Самозігрівання зерна під час зберігання: причини, контроль і що робити

Зерно гріється тоді, коли тепло від дихання зерна, плісеневих грибів, комах і кліщів накопичується в насипу швидше, ніж відводиться назовні. Ризик зростає, якщо вологість вища за критичну для культури, у партії багато домішок, а зерно після сушарки не охолодили. Підвищення температури зерна в окремій точці — підстава для позапланової перевірки. Якщо ж з’явилися дим, запах горіння або ознаки тління, це вже не самозігрівання, а пожежа.

Зерно в складі залишається живим. Воно дихає: окиснює цукри й виділяє вуглекислий газ, воду і тепло. Дихають також плісеневі гриби й бактерії, а за наявності шкідників — комахи та кліщі. У сухому холодному зерні ці процеси повільні. Варто ж підвищитися вологості або температурі бодай на одній ділянці, як дихання там прискорюється, тепла й вологи стає більше, і процес починає сам себе підтримувати.

Зернова маса погано проводить тепло, тому самозігрівання часто починається не в усьому насипу, а в окремому осередку: там, де лягла волога партія, зібралися домішки або осів конденсат. Ззовні склад може бути без видимих ознак псування, а в глибині вже сформувалася тепліша ділянка. У тезах Полтавського державного аграрного університету зазначено, що такий осередок не завжди вдається одразу знайти навіть за регулярного контролю температури.

Чому зерно гріється: механізм, умови і причини

Початкове самозігрівання переважно зумовлене диханням живих компонентів зернової маси. За сильного розігріву дихання може припинитися, а нагрівання триває вже за рахунок хімічного окиснення. За поясненням Держпродспоживслужби, під час аеробного дихання зерно втрачає суху речовину, виділяє тепло, а вода, що утворюється, здебільшого залишається в насипу й підвищує його вологість (ГУ Держпродспоживслужби в Рівненській області). Посібник FAO описує замкнене коло: у вологій або теплій плямі дихання прискорюється, тепло і волога поширюються конвекцією, сприяють розвитку плісені й бактерій, а ті своєю чергою виділяють ще більше тепла й вологи (FAO, Grain crop drying, handling and storage).

Інтенсивність цього дихання визначають умови: вологість зерна, його температура й доступ повітря. Від них залежить, чи процес залишиться ледь помітним, чи перейде в самозігрівання. За типом розрізняють два варіанти:

• вологе самозігрівання — у тезах ПДАУ воно пов’язане з вологістю зерна понад 17% і може розігріти насип до 50–60 °C, інколи вище;
• сухе — його спричиняють шкідники запасів, воно можливе й за вологості менше 14%, розвивається повільніше і, за тими самими тезами, зазвичай не перевищує 40 °C.

Конкретні причини, через які умови стають небезпечними, Держпродспоживслужба перелічує так: вологість вища за критичну, недостатнє охолодження зерна перед закладанням, висока засміченість, відсутня або неефективна вентиляція, а також насип, у глибину якого не проходить повітря. Окремо служба наголошує, що очищене зерно дихає слабше і тому менше виділяє тепла. Ще одна причина — конденсація всередині сховища: за FAO, коли зерно тепліше за зовнішнє повітря або металевий силос нагрівається сонцем, у насипу виникають конвекційні потоки, і волога конденсується на холоднішій поверхні, зволожуючи прилегле зерно.

Критична вологість, норма ДСТУ і цільова вологість

Ці три поняття часто плутають, хоча відповідають вони на різні питання. Критична вологість — довідковий орієнтир із пам’яток Держпродспоживслужби (значення для культур — у таблиці). Норма ДСТУ — граничний показник якості товарного зерна. Цільова вологість зберігання — рішення для конкретної партії з урахуванням строку, температури, стану зерна та можливостей вентилювання.

Культура	Критична вологість, довідково (Держпродспоживслужба)	Вологість за ДСТУ
Пшениця	14–14,5% (для зернових культур)	не більше 14,0% — ДСТУ 3768:2019, м’яка пшениця, таблиця 1
Кукурудза	14%	не більше 15,0% — ДСТУ 4525:2006, таблиця 2
Соняшник	7–9%	від 6,0 до 8,0% — ДСТУ 7011:2009, таблиця 1

Довідкові значення в різних джерелах відрізняються: наприклад, у пам’ятці Держпродспоживслужби в Чернівецькій області для кукурудзи названо 12%, у рівненській — 14%. Тому цифру з таблиці варто сприймати як орієнтир, а не як точну межу безпеки. Обидві пам’ятки сходяться в головному: зерно перед закладанням має бути сухішим за критичну вологість для своєї культури (Держпродспоживслужба, «Як запобігти самозігріванню та злежуванню зерна»).

