Контрольные вопросы:

1. Что понимают под суммарной плотностью заражения?

2. Для чего необходимо осуществить прогноз численности вредителей хлебных запасов?

Лабораторно-практическое занятие № 10 (2 часа) Определение влажности зерна различными методами

Цель: освоить основные методы определения влажности зерна, провести сравнительный анализ полученных результатов.

Материалы и оборудования: сушильный электрический шкаф СЭШ-ЗМ с терморегулятором, влагомер зерна «Колос-1», влагомер зерна «Фауна-М», лабораторные технические весы, лабораторная мельница, решето с круглыми отверстиями диаметром 5,0 мм, сита № 1 и 08, металлические бюксы, бюксы с сетчатым дном и крышками, стеклянные эксикаторы, банки с притертыми крышками, тигельные щипцы, часы, совки, шпатели и кисточки, ГОСТ 13586.5-93.

Методические указания:

Задание 1. Дать определение понятия «влажность зерна». Описать экономическое и технологическое значение данного показателя качества зерна.

Задание 2. Дать характеристику форм связи воды с зерном в зависимости от состояния зерна по влажности.

Под влажностью зерна понимают количество содержащейся в нем гигроскопической воды (свободной и связной), выраженное в процентах к массе навески с примесями, взятой для просушивания.

Влажность – один из наиболее важных показателей качества зерновой массы, имеющий двоякое значение – экономическое и технологическое. Влажность учитывают при реализации зерна, закладке его на хранение и подготовке к переработке. Определение данного показателя является обязательным при оценке качества каждой партии зерна.

Необходимо нормировать содержание воды и производить оплату за содержание сухих веществ. При продаже зерна с влажностью, не соответствующей определенному стандартом (базисные нормы) уровню, проводят корректировку зачетной массы партии. Если влажность зерна ниже базисных норм, массу партии увеличивают, а если выше – снижают. В последнем случае с поставщика взимают плату за сушку по 0,4% закупочной цены за каждый процент удаляемой влаги.

Содержание воды в зерне основных злаковых культур нормируется базисными кондициями и колеблется в пределах 14-17%, в зависимости от районов производства. Базисной нормой влажности для мягкой пшеницы считается 14 %, ограничительной 19 %. Если содержание воды в зерне превышает базисную норму, то при продаже производят скидку в размере процент за процент. При влажности зерна ниже базисных норм предусмотрена надбавка в том же размере.

Технологическое значение влажности огромно. Зерновые можно сохранить длительное время с минимальными потерями, если они находятся в сухом состоянии, то есть, когда в них нет свободной воды. Для успешной переработки зерна в муку или крупу, также требуется определенная влажность. В связи с этим в стандартах зерно или семена подразделяются в зависимости от влажности на четыре состояния:

1. сухое – влажность до 14 % включительно;

2. средней сухости – 14-15,5 %;

3. влажное – 15,5-17 %;

4. сырое – выше 17 %.

Установление четырех состояний в таких узких пределах обосновывается формой связи влаги с зерном. Зерно в сухом состоянии хорошо храниться и может быть заложено на хранение насыпью до 30 м и более. Вода в таком зерне прочно связана с гидрофильными коллоидами, неподвижна и не участвует в реакциях обмена веществ. В связи с этим процессы жизнедеятельности в зерне снижены, нет условий для развития микроорганизмов. Состояние средней сухости характеризуется тем, что в зерне появляется небольшое количество свободной воды. Уровень, при котором появляется свободная влага, называется критической влажностью. При такой влажности в зерне возрастает интенсивность дыхания зерна, становиться возможным развитие микроорганизмов.

Задание 3. Ознакомиться с методами определения влажности зерна.

Существуют прямые и косвенные методы определения влажности.

К прямым относится метод дистилляции, основанный на отгонке воды из зерна, помещенного в минеральное масло температурой выше 100°С, но ниже температуры кипения масла. Данный метод используют в научных исследованиях, в практике работы с зерном его не применяют.

