Учебно-методический комплекс дисциплины «Технология послеуборочной обработки зерна» для специальности 050728 - «Технология перерабатывающих производств» (стр. 4 )

1 — подсолнечник; 2 — пшеница; 3 — горох.

  Максимальной равновесной влажности зерно и семе­на достигают при относительной влажности воздуха 100%. Она является тем пределом, до которого зерно способно поглощать пары воды из воздуха. Семена пше­ницы увлажняются в этих условиях до 30,..32 %, а под­солнечника до 16...19%. Дальнейшее увлажнение зерна возможно только в результате впитывания капельно­жидкой влаги.

На основании данных таблицы 9 построены кривые равновесной влажности зерна пшеницы, гороха и семян подсолнечника (рис. 1). С помощью графика можно бы­стро определить равновесную влажность зерна при лю­бой относительной влажности воздуха. Для этого через точку заданной относительной влажности воздуха на оси ординат, например 72 %, проводят прямую горизонталь­ную линию и из точек пересечения ее с кривыми равно­весной влажности по культурам опускают перпендикуля­ры до оси абсцисс, где отсчитывают величину равновес­ной влажности: 7,9; 14,3 и 15,4 %.

Равновесная влажность зерна зависит также от тем­пературы среды. При охлаждении зерна с 30 до 10...5°С она увеличивается примерно на 1 %. Однако для практи­ки исключительно важно то, что изменение температуры •воздуха закономерно связано с изменением его относи­тельной влажности. При повышении температуры воз­растает способность воздуха к поглощению и удержанию парообразной влаги, т. е. при неизменном влагосодержании он становится более сухим и его относительная

4

Рис. 2. Влияние влажности на ин­тенсивность дыхания зерна и се­мян:

1 — подсолнечник; 2 — пшеница; 3—го­рох.

мен веществ. Однако интенсивность дыхания на возрастает  при  этом не  прямолинейно,  а  по  кривой,  имеющей  переломную критическую (рис. 6). 

  Первые порции влаги,  поглощенные  сухим  зерном,  усиливают дыхание  незначительно.  При  достижении  зерна определенного  уровня  влажности (для большинства  зерновых  культур около  15%)  интенсивность дыхания резко воз растает.  Влажность,  при  которой  это  происходит получила название критической. Дальнейшее увлажнение зерна вызывает усиление дыхания со все возрастающей скоростью.

Культура  Критическая влажность, %

14,5...15,5

15,0...16,О 12,5...14,О

9,0...10,О 6,0...8,О

Пшеница, рожь, ячмень, семена злаковых кор­мовых

трав

Горох, фасоль, вика,  кормовые бобы, семена

кормовых бобовых трав, чечевица

Кукуруза, просо, сорго, семена столовой свек­лы

Подсолнечник среднемасличный, морковь, огур­цы, 

капуста, лен Подсолнечник высокомасличный,

клещевина

Понятие о критической влажности является основе полагающим в теории и практике хранения  зерновых масс. Критическая влажность характеризует  глубоко  качественное изменение состояния влаги в зерне. В до критическом диапазоне влажности, вплоть до 14 %  ( основных зерновых культур), вся вода в зерне настолько прочно удерживается коллоидными веществами и активными центрами поверхности микрокапилляров, что утрачивает свойства растворителя и не  может  обеспечить благоприятные условия для ферментативного гидролиз органических веществ, т. е. дыхания. Вся влага у такого зерна находится в связанном состоянии, и оно характеризуется как сухое зерно. Зерно основных зерновых культур считают сухим, если его влажность не превышает 14 %, у льна 11 %, у подсолнечника 7%.

Не менее важным в объяснении особой роли Крит: ческой влажности зерна является тот факт, что на сухо зерне не могут развиваться микроорганизмы, которые; являются основным фактором его порчи при хранении.  Таким образом, критической влажности соответствует такой уровень влажности зерна, при котором  появляется свободная вода, резко усиливается интенсивность дыхания, становится, возможным повреждение микроорганизмами. Следовательно, чтобы защитить зер­но от быстрой порчи, обеспечить его надежную длитель­ную сохранность, необходимо как можно быстрее после уборки обеспечить его просушку до влажности ниже критического уровня, т. е. до сухого состояния.

  Критическая влажность неодинакова у зерна разных культур. Как и в случае с равновесной влажностью, она в большой степени зависит от химического состава зер­на. Чем больше содержится жира, неспособного удержи­вать влагу, тем ниже уровень критической влажности зерна, и чем больше содержание белка и крахмала, тем выше величина критической влажности.

  Критическая влажность зерна пшеницы, ржи, ячменя находится в пределах 14,5...15,5 %, у высокомасличного подсолнечника она 7...8 %, у гороха 15...16 %. Если не учитывать содержание жира и провести расчет только на гидрофильную часть зерна или семян, критическая влажность будет почти во всех случаях близка к 15 %. Такое же единство прослеживается при сопоставлении критической и равновесной влажности.

