Навалочные грузы

По транспортной классификации навалочные грузы делятся на не зерновые навалочные (навалочные) и зерновые навалочные (насыпные).

Степень и вид опасности при перевозке навалочных грузов определяется способностью грузов:смещаться к борту и создавать крен судна;разжижаться и перетекать к борту судна;самонагреваться и самовозгораться;

создавать опасные концентрации ядовитых и взрывоопасных газов;понижать концентрацию кислорода в грузовых помещениях;нарушать местную и общую прочность корпуса судна;химически активно взаимодействовать с металлом ограждений судна и механизмов;

вызывать порывистую качку.Навалочные грузы могут находиться в одном из 3 транспортных состояний:относительно монолитном (грузы с углом естественного откоса (a) больше 35°, рудные концентраты с малой влажностью);сыпучем (зерновые и другие грузы с a < 35°);разжижающимся (рудные концентраты и другие грузы с повышенной влажностью).По степени подвижности в условиях морской перевозки все на­сыпные грузы делятся на безопасные и опасные в отношении сме­щения.Опасными в отношении смещения являются насыпные грузы, которые обладают повышенной сыпучестью (легкосыпучие грузы) или приобретают свойства текучести под действием сил качки и вибрации корпуса судна в процессе рейса. В зависимости от меха­низма перемещения эти грузы могут быть подразделены на два основных вида: сыпучие и тиксотропные.

18 Специфические свойства навалочных грузов делятся на: физические: сыпучесть, способность к усадке и самосортировке, плотность, скважность, сорбционность, тепло и температуропроводность, абразивность, гранулометрический состав; химические: самонагревание, самовозгорание, взрывоопасность, ядовитость, коррозионность; биологические: дыхание, дозревание, прорастание (только зерновые). Кусковатость (гранулометрический состав) – % соотношение кусков различных размеров. Гранулометрический состав выявляется ситовым анализом пробы груза путем последовательного просеивания (грохочения) через набор решет или сит, имеющих отверстия разного диаметра. Резуль­таты ситового анализа оформляются в виде графиков или таблиц, показывающих процентное содержание отдельных фракций пробы. В зависимости от гранулометрического состава различают сортированные и рядовые навалочные грузы. Сортированные – отношение наибольших к наименьшим меньше или равно 2,5. Больше – рядовые, которыехарактеризуются размером наи­большего типичного куска. Категории: крупно кусковые – более 160 мм; средне кусковые – 60 – 160; мелко кусковые – 10 – 60; крупно зернистые – 2 – 10; мелко зернистые – 0, 5 – 2; порошкообразные – 0,05 – 0,5; пылевидные – менее 0,05. Угли бурые, каменные и антрациты: плиточный (П) 100 – 200 (300); крупный (К) 50 – 100; орех (О) 25 – 50; мелкий (М) 13 – 25; семечко (С) 6 – 13; штыб (Ш) 0 – 6, рядовой (Р) 0 – 200 (300).

19Влажность: химически связанная (конституционная), гигроскопическая (поры), молекулярная (поверхность частиц), гравитационная (скважины). Навалочные грузы, содержащие внешнюю влагу, на­зывают влажными, или сырыми, если она обволакивает частицы (молекулярная влага), либо мокрыми, когда влага частично заполняет поры между ча­стицами (гравитаци­онная влага). При длительном хранении на открытом воздухе внешняя влага испаряется, и груз называют воздушно–сухим или находящимся в состоянии естественной влажности. Насыпной груз, содержащий лишь конституционную влагу, называют сухим. Предельно допустимая влажность определяется ГОСТом. Влажность груза, как правило, определяют путем высушивания образца в сушильном шкафу при температуре 105 – 110°С до дости­жения постоянной массы пробы. Величина влажности находится как процентное отношение массы влаги, испарившейся после высу­шивания, к первоначальной массе образца. Исходя из гигроскопичности грузов и предельно допустимой влажности они крытого или открытого хранения. Относительная влажность навалочного груза – отношение массы испарившейся влаги к первоначальной массе вещества (%). Абсолютная влажность – отношение массы испарившейся влаги к массе сухого остатка (%). Влагосодержание – масса влаги в процентах от влажного вещества. Точка текучести – влагосодержание, при котором наступает текучесть. Транспортабельный придел влажности – максимальное влагосодержание, обеспечивающее безопасную перевозку морем.

20 Плотность навалочных гр Объемная масса (плотность). Легкие менее 0,6 т/м³; средние 0,6 – 1,1; тяжелые 1,1 – 2, весьма тяжелые более 2. Плотность вещества r_в – отношение массы навалочного груза к объему самого вещества (r_в = G / Vв). Объемная масса – отношение массы к сумме объемов вещества и пор (r_о = G / (Vв + Vп)). Насыпная масса – отношение массы к сумме объемов вещества, пор, скважин (r = G / (Vв + Vп + Vс)). Пористость (коэффици­ентами плотности или пористости) (Кп = Vп / (Vв + Vп)) характеризует, сколько влаги может впитать вещество, без подмочки. Скважность (скважистость) (Кс = Vс / (Vв + Vп + Vс)) воздухопроницаемость груза. Стандартная плотность навалочного груза (r_ст) – масса груза в мерном ящике (1000х1000х1000 мм); для зерновых – натура зерна. Натура зерна и стандартная плотность пылевидных и порошкообразных грузов определяется при помощи литровой пурки. Коэффициент уплотнения (Ку = r_ф / r_ст) характеризует усадку груза. Коэффициент проницаемости (Кпр = (Vп + Vс) / (Vв + Vп + Vс)) характеризует, сколько воды может проникнуть в полностью загруженное грузовое помещение. Плотность грузов различна: при ее значении менее 0,6 т/м³ грузы принято считать легкими, от 0,6 до 1,0 т/м³ – средними и более 1,0 т/м³ – тяжелыми. Увеличение плотности навалочных грузов происходит за счет бо­лее компактной укладки частиц и уменьшения объема пор груза под действием динамических сил или статических нагрузок. Способ­ность груза уменьшать свой объем (уплотняться) под действием внешних факторов иначе называют сжимаемостью, или компресси­онной способностью. В условиях морской перевозки изменение плотности массы груза зависит от способа и высоты его загрузки в грузовые помещения судна, а также от интенсивности действия та­ких внешних динамических сил, как вибрация и качка судна.Для большинства навалочных грузов динамические нагрузки в сравнении со статиче­скими вызывают более значительное уплотнение частиц.При вибрационном уплотнении масса груза на некоторое время приобретает свойства жидкости, мелкие частицы укладываются в поры между более крупными и происходит переформирование грузовых частиц, в результате которого резко уменьшается порис­тость и увеличивается плотность. Влажные пылевидные навалочные грузы сжимаются более медленно, скорость уплотнения в этом случае определяется быстротой выдавливания поровой воды.

