Зерно является основным продуктом сельского хозяйства.ольшое количество вырапIенного зерна необходимо хранить. Сложность хранения зерна связана со специфичностью продукта: зерно — живой растительный организм.
В процессе хранения происходят потери: обоснованные, связацiiыс с дыханием зерна, н необоснованные, связаннi.iе с жизнедеятельностью микроорiанизмов и вредителей.
для того, чтобы снизить потери при хранении сельскохозяйственных продуктов разработаны специальные ‚ринциiы консервации:
биоз сохранение продукта в живом виде;
анабиоз - сохранение продукта при гiониженiiой жизнсдеятельности путем снижения температуры й влажности;
ценоанабйоз — сохранение продуктов за счет жизнедеятельности микроорганизмов (квашеiiие, виноделие);
абноз — сохранение продуктов в цеживом состоянии (консервирование). для сохранности зерна в основном применяют анабиоз.
1. Тема: Физические свойства зерновьих масс в зержiопродуктов
1.1. Сылучееть
Зерно, поступаюкiее на хранение, имеет неоднородный состав. Это зависит от сортовых особенностей, условий выращивания, неравномерности созреван ня
Основу зерновой массы составляют отдельные зерна, которые слабо сцен- лены между собой. Это обеспечивает легкую подвижность зерновой массы. Те. ее сыпучесть. Ськiучесть зерновой массы зависит от формы зерна, его поверхности, вiажiiости, засоренности зерновой массы. Сьипучесть измеряется углом сстесгвсiiiiого откоса ii колеблется от 20° до 40°.
Хорошая сьиiучесть зерна и зерновродуктов используется в н;хiiсгикс хранения, обработки, погрузо-разгрузочных работах, перемещения (iiринцйнн самотска).
.2. Скважистость
В межзерновой массс имеются скважины, которые в.оияноi iii нiнизические
фйзиологическые процессы, протекающие в ней.
Высокая скважнсиосii зерновых масс позволяет использоIiiнти, активное вентилирование с целью охлаждения или подсуiливаiиня иерiнiи. I аiичнте воздуха в межзерйовых пространствах необходимо для сохранения жиiзнсспособности семяй.
Скважистость характеризует объем, занимаемый только зерном, и выражается в процентах.
Скважйстость ойределяе’гся по формуле:
“‘-у
5= - х 100,
‚‘‚/
где ‚У — общий объем зерновой массы, смз;
У —объем только зерна в зерновой массе, см3.
На величину скважистости влияют: форма и состояние поверхности зерна, количество и состав примесей, влажность зерновой массы.
Величина скважистости колеблется для зерна м семян разных культур от ЗОдо 80%.
1.3. Сорбционные свойства
Способность зерна поглощать пары различных веществ и газы называется сорбцией, выделение этих веществ из зерна называется десорбнией.
Отдельные зерна и зерноаая масса в целом являются хорошими сорбентами. Это объясняется капиллярно-пористой коллоидной структурой каждого зерна и скважистостью зерновой массы.
Наибольшее влияние на состояние зерна при хранении оказывает способность его сорбировать и десорбировать пары воды, те. гигроскопйчносз, т.к. зто связано с изменением влажности зерна. Увдажнение зерна н результате его гигроскопичности создает условия для повышения жизнедеятельности зерна, микроорганизмов и вредителей. В результате нарушается основной принцип, позволяющий сохранить зерно -- пониженная жизнедеятельность всех живых компонентов зерновой массы.
Между зерном и воздухом происходит влагообмен до тех пор, пока влажность зерна не уравновесится с влажностью окружающего воздуха, т.е. наступает состояние равновесия между влажностью зерна и влажностью воздуха. Влажность зерна, соответствующая этому состоянию, называется равновесной. Каждой относительной влажности воздуха соответствует определенная влажность зерна, называемая равновесвой. В зависимости от культуры величина этой равновесной влажности зерна будет различию. При относителькой влажности воздуха от 70 до 95% величина равновесной влажности зерна различных культур колеблется от 5 до 30%.
