От мешков до модульных хранилищ — все о технологиях хранения зерна

От истории к современности

С древнейших времен человек использовал два основных метода хранения зерна: в таре (например, в мешках) и насыпью. Археологические раскопки поселений Трипольской культуры, датируемые III тысячелетием до н. э., показывают, что зерно хранилось либо в специальных сосудах-корчагах, либо насыпью в ямах, которые изнутри обмазывались глиной.

Зернохранилища древнего Египта

Большинство современных элеваторов и складов напольного хранения было построено в период с 1950 по 1970-е годы. По словам Д. Корнева, руководителя отдела зерновой логистики московского представительства Bühler AG, физический износ этих объектов составляет в среднем 70%. Кроме того, они уже морально устарели и значительно уступают современным элеваторам по ряду параметров: удельная энергоемкость выше в 1,2-1,5 раза, материалоемкость — в 1,3-1,5 раза, а уровень автоматизации — в 2-3 раза. Это приводит к увеличению затрат на технологии и оплату труда.

По оценкам Российского зернового союза (РЗС), общая мощность зерновых хранилищ всех типов составляет около 135-145 млн тонн. Министерство сельского хозяйства России оценивает емкость хранения на уровне 138 млн тонн, из которых 47% приходятся на специализированные зернохранилища (элеваторы, хлебоприемные пункты и склады при перерабатывающих предприятиях). Остальная часть — это зерносклады на сельхозпредприятиях и в личных подсобных хозяйствах, что затрудняет объективную оценку как количественного, так и качественного состояния складского хозяйства.

На конец уборочной кампании 2017 года, по данным Национального союза зернопроизводителей РФ, дефицит емкостей для хранения зерна в среднем по стране составил около 20 млн тонн.

По данным Росстата, за последние пять лет было построено и введено в эксплуатацию зерносеменохранилищ общей емкостью более 3 млн тонн, из которых на долю элеваторов пришлось 1,05 млн тонн.

Особенности современных зернохранилищ

Современные зернохранилища обладают множеством конструктивных особенностей в зависимости от метода хранения. В основном, зернохранилища представляют собой различные емкости, такие как силосы элеваторов, бункеры, закрома и другие сооружения. В этих емкостях зерно хранится насыпью, при этом высота заполнения хранилища зависит от уровня влажности зерна. Хранение зерна насыпью позволяет оптимально использовать объём хранилища и эффективно применять одно из физических свойств зерновой массы — сыпучесть. Основные типы зернохранилищ включают железобетонные или деревянные элеваторы и склады — механизированные или немеханизированные, выполненные из кирпича, камня или дерева. Наиболее продвинутыми зернохранилищами являются железобетонные элеваторы с большими силосами, оснащённые мощными зерносушилками и высокопроизводительными зерноочистительными машинами.

Современный склад для хранения зерна

Элеваторы подразделяются на несколько типов:

• заготовительные зерновые базы;
• базисные хранилища;
• перевалочные склады;
• производственные элеваторы;
• фондовые комплексы;
• портовые зерносклады;
• реализационные комплексы.

Каждый из этих комплексов имеет свои уникальные особенности и назначения. В элеваторах все операции с зерном полностью механизированы, что обеспечивает свободное его перемещение в необходимом направлении и своевременное проветривание, сушку, очистку и сортировку больших партий зерна до установленных стандартов, а также при необходимости быструю отгрузку. Кроме того, для строительства элеватора требуется значительно меньше площади по сравнению с аналогичными складами той же вместимости. Тем не менее, это не означает, что строительство складов и хранение зерна в них теряет свою актуальность. В дополнение к элеваторам, также необходимы склады, где зерно можно хранить насыпью значительно меньшей высоты.

