Засоренность зерновой массы

Виды примесей

В состав зерновой массы входят, как зерна основной культуры, так и разнообразные примеси. Примеси серьезно осложняют хранение, переработку зерна, а также в дальнейшем снижают качество продукции. Ряд примесей содержат в своем составе ядовитые вещества, поэтому они опасны для человека и животных. Следовательно, содержание таких примесей должно быть ограничено.

Примеси появляются в зерновой массе уже при уборке и обмолоте зерна, их количество увеличивается при транспортировке и хранении. Многие примеси способствуют порче зерна при хранении, например, семена сорных растений имеют по сравнению с ним более высокую влажность, что может вызвать развитие микроорганизмов и даже самосогревание. Поэтому необходим контроль за содержанием примесей в зерне. С этой целью, а также для выработки эффективной очистки зерна появилась необходимость классифицировать примеси. Так, у зерновых и зернобобовых культур примеси делят на две группы: зерновую и сорную. К сорной относят вредные, бесполезные и малоценные примеси. К зерновой — незначительно снижающие качество зерна. В плодах и семенах масличных растений выделяют две группы примесей: сорную и масличную (по своему значению аналогичную зерновой примеси).

Состав основного зерна, сорной и зерновой примесей изложен в стандартах на соответствующую культуру.

Так, согласно ГОСТ 9353-90 «Пшеница. Требования при заготовках и поставках» к основному зерну пшеницы относят:

1. целые и поврежденные зерна пшеницы, которые не являются сорной и зерновой примесями;
2. 50% массы битых зерен или изъеденных любой степени повреждения;
3. зерна и семена зерновых и бобовых (для пшеницы пятого класса), которые не отнесены к сорной или зерновой примесям по стандартам на эти культуры.

В пшенице сорными примесями являются:

1. масса, проходящая сквозь сито с диаметром отверстий 1,0 мм;
2. минеральная примесь (комочки земли, песок, галька, частицы шлака и т. п.);
3. органическая примесь (части листьев, стеблей растения, стержни колоса, ости, цветковые пленки и т. п.);
4. семена дикорастущих растений;
5. испорченные зерна пшеницы, ржи, ячменя и полбы (цвет эндосперма от коричневого до черного);
6. фузариозные зерна;
7. вредная примесь — головня, спорынья (грибы-паразиты); угрица (нематода); вязель разноцветный, горчак ползучий, софора лисохвостная, термопсис ланцетный, плевел опьяняющий, гелиотроп опушенноплодный, триходесма седая (семена сорных растений); у некоторых культур (например, у кукурузы ГОСТ 13634-90) в состав вредной примеси входят семена клещевины;
8. для пшеницы высшего, первого-четвертого классов — зерна и семена культурных растений, кроме нормальных зерен ржи, ячменя, полбы;
9. для пшеницы пятого класса — зерна и семена зерновых и зернобобовых, отнесенные к сорной примеси по стандартам на эти культуры, семена масличных растений.

Зерновую примесь пшеницы составляют зерна пшеницы (50% массы битых или изъеденных зерен, остальные 50% — основное зерно): давленные, щуплые, проросшие, морозобойные, поврежденные, с измененным цветом оболочек и с эндоспермом от кремового до светло-коричневого цвета, раздутые при сушке, зеленые. Для пшеницы высшего, первого-четвертого классов — рожь, ячмень, полба, если их зерна не сорная примесь. Для пшеницы пятого класса — плоды и семена зерновых и бобовых культур, отнесенные к зерновой примеси по стандартам на эти культуры.

По степени засоренности для каждой культуры по ГОСТу зерно бывает: чистое, средней чистоты и сорное.

Методы определения засоренности

Определение содержания примесей в зерне и в семенах зернобобовых культур, предназначенных для продовольственных, кормовых и технических целей проводят согласно ГОСТ 30483.97 «Зерно. Методы определения общего и фракционного содержания сорной и зерновой примесей; содержания мелких зерен и крупности; массу держания зерен пшеницы, поврежденных клопом-черепашкой, содержания металломагнитной примеси».

При этом придерживаются следующей последовательности. Сначала определяют:

1. крупную сорную примесь;
2. явно выраженную сорную и зерновую примеси;
3. не явно выраженные испорченные и поврежденные зернам
4. вредную и особо учитываемую примеси.

Далее рассчитывают содержание сорной и зерновой примесей. Отдельно — вредную и особо учитываемую примеси.

Для определения крупной сорной примеси зерно просеивают через сито с отверстиями диаметром 6,0 мм. Затем ее взвешивают отдельно по фракциям, существующим для сорной примеси данной культуры. Крупную гальку взвешивают отдельно.

