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
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 СО2/О 2
поглощают О2 в мг
выделяют СО2 в мг
Пшеница Гордеиформе 432
Пшеница Мультирум 321
Рожь Новозыбковская
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 % | |||||
15 | 1 8 | 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 | 2021 | — | — | — |
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:
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 | 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 |
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.
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.
Хранение зерна пшеницы продовольственного назначения
Особенности пшеницы как объекта хранения
Сыпучесть и самосортирование относят к физическим свойствам зерна. Зерновая масса состоит из множества отдельных твердых частиц, различных по размеру и плотности, поэтому обладает большой подвижностью — сыпучестью. Наибольшей сыпучестью обладают округлые зерна с гладкой поверхностью (просо, горох), у зерна продолговатого с шероховатой поверхностью сыпучесть снижается.
С сыпучестью связана способность зерновой массы к самосортированию. При любом перемещении или встряхивании зерновая масса «расслаивается». Тяжелые компоненты — минеральная примесь, крупные зерна как бы «тонут», опускаются вниз, а легкие — органический сор, семена сорняков и щуплые зерна «всплывают». Это может оказать отрицательное влияние на сохранность, так как обычно семена сорных трав и щуплое зерно имеют повышенную энергию дыхания, что может привести к порче зерна при хранении. Способность зерновой массы к самосортированию учитывается при отборе проб для анализов.
Скважистость — заполненные воздухом промежутки между зернами в насыпи. Обычно скважистость выражают в процентах к общему объему данной насыпи. Плотность укладки зерновой массы в объеме хранилища и, следовательно, ее скважистость зависят от формы, размеров и состояния поверхности зерен, от количества и характера примесей, от массы и влажности зерновой насыпи, формы и размеров хранилища. Однородное по крупности зерно, а также зерно с шероховатой поверхностью имеют скважистость большую, чем зерна разной крупности и округлой формы. Так, скважистость составляет (в %): ржи и пшеницы — 35 — 45, гречихи и риса (зерна) — 50 — 65, овса — 50 — 70. Запас воздуха в межзерновых пространствах имеет большое значение для сохранения жизнеспособности семян. Большая газопроницаемость зерновых масс позволяет проводить активное вентилирование, регулировать состав газовой среды в межзерновых пространствах, вводить пары ядохимикатов для борьбы с амбарными вредителями. Однако наличие межзерновых пространств и кислорода в них благоприятствует развитию амбарных вредителей.
Сорбционные свойства зерна также относят к физическим. Зерно всех культур и зерновые массы в целом обладают сорбционной емкостью, т. е. способностью поглощать газы и пары различных веществ. Эта способность зерна обусловлена его капиллярно-пористой структурой, что делает активную поверхность зерновки в 200 — 220 раз больше истинной. Кроме того, для биополимеров (белков, слизей, крахмала) характерно отсутствие прочной кристаллической решетки, поэтому молекулы воды и других веществ могут легко внедряться в них, взаимодействуя с активными центрами. В белках этими центрами являются такие функциональные группы, как — NН -, Н2N -, — СООН, — СОNН2, — ОН; в углеводах — ОН и — 0 -. При изменении условий окружающей среды зерно может частично отдавать поглощенные им вещества — десорбировать их. Однако полностью десорбция не происходит.
Явления сорбции принято подразделять на две группы: сорбция и десорбция различных газов и паров, кроме воды; гигроскопичность — сорбция и десорбция паров воды.
Способность зерна и продуктов его переработки активно сорбировать газы и пары различных веществ обязывает руководителей заботиться о чистоте транспорта и хранилищ, иначе продукты по вкусу и запаху могут стать непригодными для пищевых целей. При борьбе с амбарными вредителями можно применять лишь такие пестициды, которые менее вредны для теплокровных и более полно десорбируются.
Гигроскопичность зерновой массы оказывает наибольшее влияние на стойкость зерна при хранении. Хорошо сохраняет свои исходные свойства только то зерно, в котором вся влага находится в связанном коллоидами состоянии. Между относительной влажностью (
) воздуха в хранилище и влажностью зерна через определенное время устанавливается динамическое равновесие. Каждому значению относительной влажности воздуха и его температуры соответствует определенная равновесная влажность продукта. Например, при температуре около 20 С и
= 15 — 20 % равновесная влажность зерна устанавливается около 7 %, а при
= 100 % достигает 33 — 36 %. Оптимальный интервал влажности воздуха при положительной температуре (10 — 20`С) находится в пределах от 60 до 70 %. В этих условиях равновесная влажность продуктов равна 13 — 14 %.
Влажность продукта, при которой в нем появляется свободная вода, носит название критической. Для большинства культур критическая влажность лежит в интервале 14, 5 — 16 %. Зерно, достигшее ее, может заплесневеть.
Гигроскопичность зерна и продуктов его переработки зависит от содержания в них белков и высококомолекулярных пентозанов, способных поглощать влаги больше, чем другие вещества.
Теплопроводность и температуропроводность зерна также относят к физическим свойствам. Тепло в зерновой массе распространяется двумя способами: от зерна к зерну при их соприкосновении — теплопроводность зерна и перемещением воздуха в межзерновых пространствах — конвекция. Зерно имеет теплопроводность, близкую к древесине, т. е. обладает низкой теплопроводностью. Воздух также характеризуется небольшой теплопроводностью. Поэтому суммарный показатель теплопроводности зерновой массы в целом невелик и колеблется в пределах от 0, 12 до 0, 2 ккал
Скорость нагревания зерновой массы — температуропроводность зависит от теплопроводности и также невелика. Таким об-, разом, зерновая масса характеризуется большой тепловой инерцией, изменение температуры зерна в средних слоях насыпи происходит очень медленно. Поэтому зерно в зимние месяцы можно охладить, проведя активное вентилирование насыпи холодным сухим воздухом. Низкая температура его сохраняется в течение большей части лета, в результате чего замедляются биохимические процессы, протекающие в нем, и прекращается размножение амбарных вредителей. Если же на хранение засыпано теплое зерно, то в нем долго сохраняются благоприятные условия для: активной жизнедеятельности самого зерна, амбарных вредителей и микроорганизмов. В весенне-летний период, а также в осенне-зимний наблюдается большая амплитуда колебаний температуры между отдельными слоями зерновой массы, что может привести к конденсации влаги на отдельных ее участках, увлажнению зерна.[2]
Влияние почвенно-климатических условий и агротехнических приемов на качество и сохранность пшеницы
Основными условиями получения высоких урожаев пшеницы являются: использование высокоурожайных сортов, подбор предшественников, тщательная обработка почвы, оптимальные сроки сева, применение минеральных удобрений, высокая культура земледелия.
Семена озимой пшеницы начинают прорастать при температуре 1 — 2°С, всходы появляются при 3 — 4°С. Кустится она при температуре не менее чем 3 — 4°С.
К условиям перезимовки озимая пшеница более чувствительна, чем озимая рожь. Если снежного покрова нет, то она вымерзает при температуре — 16. — 18°С на глубине узла кущения. Однако при глубоком снежном покрове озимая пшеница выносит температуру воздуха до — 35°С и ниже. К влаге требовательна. При недостатке ее в период всходов, осеннего и весеннего кущения и особенно в фазы выхода в трубку и колошения снижается урожай.
Для произрастания озимой пшеницы наиболее благоприятны черноземные и темно — каштановые почвы с нейтральной и слабокислой реакцией, а также слабоподзолистые, перегнойно — карбонатные и дерновые почвы. Мало пригодны для нее почвы песчаные, заболоченные, сильноподзолистые.
Место в севообороте, обработка почвы и удобрения. В основных районах возделывания озимую пшеницу размещают в севооборотах по занятым и чистым парам. Парозанимающими культурами могут быть кукуруза на силос, зернобобовые (бобы, горох), картофель, клевер. Высевают ее и по непаровым зерновым предшественникам, например, после ярового ячменя, по кукурузе на зерно и по подсолнечнику. В районах с недостаточным количеством осадков озимую пшеницу лучше высевать по чистому пару.
Обработка почвы под озимую пшеницу зависит от парозанимающей культуры, характера засоренности и от почвенных условий. Пшеница хорошо отзывается на углубление пахотного слоя, на глубокую осеннюю вспашку под парозанимающую культуру.
На посевах пропашных культур в паровом поле надо особенно тщательно проводить междурядную обработку. Тогда после уборки парозанимающей культуры не требуется вспашка, достаточно провести культивацию (глубокое рыхление) с последующим боронованием (поверхностное рыхление).
Если непаровые и парозанимающие культуры убраны за 1,5 — 2 месяца до посева озимой пшеницы, поле обрабатывают по системе полупара, т. е. после вспашки с боронованием проводят двукратную культивацию. В засушливые годы целесообразно немедленно после уборки парозанимающей культуры провести лущение.
В качестве основного удобрения под озимую пшеницу или под парозанимающую культуру вносят навоз, компосты в количестве 20 — 30 т.га. Минеральные удобрения вносят в соответствии с рекомендациями агрохимической лаборатории и с показателями агрохимического обследования почв. Большое значение обычно имеют фосфорные удобрения. Внесение суперфосфата из расчета 45 — 60 кг действующего вещества на 1 га дает прибавку урожая зерна от 4 до 5 ц.га. На выщелоченных черноземах и в нечерноземной зоне возможно применение и фосфоритной муки. Наиболее эффективно внесение гранулированного суперфосфата в рядки в дозе 10 кг действующего вещества на 1 га; урожайность возрастает на 2 — 3 ц. При этом суперфосфат вносят или специальными комбинированными сеялками, или вместе с семенами. На серых лесных и подзолистых почвах и на черноземах, если не применяется навоз, хорошие результаты получают от внесения в паровое поле калийных удобрений. Эти удобрения применяют из расчета 40 — 60 кг действующего вещества на 1 га. Азотные минеральные удобрения вносят в подкормки главным образом рано весной, но иногда и осенью. Доза азота 30 — 60 кг действующего вещества на 1 га. Каждый килограмм азота дает дополнительно 10 — 15 кг зерна и более. Озимую пшеницу, высеваемую после парозанимающих культур или непаровых предшественников, в том числе и зернобобовых, обязательно удобряют азотом с осени.
