Вперед, на главную страницу

 

 

 

Хранение зерна. Влияние влажности и температуры. Сушка.

 

Дыхание зерна

 

При хренении зерна, вследствие расхода сухого вещества зерна на дыхание, вес хранящегося зерна постоянно уменьшается. При хранении 1 тонны зерна 30%-ной влажности в хранилище при 18 С в течение суток теряется около 1 кг веса зерна. Правильно организованное хранение зерна должно быть направлено к максимальному снижению трат сухого вещества и, следовательно, достижению возможно низкой убыли веса зерна в процессе хранения.

Зерно - живой организм с большим запасом питательных веществ, который проявляет жизнь дыханием, происходящим за счет содержащихся в зерне углеводов. Если зерно хранят при низких температурах, то дыхание его почти полностью прекращается. Процесс дыхания в общей форме может быть выражен уравнением

 

C6H12O6  +  6 O2 = 6 CO2  + 6 H2O  + 674 ккал

                                                                                   глюкоза

 

В результате биохимических процессов, происходящих при хранении, идет разложение части органического вещества зерна на дыхание с выделением углекислоты и воды, причем часть имеющейся воды вновь поглощается зерном.

 

Важнейшими факторами определяющими энергию дыхания зерна являются его влажность и температура. Интенсивность дыхания сильно возрастает при повышенной влажности и температуре. При уменьшении влажности до воздушно сухого состояния (10 - 12 %) дыхание практически прекращается.

В таблице приведены показатели пшеничного и ржаного зерна различной влажности (при температуре 25 С), по данным Кретовича.

 

Таблица 18. Изменение дыхательной активности зерна в зависимости от влажности.

Влажность зерна в %

100 г за 24 часа

Дыхательный коэффициент СО22

поглощают О2 в мг

выделяют СО2 в мг

Пшеница Гордеиформе 432

10,6 0,26 0,41 1,58
14,6 0,33 0,69 2,09
15,7 0,27 0,73 2,70
16,8 2,12 2,52 1,18
17,7 7,25 7,01 0,97
17,8 7,84 8,04 1,02

Пшеница Мультирум 321

14,4 0,07 0,27 3,86
16,0 0,33 0,42 1,27
17,0 1,99 2,22 1,11
17,6 6,21 5,18 0,83
19,2 8,90 8,76 0,98
21,2 17,73 13,04 0,73

Рожь Новозыбковская

14,4 0,16 0,25 1,56
15,3 0,22 - -
16,7 1,12 1,45 1,29
17,8 5,42 5,76 1,06
20,6 24,58 20,04 0,81

Из данных таблицы 18 можно заключить, что резкое усиление энергии дыхания пшеничного и ржаного зерна начинается при завышении влажности сверх 15%. Вода, содержащаясяв в зерне, При этой влажности прочно связана с коллоидами зерна и поэтому не может явиться растворителем и той водной средой, которая необходима для протекания биохимических реакций.

На рис. 13 показано дыхание пшеничного зерна, а на рис. 14 — проса различной влажности.

Из обоих рисунков видно, что при влажности зерна менее 15—16% дыхательные коэффициенты несколько больше единицы, так как в зерне нормальной влажности происходит не только нормальное аэробное, но и анаэробное дыхание.

Энергия дыхания сильно возрастает при повышении влажности и температуры, что подтверждают данные таблице 19, в которой показано количество миллиграммов СО2, выделяемое при хранении 1 кг ячменя в сутки.

 

Таблица 19. Энергия дыхания зерна в зависимостн от влажности

Влажность в %

Выделение СО2 в мг при температуре

 

15 18 30 40 52
От 10 до 12 0,35 0,35 - - -
Ог 14 до 15 1,40 1,40 7,50 20-40 249
От 19 до 20 3,59 125-359 - - -
33 700,00 2000 - - -

Из данных табл. 19 видно, что на интенсивность дыхания в большей степени влияет повышение влажности, чем повышение температуры, хотя повышение температуры вызывает увеличение энергии дыхания. Энергия дыхания достигает максимума при 55 градусах (рис 15). Усиленное проветривание также увеличивает энергию дыхания.

На рисунок 16 показано количество СО2 выделенное 1 кг ржи разной влажности, хранившейся в течение 28 суток при различных температурах.

Следует отметить, что повышение температуры с 19 до 31 градусах увеличивает количество выделяемой СО2 при влажности 16,9% в 4 раза (с 1699 до 6711 мг), а увеличение влажности с 12,8 до 19,3% при 19 градусах Цельсия усиливает интенсивность дыхания в 155 раз (с 38 до 4383 мг),

При влажности зерна 20% интенсивность дыхания в 3 раза больше, чем при 35%, причем самодыхание начинает проявляться лишь при 8°, оно заметно при 10°, затем интенсивность его быстро возрастает и при 20° оно в 4 раза больше, чем при 10°.

Считают, что критическая влажность, при которой резко увеличивается интенсивность дыхания, составляет для ржи и пшеницы 13—14% для ячменя и овса 14—15%. Мелкие зерна дышат сильнее крупных, богатый азотом ячмень сильнее, чем бедный, щуплое к битое зерно дышит более энергично, чем нолное и целое.

