Během skladování nesmí dojít k biologické degradaci zrna, ať už je účel skladování jakýkoliv. Pro zachování biologických a chemických vlastností skladovaných zrnin je třeba vytvořit soustavu předpokladů, které zabraňují poklesu kvality uskladněných zrnin, případně jejich znehodnocení.
Vnitřní a vnější kvalita
Sklizené zrniny jsou živou hmotou. Životní pochody zrnin musí být posklizňovou úpravou, vhodnými skladovacími podmínkami a správným ošetřením redukovány, aby byla zajištěna požadovaná skladovatelnost s minimálními ztrátami. Kvalita zrnin je souhrn ukazatelů, kvalitativně vyjadřujících užitné parametry daného druhu podle účelu následného použití. Lze rozlišit vnitřní a vnější kvalitu zrnin.
Vnější jakost se týká především fyzikálně-mechanických vlastností materiálu:
čistota, tedy podíl příměsí a nečistot,
objemová hmotnost,
hmotnost 1000 semen,
granulometrické složení směsí (podíl nad určitým rozměrem sít).
Tyto jakosti jsou relativně snadno měřitelné a v běžné praxi postačující. Jsou rovněž používány jako obchodní ukazatele kvality, a to i v mezinárodním měřítku.
Vnitřní jakost vyjadřuje vlastnosti, které jsou vztaženy k obilí jako k biologicky živému organismu. Tyto vlastnosti jsou spojeny s biochemickým složením materiálu. Vnitřní jakost je rozhodující pro rozčlenění zrnin pro určitý účel použití. Jsou v podstatě tyto čtyři skupiny:
osiva zrnin,
zrniny určené pro potravinářské účely,
zrniny určené pro krmné (výživové) účely,
zrniny pro průmyslové zpracování.
Mezi hodnoticí ukazatele vnitřní jakosti patří klíčivost, popř. i rychlost klíčení pro osiva a sladovnické ječmeny, pro potravinářské pšenice jsou to pekařské vlastnosti dané např. množstvím a pružností mokrého lepku nebo nově standardizovaným číslem viskozity (tzv. pádovým číslem), u krmného obilí výživovou hodnotou, kterou lze měřit biochemickými rozbory nebo v extrému i krmnými srovnávacími pokusy.
Vnitřní jakost u zrnin je ovlivňována vzájemným vztahem tří veličin:
vlhkost zrna,
teplota zrna,
expozice (doba působení i skladování).
Tyto tři veličiny jsou vzájemně nepřímo úměrné, to např. znamená, že čím je vyšší vlhkost, tím musí být teplota i expozice kratší, aby nedošlo k poklesu jakosti. Nebo čím potřebujeme mít delší dobu skladování, tím musíme více snížit vlhkost a teplotu.
U skladování suchého zrna (do 15 %) jde vlastně jen o hlídání teploty a její udržování. U mírně vlhkého zrna do 17 %, které se bude ošetřovat ventilací, jde o použití nízkých teplot během několika týdnů dosušování, a pak by již teplota měla být stabilizována. Technologicky nejnáročnější operací je teplovzdušné sušení, kdy je potřeba proces přesně řídit tak, jako každý jiný termický proces s živým materiálem. Sušení zrnin samo o sobě nezhoršuje vnitřní jakost, dokonce ji může zlepšit (zvýší klíčivost u nevyrovnané partie), pouze nedodržení technologického předpisu vede ke ztrátám. Z výše uvedených skutečností pro vnitřní jakost zrnin vyplývá, že nejsledovanějšími parametry při skladování jsou právě teplota a vlhkost zrna.
Doprava zrna
Na rozdíl od vnitřní kvality zrna je jeho vnější kvalita v praxi ovlivňována především nevhodnými dopravníky při posklizňovém ošetřování (vytváření zlomků a ostatní mechanické poškození). Většina z těchto jevů se dá vhodnou skladovací a logistickou strategií omezit a předejít. Největší podíl dopravy ve stávajících linkách zajišťují pásové dopravníky, řetězové dopravníky (redlery), korečkové elevátory a částečně i šnekové dopravníky.