Более широко используются косвенные методы определения содержания влаги. К ним относятся:

1. определение количества воды стандартным методом высушивания навески продукта (по сухому остатку);

2. физические методы, в частности электрические по величине электроемкости и электропроводности зерна.

Определение влажности, основанное на диэлектрической проницаемости (емкости) – диэлектрическим методом, проводят в переменном электрическом поле высокой частоты. К достоинствам электрических методов можно отнести быстроту (определение влажности за 1-3 мин.). Однако точность определения влажности на влагомерах зависит от настройки прибора и опытности работающего лица. Результаты измерения влажности, полученные на электровлагомерах, можно использовать только для внутрихозяйственных целей.

Задание 4. Ознакомиться с работой влагомеров зерна «Колос-1», «Фауна-М» и определить влажность зерна электрическим методом. Результаты занести в таблицу 26.

Влагомер зерна Колос-1 предназначен для экспресс-измерения влажности зерна пшеницы, ржи, ячменя, риса и кукурузы в производственных условиях, а также в хранилищах зерна.

Влагомер зерна Фауна-М предназначен для измерения влажности зерновых культур (пшеницы, ржи, ячменя, овса, проса, кукурузы, гречихи, гороха, риса) и масличных культур (рапса, подсолнечника) в полевых условиях при уборке, при послеуборочной обработке и сушке зерна на токах, при размещении зерна в хранилищах, а также при переработке на предприятиях, где необходим экспресс-анализ влажности непосредственно на месте отбора проб.

Сущность измерения заключается в определении емкости датчика, заполненного контролируемым продуктом. Величина емкости зависит от влажности продукта в момент измерения. Прибор состоит из корпуса, измерительной камеры и крышки с мерным стаканом. На передней части корпуса имеется цифровое табло, на котором высвечиваются результаты определения влажности в условных единицах прибора.

Таблица 26 – Определение влажности с помощью электровлагомеров

Культура	Показания влагомера Колос-1				Показания влагомера Фауна-М
	I	II	III	Среднее	I	II	III	Среднее
Пшеница
Овес
Ячмень
Кукуруза

При проведении анализа влагомер устанавливают на ровную поверхность. Зерно засыпают в камеру объемом равным специальному стакану. Закрывают измерительную камеру и, надавливая на нее, плавно сжимают зерно до упора, о чем будет свидетельствовать появление числа (отсчета) на цифровом табло. Считывание отсчета проводят через 18-20 секунд после включения влагомера. Измерения проводят в трех повторениях и рассчитывают среднеарифметическое значение полученных показаний. Для перевода условных единиц прибора в единицы МДВ пользуются градуировочными таблицами, входящими в комплект влагомера.

Задание 5. Ознакомиться с работой электросушильного шкафа СЭШ-ЗМ. Определить влажность зерна стандартным методом.

Суть метода определения влажности по сухому остатку заключается в определении разницы между массами навески размолотого зерна до и после высушивания. Этот метод имеет много модификаций.

Наиболее точным является высушивание до постоянной массы при температуре 105ºС. Однако этот метод очень длителен (5-6 ч) и не пригоден в производстве.

В нашей стране стандартным методом определения влажности по сухому остатку является высушивание навесок размолотого зерна при температуре 130ºС в течение 40 минут. Сокращать срок высушивания зерна за счет повышения температуры нельзя.

Перед началом анализа из средней пробы зерна выделяют навеску массой 300±10 г и помещают в банку с плотно притертой крышкой. Затем определяют ее влажность на электровлагомере. Если влажность зерна выше 17% (для ячменя и овса 15 %), то анализ ведут с предварительным подсушиванием. Для зерна влажностью менее 17 % предварительное подсушивание не проводят.