Необходимость применения подкормки весной объясняется тем, что озимая пшеница выходит из — под снега ослабленной и нуждается в усиленном питании. Для повышения качества зерна применяют некорневую подкормку в период цветение — начало налива зерна.
Посев озимой пшеницы
Приемы подготовки семенного материала (зерна) к посеву общие: очистка, сортировка (для выделения более крупных тяжеловесных фракций), протравливание и обработка препаратом 1УР (хлорхолинхлорид) в дозе 0,5 кг на 1 ц семян (для повышения зимостойкости и против полегания).
В более северных районах в хозяйствах необходимо иметь переходящие семенные фонды озимой пшеницы, чтобы посев проводить не запаздывая, пользуясь семенами из урожая предыдущего года.
Озимую пшеницу сеют несколько раньше, чем озимую рожь, так как она медленнее развивается. Период осенней вегетации озимой пшеницы должен быть не менее 50 — 55 дней. Применительно к различным зонам страны рекомендуются следующие сроки посева озимой пшеницы: южная степная зона — 1 — 20 сентября, лесостепь и юго — восток — 20 августа — 1 сентября, нечерноземная зона — 20 — 25 августа.
Обычная норма высева озимой пшеницы — от 4,0 до 6,5 млн всхожих семян, или 150 — 200 кгга.
Сеют пшеницу рядовым или узкорядным способом. Широко применяют также перекрестно — диагональный способ, который позволяет повысить производительность посевных агрегатов и использовать преимущество сближенных рядков посева. Хорошие результаты дает посев озимой пшеницы стерневыми сеялками, а также безрядковый посев.
В случае применения интенсивной технологии посев проводят с оставлением «технологической колеи», по которой передвигается агрегат при уходе за растениями в период вегетации.
Большое значение имеет направление рядков при посеве. Если позволяют условия, их следует располагать с севера на юг. В этом случае растения лучше используют утренние и вечерние лучи солнца, а в полуденные часы меньше перегреваются.
Глубина заделки семян 5 — 6 см, при пересыхании поверхностного слоя почвы 7 — 8 см.
Уход и уборка урожая озимой пшеницы
Первый прием ухода за озимой пшеницей — прикатывание после посева. Оно предупреждает выпирание узла кущения при оседании почвы. Переросшие озимые подкашивают, чтобы при выпадении снега не создавалась воздушная прослойка между почвой и снежным покровом.
Осенью и весной для предупреждения вымокания посевов принимают меры по удалению избытка воды, зимой проводят снегозадержание. В орошаемых районах в течение вегетации проводят вегетационные поливы, совмещаемые обычно с подкормкой, а в осенне-зимнее время — влагозарядковые поливы. Весной озимую пшеницу подкармливают и боронуют. Озимая пшеница хорошо дозревает в валках, поэтому убирает ее преимущественно раздельным способом, т. е. скашивают жаткой в валки в период восковой спелости (за 5 — 7 дней до полного созревания), а затем после подсыхания валков подбирают их комбайном и обмолачивают. Возможно и прямое комбайнирование. Запаздывать с уборкой нельзя, так как это приводит к осыпанию зерна.[3]
Сорт и его значение.
В сельскохозяйственной практике и в промышленности, перерабатывающей зерно, широко распространено понятие сорта.
Сортовые особенности – один из важнейших факторов, определяющих семенные, технологические и пищевые достоинства зерна и получаемых из него изделий.
Сорта практически различают по урожайности, засухоустойчивости, величине, форме и окраске зерна, характерным особенностям химического состава, устойчивости при хранении, мукомольным, хлебопекарным и другим технологическим особенностям.
Сорта бывают районированные и перспективные.
Районированные – это сорта, рекомендованные Государственной комиссией по сортоиспытанию для хозяйственных посевов. Районированные сорта, недостаточно размноженные и занимающие лишь небольшую часть площади, отведенной для них по сортовому районированию, называются дефицитными.
Перспективные – это новые сорта (гибриды), проходящие государственные сортоиспытания и показывающие при этом лучшие по сравнению со старыми сортами качества, но еще не районированные.
Новый сорт имеет тем большую ценность, чем оптимальнее и на более высоком уровне в нем сочетаются самые важные биологические, хозяйственные и технологические свойства. Присущие сорту ценные свойства могут проявляться лишь при определенных условиях выращивания, на агрофоне, обеспечивающем наиболее широкое раскрытие потенциальных возможностей сорта.
Таким образом, сорт и его потенциальные возможности являются могучим фактором повышения урожайности, изменяют в нужном направлении химический состав зерна и его технологические достоинства.
Сорта озимой пшеницы.
Сорт Бирюза создан совместно с учеными Краснодарского НИИСХ имени П. П. Лукьяненко, внесен в Госреестр селекционных достижений РФ в 2021 году по Центрально-Черноземному и Средневолжскому регионам. Сорт обладает высокой зимостойкостью, устойчив к прорастанию зерна в колосе при перестое на корню, к твердой головне, мучнистой росе, бурой ржавчине. Высота растений 80 — 90 см, стебель прочный, устойчивый к полеганию. Выколашивается Бирюза на 6 — 7 дней раньше Безенчукской 380.
Сорт Светоч включен в Госреестр РФ в 2021 году по Средневолжскому региону. Зимостойкость сорта на уровне Мироновской 808 и Безенчукской 380, выколашивается и созревает на 5 — 6 дней раньше Безенчукской 380, слабовосприимчив к мучнистой росе, в средней степени поражается бурой ржавчиной. Сорт обладает высокой засухоустойчивостью. В опытах конкурсного испытания в Самарском НИИСХ в засушливые 2021 и 2021 годы Светоч по урожайности превысил Мироновскую 808 на 9,8 ц/га и 5,7 ц/га соответственно.
Среднеспелый сорт ценной пшеницы Безенчукская 616 включен в Госреестр РФ в 2021 году и допущен к использованию в Волго-Вятском регионе. Он был выведен индивидуальным отбором колоса из гибрида второго поколения и вобрал в себя все лучшие качества сорта Безенчукская 380, в том числе морозостойкость и засухоустойчивость.
В 2021 году в Госсреестр РФ включен засухоустойчивый сорт Санта с повышенной зимостойкостью, он допущен к использованию в Средневолжском регионе. Дает высокие урожаи даже в экстремально засушливые годы.
Среднеранний сорт Малахит включен в Госреестр РФ в 2021 году и допущен к возделыванию по Средневолжскому региону. Он выколашивается и созревает на 4 — 5 дней раньше Мироновской 808, зимостойкий, устойчивый к полеганию (8 — 9 баллов), жаро- и засухоустойчивый в период налива зерна.
В 2021 году в Госреестр РФ включен сорт Ресурс и допущен к возделыванию по Средневолжскому региону. Он отличается быстрыми темпами роста, поэтому возможен его посев в конце допустимых сроков. Выколашивается на 6 — 7 дней раньше Безенчукской 380, одновременно с Донской безостой. Зимостойкость Ресурса на уровне Мироновской 808 и Безенчукской 380.
Самый известный и популярный сорт – Безенчукская 380 с вегетационным периодом 330 — 336 дней. Он в Госреестре РФ с 1994 года. Сегодня его возделывают хлеборобы более 30 регионов России на площади свыше 1,2 млн га. Это объясняется не только его высокой урожайностью, повышенной зимостойкостью и засухоустойчивостью. По данным Краснодарского НИИСХ (Л. М. Мохова, 2021), на сильном инфекционном фоне Безенчукская 380 показывает высокую устойчивость к септориозу, мучнистой росе. Сорт обладает средней восприимчивостью к бурой ржавчине и снежной плесени, а также к твердой головне (при искусственном заражении), устойчив к прорастанию зерна в колосе при перестое на корню.
Сорта яровой пшеницы. В настоящее время в Госреестре находятся шесть сортов яровой мягкой пшеницы НИИСС им. Константинова — Кинельская 59, Кинельская 60, Кинельская 61, Кинельская нива, Кинельская отрада, Кинельская краса.
Более 12 лет возделывается в производстве сорт мягкой яровой пшеницы Кинельская 59. Посевы этого сорта с каждым годом увеличиваются. Он показывает отличные качества в южных степных районах Самарской области (в крестьянском хозяйстве Ларькова в Большечерниговском районе ее урожайность составляет 1,8-3 тонны с гектара). Пользуется спросом у производителей и сорт Кинельская 61. Он пригоден для экстенсивного и полуинтенсивного земледелия.
В 2021 году по результатам двухлетнего испытания был занесен в Государственный реестр новый высокоурожайный и засухоустойчивый сорт яровой пшеницы селекции института — Кинельская нива. Сорт способен давать до 6,5 тонны с гектара. По качеству зерна относится к сильной и ценной пшенице.
В 2021 году в Государственный реестр занесен сорт яровой мягкой пшеницы Кинельская отрада, который способен давать 4,5 тонны с гектара, характеризуется иммунностью к бурой ржавчине, толерантностью к мучнистой росе, корневым гнилям.
Юго-Восток Европейской части России относится к тем наиболее засушливым земледельческим районам мира, где зерновые культуры возделываются без орошения. В среднем за вегетационный период здесь выпадает всего 150 мм осадков. В 1910 году Саратовское губернское земство учредило Саратовскую опытную станцию (ныне НИИСХ Юго-Востока РАСХН), приоритетной задачей которой являлось проведение исследований в области селекции и акклиматизации полевых культур, способных давать устойчивые урожаи зерна даже в острозасушливые годы.
