Михайло Гузь, Володимир Сиволапов, ст. викладачі, НУБіП; Наталія Маятіна, ст. викладач, ККІБП; Віктор Марченко, канд. техн. наук, Agroexpert (Україна)
Елеватор – це повністю механізоване зерносховище, призначене для зберігання зерна і проведення там необхідних операцій. Сучасний елеватор забезпечує виконання всіх операцій із максимальною ефективністю й надійним забезпеченням збереження зерна.
Вирощування зернових культур – це складний і багатоступінчастий процес, протягом якого важливо не лише виростити та зібрати врожай, а й забезпечити йому відповідні умови зберігання. Для цього використовують зерносховища різних типів.
Основні технологічні вимоги
Якість насіннєвого та продовольчого зерна залежить переважно від можливості регулювання фізичних, хімічних і біологічних процесів у зерновій масі під час її зберігання в сховищі. Найдовше зберігається очищене, сухе та охолоджене зерно.
Аби забезпечити оптимальні параметри зберігання зерна необхідно, аби сховище було добре ізольоване від атмосферних і ґрунтових вод та від різких перепадів температури; захищене від проникнення гризунів і комах – шкідників хлібних запасів; мати механізми для завантаження й розвантаження та швидкого переміщення збіжжя; забезпечувати зберігання кількох партій насіння, запобігаючи їх змішуванню. Крім того, у сховищі мають бути дотримані всі умови для контролю процесу зберігання зерна й насіння та проведення профілактичних і оздоровчих заходів.
Особливі вимоги висувають до стін сховища, адже вони мають витримувати не лише внутрішній тиск зерна на перегородки, але і зовнішній вплив вітру й опадів. З огляду на ці особливості, стіни мають різну товщину. Зокрема, найтовщі вони біля основи, потім до верхньої частини стіни йде звуження.
Для зерносховищ непридатні каркасні стіни з подвійними обшивками і засипками, між якими можуть поселятися шкідники хлібних запасів. У зерносховищах господарств допускаються ґрунтово-бетонні підлоги, у бункерних – бетонні. Не рекомендується робити бетонні підлоги в засікових та наземних зерносховищах, оскільки зернова маса на таких підлогах зволожується. Стіни й підлогу слід ізолювати від проникнення крізь них ґрунтових і поверхневих вод.
Підвищені вимоги висувають також до обладнання складів для насіннєвого зерна, тому що воно має зберігатися за сортами і категоріями в умовах, що виключають можливість змішування поряд лежачих партій і забезпечують збереження насіння без зниження схожості й енергії його проростання.
Під час проектування зерноскладів і за конструювання окремих їхніх елементів варто враховувати також фізичні властивості зерна: його високу гігроскопічність, низьку теплопровідність, слабку повітро- і газопроникність, сипкість, здатність самосортуватися під час засипання в глибокі силоси й самоущільнення під впливом власної ваги.
Технологічний процес у зерносховищах супроводжується виділенням пилу та утворенням відходів. Тому слід передбачати у них аспіраційні установки і спеціальні бункери для накопичення відходів. Зерносховище має бути стійким, протистояти тиску зерна та вітру, руйнівній дії повітря навколишнього середовища.
Крім згубного впливу навколишнього середовища, для зерна є ще одна небезпека – гризуни. З огляду на ці особливості, до зерносховищ ставлять дві основні вимоги: герметичність і створення оптимальної температури для зберігання.
Варто зазначити, що зернові, бобові та олійні культури приймають для подальшої обробки лише за умови, що зерно відповідає встановленим вимогам. Утім, досягти високої якості зерна без належних умов зберігання неможливо.
Для механізації завантаження, розвантаження, переміщення і первинної обробки зерна в зерноскладах можна застосовувати такі стаціонарні й пересувні механізми:
– стрічкові норії для вертикального підіймання зерна;
– стрічкові стаціонарні конвеєри для переміщення зерна в горизонтальному напрямку або під кутом;
– пересувні конвеєри для вантажно-розвантажувальних операцій переважно за підлогового зберігання зерна;
– гвинтові або шнекові конвеєри для транспортування зерна на близькі відстані;
– самопливні зернопроводи для переміщення зерна зверху вниз під дією гравітації;
– зерноочисні машини і сепаратори, призначені для очищення зерна від органічних та неорганічних сторонніх домішок.
