23 10 24 Mano ukio prenumerata 2024 23 04 15 Gauti naujienas mobili žurnalas
Mano Ūkis 2019/02
Grūdų sandėlių ventiliacija ir laikymo sąlygų stebėjimas
  • Prof. emer. Algirdas RAILA, dr. Egidijus ZVICEVIČIUS, dr. Aušra ČIPLIENĖ VDU Žemės ūkio akademija
  • Mano ūkis

Mūsų šalyje populiarus grūdų sandėliavimas bokštuose be aktyviosios ventiliacijos neįsivaizduojamas, nors dėl storo grūdų sluoksnio ir ventiliacijos galimybės tampa ribotos. Storas grūdų sluoksnis sudaro didelį pasipriešinimą pučiamam per sluoksnį oro srautui, todėl net nuimant gana sausus arba pilant išdžiovintus grūdus tenka valdyti jų sampile vykstančius šilumos ir drėgmės mainų procesus. Nepakankamai kontroliuojant grūduose vykstančius procesus prarandama arba rizikuojama prarasti grūdų masę ir kokybę.

Įrengiant aktyviąją ventiliaciją grūdams džiovinti per grūdų sluoksnį pučiamas lyginamasis oro srautas turi būti ne mažesnis kaip 400–600 m3/(t·val.), o žolių kūlenoms ir rapsams – apie 1 000 m3/ (t·val.). Sampilui vėdinti (aeruoti) grūdų bokštuose per grūdų sluoksnį pučiamas lyginamasis oro srautas turi būti apie 20 m3/(t·val.). Projektuojant, statant ar modernizuojant grūdų sandėlius, vienas svarbiausių uždavinių yra tai, kad ventiliatoriais pučiamas oro srautas būtų pakankamas ir tolygiai paskirstomas visame grūdų sampile.

Grūdų sampile vykstantys procesai

Nuimant javus šiltu oru į sandėlius patenka gana sausi, kaip praėjusiais metais, arba džiovyklose išdžiovinti šilti ir dažnai nepakankamai atvėsinti grūdai. Tokių grūdų sampilo porose vyksta natūrali konvekcija, kuri formuoja grūduose vykstančius pokyčius. Paveiksle parodytas susidarančių oro srautų judėjimas grūdus sandėliuojant bokšte, kai aplinkos oro temperatūra vėsta ir yra žemesnė už grūdų sampilo temperatūrą. Šie reiškiniai charakteringi rudenį, tai ypač aktualu sandėliuojant grūdus metaliniuose bokštuose, nes vėstant aplinkos orams susidaro grūdų sampilo ir aplinkos oro temperatūros skirtumas. Grūdai, esantys bokšto pasienyje prie išorinių sienelių, atvėsta, o žiemą atšąla ir grūdų sampilo porose esantis oras. Sunkesnis šaltas oras bokšto pasieniu leidžiasi žemyn, iš apatinių grūdų sampilo sluoksnių į viršų išstumdamas šiltesnį orą, kuris grūdų bokšto centrinės dalies sampilo viršuje, sutikdamas šaltesnių grūdų sluoksnį, atvėsta. Čia susidaro palankios sąlygos ore esančiai drėgmei kondensuotis ir drėkinti paviršinius grūdų sluoksnius.

Analogiški procesai (tačiau priešingos krypties) prasideda pavasarėjant. Kai aplinkos oras pradeda atšilti, suintensyvėja saulės spinduliuojamas šilumos srautas, o po žiemos grūdai bokšte išlieka žemos temperatūros. Čia dėl susidarančio temperatūrų skirtumo formuojasi priešingos krypties oro srautai, drėgmės kondensacijos grėsmė susidaro sampilo apačioje.

Siekiant valdyti natūralios konvekcijos procesų pasekmes ir išvengti galimo drėgmės kondensacijos pavojaus, naudojamos bokštų ir plokščiadugnių grūdų sandėlių ventiliavimo sistemos, t. y. per grūdų sluoksnį pučiamas aplinkos oras. Taip suvienodinami besiformuojantys temperatūrų skirtumai sandėliuojamų grūdų sampile.

Kita gana efektyvi priemonė – grūdų perpylimas iš vienos sandėliavimo talpyklos į kitą. Skirtingų temperatūrų grūdų sluoksniai sumaišomi, taip viso sandėliuojamo grūdų sampilo temperatūra suvienodinama.

Sandėliuojant grūdus plokščiadugniuose sandėliuose, saulės radiacijos ir aplinkos temperatūrų kaita daro mažesnį poveikį grūdų sampile vykstantiems procesams, nes sandėlio atitvarų šilumos laidumas yra gerokai mažesnis (šiluminė varža ir atitvarų storis didesnis) negu metalinių bokštų sienelių plieno lakštų.