Научные работы начались с улучшения основной продовольственной культуры того времени – яровой пшеницы. Первый директор станции А. И. Стебут и академик Г. К. Мейстер разработали теоретические основы селекции пшеницы для острозасушливой зоны. Выдающийся ученый-селекционер А. П. Шехурдин вначале усовершенствовал метод сложной ступенчатой гибридизации, а затем совместно со своей ученицей В. Н. Мамонтовой создал ряд уникальных сортов мягкой сильной пшеницы – Лютесценс 62, Саррубра, Альбидум 43, Саратовская 29, Саратовская 36, Саратовская 38, Саратовская 39 и др.
Особое место занимает сорт Саратовская 29, созданный специально для суровых климатических условий в период освоения целинных и залежных земель. Высокая адаптивность и выдающиеся качественные показатели зерна обусловили широкое распространение сорта: в отдельные годы он занимал в СССР свыше 21 млн га. До сих пор этот рекорд не превзойден, а Саратовская 29 и по сей день находится в Госреестре селекционных достижений РФ по 9, 10 и 11 регионам.
Cреднеспелый сорт Саратовская 70, допущенный к использованию с 2021 года по 7 и 8 регионам, относится к сильным пшеницам. Он превосходит созданную ранее Саратовскую 55 по продуктивности, содержанию сырой клейковины в зерне (почти на 2 %), а мука обладает более высокими хлебопекарными свойствами. Саратовская 70 характеризуется устойчивостью к пыльной головне, но поражается мучнистой росой и бурой листовой ржавчиной, поэтому необходимо использовать фунгициды.
К сильным пшеницам относится сорт Саратовская 66, включенный в Госреестр в 2021 году по 8 региону. Он хорошо зарекомендовал себя в острозасушливых условиях. Сорт среднеранний, высокорослый, устойчивый к засухе, среднеустойчивый к полеганию, пыльной и твердой головне. Максимальная урожайность в производственных условиях составила более 40 ц/га.
Особо засухоустойчивые сорта яровой мягкой пшеницы созданы на Краснокутской селекционно-опытной станции – Альбидум 28, Альбидум 29 и Альбидум 31. Последний из них в Госреестре с 1994 года. Это среднеспелый (вегетационный период 71 — 87 дней), засухоустойчивый сорт, один из самых крупнозерных среди яровых пшениц. Благодаря устойчивости к бурой ржавчине, в благоприятные по влагообеспеченности годы способен формировать урожай зерна свыше 40 ц/га. Зерно обладает хорошими хлебопекарными качествами: содержание белка в нем достигает 16,1 %, а сырой клейковины – 34,4 %. Среднеспелый сорт Белянка внесен в Госреестр в 2021 году по 8 региону. Устойчив к осыпанию и ломкости колоса, хорошо вымолачивается. Сорт высокоустойчив к листовой ржавчине, мучнистой росе, что особенно ярко проявилось в 2021, 2021, 2021 годы, умеренно устойчив к пыльной головне, толерантен к вирусным заболеваниям. В зависимости от условий возделывания хозяйства получают от 17 до 47 ц/га высококачественного зерна. Благодаря высокому потенциалу продуктивности и хорошим хлебопекарным качествам площади посева пшеницы Белянка ежегодно увеличиваются. Только в Саратовской области в 2021 году она занимала более 51 тыс. га. Следует учитывать то, что Белянка – сорт белозерный, высоко стекловидный, поэтому нельзя допускать перестоя на корню.
Среднеспелый сорт Добрыня в 2021 году внесен в Госреестр селекционных достижений по 7 и 8 регионам как сильная пшеница. Основным достоинством является сочетание высокой толерантности к комплексу вирусных заболеваний и хороших хлебопекарных свойств. Благодаря этим особенностям в 1994 и 1995 годах при сильных эпифитотиях вирусных болезней Добрыня в 1,5 — 2 раза превысил сорт-стандарт Л 503 по продуктивности. Максимальный урожай – 54 ц/га – получен в 2021 году. Сорт высокотехнологичен: устойчив к полеганию, высокоустойчив к прорастанию на корню, зерно хорошо вымолачивается.
Значительный интерес представляет сорт Юго-Восточная 2, селекции Ершовской опытной станции орошаемого земледелия НИИСХ Юго-Востока, способный формировать до 68 ц/га. Он допущен к использованию с 2021 года по 5, 6, 7, 8 регионам. Сорт среднеспелый, вегетационный период 96 дней, обладает хорошей адаптивностью, засухоустойчивовостью и жаростойкостью.
Сорта Ник (в Госреестре с 2021 года), Елизаветинская (с 2021 года) Золотая волна (с 2021 года) относятся к новейшим достижениям лаборатории селекции и семеноводства яровой твердой пшеницы. Они отличаются исключительно высоким качеством зерна, устойчивостью к основным болезням. Их продуктивность на 18 — 20 % выше стандартов, и в благоприятные годы урожай достигает 32 — 34 ц/га. По содержанию желтых пигментов в зерне эти сорта находятся практически на уровне Саратовской золотистой. Ряд хозяйств проявили интерес к семеноводческой работе с данными сортами и с 2021 года активно занимаются этим.
В настоящее время селекционеры продолжают работу по созданию более урожайных, высокоадаптивных, засухоустойчивых сортов с высоким качеством зерна, отвечающих современным требованиям производства.[4]
Характеристика способов хранения пшеницы
Для успешного хранения зерна в складах и элеваторах, а также при временном хранении на токах и площадках с наименьшими потерями в массе и качестве и затратами средств мало знать в отдельности каждое свойство зерновой массы.
Изучение свойств зерновой массы и влияние на нее условий окружающей среды показало, что интенсивность всех протекающих в ней физиологических процессов зависит от одних и тех же факторов, важнейшими из которых являются: влажность зерновой массы, температура зерновой массы, доступ воздуха к зерновой массе.
По характеру повреждений зерна при хранении его насекомые и клещи-вредители делятся на 2 группы. К первой из них относятся вредители, полное или частичное развитие протекают внутри зерна(амбарный и рисовый долгоносики, зерновой точильщик, серая зерновая совка). Это наиболее опасные вредители зерновых культур. Вредители второй группы повреждают зерно снаружи. Среди них особую подгруппу, представляющую большую опасность для семенного зерна, образуют специализированные потребители зародыша семян (мавританская козявка, южная амбарная огневка). Большинство прочих вредителей второй группы питаются преимущественно дробленым, битым зерном, поврежденным механически или другими насекомыми. К ним относятся хрущаки, мукоеды, бархатистый грибоед, притворяшки, мельничная, мучная, зерновая огневки, сеноеды, клещи. В особую группу выделяют мышевидных грызунов, полностью уничтожающих зерно в процессе питания (мыши, крысы).
В практике хранения зерна применяют три режима:
— хранение зерновых масс в сухом состоянии, т.е. масс, имеющих пониженную влажность;
— хранение зерновых масс в охлажденном состоянии, т.е. масс, температура которых понижена до пределов, оказывающих значительное тормозящее влияние на все жизненные функции зерновой массы;
— хранение зерновой массы в герметических условиях (без доступа воздуха).
Режим хранения зерновых масс в сухом состоянии основан на пониженной физиологической активности многих компонентов зерновой массы при недостатке в них воды. Так, в зернах и семенах влажностью в пределах до критической физиологические процессы проявляются лишь в форме замедленного дыхания и практически не имеют значения. Объясняется это отсутствием свободной воды, которая могла бы принимать не посредственное участие в процессе обмена веществ в клетках семян. Отсутствие свободной воды не дает возможности развиваться микроорганизмам. Известно также, что при хранении зерновой массы в сухом состоянии прекращается развитие клещей и в значительной степени сокращает жизнедеятельность некоторых насекомых.
Например, если влажность зерновой массы 12-14%, и она не заражена вредителями-насекомыми, то при правильной организации хранения зерно будет находиться в анабиотическом состоянии.
Хранение в сухом состоянии – необходимое условие для поддержания высокой жизнеспособности семян в партиях посевного материала. Режим хранения в сухом состоянии является наиболее приемлемым для долгосрочного хранения зерновых масс. Систематическое наблюдение за состоянием партий сухого зерна, их своевременное охлаждение и достаточная изоляция от окружающих внешних воздействий позволяют хранить такое зерно с минимальными потерями в течение 2-3 лет на элеваторах и 4-5 лет в складах. Обычно влагу удаляют либо с применением в качестве агента сушки нагретого воздуха – тепловой способ, либо используют сухой воздух атмосферы – метод солнечной сушки. Необходимо при этом помнить, что семена зерновых культур обладают различной термоустойчивостью, поэтому при сушке зерна пшеницы максимальная температура 50º С. Также нужно учитывать, что, проводя тепловую сушку зерна в зерносушилках, не следует его пересушивать, то есть удалять влаги больше, чем это рекомендуется для хранения, так как избыточное удаление влаги не оправдывает себя и удорожает процесс сушки.
Режим хранения в охлажденном состоянии основан на чувствительности всех живых компонентов зерновой массы к пониженным температурам.
Жизнедеятельность семян основной культуры, семян сорных растений, микроорганизмов, насекомых и клещей при пониженных температурах резко снижается или останавливается совсем. Своевременным умелым охлаждением зерновой массы различного состояния достигают ее полного консервирования на весь период хранения. Хранение в охлажденном состоянии является одним из средств, обеспечивающих сокращение потерь зерна. Даже при хранении сухого зерна его охлаждение дает заметный дополнительный эффект и увеличивает степень консервирования сухой зерновой массы.