Класифікація зерносховищ
Зерносховища класифікують за багатьма ознаками, найважливішими з яких є: період зберігання (тимчасовий чи тривалий); конструкційні особливості (навіси, склади, елеватори тощо); види операцій, які в них проводять (лише зберігання чи зберігання й обробка); ступінь механізації (механізовані, напівмеханізовані, немеханізовані); наявність і тип установок для активного вентилювання насіння (канальна, підлогова, переносна та ін.).
Зберігання зерна може бути тимчасовим – від кількох діб до одного-трьох місяців чи довгостроковим – від кількох місяців до кількох років.
Зернові маси зберігають насипом чи у тарі. Перший спосіб є основним і найпоширенішим. Його переваги: повніше використовуються площа та об’єм зерносховища; більше можливостей для механізованого переміщення зернових мас; спрощується боротьба зі шкідниками хлібних продуктів; зручніше організовувати контроль за всіма показниками; зменшуються витрати на тару й переміщення зерна.
У типових зерносховищах зерно розміщують у засіках. Висота насипу зерна олійних культур вологістю до 14% в холодний період року – не вище як 2,0 – 2,5 м. Сухе зерно класичних зернових культур вологістю 12 – 13% розміщують у силосних сховищах елеваторного типу заввишки до 20 м.
Зерносховища для тривалого зберігання зерна за конструкційними особливостями поділяють на склади, елеватори та змішаного типу. До першого типу належать звичайні склади, де зберігають зерно насипом на підлозі.
Бункерні насіннєсховища мають повністю механізоване переміщення насіння без застосування ручної праці й пересувної механізації. Цього досягають тим, що днище бункера роблять у вигляді перевернутої піраміди чи конуса.
Силосні насіннєсховища – це залізобетонні або цегляні елеватори заввишки 20 – 30 м. Більшість їх має спеціальну башту, в якій розміщують необхідне обладнання для потокової обробки насіння. Майже всі такі насіннєсховища повністю механізовані, а деякі автоматизовані.
Для правильного вибору типу зерносховища варто знати, які процеси відбуваються в зерні під час його зберігання (фізіологічні й біохімічні), а також фактори, що їх зумовлюють.
У якій би стадії зрілості не було зібране зерно, у період зберігання в ньому відбуваються процеси післязбирального дозрівання. Ці процеси протікають повільно (протягом 1 – 2 місяців) і супроводжуються посиленим диханням зерна та виділенням деякої кількості вологи, яка має випаровуватися у навколишній простір, інакше зерно «пітнітиме». Зберігання такого зерна у вологому стані й без достатнього провітрювання призводить до його псування.
Зерносховища поділяють на три типи: для фуражної, насіннєвої і продовольчої продукції. Крім того, існують сховища підлогового, бункерного та силосного виду, а також поліетиленові рукави.
Підлогові зерносховища
Переважно це одноповерхові будівлі з облаштованими верхніми і нижніми ярусами, в яких встановлені пристосування для механізованого завантаження й розподілення зерна.
Підлогові сховища облаштовують двома типами підлог: горизонтальними і похилими. Споруди з горизонтальною підлогою використовують для зберігання кількох видів зернових культур. Для того, щоб зерно не перемішувалося, загальну площу розподіляють на відсіки, використовуючи знімні щити або перегородки.
Продовольче та фуражне зерно, добре очищене та доведене до оптимальної вологості, можна зберігати в підлогових зерноскладах шаром до 5 м, а в підлогових зерноскладах із похилими підлогами, обладнаних механізмами, які забезпечують механізоване завантаження, розвантаження та обробку зерна – до 10 м.
Зерносховища з похилою підлогою будують на території зі зниженим рівнем залягання ґрунтових вод. У таких спорудах застосовують лише нижній ярус, із транспортерною стрічкою.
Бункерні сховища
Завдяки конструктивним особливостям цей різновид сховищ придатний для зберігання зернових культур різних сортів. Зерносховище бункерного типу обладнують двома способами. Його розподіляють на відсіки (для цього використовують стаціонарні перегородки) або оснащують бункерами з конусоподібними днищами. Другий варіант більш ефективний: конусоподібна конструкція бункера забезпечує розвантаження зерна самопливним способом.
Утім, за кожного різновиду відсіки та ємності для зберігання розташовані двома рядами. Посередині залишають прохід для технічного обслуговування і контролю над процесом зберігання.