В этом случае из подготовленного к анализу зерна выделяют навеску массой 20 г и размалывают на лабораторной мельнице. Продолжительность размола зависит от вида зерна. Семена большинства зерновых и зернобобовых культур размалывают в течение 30 секунд, исключение представляют ячмень, овес и люпин (для их размола требуется 60 секунд). Крупность помола контролируют путем просева измельченного образца через сита № 1 и 08 в течение 3 мин. В полученном продукте частицы размером менее 0,8 мм должны составлять не менее 50 %, а размером более 1 мм – не более 5 %. Измельченное зерно с помощью шпателя и кисточки быстро переносят в банку с притертой крышкой и тщательно перемешивают.

Из банки отбирают совочком две навески массой по 5±0,01 г и помещают их в предварительно взвешенные металлические бюксы. Открытые бюксы устанавливают в сушильный шкаф и выдерживают их в нем в течение 40 мин при температуре 130 °С. По истечении указанного времени бюксы вынимают из шкафа тигельными щипцами, закрывают крышками и помещают в эксикаторы на 20 мин. для охлаждения. Охлажденные бюксы взвешивают на весах с точностью до 0,01 г.

Для высушивания зерна и семян применяют различные сушильные шкафы. Самые совершенные из них оборудованы электрическим обогревом и автоматическим регулированием температуры.

Шкаф сушильный СЭШ-3М (приложение И) предназначен для сушки зерна, зернопродуктов, семян бобовых и масличных культур, а также других влагосодержащих веществ при определении влажности.

Применяется в лабораториях элеваторов, хлебоприемных, мукомольных, крупяных, комбикормовых, хлебопекарных предприятий и научно-исследовательских учреждений АПК.

Принцип действия СЭШ-ЗМ основан на равномерном высушивании пробы с помощью воздушного потока, (воздушно-тепловой метод), создаваемого центробежным вентилятором и нагревательными элементами, и вращающегося стола с пробами.

Задание 6. Обработать результаты по формулам 1-3. Данные занести в таблицу 27. Сделать заключение о состоянии зерна, сравнивая полученные результаты с нормами стандарта технических условий на соответствующую культуру по влажности.

Влажность зерна без предварительного высушивания определяют по формуле 16:

_{X =} (А-В) _×100, (16)

А

где X – влажность зерна; А и В – масса навески размолотого зерна соответственно до и после высушивания.

Если А составляет точно 5 г, то влажность рассчитывается по формуле 17 (ГОСТ Р. 50189):

X = 20 × (А – В), (17)

Если разница между двумя параллельными определениями не превышает 0,2 %, то за истинное значение влажности принимают их среднее арифметическое. В противном случае анализ повторяют.

Таблица 27 – Определение влажности без предварительного подсушивания

Культура	Повторность	№ бюкса	Масса бюкса, г	Масса навески, г	Масса бюкса с навеской, г		Потеря массы, г	Влажность, %
					до высушивания	после высушивания
Пшеница

При необходимости предварительного подсушивания отобранную навеску (20 г) помещают в сетчатую бюксу и подсушивают в сушильном шкафу при температуре 105°С. Продолжительность подсушивания навески варьирует от 7 до 25 мин. в зависимости от вида зерна и его влажности. Ее устанавливают по таблице 28. Подсушенное в сетчатых бюксах зерно охлаждают и взвешивают. Дальнейший анализ проводят по описанной выше методике.

Расчет влажности с предварительным подсушиванием производится по формуле 18:

W = 100(1-(M₂ × M₄ / M₁ × M₃)), (18)

Где W – влажность зерна, %;

M₁ – масса навески размолотого зерна до высушивания, г;

M₂ – масса навески размолотого зерна после высушивания, г;

M₃ – масса навески целого зерна до предварительного подсушивания, г;

М₄ – масса навески целого зерна после предварительного подсушивания, г;

Таблица 28 – Определение продолжительности подсушивания

Наименование культуры	Продолжительность подсушивания при температуре 105°С в шкафу СЭШ-3М, мин, при влажности, %
	до 25	25-35	более 35
Пшеница, рожь, овес, просо, сорго, гречиха, ячмень, рис-зерно	7	12	30
Кукуруза, фасоль, горох, нут	15	25	40
Чина, вика, чечевица	15	25	25