Особое значение приобретает временное хранение в охлажденном состоянии партий сырого и влажного зерна, которые не представляется возможным высушить в короткое время. Для таких партий охлаждение является основным и почти единственным методом сохранения их от порчи. С наступлением холодной погоды хранящееся зерно должно быть охлаждено независимо от предполагаемых сроков его хранения. Необходимо охлаждать и партии зерна, предназначенные для перевозок. Это в значительной степени обеспечивает сохранение их качества на время пребывания в пути. Исключительно важно своевременное охлаждение семенных, продовольственных и кормовых фондов зерна. В системе заготовок считаются охлажденными только партии зерна, имеющие в насыпи температуру не более 10 º С. При этом зерновые массы с температурой во всех слоях насыпи от 0 до 10 º С считают охлажденными в первой степени, а с температурой ниже 0 º С – во второй. Ранее в хозяйстве было распространено мнение о целесообразности охлаждения зерновых масс до максимально возможных низких температур. Но со временем в ходе работы специалисты заметили, что избыточное охлаждение зерновых масс часто приводит к отрицательным результатам. Как правило, при значительном охлаждении (до -20 º С и более) создаются условия для очень большого перепада температуры в весенний период, что обычно и приводит к развитию процесса самосогревания в верхнем слое насыпи.
Избыточное охлаждение может быть вредным и для партий посевного материала, так как при наличии свободной воды в семенах возможна потеря ими всхожести уже при температурах –10..20 º С и ниже. Охлаждение зерновых масс до 0 º С или небольших минусовых температур обеспечивает их сохранность и облегчает спокойный переход к условиям весенне-летнего хранения.
Пассивное охлаждение. При этом способе температуру зерновых масс снижают, проветривая зернохранилища, устраивая проточно-вытяжную вентиляцию. На хлебоприемном предприятии зерно охлаждают, открывая окна и двери в складах, в башне, надсилосном и подсилосном помещениях элеватора. Такое пассивное охлаждение применяют для всех хранящихся партий зерна во всех случаях, когда температура воздуха ниже температуры зерновой массы. В летне-осенний период его проводят в ночное время, а с наступлением устойчивой холодной и сухой погоды – круглосуточно.
Наилучшие результаты при пассивном охлаждении наблюдаются в партиях зерна сухого и средней сухости. В зерновой массе с высокой влажностью и значительной положительной температурой (20 º С и более) при высоте насыпи более 1 метра охлаждение всех ее слоев не происходит и угроза самосогревания не исчезает. Хотя способ пассивного охлаждения имеет некоторые недостатки, он все же принят как обязательный во всей системе заготовок, так как при наличии огромных масс зерна он всегда приносит значительную пользу, не требуя при этом расхода механической энергии и больших затрат труда.
Потребность подавляющей части живых компонентов зерновой массы в кислороде позволяет консервировать ее путем изоляции от атмосферного воздуха или в специальной среде не содержащей кислорода. Отсутствие кислорода в межзерновых пространствах и над зерновой массой значительно сокращает интенсивность ее дыхания. Зёрна основной культуры и семена сорных растений переходят на анаэробное дыхание и постепенно снижают свою жизнеспособность. Почти полностью прекращается жизнедеятельность микроорганизмов, так как подавляющая масса их состоит из аэробов.
Исключается возможность развития клещей и насекомых, также нуждающихся в кислороде. При содержании зерновой массы влажностью в пределах до критической в условиях бескислородной среды хорошо сохраняются ее мукомольные и хлебопекарные качества, пищевая и кормовая ценность. При влажности от критической и выше хранение зерновых масс без доступа воздуха также дает положительные результаты. Однако в этом случае наблюдается некоторое понижение качества зерна (потеря блеска, потемнение, образование спиртового и кислотного запаха, рост кислотного числа жира) при сохранении хлебопекарных и кормовых свойств.
Совершенно исключается возможность хранения без доступа воздуха всех партий зерна, которые предназначены для посева, так как при этом режиме неизбежна частичная или полная потеря всхожести.
Хранение без доступа воздуха – это почти единственный способ, обеспечивающий сохранность зерна с повышенной влажностью, исключающий необходимость применения тепловой сушки в зерносушилках.
Временные хранилища для зерна (бунты и траншеи).
Под бунтами понимают партии зерна, уложенные по определенным правилам вне хранилищ, т.е. под открытым небом, в насыпи или в таре. При хранении зерновых масс в бунтах насыпям придается форма конуса, пирамиды, усеченной пирамиды, трехгранной призмы или другой конфигурации, дающей возможность легче укрыть бунт и обеспечить наибольший сток атмосферных осадков.
Доступность зерновых масс, хранящихся в бунтах, воздействию атмосферных условий делает их неустойчивыми при хранении, особенно осенью.
При хранении в бунтах трудно наблюдать за состоянием зерновой массы во внутренних частях бунта, поэтому самосогревание и развитие вредителей часто не могут быть своевременно обнаружены. Вместе с тем зерно в бунтах легко загрязняется, портится, и, в некоторых случаях, не исключается его истребление птицами и грызунами.
Несмотря на бурный рост сети зернохранилищ в нашей стране, в уборочный период в районах массового производства зерна еще применяют временное хранение зерна в бунтах. Допускается хранение в бунтах только зерна продовольственного и кормового назначения. Семенные фонды необходимо сразу размещать в хранилищах.
При необходимости организации хранения зерновых масс в бунтах для сокращения потерь и сохранения качества зерна нужно обязательно учитывать следующие положения: правильный выбор площадки для бунтов и подготовка ее для размещения зерна, подготовка зерновой массы к укладке в бунт, способ укрытия бунтов.
Площадка для бунтов должна быть устроена на ровном месте так, чтобы на ней не задерживались поверхностные воды. Она должна быть удобна для подъезда автомобилей, доставки транспортных механизмов, зерноочистительных машин, установок для активного вентилирования и т.п. Площадку асфальтируют под основание бунтов, либо утрамбовывают грунт и делают настил из дерева, сухих соломенных матов или выстилают пленками. В условиях сухой осени при наличии сухого грунта и отсутствии подстилочных материалов необходимо удалить задерненную часть и плотно укатать оголенный грунт. Площадку необходимо устраивать так, чтобы бунты на ней располагались узкой (торцевой) частью по направлению господствующих в осенне-зимний период ветров. Огромное значение в обеспечении сохранности зерна в бунтах имеет подготовка зерновой массы к ее укладке. Независимо от состояния по влажности она должна быть охлаждена до температуры 8?С и ниже. Это исключает активное развитие в ней клещей и насекомых и в значительной степени сокращает возможность возникновения процесса самосогревания.
Охлаждение зерновых масс может быть достигнуто пропуском их через конвейеры, зерноочистительные машины, применением установок для активного вентилирования. В нашем районе имеются значительные перепады температур в течение суток. Ночью часто наблюдаются не только пониженные положительные температуры, но и заморозки. Поэтому формировать бунты следует в ночные часы после охлаждения зерновых масс. Даже в этих условиях в бунт надо загружать однородную по влажности и содержанию примесей зерновую массу.
Бунты содержат как в открытом, так и в укрытом состоянии. В укрытых бунтах зерно защищено от подмочки атмосферными осадками, уничтожения птицами и рассеивания сильным ветром. В качестве укрытий используют брезенты, соломенные маты, солому. Укрытие прикрепляют так, чтобы их не срывал порыв ветра и был обеспечен сток влаги ниже основания бунта.
Укрывать целесообразно только бунты с предварительно охлажденным зерном.
Бунт, сформированный из зерновой массы с повышенной влажностью и неохлажденный, укрывать нельзя. В таких бунтах ускоренно развивается процесс самосогревания.
Однако хранение в бунтах следует рассматривать как крайне вынужденное мероприятие, в большинстве случаев приводящее к значительным потерям зерна в массе и качестве. В нашем хозяйстве способ хранения зерна в бунтах применяют только в период массовой уборки урожая зерновых, так как кроме вышеперечисленных недостатков это еще и дорогой способ хранения, требующий больших затрат труда и материальных средств.
Для хранения зерна без доступа воздуха применяют траншеи. Этот способ хранения зерновых масс чаще всего используется для хранения фуражного зерна, т.к. бескислородная среда создается накоплением углекислого газа и потерей кислорода. Зерно силосуется и пригодно только на кормовые цели.
Размеры траншей: ширина от 2,5 до 3м, глубина 2м, длина может быть произвольная.
Недостаток этого способа – нельзя хранить в траншеях семенное зерно.
Основные типы хранилищ для зерна (типовые зерносклады и элеваторы).
К зернохранилищам – местам организованного и рационального хранения зерновых масс – предъявляется много разносторонних требований – технических, технологических, эксплуатационных и экономических. Все они направлены на то, чтобы в зернохранилище можно было обеспечить сохранность зерновых партий с минимальными потерями в массе, без потерь в качестве и с наименьшими издержками при хранении.
Любое зернохранилище должно быть достаточно прочным и устойчивым, т.е. выдерживать давление зерновой массы на пол и стены, давление ветра и неблагоприятные воздействия атмосферы. Оно должно также предохранять зерновую массу от неблагоприятных атмосферных воздействий и грунтовых вод; для этого кровля, окна и двери должны быть устроены так, чтобы исключалась возможность проникновения в зерновую массу атмосферных осадков, а стены и пол изолированы от проникновения через них грунтовых и поверхностных вод.
Чрезвычайно важным требованием, предъявляемым к зерноскладам и элеваторам, является надежность защиты в них зерновых масс от грызунов и птиц, а также вредителей из мира насекомых и клещей. Зерносклады должны быть удобными для проведения мероприятий по обеззараживанию составляющих его конструктивных элементов, вместимостей и находящихся в них зерновых масс.
Во всех зернохранилищах должны быть предусмотрены мероприятия по борьбе с пылью.