Необходимо обратить внимание на то, что усиленное дыхание вызывает значительное выделение не только СО2, но и воды, и так как зерно — плохой проводник тепла, то при сильном дыханни зерна наблюдается значительное повышение температуры. Последнее в свою очередь увеличивает интенсивность дыхания и вызывает дальнейшее повышение температуры. Одновременно начинается процесс прорастания зерна. Процесс траты органического вещества вследствие интенсивного дыхания может, таким образом, продолжаться без дальнейшего поступления влаги и тепла.

Наряду с дыханием в сильно влажном зерне проявляется жизнедеятельность вредных микроорганизмов, под влиянием которых зерно гниет и делается затхлым. Затхлое и сгнившее зерно — плохое сырье для производства спирта. Выход спирта из такого зерна понижается вследствие уменьшенного содержания крахмала и сахара в зерне, а также от того, что появляющиеся в зерне продукты гниения препятствуют нормальному протеканию процесса брожения.

На основании изложенного можно прийти к выводу, что лучшие условия хранения — это низкие температуры (лучше всего 0 — 5 ) и возможно меньшая влажность зерна.

При отсутствии доступа кислорода к зерну происходит анаэробное, так называемое интрамолекулярное дыхание, в процессе которого образуются углекислота и этиловый спирт:

С6Н12О6 = 2 СО2 + 2 С2Н5ОН + 28 ккал

Интрэмолекулярное дыхание может продолжаться до тех пор, пока накопляющиеся вредные продукты разложении плазмы его окончательно не подавят. При последующем доступе кислорода может восстановиться нормальное дыхание клетки, которое разрушает образовавшиеся в результате интрамолекулярного дыхания продукты расщепления.

Сущность порчи зерна состоит в распаде органического вещества вследствие усиленного дыхания и активирующего влияния на него окислительных ферментов — оксидаз и пероксидаз. Вначале распаду подвергаются углеводы, а затем и белки, из них в первую очередь — высокомолекулярные белковые вещества, от которых зависит способность зерна к прорастанию. При разложении белков зерна образуются продукты распада входящих в состав белковой молекулы аминокислот жирного и ароматического ряда. В зависимости от температуры и влажности окружающей среды всхожесть зерна может увеличиваться или уменьшаться. Ниже, приведены предельные соотношения между влажностью зерна (пшеницы) и температурой.

 

Температура , С -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
Содержание воды в % 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 5 3 1 0

Таким образом, при -10 С зерно может потерять влагу не ниже 18%, при +20 С влажность его может понизиться до 12%. Всю влагу зерно может потерять лишь при 110 С.

Нарушение соотношения между температурой и процентным содержанием воды вызывает отдачу или поглощение влаги из окружающего воздуха и изменение содержания воды в разных слоях хранящегося зерна. Если, например, зерно влажностью 16% сложено на хранение при температуре 15 С, то влажность его может понижаться до 13%; внутренние слои будут высыхать и отдавать воду окружающему воздуху, насыщая его парами воды. При соприкосновении воздуха помещения с холодными стенами и крышей помещения или более холодными струями воздуха может произойти конденсация паров, которые в виде росы осядут на верхние слои зерна и вызовет в них сначала усиленное дыхание, затем прорастание, а при высокой влажности — даже порчу. Отсюда видно, что вода перемещается в зерне вследствие внутренних процессов, происходящих при дыхании зерна, и под влиянием внешних условий окружающей среды. Кроне того, возможно увлажнение зерна вследствие его гигроскопичности и адсорбции воды на зерне. Гигроскопичность зерна связана с наличием химических соединений жадно притягивающих водяные пары и затем постепенно их усваивающих. Адсорбция вызывается поверхностными силами на оболочках зерна. Гигроскопичностью обусловливается поглощение влаги, а адсорбцией — поглощение, всех газообразных веществ,

Разница в величине поглощения зерном воды в парообразном и капельножидком состоянии (в процентах к весу зерна в воздушно сухом состоянии) характеризуется следующими данными.

Зерно Газообразная вода Капельножидкая вода
Ячмень 8,2 48,2
Просо 8,6 25,0
Овес 5,5 59,8
Кукуруза 6,7 44,0
Рожь 5,1 57,7
Пшеница 5,7 45,6

Как видно из этих данных, зерно может поглотить в 3—10 раз парообразной воды, чем капельножидкой, в количестве, недостаточном для прорастания. При суточной перемене температуры днем и ночью имеет место выпадение росы (капельножидкой воды), за счет которой влажность зерна может сильно увеличиваться.

В результате биохимических процессов, происходящих при хранении, идет разложение части органического вещества зерна на дыхание с выделением углекислоты и воды, причем часть имеющейся воды вновь поглощается зерном.

Вследствие расхода вещества зерна на дыхание вес хранящегося зерна уменьшается. При хранении 1 тонны зерна 30%-ной влажности в хранилище при 18 С в течение суток теряется около 1 кг веса зерна. Правильно организованное хранение зерна должно быть направлено к максимальному снижению трат сухого вещества и, следовательно, достижению возможно низкой убыли веса зерна в процессе хранения.

 

  1. Зерносушилки непрерывного действия
  2. ВНИИ зерновых культур имени И.Г. Калиненко г.Ростов
  3. Государственное учреждение Зональный научно-исследовательский институт сельского хозяйства Северо-Востока им. Н.В. Рудницкого Российской академии сельскохозяйственных наук

 

  Вперед, на главную страницу
Hosted by uCoz