21 Абразивность Истирающая способность (абразивность) и острокромчатость. По степени абразивности навалочные грузы ­делятся на несколько групп: А – неабразивные, В – малоабразивные, С – средней абразивности, Д – высокой абразивности. Степень абразивности груза зависит от твердости, формы и размеров его частиц и характеризуется десятибалльной шкалой (шка­лой Мооса (1 – тальк, 10 – алмаз)). Острокромчатость – наличие острых режущих кромок (граней) у частиц груза. Опасна при производстве грузовых работ. Сыпучесть – способность смещаться (пересыпаться) вследствие взаимного передвижения частиц (из–за действия качки, вибрации). Характеризуется углом естественного откоса a – углом между образующей конуса, из свободно насыпанного навалочного груза, и горизонтальной плоскостью. Который зависит от размера, формы, шероховатости, однородности частиц; влажности; способа и высоты отсыпки. Грузы, приобретающие свойства текучести – тиксотропные. Тиксотропными принято называть грузы, которые способны при­обретать свойство текучести под действием внешних динамических факторов. К ним относятся концентраты минеральных руд, а так­же другие порошкообразные и пылевидные материалы, перевози­мые морем в увлажненном состоянии. Сыпучесть (подвижность) насыпных грузов является основным отличительным свойством этой категории грузов и определяется характером распределения внутренних сил в сыпучей массе. Сыпу­честь насыпного груза, степень подвижности его частиц принято характеризовать величинами углов естественного откоса, внутрен­него трения, а в общем случае – величиной сопротивления сдвигу. Сопротивление сдвигу складывается из сопротивления трению твердых частиц груза между собой по поверхностям скольжения и сопротивления связности, которая определяется силами сцепления частиц.К связным и вязким сыпучим телам принято относить грузы, которые оказывают ощутимое сопротивление сдвигу при незначи­тельных нормальных нагрузках. Свойство связности характери­зуется силами сцепления частиц груза.Различают чисто механическое сцепление (зацепление) частиц груза и сцепление, вызванное молекулярными силами притяжения пленочной жидкости, обволакивающей поверхности частиц насып­ного груза. Фактор зацепления зависит от плотности засыпки груза и окатанности (шероховатости и формы) грузовых частиц. С увели­чением плотности массы груза силы зацепления грузовых частиц возрастают

22Смерзаемост ь – потеря сыпучести при низких температурах с образованием прочного монолита. Придел влажности: песок 1 – 1,2 %; щебень – менее 2 %; антрацит – менее 4 – 5 %; бурый уголь 18 – 30 %; агломерат железной руды, концентраты цветных руд, известняк, гравий – менее 2 %. Спекаемость – потеря сыпучести при высоких температурах (пек, гудрон, асфальт, горячий агломерат). Сводообразование (зависание над выпускным отверстием) – самопроизвольное возникновение сводов из частиц груза над выпускными отверстиями. Зависит от размеров, формы, влажности, слеживаемости, смерзаемости, липкости и т. п.. Липкость – свойство навалочного груза прилипать к поверхности твердых тел под действием сил молекулярного притяже­ния между материалом твердого тела и пленками жидкости, обволаки­вающими частицы груза, или самими частицами груза. Грузы при повышенной влажности (сахар–сырец), сухие сера, тальк к стали, мел к дереву. Коррозионность – способность груза вступать в химические реакции с ограждениями транспортных средств, перегрузочным оборудованием, зданиями и сооружениями, другими грузами, с причинением им повреждений (химические удобрения, соли, зола, особенно при повышенной влажности). Слеживаемость – полная или частичная потеря сыпучести при длительном хранении (цемент, известь, глина, сода, окись цинка, минеральные удобрения), при повышенной влажности (соль, сахар). Возрастает с увеличением высоты слоя груза. Для идеально сыпучих грузов слеживаемость проявляется в возникновении сил сцепления, достигающих 15 – 20 кгс/м², для связных грузов этот параметр увеличивается в 5 – 8 раз. В табл. 6 приведены данные о величине сил сцепления (начального сопротивления сдвигу t_о) при наличии слеживания в условиях краткосрочного хранения, не превышающего несколь­ких суток.

23-24Самовозгораемость – воспламенение в массе груза под действием химических реакций (влажное зерно, уголь, фосфор, влажная щепа, сера, карбид кальция). Критическая температура – окисление ускоряется и переходит в самовозгорание (бурые угли 50 °С, каменные 60 – 65°С, антрациты 80 – 83°С). Ограничение высоты складирования (2 – 3,5 м) основной способ предотвращения самовозгорания угля (см. лаб. раб. 7). Взрывоопасностью обладают: взрывчатые вещества; вещества выделяющие кислород и горючие газы (удобрения, уголь); вещества выделяющие пыль, способную воспламенятся со взрывом (зерно, крахмал, мука, древесные опилки, уголь). Хрупкость – склонность к разрушению (дроблению) в процессе перегрузки и хранении (кокс, антрацит, некоторые виды зерна, гранулированные удобрения). Вредность для здоровья. Выделение едкого запаха или пылящие (хлорная известь, цемент, порошковые минеральные удобрения, отруби, шроты, зерно, уголь, семена клещевины, фтористый натрий, окись свинца, мышьяк и его соли), способные вызвать заболевания глаз, органов дыхания и нервной системы. Ядохимикаты (растительные грузы). Понижение содержания кислорода (растительные, уголь, мелко дисперсионный металлолом).