Pásový dopravník je nejšetrnějším prostředkem pro horizontální dopravu zrna (viz obr. 1). Množství zlomků se obvykle pohybuje v rozmezí 0,01–0,03 %, celkové mechanické poškození potom v rozmezí 0,01–0,08 %. Podle uvedených hodnot poškození zrna jsou pásové dopravníky nejvhodnějším způsobem horizontální dopravy zrnin u linek na příjem, ošetřování a skladování zrnin.
Nejrozšířenějším mechanickým dopravníkem používaným pro vertikální dopravu zrna na posklizňových linkách je korečkový elevátor (viz obr. 2). Materiál přepravuje v tzv. korečcích, které jsou upevněny na tažném orgánu. Tažným prostředkem může být pás pryžový, PVC, pletivový a sponový nebo článkový řetěz. Tyto dopravníky jsou vhodné pro vertikální dopravu materiálů jemnozrnných a drobně kusovitých se sypným úhlem 15°–60°. Dopravní rychlosti řetězových elevátorů jsou od 0,315 do 1,6 m/s, u pásových dosahují až 3,5 m/s. Dopravované množství může být u pásových elevátorů až 180 m3/h, u řetězových až 400 m3/h, v extrémních případech dosáhne dopravované množství až k 1000 m3/h. Pásové elevátory mohou dopravovat materiál až do výšky 35 m, řetězové až do 70 m. Dopravní výška je omezena prokluzem tažného prostředku na hnacím bubnu nebo pevností řetězu u řetězových elevátorů.
Tvar a materiál korečků závisí na dopravovaném materiálu (v našem případě zrno obilnin). Korečky se vyrábí převážně z ocelového plechu tloušťky 1–8 mm lisováním a svařováním z několika dílů. Ve speciálních případech mohou být plastové nebo bývají lité z různých slitin. Povrch je možno upravit pozinkováním, fosfátováním, povlakem z pryže nebo z plastu. Obsah korečku je od 0,63 do 80 l, výjimečně až do 150 i více litrů. Šířky korečků se pohybují v rozmezí 80–1000 mm. Při větší šířce korečku se přední stěna vyztužuje příčkou.
Korečkové elevátory typu SANFON (sedm korečků bez dna a jeden koreček se dnem) – množství zlomků se pohybuje v rozmezí 0,32–0,69 %.
U provedení STANDARD se množství zlomků pohybuje v rozmezí 0,48–0,71 %. To platí při protiproudém plnění korečků. Při souproudém plnění korečků se množství zlomků pohybuje v rozmezí 0,63–0,85 %.
Korečkové elevátory mají spíše sklon k drcení zrna, tj. vytváření zlomků než k drobnějšímu mechanickému poškozování. K nejvyššímu poškození dopravovaného zrna dochází při souproudém plnění korečků u korečkového elevátoru. Tato tendence je patrně způsobena tím, že při souproudém plnění je spodní shlaví elevátoru více naplněno a tudíž dráha, po kterou nabírající korečky procházejí vrstvou zrna, je delší. Z toho plyne, že zrno při souproudém plnění korečků je vystaveno vícenásobným nárazům na hrany korečků, než je tomu při plnění proti korečkům. Na celkové poškozování zrna při dopravě korečkovými elevátory má samozřejmě vliv i technický stav korečkových elevátorů, především opotřebení korečků (např. čelní hrana korečků).
Řetězový dopravník (redler) je mechanický dopravník, který svým tažným prostředkem – řetězem s unášeči – dopravuje materiál v uzavřeném žlabu, a to v průřezu větším, než je čelní plocha unášeče. Patří mezi dopravníky hrnoucí, u nichž na rozdíl od dopravníků článkových není materiál nesen orgány připevněnými k tažnému elementu, ale je posouván v plechovém žlabu. Tažným orgánem je speciální nekonečný řetěz, nebo případně dva řetězy, vedený přes hnané a napínací řetězové kladky v uzavřené plechové skříni (žlabu) redleru. Tvar řetězu svislého redleru s přerušenými platovými unášeči je na obrázku 2, kde je i konstrukce vodorovného redleru v uzavřené kapse.