Analogiški grūdų atidrėkimo procesai stebimi ir grūdus eksportuojant į šiltesnio klimato rinkas.

Sandėliuojamų grūdų laikymo sąlygų stebėjimai

Metalinis grūdų bokštas. Temperatūrinių laukų pasiskirstymas ir kaita stebėti 12 m aukščio, 12 m skersmens ir 1 000 t talpos metaliniame grūdų bokšte, kuriame įrengtos aeracijos ir temperatūros matavimo sistemos. Bokšto viduryje pakabinta 12 temperatūros jutiklių, kurie išdėstyti kas 1 metrą per visą bokšto aukštį. Išvalyti ir išdžiovinti kviečiai į stebimą bokštą pradėti krauti rugpjūtį. Laikomi grūdai po truputį buvo realizuojami, tad kovo pradžioje buvo užpildyta tik apie 50 procentų bokšto, vidutiniškai 5 metrų aukščio grūdų sampilas.

Vasarą į bokštą kraunami grūdai buvo veikiami saulės spinduliuotės, be to, jie nebuvo pakankamai po džiovinimo atvėsinti (iš džiovyklos buvo išleidžiami 35– 40 °C temperatūros grūdai). Visa tai lėmė aukštą 38 oC temperatūrą bokšto viduje. Vidutinė rugpjūčio mėnesio temperatūra bokšto viduje buvo 34,9 oC, o vidutinė grūdų sampilo temperatūra – 24,9 °C. Per mėnesį kviečius pavyko atvėsinti 7,6 °C – iki 17,3 °C. Spalio–sausio mėnesiais grūdų sampilo temperatūra mažėjo. Tačiau vėsinimas buvo nepakankamas, nors aplinkos gamtinės sąlygos buvo palankios greitesniam grūdų atvėsinimui.

Gruodžio–sausio mėnesiais vidutinė grūdų sampilo temperatūra buvo 10,4 °C, nors rekomenduojama tokiu laikotarpiu apie 5 °C temperatūra. Vėliau kviečiai buvo perventiliuoti ir per daug atvėsinti. Kovo pirmą dekadą vidutinė grūdų sampilo temperatūra buvo -4,3 °C. Grūdų sampilo viršutinėje dalyje netgi buvo aptikta susiformavusi grūdų ir ledo pluta, kurioje esančių grūdų drėgnis buvo 40,6 ± 1,6 proc., kai vidutinis grūdų drėgnis bokšte buvo 11,8–12 procentų.

Taigi, per daug atšaldyti grūdai ir pavasarėjantis oras, intensyvėjanti saulės spinduliuotė sudarė palankias sąlygas kondensatui susidaryti, iškraunamiems grūdams aprasoti (kondensuojantis aplinkos oro drėgmei ant grūdų paviršiaus) – grūdai drėko, todėl reikėjo juos papildomai džiovinti prieš realizuojant.

Metalinio grūdų bokšto konstrukcija ir jautrumas saulės spinduliuotei turėjo įtakos ir kitam neigiamam reiškiniui – dideliam temperatūriniam skirtumui grūdų sampilo viduje.

Laikymo sezono pradžioje didžiausias temperatūrų skirtumas buvo rugpjūčio mėnesį (vidutiniškai 14,6 °C), kraunant šiltus grūdus į bokštą. Paskui temperatūrinį gradientą pavyko sumažinti, tačiau per visą laikymo sezoną jis nė karto nebuvo mažesnis negu 9 °C. Dėl didelio temperatūrų skirtumo grūdų sampile ir susiformavusio temperatūrų skirtumo tarp grūdų sampilo ir viršgrūdinės bokšto erdvės kondensato susidarymas tapo neišvengiamas. Pasekmė – sampilo paviršiuje grūdų atidrėkimas ar net ledo sluoksnio susidarymas.

Plokščiadugnis aruodinis grūdų sandėlis. Buvo stebimi procesai ir aruodiniuose grūdų sandėliuose. Tai 4 x 4 m pločio ir gylio aruodai, kuriuose buvo suformuotas 3,5 m aukščio kviečių sampilas. Aruodai atitraukti nuo išorinių pastato sienų, o jų apačioje įrengti aktyviosios ventiliacijos sistemos skirstomieji ortakiai. Aruodų pertvaros – įlaiduotos lentos. Laikymo sąlygoms stebėti naudoti autonominiai temperatūros ir oro-drėgnio matavimo jutikliai su duomenų kaupikliais, kurie nustatytu matavimų periodiškumu (kas valandą) fiksavo aplinkos oro temperatūrą ir santykinį drėgnį virš stebimo aruodo, taip pat grūdų sampilo (apie 40 cm nuo sampilo viršaus) aruode.