26. Угли представляют собой черную и серую твердую блестящую породу. Ископаемые угли подразделяются на бурые, каменные и ант­рацит. Уголь состоит из органического вещества и минеральных примесей. Основными элементами, входящими в органическую массу угля, являются углерод, водород, кислород, азот и органическая сера. В углях содержатся и химические соединения некоторых металлов. Каменные угли СНГ классифицируются по маркам и группам. По маркам они делятся на: длиннопламенный (Д), газовый (Г), жирный (Ж), коксовый (К), обогащенный спекающийся (ОС), тощий (Т), полуантрацит (ПА), антрацит (А), газовый жирный (ГЖ), коксовый жирный (КЖ), коксовый второй (К2), слабоспекающий­ся (СС).

27. Минеральные удобрения выпускаются и применяются в виде по­рошков и гранул, мелкокристаллических веществ. В зависимости от состава минеральные удобрения делятся на азотные, фосфорные, калийные и др. Азотные удобрения. Основными средствами для получения азотных удобрений явля­ются аммиак и азотная кислота. В зависимости от технологии произ­водства и составных компонентов азотные удобрения разделяются на твердые (сыпучие) и жидкие. Степень опасности, токсичности (ядо­витости) для человека азотных удобрений определяется их химичес­ким составом и агрессивностью их отдельных компонентов. Фосфорные удобрения – химические соединения, относящиеся к определенному типу фосфатов, фосфор которых находится в легкодоступной для растений форме. Фосфорные удобрения получаются в результате разложения апатитового концентрата или фосфорита серной кислоты. Составы су­перфосфатов и их качество зависят от исходного сырья. Суперфосфат простой (порошкообразный) – наиболее распрост­раненное фосфорное удобрение и представляет собой порошок серого цвета, влажный на ощупь, частично растворимый в воде. Имеет характерный запах. Гигроскопичен, способен поглощать влагу из окру­жающего воздуха или отдавать ее. Высокое содержание влаги в су­перфосфате и последующее непрерывное ее испарение является основ­ной причиной слеживаемости. Суперфосфат порошкообразный химически агрессивен. Наличие свободной фосфорной и кремнефтористоводородной кислот активизиру­ют коррозионные процессы металла и разрушение железобетона. Суперфосфат разъедает одежду и кожаную обувь; суперфосфат­ная пыль уплотняется в движущихся соединениях механизмов в цементоподобную массу. Воздействие на дерево и резину незначительно. Выделяющиеся из суперфосфата фтор и сернистый газ, а также пылящие фракции его, оказывают вредное воздействие на органы ды­хания и глаза. Особенно ядовит фтор, содержание которого в возду­хе более 0,005%. Гранулированный суперфосфат, двойной гранулированный суперфосфат. суперфосфат обогащенный.

28. Сера – минерал, получаемый при переработке серных руд и из сероводорода при плавке медных колчеданов. Сера используется для производства серной кислоты, сероуг­лерода, красителей, резиновых изделий, в целлюлозно-бумажной, текстильной и других отраслях промышленности. В зависимости от применяемого сырья серу делят на природную и газовую, выпускают следующих видов: комовую, молотую, гранули­рованную, чешуированную, литьевую и жидкую. При обычных условиях сера представляет собой твердое кристаллическое вещество желтого цвета. Сера практически не слеживается, не гигроскопична, не налипает на рабочие органы машин и механизмов. Твердая сера не агрессивна. В воде сера практически не растворяется. При ПРР комовая сера сильно пылит. В связи со свойствами серы накапливать электростатические заряды, металлоконструкции, соприкасающиеся с серой необходимо заземлять для отвода статических зарядов. При хранении из серы выделяется сероводород.

К минерально-строительным материалам, перевозимым водным транспортом и перегружаемым в портах, относятся: песок, щебень, гравий, глина, цемент, клинкер, песчано-гравийная смесь.

Песком называют рыхлую смесь зерен крупностью 0,14 – 5 мм, образовавшуюся в результате естественного разрушения массивных горных пород или их дробления (природные пески). Кроме природных песков для различных целей используют искусственные, получаемые дроблением или грануляцией металлургических и топливных шлаков или специально приготовленных материалов. Природные пески по минеральному составу разделяются на кварцевые, полевошпатные, известняковые и доломитовые. Песок состоит из зерен различного размера в пределах 0,14– 5 мм. Форма зерен дробленого песка должна быть близка к кубической. В зависимости от зернового состава песок разделяют на крупный, средний, мелкий и очень мелкий.

Гравий представляет собой каменные зерна размером от 5 до 70 мм, образовавшиеся в результате естественного разрушения гор­ных пород. Зерно гравия имеет скатанную форму и гладкую поверх­ность. По крупности зерен гравий разделяют на следующие фракции: 5 – 10, 10 – 20, 20 – 40, 40 – 70 мм.

Щебень – остроугольные планки – размером до 70 – 150 мм, обра­зующиеся при выветривании горных пород (природный щебень) или в результате их дробления и последующего рассева продукта дробле­ния. Изготовляют щебень из различных горных пород, что определяет его марку. По пределу прочности при сжатии щебень из изверженных горных пород подразделяют на марки 1200, 1000 и 800; из метаморфи­ческих горных пород – 1200, 1000, 800 и 600; из осадочных горных пород – 1200, 1000, 800, 600, 400, 300 и 200. Щебень, как правило, состоит из однородных по качеству обломков породы, приближающихся по форме к кубу или тетраэдру, с содержанием вытянутых и плоских щебенок не более 25%.,

30.Глиной называют землистые минеральные массы или землистые обломочные горные породы, способные с водой образовывать пластич­ное тесто, по высыхании сохраняющее приданную ему форму, а после обжига получающее твердость камня. Глины образовались в результате выветривания изверженных полевошпатных горных пород. Химическое разложение пород происхо­дит под воздействием различных реагентов, например воды и угле­кислоты на полевой шпат, в результате чего образуется минерал ка­олинит. Каолинит обычно встречается в виде белых или окрашенных рыхлых землистых или плотных масс и является основной частью глин. Наиболее чистые глины, состоящие преимущественно из каоли­нит, называют каолинами. Обычные глины отличаются от каолинов хи­мическим и минеральным составом; помимо каолинита они содержат кварц, слюду, полевые шпаты, кальцит, магнезит и др. По условиям образования глины делят на остаточные и перене­сенные. Остаточные глины первичных отложений обычно засорены частицами горной породы, из которой они образовались. Перенесен­ные, или осадочные, глины более дисперсные, свободны от крупных фракций материнских пород, но могут быть засорены песком, извест­няком, железистыми соединениями и т.п. Глины состоят из различных окислов, свободной и химически связанной воды и органических примесей. В число окислов, состав­ляющих глины, входят: глинозем; кремнезем; окислы желе­за; кальция; натрия; магния; калия. Поми­мо окиси железа в состав глин входят закись железа; пирит и другие соединения железа. Основным (по количеству) окислом является кремнезем.