Redlery jsou vhodné pro přepravu materiálů práškových, jemnozrnných i hrubozrnných až do zrnitosti 50 mm. Převážně se jedná o dopravu obilovin, osiva, krmných směsí a jejich komponent v zemědělských a zpracovatelských závodech. Lze je také uplatnit v průmyslových odvětvích při dopravě sypkých a drobných kusových, málo abrazivních materiálů, jako jsou suché stavební směsi, drobné minerální látky, piliny apod.
Řetězové dopravníky (redlery) – jsou-li provozovány při zatížení (tedy při jmenovité výkonnosti), je poškození zrna ještě přijatelné, ale při provozu o nižším výkonu je poškození vysoké. Množství zlomků se pohybuje v rozmezí 0,09–0,13 %, celkové mechanické poškození bývá v rozmezí 0,23–0,31 %, ale při nižší výkonnosti se celkové mechanické poškození pohybuje v rozmezí 1,78–1,98 %. Řetězové dopravníky (redlery) nemají tak výrazný sklon k vytváření zlomků, ale větší sklon mají k celkovému mechanickému poškozování dopravovaného zrna, zejména při výkonnosti podstatně nižší, než je výkonnost jmenovitá. K poškozování dopravovaného zrna řetězovým dopravníkem dochází již při vstupu zrna do dopravníku, při jeho vlastní dopravě a při výstupu z řetězového dopravníku. Velikost poškození zrna závisí i na délce řetězového dopravníku (redleru).
Šnekové dopravníky jsou zdrojem poškození především pro sladovnické ječmeny, kde se ulamují klíčky. Jde zvláště o šnekové dopravníky s uzavřeným žlabem. Ve stávajících linkách jsou naštěstí využívány minimálně, ale v posledních letech se však opět do jednoduchých linek začínají zavádět. Množství zlomků se pohybuje v rozmezí 0,09–0,32 %, celkové mechanické poškození dosahuje 0,63–1,58 %. Šnekové dopravníky s uzavřeným žlabem mají na rozdíl od korečkových elevátorů spíše sklon k celkovému mechanickému poškozování dopravovaného zrna než k vytváření zlomků. Poškození je způsobeno především třením dopravovaného materiálu o dopravní žlab. I přes tyto nevýhody, zejména vyššího poškozování zrna, se používání šnekových dopravníků u posklizňových linek nelze zcela vyhnout, a to zejména v případě vyskladňování věžových zásobníků a použití šnekového dopravníku v oběžném provedení (viz obr. 5).
Zde se však jedná o typ s částečně uzavřeným žlabem, který vykazuje oproti typům se žlabem uzavřeným daleko menší poškození zrna. Vzhledem k faktu, že tento způsob vyskladňování zrna z věžových zásobníků je velmi výhodný, efektivní a energeticky málo náročný, lze jej pro vyskladňování doporučit.
Používané typy skladů, naskladnění a vyskladnění
Pro skladování obilovin v zemědělské výrobě se v současné době používají především tyto typy skladů:
Podlahové sklady s provzdušňováním, mechanizované i nemechanizované s kapacitou až 5000 t. Jejich konstrukce může být železobetonová, ocelová i dřevěná. Podlaha skladu musí být dostatečně izolovaná proti podzemní vodě. Stěny skladu musí být dimenzovány tak, aby snesly boční tlaky vrstvy zrnin.
Zrniny o vyšší vlhkosti než 15 % uskladněné v podlahovém skladu se musí provzdušňovat. Předpokladem provzdušňování je síť rozvodných kanálů napojených na provzdušňovací ventilátory.
Předností podlahových skladů je jejich univerzálnost. Zejména podlahové sklady s podúrovňovými provzdušňovacími kanály lze úspěšně využívat i při sklizni jiných plodin v nepříznivých podmínkách. Lze na nich např. dosoušet vlhké balíky slámy a sena, kukuřice atd. Má-li se ve skladu skladovat více druhů zrnin, rozdělí se vhodnými panely. Tyto panely lze využít i po obvodě skladu řešeného jako betonová podlaha s ocelokolnou.