Современный склад для хранения зерна

Склад обычно имеет площадь пола от 1000 до 1200 м², невысокие стены (до 5 метров), и в нём сплошной насыпью можно хранить от 2500 до 3000 тонн зерна при высоте до 5 метров. Крупные партии стойкого (сухого, чистого) зерна, предназначенные для длительного хранения, целесообразнее размещать в складах, чтобы не загружать элеваторы, которые обладают большими возможностями обработки менее стойкого зерна. Эта практика становится абсолютно бесспорной, если склады расположены в непосредственной близости от элеватора и связаны с ним транспортной системой для подачи зерна. Безусловно, оборудование складов установками для активного вентилирования является целесообразным, поскольку они позволяют проветривать, охлаждать и подсушивать партии свежеубранного зерна, не прибегая к его перемещению. Склады также используются для хранения семенного зерна различных сортов, репродукций и категорий сортовой чистоты. Кроме того, в них можно хранить партии зерна, принимаемого по особым качественным показателям. Нельзя игнорировать такой важный фактор, как стоимость строительства: расходы на возведение складов значительно ниже, а их эксплуатация проще.

Зерно, предназначенное для семенных целей, на хранение засыпают в склады после проведения комплекса послеуборочной обработки, доведения его до требований стандарта на посевные качества семян и получения документа о качестве и пригодности семян к посеву от районной Государственной семенной инспекции.

В зависимости от категории семян методы их хранения могут различаться.

Хранение зерна в мешках

Высококачественные, наиболее ценные семена, которые обладают высокой стоимостью и производятся в селекционно-опытных учреждениях и элитных семеноводческих хозяйствах, относящиеся к категориям элиты и суперэлиты, хранятся упакованными в тканевые мешки. Мешки для хранения семян и зернопродуктов могут быть изготовлены из различных материалов, таких как льняная, полульняная, льноджутовая или льноджутокенафная ткань. Тип ткани, использованный для изготовления мешка, определяет его прочность. Мешки могут быть обычной прочности без цветной полосы или с одной полосой, называемой «просновка», которая создается благодаря введению цветной нити в основу ткани во время её изготовления. Также существуют мешки с повышенной прочностью, которые имеют 2-3 цветные просновки. Каждый упакованный и зашитый мешок с семенами должен иметь внутреннюю и внешнюю маркировку (ярлык) соответствующего цвета, определяющего категорию семян: для ОС — фиолетовый, ЭС — белый, PQ (включая гибриды) — голубой, РС2 и последующие поколения — красный, для смесей семян — зелёный.

Мешки с зерном на складе

Мелкосемянные культуры также хранят в мешках. Семена кукурузы, откалиброванные по размеру на фракции и обработанные средствами защиты растений, поставляют и хранят в бумажных мешках. На элеваторах часто применяют капроновые или полипропиленовые мешки, отличающиеся влагостойкостью и устойчивостью к механическим повреждениям.

Технологии хранения зерна на складе включают следующие этапы:

• Мешки с семенами укладываются в штабели на деревянные настилы или поддоны, которые должны находиться на высоте не менее 15 см от пола и не менее 70 см от наружных стен хранилища.
• Укладка может производиться «тройником» или «двойником». При укладке «тройником» два мешка ставятся вплотную друг к другу боками, а поперек них укладывается третий. При укладке «двойником» два мешка первого ряда кладутся параллельно с небольшим зазором между ними, следующая пара мешков кладется поперек первых, а третья пара — аналогично первой. Мешки при этом укладываются на ребро.
• Проходы между штабелями для проведения технологических операций, наблюдения за состоянием семян, приёма и отпуска продукции должны быть не менее 1,5 м, а при использовании механизированных средств укладки и транспортирования мешков — не менее 2,5 м.
• Высота укладки штабелей зависит от вида культуры, влажности и времени года.

Зерновой склад

Для семян зерновых колосовых культур, кукурузы и гороха с влажностью не более 14% согласно ГОСТ Р 52325-2005 высота штабелей может достигать 15 рядов, для подсолнечника с влажностью 8% — 8 рядов, а при влажности 7% — до 12 рядов.

Семена различают по следующим признакам и хранят отдельно:

• По культурам.
• В пределах сорта — по репродукциям.
• В пределах репродукции — по категориям.
• В пределах категории — по назначению: ОС, ЭС, РС, РСт.
• В пределах категории — раздельно по состоянию влажности.

Семена суперэлиты, элиты и первой репродукции всех культур, кроме риса и подсолнечника, а также семена второй репродукции пшеницы, ржи, ячменя, овса, гречихи, зернобобовых культур и сои размещают на хранение отдельно для каждого семеноводческого хозяйства, вырастившего эти семена.