31. К насыпным грузам относятся зерновые грузы: зерно пшеницы, маиса (кукурузы), овса, ржи, ячменя, риса, семена бобовых и обработанное зерно этих культур, когда его свойства схожи со свойствами натурального зерна. К насыпным также относят муку, крупу, комбикорма.Зерновые грузы, предъявляемые к перевозке, должны соответствовать требованиям государственных стандартов, ме­ждународных стандартов или техническим условиям.Зерновые культуры (насыпные) при перевозке морским транспортом принято подразделять на три основные группы:злаки: хлебные – пшеница, рожь, ячмень, овес и просовидные – просо, кукуруза, сорго, рис, бор; бобовые: горох, фасоль, соя, арахис; масличные: подсол­нечник, кунжут, лен, конопля.Наряду со многими общими качества­ми каждая группа имеет свои определенные качества. Показателями качества зерна являются: цвет, запах, вкус, натурный вес, влажность, зараженность, засоренность, однородность. Качество зерна устанавливается в соответствии с требования­ми нормативных документов. Цвет, запах, вкус и зараженность зерна амбарными вредителями определяют органолептическим методом (ис­пользуя органы чувств человека), а остальные показатели – лабораторным (при по­мощи соответствующих приборов).

32. К транспортным характеристикам насыпных грузов относятся: гигроскопичность;подвижность и пересыпание груза в сторону крена;способность к уменьшению массы в результате испарения влаги;восприимчивость к посторонним запахам;склонность к увеличению объема (набуханию) под воздействием влаги;чувствительность к повышению температуры;возможность зараженности насекомыми, вредителями, сорняками (контролируют карантинная и хлебная инспекции);склонность к самонагреванию и самовозгоранию.

Зерновая масса состоит из различных живых организмов, кото­рые обладают определенными биологическими особенностями и прояв­ляют свою жизнедеятельность в разнообразных формах: дыхание, доз­ревание, прорастание, самосогревание и др. Из непрерывно протекающих в массе зерна различных физиоло­гических процессов главным является дыхание. Процесс дыхания клеток семян приводит к потере сухого вещества зерна, увеличению ко­личества гигроскопической влаги, изменению состава воздуха межзерновых пространств (скважин) в результате появления углекислого газа, а также выделению тепла. При повышенных температурах зерновой массы (свыше 50°С) сыпучесть зерна снижается и оно начинает портиться в результате самосогревания. Необходимо учитывать, что при повыше­нии температуры увлажненного зернового груза возможно образова­ние ядовитых и взрывоопасных газов, а также самовозгорание.

33. Среди физических свойств при перевозке зерновых грузов и ПРР наиболее важными являются сорбционные свойства, скважистость, сыпучесть, теплопроводность, гиг­роскопичность, а также все биологические особенности зерновых грузов. Сорбционные свойства включают два основных явления, которые влияют на качество зернового груза: сорбция газов и паров, т. е. способность зерновой массы поглощать и удерживать пары и газы; гигроскопичность (сорбция и десорбция паров воды), т. е. способ­ность поглощать и выделять пары воды. Степень поглощения зерновой массой паров и газов определяется ее сорбционной емкостью, зави­сящей главным образом от скважистости. Гигроскопическое содержание влаги в зерновой массе опреде­ляет влажность зерна и зависит от относительной влажности воз­духа. Влажность зерна, при которой появляется свободная влага, называется критической и составляет для большинства злаковых культур 14,5 – 15,5%. Удельным объемом зерна называется объем единицы массы (веса) зерна. Объемную массу зерновых грузов принято характеризовать натурой зерна или натурным весом, который определяется как масса одного литра зерна, выраженная в граммах. В зависимости от натуры (натурального веса) зерновые грузы делятся на тяжелые (пшеница, рожь, кукуруза, бобовые, просо) и легкие (овес, ячмень, гречиха, семена масленичных культур). Основной объемно–массовой характеристикой зернового груза является насыпная масса g или обратная ей величина УПО (U). Под влиянием внешних условий (вибрация, качка, статическое давление) g меняется от g_min в момент погрузки до g_max в процессе перевозки, соответственно меняется и U от Umax до Umin (Umax = 1/ g_min, Umin = 1 / g_max). Степень изменения объемных характеристик выражают в % (DU = 100 × (Umax – Umin) / Umax).Из–за наличия пустот над поверхностью груза в полностью или частично загруженном грузовом помещении судна, в качестве объемной характеристики зерна используют величину, называемую “ стоуидж фактор ”(Stowage factor) SF (м³/т). SF определяется как отношение сумм объемов помещений к суммарной массе груза, расположенной в них (SF = SW_i / Sm_i), или из выражения:

SF = U + S (S_i × h_i) / Sm_i,где U = Umax, S_i – площадь свободной поверхности в i–ом помещении, h_i – высота пустоты над поверхностью; h_i зависит от усадки, а m_i – от влажности. При расчете кренящих моментов удобнее пользоваться U, а при размещении груза – SF.