Nejjednodušším způsobem naskladnění je bezprostřední sklápění zrna na betonovou podlahu skladu přímo z dopravního prostředku a ukládání zrnin do požadované výšky vrstvy čelními nakladači. Nevýhodou tohoto řešení je značné poškození zrnin při přejíždění mobilní technikou.
Vyskladňování podlahových skladů je opět možné pomocí mobilních dopravních prostředků nebo využitím šnekových a kapsových dopravníků. S výhodou se využívá gravitace, kdy se obilí z vyšších pater sýpky přepravuje trubkovým systémem.
Věžové sklady zrnin
Průřez věžových zásobníků je nejčastěji kruhový, čtvercový a v omezené míře i obdélníkový s jehlanovitou výsypkou, kuželovou výsypkou a nebo jsou tyto zásobníky postaveny na rovnou betonovou základovou desku. Zakončení především záleží na rozměrech věžového zásobníku, potažmo skladovací kapacitě. Plášť věžových zásobníků bývá obvykle tvořen ocelovými segmenty (Vítkovice, DENIS PRIVÉ, MARISON, DINA atd.), nebo je z podélně stočeného ocelového pásu o šířce 495 mm (např. systém LIPP). Kapacita zásobníků je většinou odstupňována, např. 45, 1000, 3000, 7000, 10 000 t uskladněného zrna, volby mnoha dalších kapacit jsou též možné.
Buňkové ocelové věžové sklady plně mechanizované s aktivním provzdušňováním nebo bez provzdušňování. Věžové zásobníky se montují na rovnou betonovou základovou desku, ve které jsou osazeny provzdušňovací a technologické kanály. Nejprve se smontuje montážní prstenec, který určuje průměr zásobníku. Potom se usadí signovací souprava a zavede ocelový pás plechu. Po vytočení 2 až 3 prstenců se zásobník zařízne v horní části do roviny. Do U profilu se jeřábem usadí střecha a zásobník se postaví na betonovou základnu. Při výrobě odpadá svařování, nýtování a šroubování pláště zásobníku.
Ocelové smaltované zásobníky jsou určeny k uskladnění zrnin o vlhkosti 14 % při použití aktivního větrání do 18 % vlhkosti a krátkodobě – po dobu 3 až 4 dnů – až do 20 %. Jsou složeny z pláště, střechy s plnicími a kontrolními otvory, kuželové výsypky a nosného prstence s podpěrami, případně rovného dna. Pro zaručení vysoké kvality skladovaného zrna jsou zásobníky opatřeny zařízením pro aktivní větrání vzduchem.
Je zde velká variabilita skladovací kapacity od 100 do 1820 t na jeden věžový zásobník (možnost skládání zásobníků do baterií s velkým výsledným skladovacím objemem), rychlá montáž, možnost snadné demontáže a zdravotní nezávadnost všech komponentů přicházejících do styku s uskladněným médiem.
Naskladnění věžových zásobníků je možné několika způsoby, převládají mechanické dopravníky. Při volbě tohoto dopravního systému je nutné mít na zřeteli výkon všech zařízení během sklizňové špičky.
Vyskladňování zrna je řešeno gravitací na pásový dopravník, který je uložen ve vyskladňovacím kanále základové desky (viz obr. 6). Délka pásového dopravníku je asi o 1 m větší než je poloměr věžového zásobníku. Pásový dopravník má pás šíře 0,5 m a je vyveden ze základové desky tak, aby zrno z něho přepadávalo do násypky korečkového dopravníku. Z korečkového dopravníku je zrno potom samospádem dopraveno buď ke standardnímu čištění, nebo k expedici. Vyskladňovací kanál je zakryt dřevěnými deskami a uzávěry.
Např. u zásobníku o průměru 6 m je nad dopravním pásem pět uzávěrů, u zásobníku o průměru 8 m je sedm uzávěrů, u zásobníku o průměru 12 m je deset uzávěrů. Otevírání uzávěrů je ovládáno z vnější strany základové desky zásobníku, a to pákovým mechanismem. Nejprve je otevřen středový uzávěr. Další uzávěry se otevírají tehdy, nepadá-li středovým uzávěrem žádné zrno. Pak je otevřen další uzávěr, který je těsně na obvodu pláště zásobníku nad vyskladňovacím dopravníkem. Potom se otevře vstupní otvor, který je v plášti zásobníku opět nad vyskladňovacím dopravníkem.