В зерне в основном различают три формы связи влаги с веществами зерна.
1. Химически связанная влага входит в состав вещесгв и удаляется из зерна только при разрушении веществ (например, при прокаливании), ее в зерне десятые доли процента. 2. физико-химически связанная влага менее прочно связана с веществами зерна и может быть удалена при обычной сушке. Значительного физиологического влияния (активизации жизнедеятельности) на зерно она не оказывает, поэтому в практике при сушке ее не удаляют. 3. Кавиллярная влага (механически связанная влага) — сравнительно легко удаляется из зерна. Эта влага оказывает значительное физиологическое воздействие на зерно, поэтому при сузлке зерна ее стремятся удалить.
1.4. Теллофизические свойства
для зерна как объекта хранения имеют значение такие тевлофизическые свойства как тевлопроводность, температуропроводность и термовлагопроводность. Так как органические вещества, входящие в состав зерна, и воздух, за-полнЯЮатий ме)кзерыовые пространства. являЮтся ПЛОХИМИ проводниками тепла, то в целом вся зерновая масса обладает низкой тепло - и температуропроводностью и используется в практике хранения зерна: охлатлеойая зерновая масса сохраняет понiженнуiо температуру длительное время; таким образом, ВОЗМОЖНО консервiiровкгь зерновУю массу холодом,
Отрицательное влияние i-iизких тепло - н температуропроводности заключается в том, что при высокой жизнедеятельности зерна, микрооргаiiизмов и вредителей выделяемое ими тепло задерживается в зерновой массе, повышает ее температуру и приводит к самосогреванию.
Термовлагопроводi-юсть связана с перемещением влаги в зерновой массе с потоком тепла, вызванное градиентом температуры.
В результате этого явления влага, перемещаясь с потоком тепла в более холодные слои или участки зерновой массы, приводит к увлажнению отдельных участков зерновой массы, В практике хранения сталкиваются с этим явлением при неравномерном обогреве етен силосов, размещением свежеубранвого зерна на холодные бетонные или асфальтированные полы складов при значительной разннцс температур зерна и воздуха и т.д. Перемещение влаги с потоком тепла может привести к образованию даже коыденсата влаги и значительному увеличению влажности зерна ло 50-70% него прорастаниiо.
2. Тема: Физиологические процессы, тiротекаiоiцие и зерне при хранении
2.1. дыхание
Зерно — живой организм. Дыхание является важнейшим физиологическим процессом в любом живом организме. В процессе дыхания клетки зерна получают энергию за счет окисления и распада органических веществ. В растительных организмах дыхание (газообмен) осуществляется за счет сахаров. Расходуемые при дыхании сахара получаются за счет окисления или гидрояиза более сложных веществ: у зерна, богатого крахмадом — ов расщепляется до сахаров, у масличных -- окисляется жир. ГIрii наличии воздуха нормального состава, т.е., содержащего 21% кислорода, происходит полное окисление сахаров. Такой характер дыхания называют аэробным, и он может бЫть выражен уравнением:
С6Н206 + 6О = 6С02 + 61-120 + энергия
При недостагке содержания кислорода в межзерновом пространстве происходит процесс брожения с образованием этилового спирта. Такой характер дыхания называют р2бным и такой тип дыхания выражается следующим уравнением:
СбН20б = 2С02 + 2С2Н50Н + энергия
Из анализа уравнений дыхания видно, что в процессе дыхания происходит следующее: потеря в массе сухих веществ зерна; увеличение количества влаги в зерне; изменение состава воздуха межзерновых пространств; образование тепла
зерновой массе, которое может привести к его самосогревавию.
Все эти следствия дыхания являются нежелательными и приводят к необходимости хранения зерна в условиях, врепятствующих интенсивному дыханию зерна.
Основными факторами, влияющими на интенсивность дыхания зерна, являются, прежде всего, влажность, температура и степень аэрацяи.