34. Для зерна плотность зависит от культуры, сорта, условий выращивания, уборки и хранения. Плотность зерна также зависит от способа его погрузки, высоты сбрасывания, высоты штабеля, длительности хранения, перевозки, интенсивности и частоты колебаний корпуса судна в море. Так, после 5-часового хранения пшеницы с влажностью 13 – 15 % объем штабеля уменьшается на 1 %, а при постоян­ном встряхивании – на 9,5 – 10 %.В судовых условиях, при значительной высоте штабеля, зерно успевает частично уплотниться в процессе погрузки. Поэтому плотность зерна в трюме судна перед выходом в рейс выше измеренной в неуплотненном состоянии. Вибрация корпуса и качка судна вызывают дальнейшее уплотнение и заметную усадку груза в течение рейса. Ориентировочно усад­ка не превышает 2 % от объема груза. Наибольшая усадка зерна наблюдается в просветах люков – около 0,5 м и выше, так как район просвета люка служит как бы питателем для нижележащего объема. Усадка зерна в грузовых помещениях, расположенных в око­нечностях судна, несколько большая, чем в районе миделя. Скважистость неразрывно связана с плотностью зерновой массы. Эти два понятия характеризуют соотношение объемов, занимаемых в зерновой массе непосредственно зернами (включая примеси), и межзерновым пространством. Скважистость в значительной мере определяет удельный погрузочный объем зернового груза, степень его оседания при транспортировке, а также газопроницаемость. Величины скважистости зерновой массы различных культур (в %): подсолнечник – 60 – 80; кукуруза – 35 – 55; овес – 50 – 70; просо – 30 – 50; рис – 50 – 65; лен – 35 – 45; гречиха – 50 – 60; рожь – 35 – 45; ячмень – 45 – 55; пшеница – 35 – 45. Величина скважистости, при прочих равных условиях, зависит от способа погрузки зерна; так, зерно, засыпанное струей, уклады­вается менее плотно, чем засыпанное дождем.

35. Влажность насыпных грузов строго регламентируется, так как повышенная влажность может привести к порче груза или вызвать его самовозгорание. К морской перевозке принимают только сухое зерно с влажностью не более 16 – 17 %, а практи­чески – не выше 14 %. Сухое зерно имеет меньшие значения углов естественного откоса. Повышенная влажность способствует интенсификации развития и протека­ния биологических процессов в массе зерновых грузов. Так, уско­ряются процессы дыхания зерновой массы и жизнедеятельности микроорганизмов и амбарных вредителей, которые сопровожда­ются поглощением кислорода воздуха с последующим выделением углекислого газа, влаги и тепла. Одним из показателей качества зерна является засоренность, % – отношение массы различных примесей к общей массе зернового груза. Различают следующие виды примесей зерновых грузов: мине­ральные – земля, камни, пыль, и т. д.; органические – полова, солома и т. д.; зерновые – битые и порченые зерна, семена сор­ных растений; вредные семена – головня, спорынья, куколь и т. д.; зерновые вредители – клещи, долгоносики и т. д.

36. Дыхание является важнейшим физиологическим процессом в каж­дом организме. Этот процесс протекает в течение всей жизнедеятель­ности организма, поэтому и при хранении зерна, пока клетки его не потеряли жизнеспособности, будет наблюдаться процесс дыхания. Дыхание – процесс энергетический. В процессе дыхания, за счет окисления органических веществ, клетки получают энергию, необходимую для жизнедеятельности. Зеленые растения и зерна в колосе восполняют органические вещества, расходуемые при дыхании, за счет энергии фотосинтеза. Дыхание всех семян при хранении будет связано с потерей органических веществ, т.е. приводит к убыли в весе сухого вещества в семенах. В процессе дыхания происходит трата органических веществ зерна за счет углерода, кислорода и водорода, а количество азота остается неизменным. Дыхание семян, богатых углеводами, происходит за счет этих углеводов. У семян, богатых жирами, мало содержащих или почти не содержащих углево­дов (лен, соя и др.), энергетическим материалом для дыхания являются жиры. Сначала жиры окисляются до сахара, затем сахар расходуется на процесс дыхания. В зависимости от условий, при которых проис­ходит хранение зерна, различают два типа дыхания: аэробное – с достаточным притоком воздуха, и анаэробное (интрамолекулярное) – с недостаточным притоком или совсем без притока воздуха.

37. Следствие дыхания зерна при хранении – как бы ни дышали клетки зерна, аэробно или анаэробно, дыхание приводит к: потере сухого вещества зерна. Расходуемые при дыхании органические вещества зерна превращаются в воду, углекислый газ и спирт, восстановления же органических веществ в зерне не происходит. Величина потерь сухого вещества при дыхании зерна в процессе хранения будет зависеть от энергии дыхания зерна. Чем интенсивнее дыхание клеток зерна, тем больше будет величина потерь; увеличению количества гигроскопической влаги в зерне и повышению относительной влажности воздуха межзерновых пространств (скважин). Вода, выделяемая в результате окисления энергетического материала при дыхании, в силу гигроскопических свойств зерна, задерживается в нем и увеличивает % влажности зерна. При неподвижном хранении зерновой массы и без ее продувания, в связи с увлажнением зерен за счет дыхания, в силу гигроскопического равновесия будет повышаться и влажность воздуха межзерновых пространств. В условиях, способствующих интенсивному дыханию зерна, возможно значительное увлажнение зерновой массы. Одной из причин, приводящих к «отпотеванию» зерна следует считать его усиленное дыхание при отсутствии обновления воздуха межзерновых пространств. Увлажнение зерновой массы при дыхании в свою очередь будет интенсифицировать процесс дыхания; изменению состава воздуха межзерновых пространств. В результате дыхания зерна выделяется углекислый газ. При хранении зерновой массы без перемещения углекислый газ, более тяжелый по сравнению с другими газами воздуха, может задерживаться в межзерновых пространствах. Т. о., во внутренней части зерновой массы создаются анаэробные условия, вынуждающие зерна переходить на анаэробное дыхание; образованию тепла в зерновой массе. В процессе дыхания зерна освобождается энергия. Часть этой энергии клетки используют для внутриклеточной работы (прорастания), другая ее часть в виде тепловой энергии освобождается и поступает в окружающее пространство. В практике хранения зерна сравнительно редко встречаются с явле­нием прорастания. Отсутствие процессов образования новых клеток свидетельствует о незначительности синтетических процессов и большинство освобожденной химической энергии при дыхании будет выделяться в виде тепла. В связи с плохой теплопроводностью зерновой массы тепло, выде­ляемое при дыхании зерна, задерживается в нем. При интенсив­ном дыхании зерна наблюдается значительное выделение тепла, что и является одной из причин самосогревания зерновых масс, а это приводит к весьма нежелательным измене­ниям в качестве и количестве хранящегося зерна.