Další uzávěry se postupně otevírají ručně uvnitř zásobníku. Tak je vyskladněno asi 60 až 70 % uskladněného zrna v zásobníku. Tím, že jsou otevřeny všechny uzávěry, je vytvořen nad vyskladňovacím kanálem vstupní koridor. Vstupním otvorem v plášti zásobníku, který je nad vyskladňovacím kanálem, se nasune zčásti demontovaný vyskladňovací šnekový dopravník, kde se smontuje.
Několik doporučení
Úsek příjmu, čištění a manipulace v posklizňových linkách souvisí z hlediska kvality především s vnější kvalitou obilovin, tedy čistotou a především mechanickým poškozením.
Operace příjmu je ve většině případů řešena podúrovňovým přejezdným zásobníkem nebo žlabem. Mechanické poškození je zde téměř zanedbatelné. Toto klasické řešení není příčinou ztrát na kvalitě, ale u přejezdných zásobníků dochází ke znečišťování zrna (od kol dopravních prostředků, netěsnost hydraulických okruhů atd.).
Riziko ztrát na kvalitě na příjmu vzniká, když příjmová kapacita nestačí a vytvářejí se tzv. volné skládky. Z těchto skládek se obiloviny odebírají většinou mobilními nakladači a v tomto případě je mechanické poškození značné. Nejcitlivější na poškození jsou olejniny a potravinářské zrniny, především o vyšší vlhkosti.
V praxi se ukázalo, že je optimální volit výkonnost příjmu zrna o 1/3 vyšší, než je souhrnná výkonnost nasazených sklízecích mlátiček. Tím je docíleno návaznosti sklízecích mlátiček na dopravní prostředky i plynulé návaznosti dopravních prostředků na příjmové zásobníky.
Doporučení:
1. příjmové zásobníky mohou být podúrovňové nebo nadúrovňové, kapacita 10–80 t,
2. ovládání uzávěrů u příjmových zásobníků je třeba řešit shora,
3. pro potravinářské obilí používat zásadně příjmové zásobníky nepřejezdné,
4. délka příjmových zásobníků se musí volit podle používaných dopravních prostředků, zpravidla 8–13–16 m.
Manipulace se zrnem je obecně zdrojem velkého mechanického poškození. Korečkové elevátory jsou určeny pro vertikální dopravu zrna, mají sklon spíše k drcení zrna, tj. k vytváření zlomků než k drobnějšímu poškozování dopravovaného zrna.
Doporučení:
1. nepoužívat u korečkových elevátorů souproudé plnění korečků,
2. pro dopravu potravinářského obilí používat korečkové elevátory typu „SANFON“ (sedm korečků bez dna a jeden koreček se dnem),
3. u korečkových elevátorů zvýšit vlastní násypku o 600–800 mm oproti standardnímu provedení, tedy na 1600 mm, kdy dochází k plnění korečků násypným způsobem, při standardní násypné výšce 800 mm dochází k plnění korečků „nahrabáváním“,
4. při uspořádání pásový dopravník a korečkový elevátor se doporučuje použít „brzdicí clonu“, která usměrňuje tok zrna a zajišťuje plnění korečků násypným způsobem.
Řetězové dopravníky (redlery) jsou určeny pro horizontální dopravu zrna, ke značnému mechanickému poškozování dopravovaného zrna dochází především při výkonnosti podstatně nižší, než je výkonnost jmenovitá.
Doporučení:
1. pokud tomu nic nebrání, dodržovat jmenovitou výkonnost řetězového dopravníku,
2. pogumovat unášeče u řetězových dopravníků, zejména pokud jsou dopravníky používány pro dopravu potravinářského obilí a luskovin,
3. u nově budovaných posklizňových linek používat řetězové dopravníky s plastovými unášeči i plastovým dnem.
Šnekové dopravníky s uzavřeným „žlabem“ se v posklizňových linkách naštěstí používají minimálně, jsou zdrojem značného poškozování dopravovaného zrna, absolutně jsou nevhodné pro sladovnické ječmeny (ulamují klíčky).