Согласно инструкции о порядке приемки, размещения, хранения и отпуска сортовых семян хлебоприемными пунктами, для контроля состояния семян, хранящихся в таре, каждые 15 дней летом и 30 дней зимой из мешков отбирают образец семян, по которому в лаборатории проверяют цвет, влажность, запах и наличие вредителей. Работники лабораторий выписывают на каждую партию семян штабельные ярлыки по установленной форме, где указываются культура, название сорта или гибрида, репродукция, категория, процент сортовой чистоты семян.

При появлении вредителей в затаренных семенами мешках проводят их обеззараживание с помощью газовой дезинсекции. Если обеззараживание выполняется иными способами, семена извлекают из мешков, обрабатывают и снова упаковывают в чистую тару. Протравленные семена в крафт-мешках хранятся в изолированных помещениях семенохранилища в штабелях высотой до 20 рядов.

Фуражное хранилище

В некоторых случаях небольшие партии зерна отдельных культур упаковывают для их изоляции и оптимизации загрузки складов. Мешки также используются при досрочной поставке партий зерна в отдаленные районы. Учитывая, что такие грузы во время транспортировки часто перегружаются на разные виды транспорта, а в пунктах назначения они могут храниться длительное время в суровых погодных условиях, каждый наполненный мешок упаковывают дополнительно в другой, пустой мешок.

Хранение зерна насыпью

Эту технологию, в свою очередь, разделяют на напольное и силосное хранение. В первом варианте, применяемом в складах с ровными полами, высота насыпи не превышает 5...6 м, а в складах с наклонными полами она может достигать 7...10 м. Однако высота насыпи всегда корректируется с учетом влажности зерна, засыпаемого на хранение.

Во втором варианте хранения (в силосах) зерно хранится в больших объемах. Силосный метод является наиболее передовым, так как он обеспечивает полную механизацию всех технологических процессов, связанных с зерном, и минимизирует затраты на 1 т грузооборота. Характерной особенностью силосного хранения является медленное выравнивание температуры засыпанной осенью теплой зерновой массы в силосах большого диаметра с температурой окружающего воздуха.

Напольное вентилирование зерна, хранящегося насыпью

Преимущества хранения зерна насыпью включают:

• рациональное использование ресурсов зернохранилища;
• удобство при погрузке, разгрузке и транспортировке продукции;
• более эффективную борьбу с амбарными вредителями, такими как насекомые и клещи;
• удобство мониторинга состояния зерновых масс;
• экономию средств на упаковке.

Сухой метод хранения

При удалении влаги из зерновых культур все вредоносные организмы переходят в состояние анабиоза. Такой подход к хранению основан на методе ксероанабиоза. После этого остаётся лишь защитить зерно от повреждений, вызванных насекомыми, и поедания его грызунами. Метод полного или частичного высушивания используется для долгосрочного хранения зерна на базисных или фондовых складах.

Методы обезвоживания зерновых продуктов могут различаться, но все они условно делятся на два основных принципа сушки:

1. Без применения тепла.
2. С использованием тепловой энергии.

Наиболее экономичным оказался способ сушки, при котором зерновые культуры засыпаются в ёмкости и подвергаются обработке солнечным теплом и воздухом.

Современное зернохранилище

Хранение зерна без доступа кислорода

Безвоздушный метод хранения зерна применяется в основном на производственных предприятиях, где качество сырья имеет первостепенное значение. Этот способ отличается тем, что при отсутствии кислорода в массе зерна гибнет большая часть вредоносных паразитов, таких как микроорганизмы и насекомые. В процессе использования данной технологии хранения зерновая масса самоконсервируется в условиях отсутствия доступа кислорода, что способствует сохранению всех ценных свойств зерна. Обычно этот метод консервирования применяется на мукомольных и хлебопекарных производствах.

Внедрение технологии безвоздушного хранения осуществляется с использованием специальных герметичных емкостей, в которые помещается сырье. Иногда для ускорения процесса консервации применяют углекислый газ или сухой лед, который выделяет углекислоту при контакте с воздухом.