38. Характер дыхания зерна при хранений. Представление, о дыха­нии можно составить, зная характер и интенсивность (энергию) ды­хания.Энергию дыхания при хра­нении можно определить несколькими способами. Наиболее распространенным и широко принятым в физиологии растений является определение энергии дыхания по количеству углекислого газа, выделяемого зерном в процессе дыхания.Определение выделившегося количества углекислоты позволяет судить об энергии дыхания. Для решения вопроса, является ли дыхание аэробным или анаэробным нужно определить дыхательный коэффициент.Под дыхательным коэффициентом понимается отношение СО₂/О₂, где СО₂ – объем углекислого газа, выделившегося при дыхании, а О₂ – объем поглощенного кислорода. Дыхательный коэффициент может быть и больше и меньше единицы. Если СО₂/О₂ > 1, то в клетках зерна идет анаэробное дыхание, так как для образования части углекислого газа кислорода не потребовалось.Если СО₂/О₂ = 1, то дыхание носит чисто аэробный характер.Если СО₂/О₂ < 1, т. е. объем выделившейся углекислоты меньше объема поглощенного кислорода, следовательно, часть поглощенного кислорода израсходована на процессы, происходящие параллельно с дыханием. Так, прорастание семян, богатых маслом, сопро­вождается окислением жира до сахаров, на что расходуется часть по­глощенного кислорода.Характер дыха­ния меняется, в зависимости от влажности. В зернах с низкой или кондиционной влаж­ностью не только протекает нормальное аэробное дыхание, но имеют место и анаэробные процессы. Для клеток зародыша в значительной степени характерно анаэробное дыхание.Дыхательные коэффициенты особенно высоки в сухих зародышах. В сухом зерне, для которого характерны высокие дыхательные коэффициенты, дыхание идет главным образом за счет клеток зародышей.Регулируя доступ кислорода воздуха к зерновой массе, можно изменить характер дыхания клеток зерна. При ограничении доступа воздуха внутрь зерновой массы по мере расходования кислорода, находя­щегося в воздухе межзерновых пространств, в клетках будет усиливаться анаэробный характер дыхания, будет возрастать величина дыхательного коэффициента.Рассматривая конечный результат аэробного и анаэробного дыхания зерна, можно считать, что а наэробный характер дыхания зерна несколько выгоднее для системы хранения. При анаэробном процессе дыхания выделяется значительно меньше тепла, чем при аэробном. Кроме того, интенсивность дыхания зерна в анаэробных условиях меньшая по сравнению с аэробными. Анаэробный процесс дыхания клеток зерна при высокой влажности его приводит к выделению значительного количества этилового спирта. Этиловый спирт оказывает на последние губительное действие. В результате, резко снижается жизнеспособность зерна.

39. Влажность зерна. Чем вл ажнее зерно, тем интенсивнее оно дышит, так как содержание свободной влаги в клетках является необходимы условием для нормального обмена веществ. Но увеличение энергии дыхания зерна идет не пропорционально увеличению влажности зерна. Существует критическая влажность, при которой резко возрастает энергия дыхания зерна. Начиная с этой влажности, в зерне появляется достаточное количество свободной воды, которая спо­собствует активации гидролитических процессов и процессов обмена веществ в клешах.

Влажность зерна 14,5 – 15,5 % являет­ся критической для всех злаковых культур, включая и пленчатые. Меньшая величина критической влажности у масличных семян по сравнению со злаковыми объясняется высоким процентом содержания жира в масличных семенах. При влажности зерна ниже критической вся влага находится в связанном состоянии и не может способствовать развитию процессов обмена веществ в клетках. Благо­даря этому в сухом зерне (для злаковых с влажностью 11 – 12 % и для масличных 6 – 7 %) дыхание практически становится равным нулю. Потеря сухого вещества зерна при такой влажности составит 1 % от веса за 100 лет. При хранении сырого зерна (30 % и выше) при положительной температуре (по­рядка 18°) потери в весе сухого вещества могут составить 0,1 – 0,2 % за сутки.Целесообразно делить зерно на четыре состояния по влажности (сухое, средней сухо­сти, влажное и сырое) в таких узких пределах как 14 – 17 %. Энергия дыхания сухого зерна ничтожна. Сухое зерно устойчиво при хранении и его можно хранить в насыпи с большой высотой. Зер­но средней сухости дышит примерно в 2 – 4 раза интенсивнее сухого, но все же является еще достаточно устойчивым при хранении. Влажное дышит в 4 – 8 раз интенсивнее зерна средней сухости, а сырое (свыше 17 %) – в 20 – 30 раз энергичнее по сравнению с сухим. Дальнейшее увеличение влажности в сыром зерне лишь усиливает общую картину нарастания энергии дыхания.Таким образом, влажность зерна является одним из основных фак­торов, влияющих на его сохранность.

40. Температура зерна. Интенсивность обмена веществ, проте­кающего в клетках организмов, зависит и от температуры. Ферменты, находящиеся в клетках, обладают свойством термолябильности, т. е. чувствительностью к температуре. Каждый фермент имеет свой темпе­ратурный оптимум, при котором его участие в реакциях будет наибо­лее интенсивным.

С повышением температуры увеличивается энергия дыхания зерна при хранении. Но увеличение энергии дыхания зерна с повышением темпера­туры наблюдается только до определенного предела. Повышение температуры до этого предела приводит:

к увеличению скорости химических реакций, происходящих при дыхании;

к повышению подвижности коллоидных мицелл в плазменном геле;

к ускорению диффу­зионных процессов в массе плазменного геля и т. п.

При повышении температуры выше определенного предела проис­ходит разрушение неустойчивых веществ, входящих в структуру клетки. В результате жизненные функции клеток и семени в целом сокра­щаются, а при дальнейшем повышении температуры происходит отми­рание клеток и семя может превратиться в мертвую материю. Энергия дыхания зерна при хранении растет вместе с ростом температуры по некоторой кривой, которая при температурах до 45° поднимается достаточно медленно, а затем в промежутке от 45 до 55° резко поднимается кверху с тем, чтобы после 55° начать довольно быстро снижаться. Таким образом температура 45 – 55° является критической и она зависит и от влаж­ности зерна. Снижение энергии дыхания зерна с повышением температуры вы­ше 55° связано с термическим воздействием на белковую плаз­му, приводящим к ее отмиранию. Тепло, образующееся в зерновой массе в результате дыхания и задерживающееся в ней вследствие ее малой теплопроводности, спо­собствует дальнейшему повышению температуры и является фактором, усиливающим дыхание зерновой массы. Следовательно, снижение температуры зерновой массы при хране­нии является мероприятием, понижающим энергию дыхания зерна.

