Классификация и свойства зерновых грузов

Зерновые грузы всех видов и сортов при перевозке морским транспортом принято подразделять на три основные группы:

- зерновые хлебные культуры (пшеница, рожь, ячмень, овес, рис, кукуруза);

- зерновые бобовые (горох, фасоль, чечевица, соя);

- зерновые масляничные (семена подсолнуха, льна, конопли и хлопка).

Все свойства зерновых грузов разделяют на две группы – физические и биологические. К физическим свойствам относятся плотность, скважистость, сыпучесть, усадка, теплопроводность и сорбционные свойства; к биологическим – дыхание зерна, дозревание, прорастание, самосогревание и прочие. Все свойства взаимосвязаны.

В качестве одной из основных объемных характеристик любого груза обычно рассматривается его плотность и величина обратная – удельный объем. Регистр судоходства России определяет удельный объем зерна как физический объем, занимаемый единицей массы зерна, т. е. объем пробы, отнесенный к массе этой пробы.

В международных морских перевозках в качестве объемной характеристики рассматривается stowage factor (SF) – удельный погрузочныйй объем единицы массы груза, определенный отправителем, т.е. без допуска на потерю пространства, когда грузовое помещение считается заполненным. УПО зависит от конструктивных особенностей судна, особенностей грузового плана, а также транспорного вида самого груза. Некоторые данные приведены в табл. Очевидно, что УПО увеличивается при использовании неприспособленных для перевозки зерна судов, ибо увеличиваются непроизводительные потери пространства грузовых помещений.

Величина скважистости (коэффициент проницаемости груза) различных зерновых культур представлен в табл. Величина скважистости зависит от способа загрузки (высоты падения груза и интенсивности гру зовых работ). Если загрузка производится “струей”, то укладка менее плотная (УПО увеличивается на 15-25 %), чем при загрузке “дождем”.

 

Величина УПО для различных судов, м3/т

Вид зерна	Суда для перевозки	Универсальные сухогрузные
		с однопалубные	уда    двухпалубные
Пшеница	навалочных 1,22	1,25	1,28
Кукуруза, рожь, стручковые	1,37	1,40	1,43
Ячмень	1,48 - 1,60	1,51 - 1,63	1,54 - 1,6
Масличные семена	1,57	1,60	1,63
Овес	1,78	1,81	1,84

 

Усадка зерна неразрывно связана с плотностью и скважистостью зерновой массы – чем больше пустот присутствует в грузе, тем большей усадки можно ожидать в результате вибрации и качки при перевозке.

Сыпучесть зерна определяется силами внутреннего сцепления между частицами. Очевидно, что она зависит от размеров и формы частиц, влажности груза, а также некоторых условий перевозки (качка, вибрация, высота складирования), влияющих на скважистость зернового груза. Поэтому угол естественного откоса колеблется в широких пределах: для пшеницы он составляет 16 – 38 %, для ячменя – 16 – 45 %, для ржи – 17 – 38 %, для овса – 18 – 54 %, для льняного семечка – 14 – 34 %, для гороха – 20 – 35 %. Малые углы естественного откоса характерны в первую очередь для грузов с малыми размерами частиц правильной геометрической формы. Зерновые масляничные культуры характеризуются особой подвижностью частиц (текучестью) и обусловленной этим способностью к засасыванию – они обладают наименьшими углами естественного откоса.

 

Таблица 1.2 Скважистось зерновых грузов, %

Груз	Скважистость
Подсолнечник	60 - 80
Овес	50 – 70
Рис	50 – 65
Ячмень	45 – 55
Кукуруза	35 – 55
Льняное семя	35 – 55
Рожь	35 – 55
Пшеница	35 - 55

 

Влажность, которая относится к числу важнейших физических свойств зерна, оказывает большое влияние на результаты перевозки. Содержание влаги в массе зерна во многом зависит от относительной влажности воздуха.

Оптимальным условием хранения зерна считается температура воздуха не выше 25°С, а его относительная влажность от 58 % для ячменя и не более 72 % для пшеницы. Следует помнить, что зерно требует определенного тепловлажностного и вентиляционного режима хранения. 

Особое внимание при погрузке зерновых грузов необходимо обратить на первоначальную влажность предъявленного к морской перевозке зерна. Не допускаются к перевозке хлебные грузы влажностью выше 15,5 % - рис, рожь, овес, пшеница, кукуруза; 16 % - горох, бобы кормовые, крупа и комбикорма.

Влажность оказывает большое влияние на протекание биологических процессов в зерновой массе, главным из которых следует считать дыханне зерна. Процесс дыхания приводит к потере массы сухого вещества зерна, увеличению количества гигроскопической влаги, изменению состава воздуха в грузовом трюме (появлению углекислого газа), а также выделению тепла. Исследования подтвердили, что существует определенная связь между относительной влажностью воздуха и влажностью зерна. Для каждого состояния влажности зерна есть равновесный показатель влажности воздуха, когда зерновая масса не поглощает и не отдает влагу. Если влажность зерна выше равновесной, то зерно будет подсушиваться, а если ниже, то увлажняться.