Хранение зерновых культур в охлажденном виде

Метод хранения зерна при низких температурах пользуется спросом среди небольших фермерских и складских хозяйств. С экономической точки зрения, этот метод уступает лишь сушке зернового сырья, при этом имеет минимальный процент потерь продукта.

Современные элеваторы

Принцип охлаждения зерна во многом напоминает процесс его сушки. Основная идея заключается в том, что при высоких и умеренно низких температурах активность микроорганизмов и насекомых в зерновой массе замедляется или вовсе прекращается. Если для сушки зерна достаточно рассыпать его на ровной поверхности и обеспечить доступ солнечной и воздушной энергии, то для хранения с охлаждением требуется искусственно поддерживать температуру в диапазоне 5-10 градусов, что может быть довольно затратным и сложным в жаркие дни сбора урожая. Обычно при охлажденном методе хранения зерна на складах используют приточно-вытяжную вентиляцию, которую включают летом ночью, а в остальное время года — круглосуточно.

Другие способы хранения зерна

Существует множество альтернативных методов хранения зерна, которые активно используются в разных странах и регионах мира:

• хранение в модульных временных хранилищах;
• хранение зерна в мини-элеваторах с применением мобильных транспортных систем;
• хранение в полимерных зерновых рукавах и кольцевых зернохранилищах;
• бескаркасные арочные и тентовые каркасные ангары.

Хранилища зерна с активной вентиляцией

Модульные хранилища особенно востребованы в Австралии и странах Европы. В России первые подобные хранилища начали использовать в 2008 году, и с тех пор они распространились в регионах Центрального Черноземья и Алтая. Модульные хранилища представляют собой отличное решение, когда необходимо создать дополнительные емкости для хранения зерна. Их легкость в монтаже и обслуживании, возможность быстрой разборки и перемещения на другое место обеспечивают широкий спектр применения.

Одним из важных преимуществ модульных хранилищ является их способность обеспечивать максимально компактное хранение зерна. В отличие от сельскохозяйственных мешков, которые требуют значительных площадей, модульные хранилища позволяют локализовать хранение зерна с высотой насыпи до 27 метров. Однако основным фактором, побуждающим аграриев выбирать модульные хранилища, является сохранение высокого качества зерна на протяжении всего периода хранения. Для сельхозпроизводителя очевидно, что выращенное зерно — это отличная инвестиция. Продажа зерна в периоды пиковых цен, а не сразу после сбора урожая, значительно повышает рентабельность вложений в оборудование, удобрения и семена.

Сегодня существует три основных метода складирования зерна:

• Сухой.
• Охлажденный.
• Безвоздушный.

В России предпочтение отдается охлажденному и сухому методам хранения.

Грамотная организация процесса хранения зерна требует неукоснительного соблюдения всех нормативных требований, регулярного контроля состояния зерна и точного ведения документации.

Принцип модульного хранения зерна

Основные требования при хранении зерна

Процесс хранения зерна начинается с использования лопат и щеток: тщательная очистка складских помещений и оборудования перед закладкой новой партии зерна является основой для сокращения потерь. Несоблюдение правил производственной гигиены, наличие пыли и возбудителей грибковых заболеваний создают благоприятные условия для размножения вредителей и клещей.

Не менее важным шагом перед закладкой зерна на хранение является очистка зерновой массы от посторонних примесей. Этот простой метод поможет избежать множества проблем в дальнейшем.

Если предполагается использование химических средств для обработки пустых складов, важно учитывать сроки допуска и регламент их применения.

Товарное и фуражное зерно следует хранить отдельно от потенциально опасных веществ, таких как средства защиты растений, минеральные удобрения, дизельное топливо, моторное масло, дезинфицирующие и чистящие средства. Особое внимание следует уделять организации хранения органических удобрений, протравленных семян и медикаментов.

Конструктивные особенности складов и зданий, предназначенных для хранения зерновых и зернобобовых культур, а также семян масличных культур, должны предотвращать проникновение внутрь животных, птиц и грызунов.