Розміщення бункерів безпосередньо залежить від виду продукту, який там зберігають. У разі зберігання фуражного чи продовольчого зерна, ємності розташовують упритул до зовнішніх стін. Насіннєве зерно зберігати в таких умовах не можна – між бункером і стіною потрібно залишити вільний простір або укласти шар теплоізоляції.
Значного поширення (у США та деяких країнах Західної Європи) набули бункери з металу (найчастіше з оцинкованої сталі), збірні або суцільнозварені. Їх виготовляють циліндровими, з гладенького або гофрованого металу, а іноді й штампованого. Місткість окремих бункерів різна – від декількох десятків і сотень кубічних метрів. Бункери обладнані засобами завантаження зерна, мають пласкі або конічні днища, а також установки для аерації чи активного вентилювання. Деякі бункери облаштовані установками для визначення параметрів мікроклімату (наприклад температури зернової маси).
Зернові силоси
Силосом вважають будь-яку ємність, у якої лінійний розмір висоти перевищує діаметр у 1,5 – 2 рази. Для зберігання зернових культур застосовують силоси заввишки 25 – 30 м. Силоси мають бути сухими, чистими та добре вентилюватися. Днище силосу конусоподібне, що забезпечує автоматичне спустошення ємності. Використання силосних сховищ допомагає максимально ефективно використовувати внутрішній об’єм. Однак вартість таких конструкцій суттєво вища порівняно з підлоговими або бункерними зерносховищами.
В Україні з’являється дедалі більше зерносховищ із циліндричних металевих силосів. Такі зерносховища дають змогу здійснювати високотехнологічне переміщення зерна, його кондиціювання та переробку з мінімальним втручанням персоналу.
Металеві силоси з вентиляційним устаткуванням забезпечують як тривале й надійне зберігання зерна, так і тимчасове з мінімальними витратами. До того ж є змога провести деякі операції із засипаним зерном: пошаровий контроль температури зернової маси; низькотемпературне досушування зерна у силосі; знезараження зерна й дезінсекція силосу, контроль верхнього граничного рівня зернового насипу. Люки (верхній і нижній) та сходи дають змогу проводити обслуговування, очищення й ремонтні роботи як усієї конструкції, так і силосної ємності.
Поліетиленові рукави
Технологія зберігання сільгосппродукції у величезних поліетиленових рукавах з’явилася у 80-і роки XX ст., але завдяки своїй доступності та властивостям набула широкого застосування в Україні.
Ця технологія походить із Аргентини. У цій країні була великою проблема зберігання зерна – критично не вистачало потужностей. Виручили мішки-рукави, які стали чудовим інноваційним рішенням. Нині третина вирощуваного в Аргентині зерна зберігається саме у такий спосіб. Незабаром новий спосіб зернозберігання перейняли і країни Північної Америки та Європи. Тепер навіть великі агропідприємства мають у своєму арсеналі не лише традиційні елеватори, але й поліетиленові рукави.
У замкнутому середовищі, яким є поліетиленовий рукав, у процесі дихання живих організмів поступово збільшується концентрація вуглекислого газу. В умовах низького вмісту кисню припиняють свою активність усі хвороботворні та шкідливі організми, тому зерно зберігається довгий час без погіршення якості.
Самі рукави, довжина яких становить до 60 м, виконані з п’яти шарів поліетилену, кожен із яких має свої певні властивості. Це необхідно для того, аби зерно своєю вагою не порвало плівку, а також щоб мішок розтягувався рівномірно.
Ексклюзивне виробництво тришарового поліетиленового рукава завтовшки до 250 мікрон (залежно від діаметра) дає змогу підтримувати певну внутрішню температуру. А спецдобавка, яка входить до складу полімеру, виконує роль стабілізатора, запобігаючи згубному впливу сонячних променів на плівку. Згідно з різними дослідженнями, у рукавах зерно може зберігатися протягом двох років. Після цього періоду поліетилен під впливом ультрафіолетових променів руйнується. Зерно ж за потреби можна перекласти в інший мішок і зберігати далі.
Тривалі експерименти показали, що впродовж зберігання у мішку не відбувається жодних змін стосовно вологості закладеного зерна. При цьому деякі дослідники говорять про те, що можна закладати й вологий урожай. Проте для наших широт це не найкращий варіант, оскільки в такому разі термін зберігання буде коротшим. Тому українські фахівці радять все ж таки спочатку підсушити зерно до прийнятих у стандарті норм.