 

Равновесная влажность зерна, %

Род зерна	Относительная влажность воздуха, %
	10	20	30	40	50	60	70	75	80	85	90
Пшеница	6,6	8,4	9,5	10,9	12,	13,4	14,	15,3	17,7	18,6	20,4
Рожь	6,9	8,2	9,6	10,9	12,	13,5	15,	16,2	17,5	19,3	21,6
Ячмень	5,5	7,2	8,8	10,2	11,	12,5	14,	15,2	17,0	19,5	22,6

 

Увлажнение зерновой массы приводит не только к усилению дыхания, но и к повышению жизнедеятельности микроорганизмов, грибков и насекомых. Повышение температуры зерна до 50 - 60°С приведет к резкому увеличению дыхания зерна, самонагреванию и порче. В подобной ситуации возможно выделение ядовитых и взрывоопасных газов, а гакже самовозгорание груза.

Все хлебные грузы, предъявляемые к перевозке, должны иметь качественное удостоверение Государственной хлебной инспекции (ГХИ). Транспортные средства, выделяемые для перевозки хлебных грузов, также осматриваются инспектором ГХИ. Разрешение на перевозку оформляется специальным сертификатом после освидетельствования трюмов судна. Хранение зерна в береговых условиях производится при различных режимах температуры, влажности и вентиляции:

- при пониженной влажности воздуха;

- при пониженной температуре (до -17 °С); - при активной вентиляции; - без доступа воздуха.

Первые два способа нашли более широкое распространение. Это объясняется тем, что в условиях пониженной влажности и пониженной температуры замедляются все жизнедеятельные процессы и снижается активность дыхания зерновой массы. Для обеспечения нормального состояния зерна рекомендуется производить до 200 обменов воздуха межзернового пространства в сутки, а для подсушивания 1000 - 1500 обменов в сутки. Эти рекомендации могут быть использованы на судах, оборудованных механической вентиляцией или системами кондиционирования воздуха.

На обычных универсальных судах вентилирование трюмов должно производиться в соответствии с рекомендациями Тарифного руководства “6-М”. Пассивное вентилирование трюмов с недостаточным числом воздухообмена может привести к активизации физиологических процессов и самонагревания зерна.

Практика перевозки показала, что зерно можно перевозить при полной герметизации, но срок безопасной перевозки зерна в режиме герметизации зависит от влажности зерна.

 

Сроки безопасной перевозки зерна в режиме герметизации, сут.

Влажность зерна, %		Температура зерна, °С
	5	10	15	20	25	30
14	+	+	+	85	40	30
15	+	+	77	33	21	15
16	+	133	33	18	11	7
17	+	75	20	12	7	3

“+” – срок безопасной перевозки превышает 6 месяцев.

 

Изменение влажности зерна приводит к изменению его массы. Пересчет веса производится согласно “Методам пересчета веса гигроскопических материалов и продуктов при отклонении их влажности от нормированной” с использованием приведенных в табл. коэффициентов. Например, балкер принял к перевозке 50 000 т зерна с влажностью 12 %, а сдал - с влажностью 13 %. Фактическая масса груза будет равна 50000*1,0115=50575т.

По существующим правилам хлебные грузы не принимаются к перевозке без фитосанитарных сертификатов; семенное зерно, засоренное карантинными сорняками; находящиеся в состоянии самосогревания; зараженные вредителями хлебных запасов и т. д.

При сдаче также груза учитывается естественная убыль зерна, которая устанавливается в процентах от массы груза в зависимости от дальности перевозки: до 540 миль - 0,09 %, 540 - 1080 миль - 0,14 %, свыше 1080 миль - 0,18 %.

Зерно, семена культурных растений, сорняки и различные микроорганизмы, образующие в целом зерновую массу, при перевозке проявляют жизнедеятельность в форме газообмена (дыхания). В результате этого из атмосферы трюмного воздуха поглощается кислород, а в окружающее пространство выделяется углекислый газ.

 

 

 

Значения коэффициентов для пересчета веса гигроскопических материалов

Нормированная влажность, %	Фактическая влажность, %
	10	11	12	13
13	1,0345	1,0230	1,0115	1,0000
14	1,0465	1,0349	1,0232	1,0116
15	1,0588	1,0470	1,0353	1,0235
16	1.0714	1,0595	1,0476	1,0357

 

Количество выделяемого СО2 при различной влажности

Род зерна	Влажность зерна, %	100 г сухого вещества
		поглощает О2, мл	выделяет СО2, мл
Пшеница	10,0	0, 2	0,41
	14,6	0,33	0,69
	15,7	0,27	0,73
	16,8	2,12	2,52
	17,7	7,25	7,01
	17,8	7,84	8,01
Рожь	14,4	0,16	0,25
	15,3	0,22	—
	16,7	1,12	1,45
	17,8	5,42	5,70
	20,6	24,53	20,04