Зернохранилища должны быть сооружены из камня, кирпича, железобетона, металла и др. Выбор строительного материала зависит от местных условий, целевого назначения хранилища (для длительного или кратковременного хранения зерна) и экономических соображений. Правильно построенные зернохранилища из кирпича и железобетона позволяют также избежать резко выраженных явлений термовлагопроводности в зерновой массе.
Преимущества хорошо построенных элеваторов перед складами состоит в следующем: достигается полная и высокопроизводительная механизация работ с зерновыми массами, облегчается проведение всех мероприятий, обеспечивающих сохранность и оздоровление зерновых масс, исключается возможность истребления зерна грызунами и птицами, упрощается борьба с насекомыми и клещами, обеспечивается значительная зерновых масс от воздействия внешней среды (колебания температуры, осадки, грунтовые воды и т.п.), для элеватора требуется значительно меньшая площадь, что позволяет более компактно на сравнительно небольшой территории, соединенной с путями сообщения, разместить все сооружения хлебоприемного или зерноперерабатывающего предприятия. Основной недостаток современных силосных элеваторов в том, что их нельзя использовать для продолжительного хранения зерновой массы любого состояния и назначения. В силосах может быть обеспечено надежное хранение партий зерна только сухого и средней сухости. Влажное и сырое зерно легко подвергается слеживанию и самосогреванию, если вовремя не принять мер для охлаждения при малейших признаках самосогревания или плесневения, обнаруженных в результате регулярного и тщательного контроля. Нельзя также в силосы элеватора загружать и зерновые массы, обладающие плохой сыпучестью. Кроме того, издержки при хранении зерновых масс (на 1т зерна) в элеваторе значительно больше, чем на складе. Поэтому элеватор как самостоятельное хранилище наиболее выгоден, когда он принимает, обрабатывает и отгружает большое количество зерна.
Элеваторы различают: заготовительные, строящиеся на хлебоприемных предприятиях; производственные – при мельничных, крупяных, комбикормовых заводах и других производствах; перевалочные – в морских и речных портах, на крупных жд станциях, необходимые для перегрузки и кратковременного хранения зерна; базисные – для накопления и хранения государственных запасов зерна.
Емкость различных типов современных элеваторов колеблется от 25 до 140-150 тысяч тонн. Емкости силосных элеваторных корпусов бывают от 7,7 до 25 тыс. т.
Партии зерна, подготовленные к хранению и не подлежащие отгрузке, размещают на хранение в склады, связанные транспортными коммуникациями с элеватором. Потребность в складах возникает также в связи с поступлением на хлебоприемные предприятия, часто одновременно, зерна и семян многих культур различного качества и состояния. В складах хранят и основную массу семенных фондов.
Площадка для бунтов должна быть устроена на ровном месте так, чтобы на ней не задерживались поверхностные воды. Она должна быть удобна для подъезда автомобилей, доставки транспортных механизмов, зерноочистительных машин, установок для активного вентилирования и т.п. Площадку асфальтируют под основание бунтов, либо утрамбовывают грунт и делают настил из дерева, сухих соломенных матов или выстилают пленками. В условиях сухой осени при наличии сухого грунта и отсутствии подстилочных материалов необходимо удалить задерненную часть и плотно укатать оголенный грунт. Площадку необходимо устраивать так, чтобы бунты на ней располагались узкой (торцевой) частью по направлению господствующих в осенне-зимний период ветров. Огромное значение в обеспечении сохранности зерна в бунтах имеет подготовка зерновой массы к ее укладке. Независимо от состояния по влажности она должна быть охлаждена до температуры 8?С и ниже. Это исключает активное развитие в ней клещей и насекомых и в значительной степени сокращает возможность возникновения процесса самосогревания.
Пшеница Влажность При Которой Хранится
Влажность зерна – один из наиболее важных показателей его качества, который определяют сразу же после приема. Вода оказывает сильное влияние на само зерно и микроорганизмы на его поверхности. На влажном зерне быстрее развиваются микробы, увеличивается число клещей, насекомых, происходят другие изменения.
Влияние влажности на качество зерна
Влажность – фактор, показывающий долю питательных веществ зерна и длительность его хранения. Чем выше содержание влаги в зерновой массе, тем меньше она содержит питательных веществ и тем быстрее портится. Чрезмерное количество влаги приводит к активации физиологических, физико-химических процессов. Зерно начинает набухать, прорастать, расщепляются высокомолекулярные биополимеры, активизируются ферменты. Снижается натура, сыпучесть зерна, оно становится уязвимым для механических повреждений. Если влажным зерно остается на длительный срок, его хранение и обработка становятся невозможными. В любом случае, выход зерна и качество продукции при использовании влажного сырья снижаются.
Содержание воды в зерне: связанная и свободная влага
Из сказанного выше очевидно, что для улучшения качества зерна и облегчения его переработки необходима сушка. Эту процедуру проводят, учитывая конкретное состояние зерна при влажности.
Прежде всего, влажность зерна определяется отдельно от примесей, поскольку влажность разных культур отличается друг от друга.
Влага в зерне может быть:
• механически связанной (иначе называется свободной);
• физико-химически связанной;
• химически связанной.
Свободная вода удаляется из зерновой массы легче всего. Если хранение зерновой массы организовано правильно, капельножидкой влаги в ней быть не должно. Избыточное количество влаги может образоваться при резких температурных перепадах или попасть в зерновую массу при неисправных стенах, крыше хранилища, т.е. в результате нарушения правил хранения.
Внутри самого зерна вода влияет на физические, химические, биологические свойства зерна, которые определяют его ценность. Выделить химически связанную воду можно, только нарушив структуру белков, жиров, углеводов, в состав которых она входит. Молекулы такой воды уже не обладают свойствами растворителя, поскольку связаны с гидрофильными веществами. Удаление связанной воды приводит к изменению технологических особенностей зерна.
Оценка содержания влаги
Чтобы определить влажность зерна, используют следующую градацию:
• сухое зерно;
• средней сухости;
• влажное;
• сырое.
Эти оценки имеют разное выражение в зависимости от культуры. Для семян бобовых культур этот показатель больше среднего, а для масличных, напротив, меньше.
Разница в показателях объясняется химическим составом и анатомическим строением культуры. Так, масличные содержат большое количество жира, не удерживающего воду. Поэтому вода в подсолнечнике, клещевине и других культурах удерживается в больших количествах в гидрофильной части зерна и активизирует биохимические процессы.
Критическая влажность зерна
В очень сухом зерне интенсивность дыхания крайне низкая. Наоборот, сырое зерно, если оно не охлаждено, имеет свободный доступ воздуха, активно дышит, теряя до 0,2% сухого вещества в сутки.
Уровень влажности, при котором в зерне возникает свободная влага, а также резко увеличивается интенсивность дыхания, называют критической. Ее величины различны для каждого конкретного вида культуры.
• Бобовые (горох, фасоль, чечевица) – 16%
• Рожь, ячмень, пшеница – 15 – 15,5%
• Сорго, просо, кукуруза – 13 – 14%
• Среднемасличный подсолнечник – 10%
• Высокомасличный подсолнечник – 7 – 8%
Для основных злаковых культур приемлемой обычно считается влажность до 14%. При такой влажности зерно можно хранить в насыпи высотой до 30м и более.
Средне-сухое зерно дышит уже в 2 – 3 раза интенсивнее, чем сухое, однако имеет малый газообмен, поэтому хранится достаточно хорошо. Влажное зерно дышит в 5 – 8 раз активнее, чем сухое, сырое зерно – в 20 – 30 раз интенсивнее сухого.
Имея влажность ниже на 2 – 3% от критического покзателя, зерновая масса долго сохраняет всхожесть, если обеспечено достаточное количество кислорода. Если кислорода не хватает, зерно теряет посевные свойства в первые месяцы хранения.
Методы определения влажности
Влажность зерна может определяться прямыми и косвенными методами. Когда зерно поступает на хлебоприемные пункты, требуется быстро определить, куда направлять партию: на длительное хранение в силос элеватора, в склад активного вентилирования, в зерносушилку.
Использование электровлагомера.
Определение влажности с помощью электровлагомера – экспресс-метод, который позволяет провести анализ в течение нескольких минут. Он основан на электропроводности зерна, которая зависит от содержания в нем влаги. Сухое зерно имеет свойства диэлектрика, во влажном состоянии оно становится полупроводником.
Для измерения влажности применяется прибор ЦВЗ-3. В нем зерно попадает в пространство между электродами, по которому пропускается электрический ток. Уже через 3 – 5 минут на цифровом табло прибора сразу показывается влажность зерна в процентах. Большое преимущество метода – высокая скорость. Однако, по точности он заметно уступает стандартному способу определения влажности. Показатели электропроводности могут измениться из-за нескольких факторов: температуры зерна и пространства между зернами, наличия примесей, химического состава культуры. Влияние этих факторов учитывается в электровлагомере, где в зависимости от названных показателей меняется код и режим работы.
Основной стандартный метод
Излишняя влажность зерна чаще всего устраняется с помощью обезвоживания в воздушно-тепловом шкафу. Температура и продолжительность сушки при этом способе фиксированы. После просушивания определяются потери размолотого зерна.
Метод часто используется хлебоприемными, перерабатывающими предприятиями. Он проходит в несколько этапов:
• предварительное измерение влажности при помощи электровлагомера;
• сушка (при влажности более 17%);
• подготовка к работе эксикатора, бюксов, сушильного шкафа (СЭШ-3М);
• собственно измерение.
Определение влажности стандартным методом, без предварительной сушки.
Применяется для зерна с влажностью менее 17%. Предварительная влажность измеряется на электровлагомере. Затем для уточнения показателей влажность определяется с помощью гравиметрического метода.
1. За основу расчетов берутся ГОСТы, определяющие норму влажности крупы, муки, отрубей.
