Цель, которую преследует любой винокур при хранении зерна или солода — обеспечение его качества и целостности. При этом важное значение имеет технология. Задача технологии на данном этапе – создать условия, благоприятные для сохранения зерна «живым», и уберечь его от повреждений.
Ниже вы найдете полезные рекомендации по сохранению зерна целым, сухим и без запаха. Хранение сырья в оптимальных условиях поможет вам достичь наилучших производственных результатов в течение более длительного периода времени.
Предварительная подготовка зерновых
Обычно, винокур получает зерно или солод определенной кондиции, которое прошло ряд этапов очистки с последующим его складированием на элеваторе. Если зерно не только чистое, но еще и сухое, вам остается лишь позаботиться об его качестве на весь период процесса хранения.
При покупке сырья напрямую у фермеров, а они знают какой вид примесей содержит их зерно, все поступающие на винокурню колосовые с засоренностью более нормированной, должны подвергаться очистке на зерноочистительных машинах от пыли, земли, камней, металлических и других посторонних примесей.
Посторонние примеси, отличающиеся от зерна толщиной (шириной) и аэродинамическими свойствами (парусностью), отделяют на воздушно-ситовом сепараторе.
Для обеспечения безопасности условий труда, а также пожаро- и взрывобезопасности при хранении и подработке зерна необходимо предусматривать аспирацию пылевыделяющего оборудования.
При проектировании аспирационных систем в Украине необходимо руководствоваться ДБН В.2.5-67:2013 (ДБН В.2.5-56:2014).
При поступлении зерна с повышенной влажностью его дополнительно подсушивают до определенных значений. Сушка зерна после очистки — это необходимое условие для дальнейшего хранения.
| Термин хранения | Влажность, % | Потенциальные сложности |
|---|---|---|
| 2-3 недели | 14-18 | Плесень, потеря дыхания, обесцвечивание, потеря всхожести, потеря свежести, появление запаха и т. д. |
| 8-12 месяцев | ≤ 13 | Ущерб от насекомых |
| Более 1 года | ≤ 9 | Потеря жизнеспособности |
При влажности 10-12 процентов внутренние биохимические процессы замирают и зерно впадает в состояние анабиоза.
Режимы хранения зерновых
Давайте сосредоточимся на трех основных критериях оптимального хранения злаков: внутренние процессы в зерне, микроорганизмы и насекомые-вредители. Неплохо будет учесть общее состояние сырья и количество в нем примесей, о чем говорилось выше.
Наличие примесей отрицательно влияет на эффективность хранения и технологические особенности солода, что приводит к снижению выхода и качества продуктов переработки.
Внутренние процессы при хранении зерна
После уборки зерно продолжает жить, оно «дышит». Поглощенный из воздуха кислород расходуется на поддержание внутренних химических процессов, в результате которых выделяется вода, углекислый газ и тепло. Масса зерна при этом закономерно падает.
Чрезмерное увлажнение зерна может привести к ферментации (анаэробному окислению), что повышает температуру и повреждает зерна, а также способствует распространению насекомых.
Выделяющееся при этом тепло порождает эффект самосогревания, возрастает интенсивность химических процессов в сырье. Так зерно может прорасти, что приведёт к дополнительным потерям по массе и по качеству.
Бороться с этим проще всего путем понижения влажности зерна. В зависимости от условий окружающей среды, зерно и солод либо впитывают влагу из окружающей среды, либо передают свою собственную влагу наружу.
| Параметры воздуха | Равновесное содержание влаги | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Влажность / температура | 10 | 20 | 24 | 28 | 32 | 36 | 40 |
| 50% | 11,8 | 11,3 | 10,9 | 10,7 | 10,5 | 10,2 | 10,0 |
| 55% | 12,3 | 11,9 | 11,5 | 11,3 | 11,0 | 10,8 | 10,6 |
| 60% | 12,9 | 12,5 | 12,2 | 12,0 | 11,6 | 11,4 | 11,2 |
| 65% | 13,5 | 13,1 | 12,6 | 12,4 | 12,2 | 12,0 | 11,8 |
| 70% | 14,1 | 13,7 | 13,3 | 13,1 | 12,8 | 12,6 | 12,5 |
| 75% | 15,0 | 14,5 | 14,0 | 13,8 | 13,6 | 13,4 | 13,2 |
| 80% | 15,9 | 15,2 | 15,0 | 14,7 | 14,5 | 14,3 | 14,0 |
| 85% | 17,2 | 16,4 | 15,9 | 15,7 | 15,5 | 15,3 | 15,1 |
| 90% | 18,4 | 17,6 | 17,2 | 17,0 | 17,0 | 16,8 | 16,5 |
Необходимо свести к минимуму скорость поглощения влаги из окружающей среды и предотвратить любые другие способы попадания влаги в зерно и солод.
