Изучение свойств зерновой массы и влияния на нее условий окружающей среды показало, что интенсивность всех протекающих в ней физиологических процессов зависит от одних и тех же факторов, важнейшими из которых являются: влажность зерновой массы и содержание влаги в окружающей среде; температура зерновой массы; доступ воздуха к зерновой массе. Поэтому режимы хранения зерна и семян основаны на воздействии на данные факторы с целью приведения зерновой массы в состояние анабиоза. Выбор режима хранения определяется технологической и экономической целесообразностью.
В практике хранения зерна применяют несколько режимов, один из них - хранение зерновых масс в охлажденном состоянии, когда температура понижена до пределов, оказывающих тормозящее влияние на все жизненные функции компонентов зерновой массы.
Режим хранения в охлажденном состоянии основан на принципе термоанабиоза, на чувствительности всех живых компонентов зерновой массы к пониженным температурам. Жизнедеятельность зерна основной культуры, семян сорных растений, микроорганизмов, насекомых и клещей при пониженных температурах резко снижается или приостанавливается совсем.
Своевременным охлаждением зерновой массы различного состояния достигают ее полного консервирования на весь период хранения.
Хранению зерновых масс в охлажденном состоянии способствует их плохая теплопроводность. В результате этого свойства представляется возможным сохранить в массе зерна пониженные температуры в течение большей части года. Этот режим следует применять и в южных регионах, где только возможно достаточное естественное охлаждение зерновых масс в ночное время суток летом, а также в осенний и зимний периоды.
Хранение в охлажденном состоянии является одним из эффективных средств, обеспечивающих сокращение потерь зерна. Даже при хранении сухого зерна его охлаждение дает заметный дополнительный эффект и увеличивает степень консервирования сухой зерновой массы.
Особое значение приобретает временное хранение в охлажденном состоянии партий сырого и влажного зерна, которые не представляется возможным высушить в короткое время. Для таких партий охлаждение является основным и почти единственным методом сохранения их от порчи.
В практике послеуборочной обработки зерновых масс по мере возможности стремятся охладить все партии зерна, даже сухого. С наступлением холодной погоды хранящееся зерно должно быть охлаждено независимо от предполагаемых сроков его хранения. Необходимо охлаждать и партии зерна, предназначаемые для перевозок. Это в значительной степени обеспечивает сохранение их качества на время пребывания в пути.
Исключительно важно своевременное охлаждение семенных, продовольственных и кормовых фондов зерна в сельскохозяйственных предприятиях. Дело в том, что в период уборки урожая зерно с поля от комбайнов поступает на ток, имея температуру около 30 °С, то есть наиболее оптимальную для энергичной деятельности всех живых компонентов зерновой массы. В случае появления влаги они начинают энергично функционировать и могут в короткий срок привести зерно в испорченное состояние. Значительные потери в массе и качестве зерна в отдельных хозяйствах очень часто являются следствием невнимания к охлаждению.
Охлажденными считаются только партии зерна, имеющие в насыпи температуру не более 10 °С. При этом зерновые массы с температурой во всех слоях насыпи от 0 до 10 °С считают охлажденными в первой степени, а с температурой ниже 0 °С - во второй степени.
Избыточное охлаждение зерновых масс часто приводит к отрицательным результатам. Как правило, при значительном охлаждении (до -20 °С и более) создаются условия для очень большого перепада температур в весенний период, что обычно и приводит к повышению влажности зерна, к развитию процесса самосогревания в верхнем слое насыпи. Избыточное охлаждение может быть вредным и для партий посевного материала, так как при наличии свободной воды в семенах возможна потеря ими всхожести уже при температурах минус 20 °С и ниже.
Охлаждение зерновых масс до 0 °С или небольших минусовых температур обеспечивает их сохранность и облегчает спокойный переход к условиям весенне-летнего хранения.
Способы охлаждения зерновых масс можно разделить на две группы: пассивные и активные.
Пассивное охлаждение осуществляют проветриванием зернохранилищ с применением приточно-вытяжной вентиляции.
При пассивном охлаждении зерновую массу не перемещают и не нагнетают в нее воздух. При этом способе температуру зерновых масс снижают, проветривая зернохранилища, открывая двери и окна, устраивая приточно-вытяжную вентиляцию. Такое пассивное охлаждение применяют для всех хранящихся партий зерна во всех случаях, когда температура воздуха ниже температуры зерновой массы. В летне-осенний период его проводят в ночные часы, а с наступлением устойчивой холодной и сухой погоды - круглосуточно.
