на першому етапі зберігання, то процес зниження якості прискорюється, приводячи до ще більшої вологості і теплоту. В результаті всього цього партія зерна знецінюється і в самому гіршому випадку не може бути використана навіть на кормові цілі.
Під час розвитку і дозрівання в поле зерно проходить різні етапи, які можна описати в наступному хронологічному порядку:
- воскова стиглість, коли кількість сухої речовини в зернівці зростає до певного максимуму, в той час як вологість становить приблизно 30%;
- дозрівання, коли вологість починає знижуватися;
- повна стиглість, коли вологість в суху погоду зменшується приблизно до 14%.
Зазвичай чутливість до вологи як результату погодних умов дуже велика в фазі повної стиглості. Це означає, що зерна поглинають і виділяють вологу дуже легко; зерновка є гигроскопичной.
Фахівці виступають проти збирання зернових комбайнами в фазі повної стиглості, так як це супроводжується надмірною втратою зерна. Якщо є методи швидкого сушіння, то краще прибрати зерно до настання повної стиглості, незважаючи на більш високу вологість зернівок.
Механічне пошкодження зерна може бути результатом пошкодження, викликаного неправильним функціонуванням комбайна, надмірної вологості (понад 18%) зерна при збиранні та інтенсивної механічної транспортуванні. Пошкодження насіннєвого зерна і пивоварного ячменю може знизити їх життєздатність. Для продовольчого зерна пошкодження означає, що в процесі помелу втрати будуть вище. Зазвичай пошкодження зерна знижує його цінність і збільшує небезпеку при тривалому зберіганні.
Як згадувалося раніше, зберігається зерно дихає і вимагає певного обсягу кисню, який перетворюється в майже рівну кількість діоксиду вуглецю. Є докази того, що зерно, яке зберігається в закритому силосі, має відносно низьку інтенсивність дихання, коли поглинається кисень повітря і продовжує виділятися діоксид вуглецю. Підвищується концентрація СО2 викликає подальше зниження інтенсивності дихання таким чином, що процеси, що відбуваються в зерні, і розвиток мікроорганізмів (цвілі і бактерій) практично припиняються.
Це позитивне явище зазвичай використовують щоразу, коли зерно повинно зберігатися тривалий час. Встановлено, що зерно, яке зберігається протягом тривалого часу в закритих бункерах при оптимальних умовах вологості і температури, матиме гранично низькі втрати життєздатності, яка відновлюється відразу ж при контакті зі свіжим повітрям. Зберігання зерна має перш за все забезпечувати збереження життєздатності і запобігати розвитку цвілі.
Доведено, що можливий період зберігання можна збільшити, якщо вологість і температуру знизити, наприклад, шляхом охолодження або сушіння.
На практиці більшість зерна, що надходить з поля, має деякі відмінності по вологості і температурі, що може привести до проблем при зберіганні. Крім того, зерно, яке зберігається у стін силосів або в верхньому шарі, має тенденцію охолоджуватися швидше, ніж зерно в центрі.
При таких обставинах холодний, більш важке повітря буде осідати, гаряче повітря - підніматися. При зіткненні гарячого повітря з холодним може статися конденсація, що збільшує вологість у верхній частині силосу. Ця небезпека найбільша в осінній період, коли середні температури навколишнього повітря стають нижче. Для більш рівномірного розподілу вологи в зерновій масі і запобігання цвілеві запаху і місцевого самозігрівання зерна рекомендується до сушки перемішувати або перекидати зернову масу із застосуванням обмеженого вентилювання.
Взаємозв'язок температури і вологості зернової маси і вентилювання повітрям повинна перебувати під контролем.
У процесі сушіння і охолодження потужні потоки повітря нагнітаються або відсисаються під тиском із зернової маси. Використовуються різні системи, наприклад:
- зернова маса розподіляється шарами (горизонтальні сховища) і не переміщається в процесі вентилювання; опір повітрю мінімальне;
- зерно зберігається в вертикальному силосі (воно не переміщається) і сильні потоки повітря проходять через зернову масу, переважно зверху вниз;
- зернова маса переміщається і перетинається висхідним або низхідним потоком повітря, який може бути підігрітий.
У процесі сушіння зерна передача теплоти і вологи між повітрям і зерном визначається деякими важливими фізичними законами і явищами, а саме:
- гигроскопичностью зерна (відзначається в залежності від виду зерна);
- зерно є поганим провідником тепла і поводиться як ізолятор;
- збільшення температури починається повільно і прискорюється з часом;
- більш вологе зерно викликає більш швидке підвищення температури.
Загальні правила для сушіння зерна вентилюванням наступні: температура повітря, використовуваного для вентилювання, повинна бути на 4-5 ° С нижче температури зерна; відносна вологість повітря повинна бути нижче відповідної рівноважної вологості зерна.
амбарний довгоносик
Одна з проблем, що вимагають уваги при зберіганні зерна, - присутність довгоносика комори - чорного жука довжиною 3-5 мм з погано розвиненими нижніми крилами, нездатного літати, який себе прекрасно почуває в зерновій масі. Попередньо висвердливши хоботком виїмку, самка, яку важко відрізнити від самця, відкладає яйце і закладає виїмку краплею рідини. Ця рідина швидко твердне при контакті з повітрям; зовні не видно ніяких слідів. Через кілька днів біла личинка виходить з яйця і починає харчуватися ендоспермом. Личинка росте, линяє, перетворюється в лялечку, і в кінцевому підсумку з лялечки виходить молодий жук. Все це відбувається всередині зерна, а зовні ще нічого не видно. Коли молодий жук виходить назовні, половина зернівки вже з'їдена.