41.. Преобладание аэробного или анаэробного процесса дыхания в клетках зерна зависит от доступа кислорода воздуха к последнему.Семена в хранилищах проявляют значительно большую чувстви­тельность к содержанию кислорода и углекислого газа в окружающем их воздухе, чем зеленые растения. Процесс анаэробного дыхания (брожения) у всех организмов характеризуется неполным расщеплением органического ве­щества и значительно меньшим выделением энергий, поэтому недостаток энергии орга­низм стремится пополнить ускорением процессов обмена. Высшие растения не обладают способностью покрыть дефицит в энергии за счет интенсификации дыхания. Более высокая по сравнению с растения­ми концентрация веществ в клетках хранящегося зерна не дает возможности клеткам зерна восстановить энергетический баланс, и тем самым зерно, хранящееся в анаэробных условиях, вынуждено бу­дет постепенно совсем прекратить свою жизнедеятельность.Содержание семян в бескислородных средах (инертные газы, водород, безвоздушное простран­ство) приводит к по­степенному отмиранию клеток зерна. Отсутствие кислорода в атмосфере оказывает большое влияние на всхожесть семян с повышенной влажностью. Действие газа может оказать влияние на жизнедеятельности семян лишь в результате проникновения этого газа через их оболочку. Проницаемость оболочки семени в значительной мере зависит от влажности – проницаемость уменьшается с понижением влажности семян. Усиленный доступ воздуха к зерну при хранений активизирует процессы дыхания и приводит к большим потерям сухих веществ зерна. Активное общение зерна с воздухом необходимо только для сохранения жизнеспособности зерна в партиях, предназначенных к использованию в качестве посевного материала. Активное общение зерна с воздухом целесообразно лишь при усло­вии, если это будет способствовать снижению влажности или температуры зерна.

42. Состояние спелости зерна. Уста­новлено, что недозрелые зерна обладают зна­чительно большей энергией дыхания, чем нахо­дящиеся в более поздней стадии спелости. Зерна, не закончившие на растении процесса дозревания, имеют повышенную энергию дыхания по сравнению с нормально дозревшими. Зерно, захваченное на корню морозом («морозобойное»), дышит более энергично, максимальная энергия дыхания и в наиболее поврежденных зернах или захваченных морозом в более ранних стадиях развития. Подмоченные и впоследствии высушенные зерна, при хранении обладают большей энергией дыхания по сравнению с зернами такой же влажности, но не подвергавшимися подмочке. Зерна, прошедшие стадию прорастания, а затем высу­шенные, также обладают повышенной энергией дыхания. Выполненность и крупнота зерна. Всякая зерновая мас­са состоит из зерен различной величины и различной степени выполнен­ности. Зерна щуплые и мелкие дышат значительно интенсивнее, чем зерна выполненные и крупные. Повышенная энергия дыхания щуплых зерен объясняется наличием у них большей активной поверхности на единицу объема, чем у зерен выполненных. Кроме того, щуплые зерна в связи с их большей гигроскопичностью будут иметь влажность, превышающую величину средней влажности зерновой массы. Целость зерен. Нарушение целости зерен – повреждение их оболочек, раздробление на части и т. п. – приводит к увеличению энергии дыхания зерновой массы. Дробленые зерна и зерна с повреж­денными оболочками дышат значительно интенсивнее по сравнению с целыми зернами.

43. Свежеубранное зерно не имеет полной физиологической зрелости. Последняя наступает значительно позже, обычно через несколько недель или месяцев после уборам урожая. Этот период, в течение которого идет процесс физиологического дозревания семян, получил название «период послеуборочного дозревания». В процессе послеуборочного дозревания увеличи­вается процент всхожести семян и улучшается энергия их прорастания, улучшаются технологи­ческие качества семян. Свежеубранное зерно, имеющее даже невысокую влажность (14 – 15 %, а иногда и менее), сложенное в хранилища, может увлажниться. Зерна на поверхности покрываются влагой – отпотевают. Причина «отпотевания» кроется в усиленном дыхании свежеубран­ного зерна и других биологических компонентов зерновой массы. В результате происходят увлажнение воздуха межзерновых пространств, насыщение этого воздуха парами воды и их конденсация. Система хранения должна стремиться к тому, чтобы обеспечить нормальный процесс послеуборочного дозревания семян в хранилищах. Это один из путей повышения качества семян при хранении. Процессы послеуборочного дозревания лучше всего протекают в зерне с невысокой влажностью при положительной температуре. Ускорить процесс дозревания можно, подвергая зерна: осторожной сушке теплым воздухом, сушкой на солнце и водоотнимающими сред­ствами. Только сушка при определенных условиях может способствовать ускорению процесса послеуборочного дозревания. Содержание зерна при относительной влажности воздуха 30 % и ниже до некоторого пре­дела является наиболее благоприятным для д озревания, а в обезвожен­ном воздухе процесс дозревания идет медленнее. Низкие температуры задерживают процесс дозревания или оста­навливают его совсем. Состав воздуха межзерновых пространств влияет на ход процесса дозревания. При накоплении в зерновой массе СО₂ дозревание замедляется, так как СО₂ угнетающе дей­ствует на клетки зерна. Отмирание клеток, наблюдаемое при этом, может привести к потере всхожести, и дожидаться дальнейшего дозревания бесполезно. Продолжительность периода дозревания зависит не только от условий содержания зерна (влажности зерна, относительной влажности воздуха, температуры и состава атмосферы), но и является сортовым признаком.

Наилучшими условиями, обеспечивающими прохождение в первый период хранения зерна процессов послеуборочного дозревания, будут: невысокая влажность зерен и зерновой массы;положительная температура зерновой массы и окружающих ее объектов;содержание зерновых масс в хранилищах обеспечивающих достаточный доступ сухого воздуха к зернам.При повышенной влажности зерновой массы процесс послеуборочного дозревания вообще не закончится. Он будет прерван в первые дни хранения, а преобладающая роли гидролитических процессов приведет к потере веса зерна, снижению его товарных и семенных качеств вплоть до прорастания и порчи.