  Для большинства сельскохозяйственных культур ока­залось, что критическая влажность соответствует равно­весной влажности зерна, устанавливающейся при 75 %-ной относительной влажности воздуха. Поэтому хранение или активное вентилирование зерновых масс воздухом с относительной влажностью ниже 75 % спо­собствует повышению стойкости материала. Более на­дежно в таких случаях брать за ориентир влажность воздуха 65...70 %. Это обусловлено тем, что в атмосфере такого воздуха зерно и семена становятся сухими, т. е. не имеют свободной влаги. При влажности окружающе­го воздуха выше 70 % возможно увлажнение сухой зер­новой массы и ухудшение ее сохранности.

  Температура  зерна.  Это важный фактор, регулирующий в широких предела уровень жизнедеятельности зерновой массы, определя щий сохранность и долговечность зерна. Снижение те пературы значительно ослабляет интенсивность дыхания  всех живых компонентов зерновой массы и таким образом способствует увеличению сроков ее сохранности. Чем ниже температура, тем меньше интенсивность дыхания зерна, т. е. тем меньше выделяется  теплоты. (табл. 10).

Охлаждение особенно полезно для сырого свежеубранного  зерна, которое  по  каким-либо  причинам может быть сразу же просушено. Учитывая, что свежеубранное зерно имеет обычно достаточно высокую температуру в пределах 20...30°С, даже небольшое его охлаждение будет способствовать повышению сохранности снижению потерь.

Основным источником холода при охлаждении свежеубранного зерна летом и осенью является использование суточных перепадов температуры воздуха, обработка зерновых масс активным вентилированием атмосферным воздухом в ночные и утренние часы.

Интенсивность дыхания зерна, мг СО2 на 100 г абсолютно сухого вещества за 24 ч

Влажность зерна,  %	Температура зерна, °С
,0	20	30	40
16	0	1	3	8
18	1	4	18	30
22	5	18	40	65

Температура воздуха ночью в осенний период почти в 2 раза ниже, чем днем. Такая обработка позволяет на 7...10сут и более задержать начало активных процессов порчи зерна, пол­ностью исключить возникновение самосогревания.

  Исходя из консервирующего эффекта пониженных и низких температур, в практике различают две степени охлаждения. Зерно считается охлажденным в первой степени, если его температура понижена до 10...0°С. В этих условиях, особенно при температуре 5 °С и ниже, жизнедеятельность всех компонентов зерновой массы резко снижена. При такой температуре не могут разви­ваться вредные насекомые, рост микроорганизмов силь­но замедлен, а на зерне с влажностью до 16 % полностью прекращается.

Снижение температуры зерна до отрицательных зна­чений (промораживание) считается охлаждением во второй степени. Это обеспечивает глубокий анаби­оз зерновой массы и длительный консервирующий эф­фект. Однако у сырого зерна в таких случаях происходит замерзание свободной воды, и образующиеся кристаллы льда вызывают разрыв клеток и гибель зародыша. Сухие семена при промораживании не снижают всхожести, так как связанная вода не замерзает. На этой основе разра­ботаны специальные методы многолетнего хранения осо­бо ценных селекционных образцов семян в жидком азо­те при температуре —196 °С.

Весной в переохлажденных партиях зерна возможно сильное поверхностное отпотевание и, как следствие его, пластовое самосогревание. Поэтому семенное зерно не рекомендуется охлаждать ниже —3...—5 °С. Это не оз­начает, однако, что необходимо принимать специальные меры по прогреванию зерновой массы в зимний период.

Интенсивность и характер дыхания зерновой массы зависят от газового состава воздуха межзерновых прост­ранств. Только в присутствии кислорода возможно нор­мальное, т. е. аэробное, дыхание зерновой массы повы­шенной влажности. При отсутствии кислорода происхо­дит анаэробное дыхание, в тканях зерна накапливается спирт, быстро утрачивается жизнеспособность семян. Однако пищевые и кормовые достоинства такого зерна заметно не изменяются. Поскольку при анаэробном ды­хании выделение тепла уменьшается примерно в 30 раз  не могут активно развиваться наиболее вредоносные микроорганизмы, герметизация зерновой массы и  без доступа кислорода являются одним из технологических приемов консервации сырого зерна кормового назначения.

  Сухое зерно, интенсивность дыхания  которого  ничтожно мала, без ощутимых отрицательных последствий выдерживает высокие концентрации диоксида углерод  и полное отсутствие кислорода в течение  длительного времени.  Зрелость,  выполненность,  травмированного  зерна, засоренность зерновой массы органическими примесями значительно влияют на интенсивность ее дыхания. Недозрелые зерна, даже если они нормально просушены, дышат в 2...3 раза более интенсивно, чем хорошо вызревшие. Недозрелые зерна менее стойки при хранении обычно имеют повышенную влажность, на  них быстрее  развиваются микроорганизмы.