Відповідність ДСТУ ще не означає, що партія пролежить без проблем до весни. Чим довший строк і тепліше зерно, тим нижчою має бути вологість, і цей запас для кожної партії визначає технолог. Для кукурудзи, наприклад, Crop Protection Network (мережа американських університетів) радить для тривалого зберігання сушити зерно до 13%. Вологість варто перевіряти на представницькій пробі, відібраній з різних шарів, і повіреним приладом, а за сумнівів — у лабораторії.

Як контролювати температуру зернового насипу

Температура зерна — один з основних показників стану партії. У силосах її вимірюють стаціонарними системами дистанційного контролю (термопідвісками з датчиками по висоті) або переносними термоштангами. У складах підлогового зберігання штанги встановлюють на кількох рівнях по висоті насипу й періодично переставляють, щоб обстежити додаткові точки. FAO нагадує, що переносному термометру потрібно кілька хвилин, щоб показ стабілізувався.

Для зерна в полімерних рукавах чинна Інструкція Мінагрополітики (наказ № 10 від 04.02.2011) передбачає вимірювання температури на трьох рівнях — угорі, посередині й унизу — у п’яти точках по довжині рукава. Перша точка розташована за 5 м від краю, далі — через кожні 12–12,5 м. Надріз після вимірювання заклеюють.

Пам’ятка Держпродспоживслужби радить перевіряти температуру й вологість у різних шарах насипу раз на 10–15 днів, а під час різких перепадів температури повітря вентилювати частіше. Це орієнтир для стабільного сухого й охолодженого зерна. Свіжозакладене, вологе чи неоднорідне зерно контролюють частіше, а підвищення температури в будь-якій точці виводить партію зі звичайного графіка: таку ділянку перевіряють позапланово, з відбором проб на запах, вологість і зараженість шкідниками. FAO для вже охолодженого зерна в сховищі з аерацією радить кожні 2–3 тижні вмикати вентилятор, щоб перевірити стан: затхлий запах повітря на виході свідчить про проблему з вологістю й температурою.

Окремий замір мало що каже, важлива динаміка. Записуйте результати по кожній точці й порівнюйте їх із сусідніми точками та з температурою повітря. Температура зерна, що підвищується від перевірки до перевірки в одній точці, — підстава для позапланового обстеження, хоча причиною може бути й зовнішній нагрів стінки сонцем.

Ознаки самозігрівання

Тези ПДАУ «Вплив самозігрівання на якість зерна пшениці озимої» (PDF, dspace.pdau.edu.ua) з посиланням на навчальну літературу умовно ділять процес на три стадії. Діапазони наведені для пшениці озимої й не є порогами, нижче яких можна чекати: будь-яке стійке підвищення температури потребує перевірки.

• Перша стадія — посилене дихання, температура повільно підвищується до 24–30 °C. Помітних змін майже немає, але у вологих партіях з’являється комірний запах, у сирих — запах плісняви, а схожість уже знижується.
• Друга стадія — 34–38 °C. Сипкість зменшується, з’являється запах солоду або печеного хліба, плісеневі гриби розвиваються спершу на пошкоджених і хворих зернах, потім на здорових. Втрати маси відчутні.
• Третя стадія — 50 °C і вище. Зерно набуває затхлого й гнильного запаху, втрачає сипкість і темніє; у підсумку самозігрівання може завершитися обвуглюванням.

Під час огляду варто звертати увагу на затхлий, солодовий чи пліснявий запах, зменшення сипкості, злежані ділянки та грибкову плівку, вологу біля стінок і активність шкідників у пробах.

Відсутність видимої плісняви не гарантує відсутності мікотоксинів. У довіднику Університету штату Канзас «Stored Product Protection» зазначено, що мікотоксини часто знаходять і в зернах, які виглядають здоровими, а господарству радять мати план перевірки зерна на токсини залежно від того, куди його збувають і чи піде воно на корм. Достатнє висушування обмежує розвиток плісняви, охолодження лише сповільнює його, а вже накопичені токсини жодна з цих операцій не прибирає. Crop Protection Network наголошує, що сушіння зупиняє ріст плісняви, але не зменшує вміст уже утворених токсинів. Тому аналіз на мікотоксини призначають з урахуванням ризику й призначення партії (продовольче, кормове, насіннєве), а не лише за видимими ознаками.