Пассивное охлаждение не всегда дает достаточный эффект, так как воздух, циркулируя у поверхности зерновой насыпи, медленно, постепенно, послойно охлаждает ее. В связи с плохой тепло - и температуропроводностью зерновой массы ее внутренние участки поддаются охлаждению медленно. Эффект охлаждения будет зависеть от разницы температур воздуха и зерновой массы, а также и от продолжительности периода охлаждения.
Наилучшие результаты при пассивном охлаждении наблюдаются в партиях зерна сухого и средней сухости. В зерновой массе с высокой влажностью и значительной положительной температурой (20 °С и более) при высоте насыпи более 1 м охлаждение всех ее слоев не происходит и угроза самосогревания не исчезает.
Пассивное охлаждение не всегда дает достаточный эффект. Но несмотря на недостатки метода пассивного охлаждения, он всегда приносит значительную пользу, не требуя при этом расхода механической энергии и больших затрат труда. Кроме того, охлаждение пола, стен хранилища является мероприятием, ограничивающим развитие вредителей-насекомых.
Активное охлаждение осуществляют пропуском зерна через зерноочистительные машины, зернопогрузчики, конвейеры, нории. Зерновые массы охлаждают также с помощью стационарных или передвижных установок для активного вентилирования.
В связи с невысокой технологической эффективностью и большой трудоемкостью перелопачивание нельзя рекомендовать как средство охлаждения зерновой массы. Его применяют лишь при воздушно-солнечной сушке зерна.
Перемещение зерновых масс при помощи последовательно установленных конвейеров или через зерноочистительные машины, снабженные аспирационными установками, дает хороший технологический эффект. При этом, чем длиннее путь движения зерна, тем больше оно соприкасается с окружающим воздухом и быстрее охлаждается. Наибольший эффект достигается при пропуске зерна через зерноочистительные машины, снабженные вентиляторами (сепараторы, аспирационные колонки).
Наиболее прогрессивным методом охлаждения является активное вентилирование, дающее самый высокий технологический эффект. При активном охлаждении результаты его выявляют определением температуры и влажности зерновой массы до и после проведения работ. Одновременно проверяют партию зерна на зараженность вредителями хлебных запасов.
Обязательным условием охлаждения зерновой массы является проведение его без увеличения влажности последней. Зерно не должно быть подмочено атмосферными осадками, не должна быть также увеличена его влажность в результате сорбции паров воды из воздуха. Поэтому активное охлаждение любой партии зерна необходимо проводить с учетом ее фактической и равновесной влажности, температуры и влажности воздуха.
Исключение составляют зерновые массы в состоянии самосогревания. Охлаждение их возможно и даже необходимо при любой влажности воздуха, так как даже холодный, насыщенный водяными парами воздух при соприкосновении с нагревшейся зерновой массой заметно повышает свою температуру и увеличивает влагоемкость, тем самым способствуя охлаждению зерна и снижению его влажности.
В процессе охлаждения отдельных партий зерна наблюдается снижение их влажности. В партиях сырого зерна при контакте их с холодным сухим воздухом и особенно с температурой ниже 0 °С потеря зерном влаги может достигать нескольких процентов.
С наступлением весеннего потепления во всех зернохранилищах принимаются меры, обеспечивающие сохранение в зерновой массе зимних низких температур на возможно длительный период. В складах, где зерновая масса более доступна воздействию воздуха, с первым потеплением закрывают окна, двери, вентиляционные приспособления. Переходить на летние режимы хранения нужно постепенно, так как в противном случае возможны конденсация водяных паров в верхних слоях насыпи, увлажнение зерна, что может привести к его самосогреванию.
Наступление тепла особенно опасно для охлажденных партий влажного или сырого зерна. Если такие зерновые массы невозможно просушить, то сохранить их можно, только поддерживая низкие температуры.
В связи с важностью проведения работ по своевременному охлаждению всех партий зерна на каждом предприятии обязательно составляют план мероприятий по переводу зерна на зимнее хранение. В этом плане определяют очередность обработки партий в зависимости от их состояния, намечаемых сроков хранения и целевого назначения. План составляют с учетом максимального использования всех технических средств, которыми располагает хозяйство.