Розвиток довгоносика від яйця до дорослого жука в значній мірі залежить від температури. Еволюція відбувається тим швидше, чим вище температура. При високих температурах зерна він може давати від чотирьох до п'яти поколінь в рік. Досліди показали, що одна самка може відкладати тисячу яєць в рік, в той же час при сприятливих умовах це число може зрости до 100 000. При зниженні температури до 6 ° С комор довгоносики знаходяться в паралізованому стані, але, як тільки температура підвищується, вони пробуджуються і стають більш активними, їх ненажерливість і статевий потяг також стають сильнішими зі збільшенням температури до появи ознак паралічу при 38 ° с. Комірні довгоносики гинуть при 39 ° С.
Комірні довгоносики, безсумнівно, найбільш небезпечні шкідники зерна, що зберігається. Сильне зараження викликає підвищення вологості і температури; в результаті скупчення мертвих особин і екскрементів комах створюється відмінне середовище для розвитку багатьох інших шкідливих організмів, таких, як кліщі, цвілі і бактерії. Зерно набуває затхлий запах і втрачає якість. Цей процес може тривати до тих пір, поки зерно не стане повністю непридатним для продовольчих цілей. Зернова пил, заражена мертвими тілами і екскрементами довгоносиків, може викликати серйозні хвороби у тварин; особливо чутливі коні і свині.
Зараження довгоносики необхідно виявляти якомога швидшими. З цією метою можна просіяти пробу зерна або опустити її в ківш з водою і перемішати. Здорові зерна осідають на дно, тоді як зерна, в яких знаходяться личинки, лялечки або дорослі жуки, спливають на поверхню. Третій метод передбачає просвічування зерен потужним джерелом світла.
При вивантаженні зараженої партії зерна з силосу деякі довгоносики можуть залишатися, ховаючись в тріщинах, залишках гравію і порожнинах в стінах силосу, де вони виживають без їжі протягом багатьох місяців. Таким чином, довгоносики заражають іншу партію зерна, що закладалася на зберігання, і проблема залишається невирішеною.
Є кілька методів боротьби з комор довгоносики, використовуючи дані контакту інсектицидів або газів. До контактних інсектицидів відносяться порошки, що змішуються з зерном, і рідини, що наносяться на зерно в розпиленому стані. Обидва види інсектицидів тільки вбивають довгоносиків, які знаходяться в зерновій масі, але не впливають на личинки всередині зерна.
Боротьба з комор довгоносики за допомогою газів (фумігація) у багатьох відношеннях дає кращі результати. Гази проникають всередину зерна і знищують яйця, личинки, лялечки і дорослих довгоносиків. Ефективність цього методу в значній мірі залежить від температури, яка повинна бути вище 20 ° С. Метод фумігації можна застосовувати тільки за умови ретельної герметизації приміщень, які можна легко вентилювати після закінчення знезараження і які розташовані на відстані від інших будівель.
Фумігація має також деякі недоліки. Гази надзвичайно отруйні для людини і тварин; деякі з них легко спалахують і тому вибухонебезпечні. У зв'язку з цим необхідно приймати різні запобіжні заходи до фумігації і в процесі її проведення (слід надягати протигази і рукавички, уникати вогню та іскор), а знезараження повинні виконувати фахівці.
З огляду на всі ці небезпеки, ВООЗ (Всесвітня організація охорони здоров'я) і ФАО (Продовольча і сільськогосподарська організація ООН) після ретельного дослідження схвалили систему, яка намагається вирішити ці проблеми з використанням іонізуючого опромінення харчових продуктів. Це новий метод, який уможливлює знезараження продуктів і знищення мікробів і комах і не надає шкідливих побічних впливів при споживанні продуктів харчування.
Зберігання зерна в середовищі інертних газів
За методом, розробленим Шейбаль і Ді Маггі з Снампрогетті (Італія), використовується азот, який біологічно інертний і легко доступний на ринку в газоподібному і рідкому формах. Азот може використовуватися для короткострокової фумігації і при тривалому зберіганні сухого зерна і зерна середньої і високої вологості, так як при низьких залишкових концентраціях кисню швидкий розвиток цвілі значно сповільнюється в атмосфері технічного азоту і припиняється в чистому азоті.
Основні переваги методу наступні:
- активність комах знижується;
- резистентність комах до кисневого голодування виключається;
- зерно при критичної вологості може зберігатися протягом значно довшого часу, ніж в загальноприйнятих сховищах в повітряній атмосфері;
- розвиток самозігрівання і коливання температури зернової маси виключаються;
- перекидання зерна, що зберігається не потрібно;
- вибухи і самозаймання виключаються;
- життєздатність і властивості зерна підтримуються протягом значно більших періодів без додаткових запобіжних заходів.
Цей метод інтенсивно досліджується і випробовується в умовах звичайної практики зберігання.
Поділіться посиланням з друзями