Rugpjūčio antrą dekadą, greičiausiai dėl neteisingai parinkto ventiliavimo režimo, grūdai buvo pašildyti 3,2 °C iki 25,4 °C, o į pradines sąlygas sugrąžinti tik po 14 dienų. Vėstant orams, grūdų temperatūra nuosekliai mažėjo ir spalio mėnesio 1 dekadą buvo 16,3 °C. Nuo spalio antros dekados iki vasario grūdai ventiliuoti ir atvėsinti nepakankamai efektyviai, sampilo vidutinė temperatūra buvo per aukšta: spalį 17,9 °C, lapkritį – 13,1, gruodį – 9,0, sausį – 6,1, vasarį – 4,0 °C.

Grūdų sampilo temperatūrą sumažinti iki rekomenduojamos 5 °C buvo galima beveik trimis mėnesiais anksčiau – tam meteorologinės sąlygos buvo palankios. Sausio–vasario mėnesiais buvo atšalimas, per jį taip pat nepavyko efektyviai suvaldyti grūdų sampilo temperatūros.

Mikologinės būklės kaita sandėliuojamų grūdų sampile

Po dviejų mėnesių laikymo pastebėta mikroskopinių grybų rūšių skaičiaus mažėjimo tendencija, tačiau tuo pat metu bendrasis mikologinis užterštumas augo. Tai rodo, kad laikymo metu keičiasi dominuojančių mikroskopinių grybų rūšinė sudėtis ir susidarius palankioms sąlygoms vystosi tam geriausiai prisitaikiusios mikromicetų rūšys.

Temperatūrinio lauko stabilumas taip pat lemia mikroskopinių grybų vystymąsi. Laikant grūdus laboratorinėmis sąlygomis pastovaus klimato kameroje vienodoje 10 oC temperatūroje, gyvybingų mikromicetų sporų skaičius buvo mažesnis, nei laikant grūdus kintamoje temperatūroje.

Žiemą stipriai peršaldytus grūdus pavojinga laikyti pavasarį ir vasarą. Temperatūrų skirtumo sukeliamas konvekcinis oro judėjimas grūdų sampile drėkina grūdus tam tikrose sampilo zonose ir blogina mikologinę situaciją. Visuose stebimuose objektuose buvo fiksuotas grūdų drėgnio padidėjimas 1,5–3 procentais.

Sandėliavimo laikotarpio pabaigoje vabzdžių ir erkių padidėjimo nebuvo fiksuota, ko gero, tam įtakos turėjo ženklus grūdų atvėsinimas ir peršaldymas iki neigiamų temperatūrų.

Apibendrinamieji pastebėjimai

Literatūros šaltinių analizė ir vykdyti tyrimai leidžia teigti, kad grūdų mikologiniam užterštumui didžiausią įtaką daro auginimo technologijos, javų žydėjimo ir brendimo tarpsnyje – aplinkos gamtinės sąlygos, o derliaus nuėmimo, paruošimo, sandėliavimo laikotarpiu – grūdų drėgnis, temperatūra ir grūdų sampile vykstančių biocheminių ir mikrobiologinių procesų kontrolė bei valdymas.

Intensyviausias kviečių grūdų ir rapsų sėklų biologinis aktyvumas ir šilumos išskyrimas būdingas iškart po derliaus nuėmimo, sandėliavimo pradžioje, kuris kviečių sampile stabilizuojasi per 20–30 parų, o rapsų sampile – per 50–60 parų. Sandėliuojamų kviečių ir rapsų drėgnio įtaka jų biologiniam aktyvumui priklauso nuo laikymo temperatūros.

Daugelyje sandėlių, kuriuose vykdytas grūdų laikymo sąlygų monitoringas, neišnaudojamos turimos techninės galimybės ir palankios gamtinės sąlygos laikomų grūdų temperatūrai sumažinti, dėl to nesustabdomi nepageidautini procesai grūdų sampile, darantys tiesioginę įtaką jų kokybės menkėjimui, mikromicetų vystymuisi ir netiesioginę – mikotoksinų kaupimuisi grūduose.

***

Rengiami naujų grūdų sandėlių statybos ar senųjų modernizavimo projektai neturi prasilenkti su autorių parengtomis ir Žemės ūkio ministerijos patvirtintomis taisyklėmis „Grūdų sandėlių technologinio projektavimo taisyklės ŽŪ TPT 05:2011“ ir kitais galiojančiais norminiais dokumentais