Микрофлора в зернохранилище
При закладке в хранилище, зерновая масса приносит туда плесень и бактерии. Особую опасность представляют спорообразущие бактерии, например, сенная и картофельная палочки.
Снижение жизнедеятельности микроорганизмов обеспечивают созданием для них неблагоприятных микроклиматических условий.
| Плесень | Минимальный % влаги для прорастания |
Температура роста | ||
|---|---|---|---|---|
| Minimum, C | Optimum, C | Maximum, C | ||
| Alternaria | 91 | -3 | 20 | 36-40 |
| Aspergillus canditus | 75 | 10 | 28 | 44 |
| A. flavus | 82 | 6-8 | 36-38 | 44-46 |
| A. fumigatus | 82 | 12 | 37-40 | 50 |
| A. glaucus | 72 | 8 | 25 | 38 |
| A. restrictus | 71-72 | — | — | — |
| Cephalosporium acremonium | 97 | 8 | 25 | 40 |
| Epicoccum | 91 | -3 | 25 | 28 |
| Fusarium moniliforme | 91 | 4 | 28 | 36 |
| F. graminearum | 94 | 4 | 25 | 32 |
| Mucor | 91 | -3 | 28 | 36 |
| Nigrospora aryzae | 91 | 4 | 28 | 32 |
| Penicillium funiculosum | 91 | 8 | 30 | 36 |
| P. oxalicum | 86 | 8 | 30 | 36 |
| P. brevicompactum | 81 | -2 | 23 | 30 |
| P. cyclopium | 81 | -2 | 23 | 30 |
| P. viridicatum | 81 | -2 | 23 | 36 |
Этого можно добиться снижением влажности до оптимальных значений 10-11 %, но не выше 14%. Также, можно снизить температуру до 10 градусов, что приведёт к остановке размножения бактерий и плесени, но не их гибели.
Следует отметить, что технология герметичного хранения позволяет снизить содержание кислорода в хранилище ниже пяти процентов. В такой среде начинает погибать плесень, а при полном отсутствии кислорода гибнут все аэробные бактерии.
Но зерно при этом перейдёт на анаэробное дыхание, приобретёт характерный «амбарный» запах, в нём начнёт накапливаться этиловый спирт. Переработка такого сырья потребует от винокура оптимизации параметров затирания.
Насекомые-вредители
Вред от насекомых достаточно обширен и не ограничен лишь поеданием собранного урожая. Как и микрофлора, насекомые чувствительны к влажности, температуре и наличию кислорода. Так, при температуре ниже 12 градусов вредители перестают размножаться.
Уровень оптимальной влажности сырья для различных насекомых колеблется от 12 до 17 процентов, для клещей — от 17 до 20 процентов. При меньших величинах они не могут разгрызть оболочку зерна и резко теряют способность к воспроизведению.
Системы хранения зерна
Существует множество систем хранения зерна (силос буфер, склад, амбар, мешок и т. д.).
Длительное хранение колосовых производят в зернохранилищах амбарного или элеваторного типа. Причем последнее рекомендовано для винокурен производительностью более 3000 дал спирта в сутки. На заводе должен храниться 3-месячный запас.
Для Украины микроклимат зерноскладов должен отвечать требованиям ДСН 3.3.6.042 и ДБН В.2.5-67:2013. Условия по взрывопожаробезопасности отражены в ДБН В.1.1-7 и ДБН В.1.2-7.
| Критерий | Стальной силос | Бетонный силос | Амбар | Рукава для зерна |
|---|---|---|---|---|
| Хранение | Навалом | Навалом | Навалом или в мешках | Навалом |
| Оборачиваемость1 | FIFO | FIFO | LIFO | В зависимости от потребностей |
| Занимаемая площадь | Вертикальное хранение, меньше места |
Вертикальное хранение, меньше места |
Горизонтальное хранение, больше места |
Горизонтальное хранение, больше места |
| Контроль качества | Cистема температурного контроля, аэрации, ПЛК и т. д. | Cистема температурного контроля, аэрации, ПЛК и т. д. | Возможно, но не точно | Нет2 |
| Жизнь зерна | Длительный термин при 12% влажности и низкой температуре | Длительный термин при 12% влажности и низкой температуре | Вариабельно | Непредсказуемо |
| Обслуживание | Автоматизация, механизация | Автоматизация, механизация | Вручную, механизация |
Вручную, механизация |
| Дизайн | Простая конструкция, простая установка | Усложнение: установка арматуры, заливка качестенного бетона, более длительный ввод в эксплуатацию | Простой | Простой |
| Эксплуатационные расходы | Относительно низкие начальные инвестиции | Относительно низкие начальные инвестиции | Высокие | Высокие |
| Стоимость фундамента | Средняя-высокая | Высокая | Средняя | Нет |
| Потери | < 1% | < 1% | < 34% | < 34% |
| Заражение | Практически отсутствует | Практически отсутствует | Доступно для птиц, грызунов, термитов, животных, грибков, плесени, брожения и т. д. | Грибы, плесень, брожение, насекомые и др.3 |
1 Хорошей практикой для управления запасами и обеспечения расха сырья задолго до истечения срока его годности, является принцип «первым пришел – первым вышел» (FIFO, First-in, First-out), который, в отличие от амбаров (Last-in, First-out), доступен во всех наших бункерных системах хранения. Мы предлагаем вам использовать запасы солода или зерна в течение двух-трех месяцев после получения.