Чем выше влажность, тем интевсиввее оно дышит, Интенсивность дыхания сухого зерна практически равна нулю. Сырое же зерно дыйiит так интенсивно, что за сутки теряет до 0,2% своей массы.
Наличие в зерне связанной влаги практически не влияет на интенсивность дыхания, т.к. эта влага не может перемещаться из клетки в клетку и почти ве участвует в физиологических процессах (дыхании).
Только механически связанная влага (свободная влага) принимает активное участие в физиологических процессах, перемещаясь из клетки в клетку, активизирует дыхательные ферменты, интенсивность дыхания повышается.
Влажность зерна, при которой в нем появляется свободная вдага и резко повышается интенсивность дыхания, называется критической.
для зерна различных культур этой влажностью является состояние, характеризуемое средней сухостью. Поэтому только сухое зерно, не содержащее свободной влаги устойчиво в хранении и в практике перед закладкой зерна на хранение влажное и сырое зерно подлежит сушке.
С повышением температуры интенсивность дыхания увеличивается, это наблюдается при повышении температуры до 50-60° С. При дальнейшем повышении температуры интенсивность дыхания снижается, что связано с денатурацией белков и гибелью зерна как живого организма.
С понижением температуры интенсивность дыхания резко падает. даже зерно с повышенной влажностью, содержащее свободную Благу, резко снижает интенсивность дыхания при температуре ниже ОТ.
Понижение температуры широко исгiользуiот в практике хранения.
доступ воздуха к зерновой массе также влияет на характер и интенсивность ее дыхания. Если зерновая масса длительное время хранится без перемещении и продуванця, то в межяерновых пространствах накапливается углекислый газ й убывает содержание кислорода. Недостаток кислорода и накопиашийся углекислый газ действует угнетаiоще на зерно с повышенной влажностью, на сухое зерно даже полное отсутствие кислорода существенного влияния не оказывает. Это объясняется тем, что интенсивность дыхания сухого зерi-iа ничтожно мала.
При хранении влажного и ёырого зерна в условиях недостатка кислорода происходит снижение всхожести зерна, поэтому для сохранения восевных качеств зерна с влажностью выше 14-Ч 5% необходим периодический обмен возлуха и зерновой массе, что достигается активным вентиiшрованием.
Кроме основных вышеперечисленных факторов на интенсивность дыхания зерна влияют: состояние зрелости; выполневность и крупиость; целостность й боганические особенности зерна.
2.2. Послеуборочное дозревавие
Свежеубранное зерно обладает рядом особенностей, связанных с его дозревавием. Такое зерно обладает повышенной иiггенсивюсiью дыхания, поIiиженными технологическими свойствами, низкой всхо)кестью. При хранении све>кеубранного зерна повышается всхожесть, улучшаются технологические качества, снижается интенсипность дыхания.
Основными факторами, ускоряющими прохождение послеуборочного дозревапия являются: снижение влажности зерна до критической; положительная температура зерна и активный доступ воздуха.
Продолжительность послеуборочвого дозревання при благоприятных условиях хранения для большинства культур заканчивается за 1,5-2 месяца.
Таким образом, первый период хранения зерна является наиболее сложным в связи с активностью протекающих в зерне яропессов и в этот периол необходим систематический (ежедневный) контроль за состоянием зерна ц, прежде всего, за его температурой.
2.3. Прораетаiоiе
Прорастание при хранении зерна недопустимо. Оно возникает при нарушении основного правила хранения: хранение в состоянии анабиоза, те. воинженной жизнедеятельности зерна.
Основными факторами, определяющими возмозкность гiрорастания, являются влага, тегiло и воздух.
для прорастания зерна различных культур требуется различное количество влаги: для пiвенипьг, ячменя, риГи, овса - 5080%; для вроса, кукурузы - 38+45%. Благоприятной температурой для врорастания является температура от 20 до ЗО ‘С. а воздух практически всегда имеется р межзерновых пространств ах.