2. Навеска зерна (20 г) размалывается в течение 30 сек. на лабораторной мельнице. Измельченное таким образом зерно (шрот) помещается в банку с притертой пробкой и перемешивается.
3. Из пробы (разных мест) отбирается 2 навески массой 5 г (допускается погрешность в 0,01 г) и помещаются в 2 заранее взвешенные бюксы.
4. Бюксы ставят в открытом виде в сушильный шкаф, предварительно нагретый до 140° С. Затем температура убавляется до 130° С и оставляется на 40 мин. Это стандартное время для всех зерновых культур, кроме кукурузы. Молотое зерно кукурузы высушивается в течение 60 мин.
5. Из сушильного шкафа бюксы вынимаются щипцами и ставятся для охлаждения на 20 мин. в эксикатор.
6. Обе бюксы взвешивают. Значение влажности определяется по разности масс двух бюкс с зерновой навеской до высушивания и после. Из двух определений берется среднее арифметическое. Если разница между показателями из двух бюкс будет составлять более 0,2%, то анализ нужно повторить.
Определение влажности с предварительным подсушиванием.
Подсушивание необходимо для зерна, имеющего влажность выше, чем 17%.
1. На технических весах отвешивается зерно в количестве 20 г, помещается в бюксу диаметром 10 см. Зерно в бюксе подсушивается в сушильном шкафу при температуре 105° С в течение 8 – 12 мин.
2. Бюксы остужаются в течение 5 мин. и взвешиваются. После взвешивания зерно измельчается в течение 30 сек. на лабораторной мельнице, обезвоживается.
3. Влажность зерна измеряется по следующей формуле:
W = 100 — (mЗ — m4) * (ml — m2)
Здесь ml – это масса навески молотого зерна до высушивания, m2 – масса навески после высушивания, mЗ – масса навески целого зерна до высушивания, m4 – после высушивания.
При использовании предварительной просушки расхождение результатов между пробами из двух бюкс допускается не более 0,2% для зерновых культур, не более 0,7% – для кукурузы и бобовых.
Кроме перечисленных способов, влажность зерна определяется иными методами: химическими, дистиляционными, спектрально-оптическими, экстракционными.
Критическая влажность зерна
В очень сухом зерне интенсивность дыхания крайне низкая. Наоборот, сырое зерно, если оно не охлаждено, имеет свободный доступ воздуха, активно дышит, теряя до 0,2% сухого вещества в сутки.
Уровень влажности, при котором в зерне возникает свободная влага, а также резко увеличивается интенсивность дыхания, называют критической. Ее величины различны для каждого конкретного вида культуры.
Сохранность и качество зерна: определяем влажность при хранении
Влажность — основополагающий показатель для высокой сохранности зерна. Даже не значительное превышение этого показателя приводит к неминуемой порче зерновой массы. Поэтому, крайне важно точно и своевременно определять влажность при закладке зерна на хранение.
Заготовители зерна широко используют этот параметр для занижения качества и снижения закупочной цены. В условиях снижения экспорта российского зерна в 1916 – 1917 годах и как следствие падения закупочных цен для зернопроизводителей, особенно важно точно и своевременно научится исследовать показатели влажности, как одного из основных качественных параметров зерновой массы.
Систематическое определение влажности зерна является необходимым условием правильной организации процесса его послеуборочной обработки и хранения. Влажность определяют во всех поступивших партиях зерна. На основании анализа устанавливают необходимость и режимы сушки зерна. В процессе сушки влажность зерна определяют каждые 2 ч, а при налаживании режима обработки — через 1ч. На основании данных об изменении влажности зерна при сушке рассчитывают производительность сушилок.
Влага зерна – это наиболее важный и надежный фактор регулирования жизнедеятельности зерновой массы, применяемый в практике работы с зерном. Влага в зерне является средой, в которой протекают все жизненные процессы. Дыхание очень сухого зерна ничтожно мало и не всегда фиксируется приборами.
Увеличение влажности активизирует ферментные системы и усиливает обмен веществ. Однако, интенсивность дыхания зерна возрастает при этом не прямолинейно, а по кривой, имеющей переломную критическую зону. Первые порции влаги, поглощенные сухим зерном, усиливают дыхание незначительно. При достижении зерном определенного уровня влажности (для большинства зерновых культур это около 15%) интенсивность дыхания резко возрастает. Влажность, при которой это происходит, получила название критической. Дальнейшее увлажнение зерна вызывает усиление дыхания со все возрастающей скоростью.
Понятие о критической влажности является основополагающим в теории и практике хранения зерновых масс. Критическая влажность характеризует глубокое качественное изменение состояния влаги в зерне. В докритическом диапазоне влажности, вплоть до 14 % (у 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 гидролиза 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 критической влажности зерна является тот факт, что на сухом зерне не могут развиваться микроорганизмы, которые являются основным фактором его порчи при хранении.
Таким образом, критической влажности соответствует такой уровень влажности зерна, при котором в нем 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. Таким образом, сопоставляя фактический уровень влажности зерна с критической влажностью для данной культуры, можно установить пригодность каждой конкретной партии к хранению, или необходимость его подсушки и охлаждения.
Влагу удаляют высушиванием навесок размолотого зерна в электрических сушильных шкафах при температуре 130 °С в течение 40 мин (по ГОСТ 13586.5-85 – в течение 60 мин ) и последующим охлаждением в осушенном эксикаторе. По разности массы навесок зерна до и после высушивания рассчитывают его влажность.
Из пробы зерна, выделенной для определения влажности и помещенной в банку с крышкой или в бутылку, отделяют 20 г зерна и размывают его на лабораторной мельнице в течение 30…60 с. Крупность помола должна обеспечивать проход полученного шрота через проволочное сито с ячейками Ø 0,8 мм не менее 50 % и остаток на сете с ячейками Ø 1 мм – не более 5 %. Размолотое зерно помещают в банку с притертой крышкой и тщательно смешивают. Затем отбирают две навески размолотого зерна в предварительно взвешенные бюксы и отвешивают точно по 5 г. Навески можно брать непосредственно из мельницы. Открытые бюксы с размолотым зерном (крышку используют как поддон) помещают в заранее разогретый сушильный шкаф температура снова поднимется до 130°С, фиксируют начало высушивания. Через 60 мин бюксы с навесками вынимают из шкафа щипцами, закрывают крышками и переносят в эксикатор на 15…20 мин до полного охлаждения. Затем бюксы взвешивают и по разности массы до и после высушивания определяют влажность зерна. Все взвешивание проводят с точностью до 0,01 г. Если навеска равнялась точно 5 г, влажность в процентах получают умножением массы испарившейся влаги на 20. Например, в процессе высушивания испарилось воды в первом бюксе 0,42 г, во втором 0,40 г. В этом случае влажность навесок зерна будет 0,42*20=8,40% и 0,40*20=8,00%, средняя влажность анализируемого зерна составит 8,2%.
Если влажность зерна более 18%, его трудно размалывать, увеличивается время размола, возрастают потери влаги на испарение. В таких случаях влажность зерна определяют методом с предварительным подсушиванием. Для этого отвешивают 20 г испытуемого зерна, помещают его в неглубокую чашку Ø 8…10 см или сетчатые бюксы и подсушивают в сушильном шкафу при температуре 105°С в течение 5…10 мин, после чего охлаждают в открытой чашке и взвешивают. Полученное зерно размалывают, отбирают от него две навески точно по 5 г и высушивают, как описано выше (при температуре 130°С, 40 мин). Влажность (%) зерна определяют по формуле
Влажность — основополагающий показатель для высокой сохранности зерна. Даже не значительное превышение этого показателя приводит к неминуемой порче зерновой массы. Поэтому, крайне важно точно и своевременно определять влажность при закладке зерна на хранение.
Заготовители зерна широко используют этот параметр для занижения качества и снижения закупочной цены. В условиях снижения экспорта российского зерна в 1916 – 1917 годах и как следствие падения закупочных цен для зернопроизводителей, особенно важно точно и своевременно научится исследовать показатели влажности, как одного из основных качественных параметров зерновой массы.
Систематическое определение влажности зерна является необходимым условием правильной организации процесса его послеуборочной обработки и хранения. Влажность определяют во всех поступивших партиях зерна. На основании анализа устанавливают необходимость и режимы сушки зерна. В процессе сушки влажность зерна определяют каждые 2 ч, а при налаживании режима обработки — через 1ч. На основании данных об изменении влажности зерна при сушке рассчитывают производительность сушилок.
Влага зерна – это наиболее важный и надежный фактор регулирования жизнедеятельности зерновой массы, применяемый в практике работы с зерном. Влага в зерне является средой, в которой протекают все жизненные процессы. Дыхание очень сухого зерна ничтожно мало и не всегда фиксируется приборами.
Увеличение влажности активизирует ферментные системы и усиливает обмен веществ. Однако, интенсивность дыхания зерна возрастает при этом не прямолинейно, а по кривой, имеющей переломную критическую зону. Первые порции влаги, поглощенные сухим зерном, усиливают дыхание незначительно. При достижении зерном определенного уровня влажности (для большинства зерновых культур это около 15%) интенсивность дыхания резко возрастает. Влажность, при которой это происходит, получила название критической. Дальнейшее увлажнение зерна вызывает усиление дыхания со все возрастающей скоростью.
Понятие о критической влажности является основополагающим в теории и практике хранения зерновых масс. Критическая влажность характеризует глубокое качественное изменение состояния влаги в зерне. В докритическом диапазоне влажности, вплоть до 14 % (у 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 гидролиза 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 критической влажности зерна является тот факт, что на сухом зерне не могут развиваться микроорганизмы, которые являются основным фактором его порчи при хранении.
Таким образом, критической влажности соответствует такой уровень влажности зерна, при котором в нем 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.