2 При правильной эксплуатации силосный мешок является водонепроницаемым, имеет высокую степень газонепроницаемости по отношению к CO2 и O2. Среду хранения в современном силосном мешке можно контролировать с помощью портативных датчиков CO2 по всей длине мешка. Данные с номером рукава, положением вдоль рукава и идентификатором местоположения на основе GPS автоматически передаются на мобильный телефон для онлайн-мониторинга и ведения учета.
3 Сообщений о присутствии насекомых в силосных мешках немного. Анализ данных свидетельствует о том, что неблагоприятные условия внешней среды негативно сказываются на развитии насекомых. Зафиксировано, что активность плесени ниже, чем при хранении в условиях нормальной атмосферы. Во всех случаях поддержание герметичности рукава является ключевым фактором [1].
Выбор системы хранения зависит от типа зерна, его веса, разнообразия культур и способов транспортировки. Для мини спиртзаводов оптимальным решением будет хранение полученного зерна и солода на складе в мешках либо бункерах, которые следует опорожнять через регулярные промежутки времени.
Бурты
При малых объемах оборотного сырья (в количестве 3-5 дневного запаса) можно начать с открытого способа складирования на площадках насыпью или в таре, иногда под навесом. Насыпь формируют таким образом, чтобы можно было накрыть зерновую массу, но только с допустимой влажностью.
Недостаток такого способа – влияние внешней среды, поэтому высока вероятность увеличения влаги, распространение вредителей или вредных микроорганизмов, так как сложно контролировать данные факторы в открытых условиях.
Бункерное зернохранилище
В такой способ можно хранить несколько видов зерна и солода. При хранении в бункерах перед первым наполнением убедитесь, что он герметичен. Мы встречали оборудование, где система не была должным образом герметизирована, в бункере накапливалась влага, что приводило к образованию плесени и комкованию солода.
Для бункерных хранилищ, как и силосов, доступны все виды автоматизации АСУ ТП и контроля качества сырья.
Хранение в мешках на складе
Хранить мешки с зерном нужно в чистом и сухом месте с низкой относительной влажностью. Мы всегда рекомендуем складировать зерно подальше от стен и над землей на поддонах, чтобы обеспечить свободный поток воздуха под штабелем. Блокирование воздушного потока может привести к повышению влажности и температуры, что потенциально привлекательно для вредителей.
Сохранение зерна или солода СУХИМ является абсолютным приоритетом.
Для некоторых климатических регионов это не является проблемой, для других может иметь большое значение, если хранить зерно слишком долго. Помните, что мешки не являются влагостойкими. Они спроектированы так, чтобы иметь определенную степень воздухопроницаемости и гарантировать, что влага не собирается внутри (что может привести к образованию плесени).
С другой стороны, если оставить мешки с зерном под прямыми солнечными лучами, температура внутри повысится, что создаст идеальную среду для насекомых.
Обязательно запечатайте все открытые мешки кабельными стяжками, скотчем или переупакуйте оставшееся количество сырья в меньшие плотно закрывающиеся контейнеры. Иначе, воздействие атмосферы увеличит скорость поглощения влаги и окисления зерна.
Храните мешки в среде БЕЗ ЗАПАХОВ. Солод и зерно поглотят любые присутствующие запахи, и это повлияет на качество конечного продукта. Не держите тару возле машин или оборудования, которые выделяют пары, выделяют тепло и/или требуют влажной уборки.
Запахи паров будут поглощаться зерном и могут присутствовать в конечном продукте. Тепло и влага могут повредить качеству колосовых или увеличить вероятность заражения и/или образования плесени.
Поддержание ХОЛОДНОЙ температуры важно для снижения вероятности заражения насекомыми. Идеальная температура для хранения составляет от 5°C до 15°C.
Наконец, мешки следует складировать в ЧИСТОМ помещении, чтобы предотвратить привлечение нежелательных грызунов и птиц. Место хранения должно быть защищено от вредителей.
P.S. Если сомневаетесь в качестве сырья — попробуйте его В рамках дегустационной панели можно выявить более глубокие проблемы, связанные с неприятными привкусами и ароматами. Для этого возьмите 200 г. зерна, залейте 500 мл. кипятка и оставьте на 15 минут. Отфильтруйте зерно и оцените аромат и вкус оставшейся жидкости.