Що робити, якщо зерно почало грітися

Держпродспоживслужба радить при виявленні «гарячих точок» перемішати або перекласти зерно та забезпечити провітрювання. Конкретний спосіб обирають за станом партії та обладнанням.

1. Активне вентилювання. Режим вибирають з огляду на температуру й вологість зовнішнього повітря та стан партії. Для охолоджувального вентилювання вибирають досить холодне повітря; чи можливе охолодження за рахунок випаровування і чи немає ризику зволожити зерно, оцінюють за температурою й відносною вологістю повітря та вологістю зерна. За FAO, мета вентилювання — щоб через усю масу пройшов фронт охолодження; скільки це триває, залежить від витрати повітря й режиму роботи вентиляторів. Якщо температура в гарячій точці продовжує зростати, чекати завершення розрахункового циклу не можна — технолог має переглянути спосіб обробки партії. Тому результат перевіряють вимірюваннями по всій висоті насипу, а не за фактом роботи вентилятора.
2. Переміщення. Перепуск зерна в інший силос чи склад розбиває осередок і перемішує масу; FAO називає переміщення з силосу в силос одним зі способів вирівняти вологість.
3. Очищення. Якщо під час переміщення є змога пропустити зерно через сепаратор, видалення домішок зменшує інтенсивність дихання.
4. Досушування. Чи потрібна сушарка, вирішує технолог після обстеження партії: залежно від вологості, стадії пошкодження, культури й призначення зерна. Після сушіння зерно охолоджують до температури навколишнього повітря.
5. Окреме розміщення. Партію з ознаками псування не змішують зі здоровим зерном, а її якість і безпечність перевіряють у лабораторії.

Безпека передусім

• Дим, запах горіння або ознаки тління означають пожежу, а не самозігрівання. Аерацію припинити: працюючі вентилятори зупинити безпечним способом за аварійним планом об’єкта і повторно не запускати. У довіднику Університету штату Канзас прямо зазначено, що за запаху диму чи горілого зерна аераційні вентилятори не повинні працювати. Викликати рятувальників за номером 101.
• Не заходити на злежаний насип і в силос під час вивантаження. Той самий довідник описує три сценарії, за яких людину затягує в зерно: обвал зернового склепіння, обвал вертикальної стіни зерна і воронка над вивантажувальним конвеєром; затягнути може за 2–3 секунди. Роботи всередині сховища виконує лише навчений персонал і ніколи поодинці: обладнання знеструмлене й заблоковане, вхід дозволений лише після підтвердження безпечності атмосфери (вміст кисню й небезпечних газів) — за нестачі кисню чи небезпечних концентрацій газів звичайні роботи всередині заборонені, а аварійні виконують за окремою процедурою підготовлені фахівці; працівник на страховці, зовні постійно чергує спостерігач зі зв’язком, а план порятунку підготовлено заздалегідь. Заходити під зависле склепіння зерна або під нависле скупчення на стінах не можна. Ці заходи описано у вимогах OSHA (США) до зерноперероблювальних підприємств; на об’єкті діють також українські правила охорони праці.

Профілактика під час закладання на зберігання

Основне закладається ще до засипання: зерно сушать до вологості, нижчої за критичну для культури, очищують від домішок і після сушарки охолоджують до температури навколишнього повітря. Восени Держпродспоживслужба радить активним вентилюванням знизити температуру зернової маси до +10…+12 °C. Холодне повітря осінньо-зимового періоду — головний ресурс для охолодження насипу.

Інші запобіжні заходи стосуються організації сховища:

• не зберігати в одному бункері зерно різних культур або партії з неоднаковою вологістю;
• у перші тижні після закладання частіше перемішувати й перевіряти масу;
• не робити насип настільки високим, що повітря під час вентилювання не проходить у його глибину;
• захищати зерно від опадів: дах і стіни мають бути сухими та герметичними, без протікань;
• окремо керувати конденсацією всередині: стежити за різницею температур зерна, повітря і стін, вентилювати в години, коли повітря холодніше за зерно, а навесні, коли зовнішнє повітря тепліше, частіше перевіряти верхній шар і пристінні зони.

---

Самозігрівання розвивається поступово: йому передують підвищена вологість, домішки або тепло, яке не встигли відвести. Регулярні вимірювання температури в багатьох точках, вологість нижча за критичну, вентилювання з урахуванням погоди та готовність перевірити партію позапланово значно знижують ризик втрат. Інші матеріали про технології в агровиробництві — у рубриці «Технології».