Приемка, очистка, сортирование и хранение зерна
Зерно доставляют на заводы преимущественно по железной дороге и автотранспортом. Поступившее по железной дороге зерно взвешивают на вагон
Ных весах, а доставленное автотранспортом — на авто
Мобильных. Небольшие партии зерна взвешивают на стационарных неравноплечих весах. Зерно выгружают из железнодорожных вагонов с помощью механической лопаты или вагоноразгрузчика, а из автотранспорта — автомобилеразгрузчиком. После взвешивания зерно передается в приемный бункер, далее ленточным транспортером направляется к нории, а затем взвешивается на весах и подается на очистку.
Очистка и сортирование зерна
Ячмень, поступающий в производство солода, содержит различные примеси. Различают зерновую, сорную и минеральную примеси.
К зерновой примеси относят поврежденные, щуплые, проросшие зерна, а также посторонние виды зерновых культур. К сорной относят семена сорных растений, вредную примесь (горчак, головня, спорынья, вязель, мышатник и др.), органическую примесь (солома, части стеблей, ости и др.). Минеральные примеси — это песок, камешки, металлические включения и др. Из-за наличия этих примесей в зерне снижается его сохранность и ухудшается качество солода.
Ячмень подвергают первичной и вторичной очистке. Первичную очистку проводят сразу после поступления партии ячменя. При этом ячмень взвешивают и очищают с помощью устройства для удаления остей, магнитного и воздушно-ситового сепараторов. В результате первичной очистки из ячменя удаляются металлические частицы, ости, крупные, мелкие и легкие примеси. После первичной очистки ячмень направляют на хранение.
На отечественных заводах удаление остей не предусмотрено, хотя на целесообразность этой операции указывает опыт зарубежных предприятий. Удаление остей вместе с грязью осуществляется с помощью вращающегося в барабане вала, снабженного бичами.
При напольном хранении ячмень можно не подвергать первичной обработке.
Перед поступлением в производство ячмень подвергают вторичной очистке на магнитном и воздушно-ситовом сепараторах, триере. В воздушно-ситовом сепараторе ячмень очищается от крупных, мелких и легких примесей, в магнитном сепараторе удаляются металлические частицы, на триерах выделяют примеси, отличающиеся от зерна по длине. Окончательно очищенное зерно разделяют на сорта по толщине зерна в сортировальной машине.
Путь ячменя при приемке и первичной очистке: приемный бункер; нория, магнитный сепаратор, автоматические весы, устройство для удаления остей; воздушно-ситовой сепаратор; автоматические весы; сборник зерновых отходов; силосы. При поступлении в производство ячменя влажностью более 15,5 % его после сепараторов норией направляют в бункер влажного ячменя, зерносушилку, бункер сухого ячменя.
Путь ячменя при повторной очистке и сортировании: силосы, шнеки, магнитный сепаратор; воздушно-ситовой сепаратор вторичной очистки, триер; сортирующая машина, бункера для ячменя I, II сортов и зерновых отходов.
В последние годы наметилась тенденция не разделять ячмень на сорта, а использовать оба сорта для совместного солодоращения. Доля зерна II сорта настолько незначительна, что, как подтвердилось практикой, в пневматической солодорастильной установке при современных методах замачивания и проращивания никакого понижения качества солода не наблюдается. В этом случае оснащение оборудованием может быть, конечно, значительно упрощено.
Хранение зерна
Для бесперебойной работы пивоваренного завода создают определенный запас зерна в зернохранилищах. Очень важно при этом не допускать его порчи и значительных потерь ценных веществ.
Свойства зерновой массы
ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ складывается из теплопроводности самого зерна и теплопроводности воздуха, который находится в межзерновом пространстве. Этот показатель характеризует способность передавать тепло. Теплопроводность тем больше, чем больше влаги в зерне.
ТЕПЛОЕМКОСТЬ зерна состоит из теплоемкости сухих веществ = 1550 кДж/кг. к и теплоемкости воды = 4580 Дж/кг. к.
Гидроскопичность и равновесная влажность.
ГИДРОСКОПИЧНОСТЬ – способность зерновой массы поглощать и отдавать влагу. Если парциальное давление влаги над зерном больше, то зерно будет поглощать из воздуха влагу. Если парциальное давление будет меньше, то зерно будет отдавать влагу. И когда парциальное давление (водяные пары в воздухе) будет равно влаге в зерне, наступает равновесная влажность – Wравн.
СЫПУЧЕСТЬ характеризует самопроизвольную подвижность зерновых масс. Зерновая масса при падении на горизонтальную поверхность образует конус с большим или меньшим углом между образующими и диаметром основания конуса и называется углом естественного откоса.
Если W = 12 % УЕО = 28˚
Самосортирование зерновой массы.
СКВАЖНОСТЬ: при заполнении складов зерном – зерно не образует сплошной массы, а занимает определенный объем. Другая часть между зерном заполнена воздухом. Та часть зерносклада, которая заполнена зерном, характеризует компактность заполнения склада.
Процессы, происходящие в зерновой массе при хранении.
В зерне при хранении протекают физиологические и биохимические процессы.
Физиологические процессы — это дыхание, послеуборочное дозревание и самосогревание зерна. В начальный период хранения зерновая масса активно дышит, поглощая кислород и выделяя диоксид углерода, воду и теплоту.
— аэробное – С6Н12О6 → 6СО2 + 6Н2О + 1184 кДж
— анаэробное – С6Н12О6 → С2Н5ОН + СО2 + 84 кДж
Для того, чтобы замедлить процесс дыхания, зерновую массу сохраняют в охлажденном состоянии, тогда жизнедеятельность зерна уменьшается, чтобы зерно имело влажность до 14 %.
Выделяющаяся при дыхании свободная тепловая энергия используется в дальнейшем на физиолого-биохимические внутренние процессы, а также удаляется в значительных количествах. В процессе дыхания расходуются углеводы зерна, потеря которых может быть весьма значительной, что вредно отражается на жизнедеятельности зародыша, приводит к самосогреванию и порче зерна.
Интенсивность дыхания характеризуется количеством выделившегося диоксида углерода и поглощенного кислорода и зависит от многих факторов — сорта зерна, его физиологического состояния, условий и способов хранения.
Интенсивность дыхания зерна можно активно регулировать, изменяя влажность, температуру и доступ воздуха. На интенсивность дыхания зерновой массы влияет также его выравненность, условия транспортирования, очистки и др.
При недостатке или отсутствии в зерновой массе кислорода возникает анаэробное дыхание, конечными продуктами которого являются этиловый спирт и диоксид углерода, а также альдегиды, органические кислоты и эфиры. Анаэробное дыхание приводит к снижению жизнедеятельности зародыша, что вредно отражается на технологических свойствах зерна, поэтому при хранении ячменя широко применяют интенсивную обработку его воздухом.
При снижении влажности зерна интенсивно замедляется процесс дыхания. Так, зерно, содержащее 10… 12% воды, выделяет в сутки при 20 °С на 1 кг сухого вещества 0,3… 0,4 кг СО2. При дальнейшем повышении влажности зерна до З0…33% концентрация диоксида углерода увеличивается до 2021 мг.
Резкое увеличение интенсивности дыхания при повышении влажности зерна указывает на присутствие в нем так называемой свободной влаги, т. е. влаги, свободно перемещающейся в клетках зерна, так как крахмал и белок не могут ее удержать. Влажность, при которой усиливаются биохимические и физиологические процессы в зерне, называется критической. Для ячменя критическая влажность 14,5…15,5 %. Следовательно, рационально хранить зерно влажностью ниже критической.
С повышением температуры зерновой массы от 0 до 30…35 °С Интенсивность дыхания возрастает в 2…2,5 раза на каждые 10 °С повышения температуры. При достижении температуры 45.. .55 °С в результате усиления деятельности ферментов дыхание достигает максимума, а затем быстро уменьшается, что указывает на разрушение органических веществ, отмирание клеток тканей и, как следствие, понижение или полное прекращение дыхания. При низкой температуре интенсивность дыхания зерна снижается, а при температуре, равной 0 °С и ниже (до —5 °С), практически прекращается. Благоприятной для хранения ячменя следует считать температуру 0…15°С.
Таким образом, низкие температуры — физический фактор, способный до определенной степени регулировать жизнедеятельность зерна.
К физиологическим процессам, происходящим в зерне при хранении относится послеуборочное дозревание.
Послеуборочное дозревание. В свежеубранном зерне продолжаются физико-биохимические процессы. Оболочка зерна не проницаемая и не пропускает воду при замачивании, чтобы эти процессы закончились, зерно должно отлежаться в течение 6-8 недель. И поэтому в производстве солода обязательно остается переходной остаток старого ячменя.
Ячмень после уборки урожая находится в состоянии покоя и имеет низкую всхожесть. Период покоя может быть обусловлен временными физическими и химическими барьерами, мешающими прорастанию, и с разрушением этих барьеров покой зерна заканчивается и оно приобретает способность прорастать.
Период, когда зерна ячменя выходят из состояния покоя и способны прорастать, называется периодом послеуборочного дозревания. Этот период выработан растениями в процессе эволюции и является защитным свойством зерна, предупреждающим прорастание его на корню. Обычно для ячменя с нормальным содержанием влаги (14… 15%) период послеуборочного дозревания 4.. .6 нед, а при влажности выше 17% — до 2…3 мес. Продолжительность дозревания также зависит от сорта ячменя, условий произрастания и хранения.
В пивоварении необходимо использовать сорта ячменя с хорошей прорастаемостью, чтобы получать высококачественный солод.
Основной причиной низкой всхожести является присутствие в оболочке воска, жира, фенолов, гумми-веществ, лигнина и т. п. При этом фенольные соединения, кислоты, кумарин — ингибиторы проращивания, они и другие вещества затрудняют доступ к зародышу кислорода и понижают водопроницаемость семенной оболочки.