44. Анабиоз – обратимое состояние организма, при котором жизненные процессы (обмен веществ, развитие, размножение и др.) настолько замедленны, что отсутствуют все видимые проявления жизни.Обычно различают два вида анабиотического состояния у семян: полный анабиоз и так называемый «хозяйственный анабиоз». Полный анабиоз у семян наблюдается лишь при доведении влажности семян до очень низких пределов (0,5 – 3,0 %), причем если семена доведены до такой влажно­сти путем осторожного и медленного высушивания, то при последующем повышении влажности семян их газообмен и другие жизненные про­цессы восстанавливаются. Под хозяйственным анабиозом понимается состоящие семян в относительном покое. При этом состоянии процессы обмена веществ идут с небольшой, по совершенно реальной интенсивностью, легко учитываемой по газообмену. С увеличением влажно­сти семян происходит нарастание жизненных процессов.

45. При прорастании семян происходят сложные биохимические и фи­зиологические процессы, сопровождающиеся активацией всех живых клеток в точках роста семени. Основными факторами, определяющими возможность прорастания, являются: влага, тепло и воздух. Потребность в этих факторах будет количественно различна для семян различных культур.Прорастание семян начинается с набухания, т. е. с такого физического процесса, при котором влага поглощается гидрофильными кол­лоидами, содержащимися в семенах, главным образом белками и крахмалом, а объем зерна увеличивается. Степень набухания, а также интенсивность этого процесса зависит от химического состава зерна, проницаемости его оболочек, температуры, продолжительности во времени и т. п. Максимум поглощения влаги зависит от химического состава семян и температуры, при которой протекает этот процесс. Семена, богатые белками, могут поглощать влаги около 150 % от их веса, богатые углеводами – около 80 %, богатые жирами – около 140 % (так как они очень богаты и белками). Однако прорастание возможно и при меньшем количестве погло­щенной влаги. Прорастание семян возможно при низких температурах. Так, наиболее низкая температура для пшеницы, ржи, ячменя, овса, гречихи и конопли, при наличии других благоприятных условий, лежит, в пределах от 0 до 6°, для подсолнечника и кукуру­зы – в пределах 5 – 10°. Такие температуры очень часто наблюдаются в зерновой массе.Так как большинство семян хорошо прорастает в темноте, то основным фактором, тормозящим процесс прорастания семян при хранении, является более низкая их влажность, чем это требуется для прорастания. Но влажность отдельных зерен в зерновой массе может быть значительно выше ее средней влажности. Этим объясняется факт прорастания зерен в партиях зерна, имеющих среднюю влажность ниже необходимых пределов. Прорастание сопровождается усиленным дыханием зерна со значи­тельным выделением энергии и потерей в весе сухого вещества. В случае прорастания зерен при хранении в зерновой массе происходят следующие явления:уменьшение в весе сухого вещества;значительное выделение тепла, приводящее к повышению температуры зерновой массы и усилению в ней всех процессов жизнедеятельности;ухудшение качества зерна.Следовательно, процесс прорастания зерна при хранении недопустим. При правильной организации хранения зерновых масс и достаточном наблюдении за ними прорастание всегда может быть предупреждено подсушиванием или значительным охлаждением зерна.

46. Продолжительность жизнеспособности семян получила название их «долговечности». Вопрос о долговечности семян интересует систему хранения по нескольким причинам: Во–первых, часть семян возвращается из системы хранения в сельское хозяйство в качестве посевного материала. Во–вторых, систему хранения интересует возможность длительного хранения партий зерна без ухудшения его технологических качеств. В основе д олговечности семян лежат их биологические и анатомические особенности. Семена с плотными плодовыми и семенными оболочками, а также имеющие уплотненный слой палисадных клеток, обладают большей долговечностью. Известное влияние оказывает и химический состав семян. Семена, имеющие в своем составе смолистые вещества более долговечны, чем семена, не содержащие этих веществ.

Семена, в зависимости от их долговечности, разделены на три биологических класса: микробиотические, мезобиотические и макробиотические К первому классу относятся все семена, жизнедеятельность который не превышает 3 лет; ко второму имеющие долговечность свыше 3 до 15 лет; к третьему – все семена с долговечностью свыше 15 лет.

47. Сокращение долговечности семян при хранении может произойти в результате ряда причин: избыточное высушивание семян и слишком малое содержание влаги (7 – 10 %) способствуют отмиранию клеток зерна;значительное снижение всхожести возможно при термической суш­ке зерна, если установлен неправильный режим сушки или неправильно работает сушильный агрегат (слишком высокая, температура теплоносителя, неравномерный обогрев зерна и т. п.);содержание семян без доступа или с ограниченным доступом воздуха заметно снижает всхожесть у влаж­ных семян;особенно быстро может быть потеряна всхожесть семенами в слу­чае развития на них микроорганизмов.

48. Ограничения по перевозке зерновых груз ов. Злаковые. Транспортные характеристики.

Не допускаются к перевозке зерновые грузы:

находящиеся в состоянии самосогревания;влажностью в % более: 8 – какао-бобы; 10 – кофе, кунжутное семя; 11 – арахис; 14 – соя-бобы; 14,5 – ячмень; 15 – сорго, просо, мука; 15,5 – рис, рожь, овес, пшеница, кукуруза; 16 – горох, бобы кормовые; крупа и комбикорма – согласно требованиям ГОСТов. Зерно должно быть однородным по влажности; не допускается к перевозке сухое зерно, смешанное с влажным или сырым;араженные вредителями хлебных запасов карантинного и не карантинного значения;без фитосанитарных сертификатов, выдаваемых Государственной инспекцией по карантину растений, а в иностранных портах - соответствующими компетентными службами и сертификатов качества государственной хлебной инспекции;не дегазированные после проведения газовой дезинсекции;семенное зерно, засоренное карантинными сорняками;с затхлым, плесневелым или иным запахом, не свойственным зерновым культурам;Злаковые находятся в состоянии непрерывного обмена с окружающей средой –дышат и прорастают, при этом выделяется углекислый газ, вода, спирт и другие вещества, с одновременным поглощением кислорода. Концентрация углекислого газа и снижение содержания кислорода в грузовых помещениях могут достичь опасных для человека величин. Могут быть заражены насекомыми и вредителями. Склонны к самосогреванию и самовозгоранию, но при перевозке кондиционного зерна – процесс редкий