Для определения явно выраженной примеси навеску зерна просеивают круговыми движениями через набор сит: поддон; сито для прохода массы, относимой к сорной примеси, сито для мелкого зерна; сито для крупного.

Крупные и мелкие зерна выявляют одновременно с сорной и зерновой примесями.

Далее сходы с сит помещают раздельно на разборную доску. Выделенные фракции сорной и зерновой примесей взвешивают раздельно. Из прохода через нижнее сито отбирают вредную примесь. При анализе обращают внимание на особенности примесей по культурам.

Не всегда удается путем внешнего осмотра выявить все испорченные и поврежденные зерна. Тогда ищут не явно выраженные испорченные зерна в навеске. При этом учитывают особенности анализируемой культуры.

Вредную примесь выделяют в дополнительной навеске. Ее указывают как в составе сорной примеси, так и раздельно по видам. В стандартах на зерновые и бобовые культуры указано допустимое количество по видам вредной примеси. Если при анализе обнаружены семена триходесмы седой, то партия считается с наличием вредной примеси.

К особо учитываемой примеси относят головневые зерна, семена донника, луковички дикого чеснока, гальку.

Для нахождения металломагнитной примеси навеску равномерно распределяют на гладкой поверхности тонким слоем. С помощью магнита металломагнитную примесь собирают и взвешивают.

Согласно ГОСТ 28419-97 существует также механизированный метод определения содержания сорной и зерновой примесей в товарном зерне пшеницы, ржи и ячменя. С этой целью используют анализатор засоренности У1-ЕАЗ-М.

Принципы очистки зерна от примесей

Для длительного хранения и повышения качества зерна и продуктов его переработки большое значение имеет очистка зерновой массы от посторонних примесей. Они существенно затрудняют процесс разлома зерна, ухудшают органолептические показатели качества готового продукта.

Все примеси в зерновой массе можно разделить на трудноотделимые и легкоотделимые. Легкоотделимые примеси — это сорта различного размера. Такие примеси удаляются воздушным потоком. Удлиненные примеси удаляются с помощью овсюгоотборника. Короткие примеси удаляются куколеотборником.

Трудноотделимые примеси по своим размерам, форме, аэродинамическим свойствам и т. д. приближаются к основному зерну. К ним относятся: в яровой пшенице — ячмень; в озимой пшенице — рожь, ячмень; в ячмене — пшеница, овес; в овсе — ячмень; в ячмене — такие сорняки, как софора лисохвостная, термопсис ланцетный; в просе — горчак ползучий, гелиотроп опушенноплодный. О содержании трудноотделимых примесей в зерне можно судить по примесям в зерне после пропуска его через анализатор засоренности.

В основе очистки зерна лежат различные принципы работы механизмов.

Один из них основан на различии линейных размеров зерна и примесей. Для этого применяют сита как с круглыми отверстиями, так и с продолговатыми. Продолговатые отверстия сортируют зерно и примеси по толщине и по диаметру. Круглые отверстия пропускают примеси по ширине и по диаметру, если они круглой формы. Такие сита установлены в зерноочистительных сепараторах. Компоненты зерновой массы, различающиеся по длине, разделяют в специальных машинах, называемых триерами. Зерна и семена сорняков попадают в соответствующие им по размерам ячейки, а более длинные выпадают из них при вращении цилиндра или дисков. При разработке схемы очистки зерна нужно учесть, насколько полной будет очистка. Например, овсюг и пырей удаляют из пшеницы с помощью триера — овсюгоотборника, ячеи которого больше, чем длина зерен пшеницы. Куколь же и другие сорняки отделяют в куколеотборниках с меньшими ячеями.

Другой принцип заключается в использовании аэродинамических свойств зерна и сорняков. Компоненты зерновой массы можно разделить по скорости витания. Вертикальным воздушным потоком будут уноситься одни частицы, а другие отделятся от общей массы зерна, так как для их витания требуется обычный поток воздуха. На этом принципе основана работа пневмосепараторов.

При совпадении размеров и аэродинамических свойств сорняков и зерна используют их различия по плотности. Например, в пневматическом сортировальном столе зерновую смесь помещают на деку, которая совершает продольные колебания, а снизу подается воздух, в результате тяжелые частицы оказываются внизу, а легкие — вверху слоя зерна. Такие сорняки, как дикая редька и овсюг хорошо отделяются от пшеницы. Способ погружения зерновой смеси в растворы солей определенной плотности пока не нашел применения, так как увлажненное зерно приходится затем сушить.