5. Тема: Самосогревание ЗерпОвых мае
5.1, Сущность явления самОсогреВани
Самосоiреванием зерновой массы называют повышение ее температуры вследствие протекающих в чей физиологических процессов ц плохой теплопровод иости.
Яри заiiугiiеином самосогревании температура зерновой Массы может подняться до 7О-75 т. Самосогревание приводит к потерям в массе зерна, снижению его посевных и технологических качеств.
физмологяческой основой самосоi’реванйв является дыхание всех живых комiюнеиi ов (зерна, микроорганизмов, вредителей, органические вримеси) зерновой массы.
5.2. Стадии самосогревания
В начальной стадии самосогревания температура повышается до 2430 ° С, появляется амбарный или плссе[iный запах, отдельные зерна Темнеют, появляется конденсат. Через 37 дней самосогревание переходит во вi’орую стадию.
Во второй стадии самосогревания температура повышается до 400 С, снижается сьиiучесть. появляется солодовый запах, зерно темнеет, появляются колонии [Iлесйевых грибов, снижается всхожесть, технологические свойства сниУкаiотся.
Если самосогреваЕiие не ликпидировано на этой стадии, темперагура зерновой массы повышается до 50° С и выше, резко снижается сыпучесть, появляется сильный запах разложения. Процесс заканчивается обугливанием зерна, полной потерей сыпучестн и всех показателей качества, а иногда происходит возгорание (семена подсолнечника).
5.3. Виды самосогревания Наблюдения при хранении зерна показали, что все случаи самосогревания
можно разделить на три вида: гнездовое, ззластовое и сплошное. Еновое е,амос9гвание может возникнуть в любой части зерновой массы в результаге увлажнения какого-либо участка (неисправность крыши), образования участков в зерновой массе с повышенным содержанием примесей или скопления насекомых в каком-либо участке.
При цдвом самосогеващ греющийся слой возникает в зерновой массе в виде горизонтального или вертикального пласта.
Основной причиной оластовоi’о самосогреваiiия является термовлагодиффузия, когда при наличии перепада темперагур под воздействием наружного
воздуха, стен или пола хранилища появляется ковденсационная влага в прилегающих слоях (гiластах) зерна. Гiластовое самосогревамме никогда не возникает в центральных слоях зерновой массы, а только в периферийных.
Сплошное самосогревВй — такой вид самосогревания, когда вся зерновая масса находится в греiощемся состоянии.
Его причиной может быть запущенная форма пластового или гиездового самосогревания, а также интенсивное дыхание зерна с повышенной влажностью, особенно свежеубранного.
Систематический контроль за температурой хранящегося зерна являетсяi-ара нгией предупреждения и своевременного обнаружения самосогревания зерна.
6. Тема: Способы и режимы хранении зерна и зсрнопродуiстов.
6.1. Хараiсгсрисгиiса способов хранения
Способы хранения зерновых масс базируются на их физических и физиологическых свойствах.
Iрнмсвсние определенного способа хранения зависит от технического и экономического уровня и климатических особенностей.
Хорошая сыпучесть зерновых масс позволяет хранить их в различных емкостях, начиная от мешков и кончая большими силосами. Хранение в мешках получило иазваiкiе хранение в таре, а размещение в больших хранилищах - складах, силосах, бункерах . хранение насыпью.
Основной способ хранения зервовых масс — хранение насыпью, В этом случае полнее используются зернохравилища, больше возможностей для механизации операций, отпадают расходы на тару и перетаривание пролуктов, легче бороться с врсдитслями.
Храiiят в таре некоторые партии семенвого зерна, семена с хрупкой оболоiкой. Обязательно хранят в таре протравлеiные семека кукурузы.
Основными типами зераохранилищ являются склады с горизонтальными или наклонными полями и элеваторы. Основное преимущество элеваторов — высокая механизация работ с зерновыми массами, основной недостаток — в них можно хранить только сухое зерно, обладающее хорошей сьпiучестью.