При раскладывании приманок для грызунов необходимо обеспечить их размещение вне зерновой насыпи и недоступность для детей и домашних животных.

Важно убедиться, что склады напольного хранения и силосы прошли тщательную очистку перед заполнением зерном нового урожая, а подъемно-транспортное оборудование не использовалось для перемещения опасных грузов.

Зерно, поступающее на хранение, должно сопровождаться документами установленной формы. Один из основных принципов хранения — полная прослеживаемость всех процессов по документам.

Учет сроков проведения контрольных проверок зерна имеет первостепенное значение: в журнале учета фиксируют температуру и влажность зерновой массы, время и интервалы между ее вентилированием. Применение консервантов на основе органических кислот также должно быть отражено в документации.

В журнале учета необходимо фиксировать все этапы внесения удобрений и средств защиты, проводимые в хозяйстве в течение вегетационного периода.

Нормы и показатели при хранении зерна

Исследование свойств зерновой массы и влияния на нее внешних факторов показало, что интенсивность всех происходящих в ней физиологических процессов зависит от одинаковых факторов, среди которых наиболее важными являются влажность и температура зерновой массы, а также доступ воздуха.

Кирпичное зернохранилище

В сухом зерне (с влажностью 10-12%) биохимические процессы практически полностью прекращаются, микроорганизмы, насекомые и клещи почти не развиваются. Такое зерно может храниться годами, причем потери массы, например, в пшенице, не превышают 0,01-0,4% в год. В зерне с повышенной влажностью интенсивность дыхания резко увеличивается, активизируется развитие микроорганизмов (например, плесневых грибов) и вредителей хлебных запасов. В результате этого выделяется значительное количество тепла, что приводит к самосогреванию, значительным потерям качества и массы (до 3-8%) и даже порче зерна. Влажность зерна, при которой резко возрастает интенсивность дыхания, называют критической. Для зерна пшеницы, ржи, ячменя, риса и гречихи этот показатель находится на уровне 14,5-15,5%; для зерновых бобовых культур — 15-16%; для проса, кукурузы и овса — 13,5-14,5%. Во влажном зерне могут образовываться токсичные и ядовитые вещества, опасные для человека и животных, придающие зерну стойкий затхлый запах. Кроме того, влажное зерно может начать прорастать при хранении, что также ухудшает его качество и увеличивает потери массы.

Хранение зерна в мешках

Температура является одним из ключевых факторов состояния зерна. При температуре ниже +10 °С интенсивность дыхания снижается, микроорганизмы (включая плесневые грибы) и вредители хлебных запасов развиваются крайне медленно, а процесс самосогревания не происходит. В охлажденном состоянии можно хранить даже влажное зерно, однако наибольшей стойкостью при хранении обладают партии сухого охлажденного зерна.

Для обеспечения качественного контроля за состоянием зерновой массы ее условно делят на участки по сто квадратных метров, за которыми ведется постоянное наблюдение, включая регулярные замеры температуры и влажности. Также на этих участках проводят анализы для определения количества вредителей.

Температурные показания снимаются с использованием специальных термоштанг, которые представляют собой термометры в защитных корпусах. Замеры производятся в трех местах: в верхнем, нижнем и среднем слоях насыпи при условии, что высота насыпи превышает полтора метра. После каждого замера термоштанга перемещается на 2 м. Частота контроля показателей заселенности фитофагами и клещами определяется температурой и массой насыпи:

раз в неделю — при температуре +10 °С и выше; раз в две недели — при температуре ниже +10 °С; раз в месяц — при температуре 0 °С и ниже. Зерно, хранящееся в мешках, проверяют на наличие амбарных вредителей один раз в месяц зимой и два раза летом.

Хранилище зерна

В заключение следует отметить, что хранение зерна — это динамический процесс, в ходе которого оно может изменять свои свойства. Поддержание качества зерновой массы является основной задачей технологии хранения зерна. Соблюдение всех технологических регламентов позволяет минимизировать естественные потери продукта и сохранять его в здоровом состоянии. Учитывая особенности культуры и состояние зерновой массы, а также используя современные методы повышения стойкости зерновой культуры, можно сохранять высокое качество сырья на протяжении многих лет.