Doporučení:
1. nepoužívat šnekové dopravníky pro dopravu potravinářského obilí,
2. je-li to nezbytně nutné, používat šnekové dopravníky, jejichž šnekovice je po obvodě pogumovaná nebo opatřena plastem,
3. jsou vhodné pro dopravu zužitkovatelných odpadů u posklizňových linek nebo pro dopravu makro- a mikrokomponent u linek na výrobu krmných směsí.
Regulační prvky jsou určeny pro „rozdělování“ toku zrna na jednotlivá technologická zařízení, jsou dvoucestné a trojcestné.
Doporučení:
Regulační klapku pogumovat nebo opatřit pryžovou výstelkou, je to nutné z hlediska poškozování především luskovin.
Vliv na snížení kvality zrnin kromě jejich ošetřování např. provzdušňováním má i způsob naskladňování zrna do věžových zásobníků. Platí to především pro kvalitní potravinářské obilí, sladovnický ječmen, luskoviny a zrnovou kukuřici, používanou pro potravinářské účely.
Doporučení:
1. dodatečně nainstalovat do věžových zásobníků, kde budou skladovány potravinářské obiloviny, luskoviny a kukuřice, kaskádové brzdiče zrna,
2. u nových linek kaskádovými brzdiči vybavit i manipulační zásobníky (s kuželovou nebo jehlanovitou výsypkou),
3. kaskádové brzdiče pro velkokapacitní věžové zásobníky musejí být teleskopické nebo skládací tak, aby při zaplnění „dna“ věžového zásobníku bylo možné kaskádu „stáhnout“ do prostoru střechy zásobníku.
Význam i malého snížení poškozování zrna korečkovými elevátory, řetězovými a šnekovými dopravníky i pádem zrna na „dno“ zásobníků je podtržen tím, že jde o vícenásobnou manipulaci, takže výsledné poškození zrna nemůže být zanedbatelné. Každé snížení poškození zrna na posklizňových linkách zvyšuje tržní produkci zrnin.
Závěr
Závěrem lze podotknout, že primární funkcí skladů zrnin je potřeba rychle a efektivně po sklizni a před uskladněním obilovin udržet maximální kvalitu a dosáhnout optimální vlhkosti k minimalizaci zamoření hmyzem a mikroorganismy a předejít klíčení.
Zvyšující se nároky moderní společnosti na kvalitu zemědělských produktů (např. obilovin) vedou k potřebě vývoje dostatečně citlivých, přesných a uživatelsky vhodných nástrojů pro detekování a následnou analýzu rizik kontaminace potravin.
Mezi hlavní potravinové kontaminanty, jejichž hladiny v potravinách podléhají přísné úřední kontrole, patří mykotoxiny (toxické sekundární metabolity mikroskopických vláknitých hub – plísní) a pesticidy (přípravky syntetické povahy záměrně aplikované na plodiny se záměrem ochrany před škůdci za účelem zvýšení výnosů).
Manipulace se zrnem je obecně zdrojem velkého mechanického poškození, volbou vhodné dopravy zrna podle uspořádání posklizňové skladovací linky lze tyto ztráty minimalizovat.
Příspěvek byl zpracován na základě výsledků řešeného výzkumného záměru MZE 0002703102 s názvem: „Výzkum efektivního využití technologických systémů pro setrvalé hospodaření a využívání přírodních zdrojů ve specifických podmínkách českého zemědělství“.
Klíčové informace
– Mezi základní požadavky na skladování zrnin patří především udržitelnost požadované kvality uskladněného zrna ve skladovacím prostoru.
– Skladovací prostory musí umožnit rychlý příjem zrna tak, aby se nesnižovala kvalita zrna a rychlost sklizně.
– Skladovací prostory by měly být vybaveny zařízením pro intenzivní provzdušňování uskladněného zrna (minimálně zařízením pro kondiciování uskladněného zrna).
Doc. Ing. Jan Malaťák, Ph.D.
Česká zemědělská univerzita v Praze
Ing. Jiří Bradna, Ph.D.
Výzkumný ústav zemědělské techniky, v. v. i.