В процессе дозревания зерна ограниченные белком дисульфидные группы преобразуются в сульфгидрильные группы, активирующие ферменты и тем самым способствующие синтезу протеинов.
В настоящее время для сокращения периода послеуборочного дозревания ячменя рекомендуют применять следующие способы:
— тепловую обработку ячменя при температуре 40… 50 °С, предполагая, что при этом окисляются ингибиторы проращивания;
— обработку предварительно увлажненного зерна при температуре 4…5°С;
— воздействие на зерно растворами химических веществ (0,5…1,0%-ной перекисью водорода, 0,5%-ным раствором сероводорода, 1%-ным раствором тиомочевины (тиокарбамида), 0,06%-ным ацетальдегидом и т. п.);
— обработку гибберелловой кислотой, что способствует накоплению в зародыше глютатиона и цистеина (идентично воздействию сероводорода).
Процесс самосогревания. Самосогреванием зерновой массы называется явление повышения ее температуры вследствие протекающих в ней физиологических процессов и плохой теплопроводности. До температуры 55-65 оС и происходит в 3 стадии:
I стадия – температура поднимается до 24-30о С на поверхности зерна происходит отпотевание влаги. При этом в партии сырого зерна чувствуется явно выраженный амбарный запах, появляются отдельные потемневшие зерна.
II стадия – температура поднимается до 34-37о С, длится 3-7 суток, сыпучесть зерна уменьшается, в зерне появляется солодовый запах.
III стадия – температура увеличивается до 50о С и выше, в зерне появляется гнилостный, затхлый и плесневый запах. Цвет зерен становится темно-коричневым.
В результате этих процессов резко снижается сыпучесть зерна, отдельные зерна оказываются проплесневевшими или прогнившими, от зерна исходит затхлый или гнилостный запах. Процесс самосогревания завершается обугливанием зерна и потерей полной сыпучести зерновой массы. Если своевременно не принять меры для локализации самосогревания, зерновая масса приходит в полную непригодность.
Биохимические процессы, протекающие при хранении зерна, обусловлены дыханием и дозреванием зерна. Процесс дыхания осуществляется комплексом ферментных систем — оксидазами (активирующими атмосферный кислород) и дегидразами (отнимающими водород от окисляемых продуктов).
При дыхании происходят потери крахмала, являющегося основным пивоваренным сырьем. Активность амилолитических ферментов в зерне предопределяет гидролиз части крахмала до олигосахаридов и моносахаридов. Гидролитическое расщепление сложных белков до простых в процессе дыхания обусловлено активностью протеолитических ферментов.
Активность гидролитических и дыхательных ферментов возрастает при появлении в зерне свободной влаги. В процессе дозревания зерна интенсивность дыхания постепенно снижается, что приводит к понижению активности ферментов. В зерне протекают процессы синтеза крахмала из Сахаров, белков из аминокислот, жира из глицерина и жирных кислот.
При хранении физиологически зрелого ячменя в оптимальных условиях считают, что зерно находится в состоянии покоя. Процессы конденсации в нем полностью закончены, а активность содержащихся в нем ферментов низкая.
Способы и режимы хранения зерна. На заводах зерно хранят в элеваторах, механизированных зернохранилищах и амбарных хранилищах.
Наиболее распространены силосные зернохранилища. Они состоят из рабочей башни, в которой находятся транспортные средства, ленточные транспортеры или пневмотранспорт, автоматические весы, бункера, зерноочистительные машины, сортировальные машины и силоса. Силоса бывают круглой и квадратной формы: Силос сухим зерном заполняется полностью, а влажным на ¾ . Диаметр силоса 3-6 метров, высота – 30 метров.
Современный зерновой элеватор состоит из отделения для приемки ячменя, рабочей башни, в которой установлено оборудование для взвешивания, очистки и сортирования зерна, бункеров для хранения ячменя 1 и II сортов и зерновых отходов, силосного корпуса для хранения зерна. Кроме того, предусматривается помещение для сушки зерна.
Влажность и температура зерна при хранении могут служить показателями его качественного состояния. Зерно при хранении должно иметь влажность не выше 15%, а температуру не выше 25 °С. Ячмень, поступивший на хранение с повышенной влажностью, подсушивают в шахтных, камерных или рециркуляционных сушилках.
Температура, при которой хранится зерно. В зимнее время температура может быть на 2-3о С выше, чем окружающий воздух. В летнее время не должна превышать 20о С.
По влажности зерно делится:
1. Сухое, влажностью до 14 %;
2. Среднесухое, 14-15,5 %;
3. Влажное – до 17 %;
4. Мокрое, W = более 17 %.
Достоинством созданных в нашей стране рециркуляционных зерносушилок является возможность одновременной эффективной сушки партий зерна различной начальной влажности. Зерносушилки, как правило, расположены в отдельном здании или, если они открытого типа, установлены рядом с рабочей башней или силосными корпусами. При сушке ячменя предусматривается нагрев зерна в зависимости от его влажности до температуры 45 °С.
Ячмень, высушенный до влажности 12… 14%, хранится в силосном корпусе не менее 1…3 нед.
Высота слоя зерновой массы в хранилищах зависит от состояния зерна, времени года, сроков хранения и типа зернохранилища. Высота насыпи зерновой массы при напольном хранении может быть 2…5 м. Высоту слоя можно увеличивать в холодное и снижать в теплое время года. Сухим зерном (влажность до 14%) силосы загружают полностью, а при средней сухости зерна 14…15,5% —на з/4 высоты. При амбарном хранении высота слоя ячменя не должна превышать 2…2.5 м. По окончании хранения ячменя, т. е. после каждого освобождения элеватора или склада, устанавливают естественную убыль зерна.
Механизированные зернохранилища включают в себя приемные устройства, склады и рабочие башни. Склад представляет собой одноэтажное здание с наклонным полом и двумя транспортными галереями (нижней и верхней). Рабочая башня — это многоэтажное здание, в котором размещается оборудование для очистки и сортирования ячменя. Вместимость склада до 5 тыс. т ячменя.
Амбарные хранилища (немеханизированные склады) — одноэтажные склады с плоским полом для зерна, а также с конвейерами (передвижными и стационарными) для его приема и перемещения. Склады разбивают на отсеки для хранения отдельных партий ячменя. Проветривается зерно при перемещении его из одного отсека в другой.
Основное условие хранения зерна на заводах — это хранение в сухом, очищенном и охлажденном состоянии.
Как было изложено ранее, основными факторами, определяющими протекание жизненных процессов в зерновой массе при хранении, являются влажность зерновой массы и окружающей среды, степень ее аэрации. Эта факторы положены в основу хранения зерновых масс. Применяют в основном два способа хранения, основанные на принципе анабиоза (анабиоз — подавление жизни):
— хранение зерновых масс в сухом состоянии, т. е. с влажностью до критической;
— хранение зерновых масс в охлажденном состоянии, когда температура их понижена до пределов, оказывающих значительное тормозящее влияние на все жизненные функции компонентов зерновой массы.
Выбор способа хранения определяется многими факторами, в числе которых должны быть учтены типы и вместимость зернохранилища, качество зерна, экономическая эффективность и т. д.
Способ хранения зерновых масс в сухом состоянии основан на принципе обезвоживания зерна до влажности ниже критической, когда жизнедеятельность зерновой массы почти полностью подавлена, исключаются процесс дыхания, развитие микроорганизмов, клещей и насекомых. Данный способ используют для долгосрочного хранения зерна и семян (в течение нескольких лет).
Способ хранения зерновых масс в охлажденном состоянии основан на использовании низких температур, при которых резко снижается жизнедеятельность зерновой массы.
Зерно находится в охлажденном состоянии первой степени, если температура всех слоев насыпи ниже 10 °С. Более консервирующим считается охлаждение, когда температура ниже 0 °С (вторая степень).
Для охлаждения зерна широко применяют принудительное продувание зерновой массы воздухом без ее перемешивания — активное вентилирование. Наиболее часто вентилирование проводят для снижения влажности и температуры зерна. При этом происходит тепловлагообмен между зерном и воздухом. Для предупреждения самосогревания ячменя, которое приводит к развитию патогенной микрофлоры, интенсивному дыханию, повышению температуры и влажности зерна, предусматривают профилактическое вентилирование. В этом случае вентилирование проводят периодически, принимая во внимание его целесообразность при данных погодных условиях и фактическом состоянии зерновой массы. При возникновении самосогревания (гнездового, пластового, сплошного) осуществляют вентилирование независимо от погодных условий.
Приступая к вентилированию зерновой массы с целью охлаждения, необходимо знать фактическое состояние зерна и погодные условия. Поэтому определяют влажность и температуру зерна и воздуха, по которым устанавливают целесообразность вентилирования.
Активное вентилирование атмосферным воздухом проводят в тех случаях, когда фактическая влажность зерна больше равновесной. В случае возможности вентилирования зерна вначале определяют относительную влажность воздуха по показаниям психрометра, затем вычисляют равновесную влажность зерна с учетом его температуры и относительной влажности воздуха. Сопоставляя фактическую влажность зерна с равновесной, принимают решение о необходимости вентилирования.
Для активного вентилирования зерна используют стационарные, напольно-переносные (передвижные) и передвижные трубные установки. Эта техника предназначена для вентилирования зерна в складах с горизонтальными и наклонными полами, а также в силосах элеваторов.
Путь ячменя при приемке и первичной очистке: приемный бункер; нория, магнитный сепаратор, автоматические весы, устройство для удаления остей; воздушно-ситовой сепаратор; автоматические весы; сборник зерновых отходов; силосы. При поступлении в производство ячменя влажностью более 15,5 % его после сепараторов норией направляют в бункер влажного ячменя, зерносушилку, бункер сухого ячменя.