Еще один принцип основывается на различии примесей по форме и по характеристике поверхности (гладкая, морщинистая, шероховатая и т. п.), используемом при очистке в специальных фракционных сепараторах с наклонными поверхностями. При движении по наклонной плоскости округлые и гладкие семена, естественно, будут двигаться быстрее, чем угловатые с шероховатой поверхностью. Например, просо легко очищается от сизого щетинника и вьюнка. Наклонные поверхности предусмотрены различной формы: плоские, винтовые, цилиндрические. Встречаются сепараторы-горки, сепараторы-змейки и др. Например, горка с винтообразной плоскостью (змейка) применяется для очистки пшеницы от семян вики.

Шероховатость семян некоторых сорняков используется для очистки с помощью металлических опилок, при пропуске через магнитный сепаратор зерно становится чистым. Так удаляются семена повилики, подорожника и плевела. Также можно добавить увлажненные деревянные опилки, которые прилипают к шероховатой поверхности, например, семян подорожника, таким образом, увеличивая ширину семян.

Очистка зерна будет эффективна в том случае, если правильно подобрана ее схема. Большое значение здесь имеют физические свойства зерна и характер примесей, а также построение вариационных кривых по размерам, аэродинамическим свойствам и т. п.

Сорные растения

Значительную часть примесей составляют плоды и семена сорных растений, которые произрастают на полях среди зерновых культур.

Сорняки наносят большой ущерб — отнимают у культурных растений воду и питательные вещества, тем самым снижая их урожайность. Кроме того, плоды и семена многих сорных растений содержат вещества, ядовитые для человека и животных.

Уже на полях с сорняками ведется борьба. Проводят агротехнические мероприятия (зяблевую вспашку, прополку, пропашку посевов); очистку посевного материала от семян сорных растений; уничтожение сорняков в оврагах, канавах, на дорогах; подбор сортов культурных растений, приспособленных к данному району выращивания; внешний и внутренний карантин; применяют химические и биологические способы борьбы.

Несмотря на это, при уборке урожая плоды и семена сорняков попадают в зерновую массу, что и создает проблемы при хранении и переработке зерна.

На полях вместе с зерновыми культурами встречается большое количество видов сорных растений. Некоторые из них очень быстро размножаются и создают опасность для посевов. Наличие семян таких сорных растений в посевном материале, как правило, не допускается.

На территории Российской Федерации одни сорняки распространены повсеместно (например, пырей и гречишка вьюнковая), другие (а их большинство) приспособились к определенным климатическим условиям.

Необходимо также учитывать специализацию сорных растений. Некоторые из них встречаются в посевах разных зерновых культур, другие приспособлены лишь к одной культуре (специализированные сорняки).

Также важно знать, плоды и семена, каких сорняков преобладают в зерновой массе какой-либо культуры, а какие встречаются редко. Исключительную важность имеет вопрос об очистке зерна от семян сорных растений. Все сорные семена можно разделить на две группы легкоотделимые и трудноотделимые. Отделение сорняков от зерна основано на различии их физико-механических свойств. Чем больше это различие, тем легче очистка. Поскольку абсолютно идентичных сорных семян и зерна нет, то теоретически можно утверждать, что очистить можно любое зерно, однако для этого потребуются сложные технологические операции.

Содержание семян сорных растений в зерновой массе изменяется в широких пределах и зависит от соблюдения агротехники и других мероприятий по борьбе с ними.

Среди сорняков наиболее опасны карантинные сорные растения. При ввозе в страну посевной материал должен проходить карантинный контроль. Такие сорняки часто ядовиты. Цель карантина — предотвратить завоз из других стран сорняков, а также уничтожить или предотвратить распространение местных злостных сорняков. Если ввозимое зерно и семена содержат карантинные и злостные сорняки, то их нужно быстро очистить от примесей, а если это не возможно, то вернуть в экспортирующую страну или уничтожить.

К карантинным сорнякам, которые отсутствуют в нашей стране, относятся: череда волосистая, ценхрус малоцветковый, подсолнечник калифорнийский, подсолнечник реснитчатый, ипомея плющевидная, ипомея ямчатая, бузинник пазушный (ива многолетняя), паслен каролинский, паслен линейнолистный, стриги (все виды). Карантинные сорняки, ограниченно распространенные в Российской Федерации: амброзия полыннолистная, амброзия многолетняя, амброзия трехраздельная, горчак ползучий (розовый), паслен колючий, паслен трех цветковый, повилики.