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.
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.
Физические свойства зерновой массы
Физические свойства зерновой массы.docx
Физические свойства зерновой массы.docx
Физические свойства зерновой массы
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 — N Н -, Н 2N -, — СООН, — СО N Н 2 , — 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.
Биохимические процессы, происходящие в зерновой массе
Зерно — живой организм, находящийся в покое и, следовательно, как и в любом живом организме, в нем совершается постоянный, хотя и медленный, обмен веществ, поддерживающий жизнь зародышевой клетки. Характер и интенсивность физиологических процессов, протекающих в зерновой массе при хранении, зависят не только от активности ферментативного комплекса зерна, но и от условий окружающей среды. Основным, важнейшим физиологическим процессом, протекающим в зерне, является дыхание.
Дыхание обеспечивает энергией клетки семян за счет окисления органических веществ, главным образом сахаров, под действием окислительно-восстановительных ферментов. При достаточном доступе кислорода в зерне преобладает аэробное дыхание, которое можно выразить суммарным уравнением С6Н12О6+6О2 6СО2+6Н2О+674 ккал (2821,9 кДж) на 1 грамм-молекулу (180 г) израсходованной глюкозы.
2 Казаков Е.Д., Кретович В.Л. Биохимия зерна и продуктов его переработки М.: Колос,1980.
При недостатке кислорода полного окисления органических веществ не происходит, в зерне идет процесс анаэробного (интрамолекулярного) дыхания (спиртового брожения), выражаемого суммарным уравнением: С6Н12О6 2С 2H5OH+2 СО 2 + 28,2 ккал (118 кДж) на 1 грамм-молекулу израсходованной глюкозы. При анаэробном дыхании параллельно со спиртовым брожением частично может идти и молочно-кислое, при котором из глюкозы образуется молочная кислота 2 : С6Н12О6 2СН3СН (ОН) СООН+ 22,5 ккал (83,5 кДж), что приводит к медленному нарастанию титруемой кислотности продукта. Анаэробное дыхание зерновой массы нежелательно, так как накопление этилового спирта и других промежуточных продуктов дыхания может привести к гибели зародыша, т. е. потере всхожести семян.
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 .
Повышение оригинальности
Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp» , которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение оригинальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения оригинальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, РУКОНТЕКСТ, etxt.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии так, что на внешний вид, файл с повышенной оригинальностью не отличается от исходного.
Результат поиска
Реферат/Курсовая Физические свойства зерновой массы
Физические свойства зерновой массы
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 — N Н -, Н 2N -, — СООН, — СО N Н 2 , — 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.
Биохимические процессы, происходящие в зерновой массе
Зерно — живой организм, находящийся в покое и, следовательно, как и в любом живом организме, в нем совершается постоянный, хотя и медленный, обмен веществ, поддерживающий жизнь зародышевой клетки. Характер и интенсивность физиологических процессов, протекающих в зерновой массе при хранении, зависят не только от активности ферментативного комплекса зерна, но и от условий окружающей среды. Основным, важнейшим физиологическим процессом, протекающим в зерне, является дыхание.
Дыхание обеспечивает энергией клетки семян за счет окисления органических веществ, главным образом сахаров, под действием окислительно-восстановительных ферментов. При достаточном доступе кислорода в зерне преобладает аэробное дыхание, которое можно выразить суммарным уравнением С6Н12О6+6О2 6СО2+6Н2О+674 ккал (2821,9 кДж) на 1 грамм-молекулу (180 г) израсходованной глюкозы.
2 Казаков Е.Д., Кретович В.Л. Биохимия зерна и продуктов его переработки М.: Колос,1980.
При недостатке кислорода полного окисления органических веществ не происходит, в зерне идет процесс анаэробного (интрамолекулярного) дыхания (спиртового брожения), выражаемого суммарным уравнением: С6Н12О6 2С 2H5OH+2 СО 2 + 28,2 ккал (118 кДж) на 1 грамм-молекулу израсходованной глюкозы. При анаэробном дыхании параллельно со спиртовым брожением частично может идти и молочно-кислое, при котором из глюкозы образуется молочная кислота 2 : С6Н12О6 2СН3СН (ОН) СООН+ 22,5 ккал (83,5 кДж), что приводит к медленному нарастанию титруемой кислотности продукта. Анаэробное дыхание зерновой массы нежелательно, так как накопление этилового спирта и других промежуточных продуктов дыхания может привести к гибели зародыша, т. е. потере всхожести семян.
Вид дыхания зерна можно определить по его дыхательному коэффициенту — отношению объема выделенного диоксида углерода к объему поглощенного кислорода. При отношении, равном единице, идет аэробное дыхание, если это отношение меньше единицы, то часть кислорода расходуется на другие процессы в зерновой массе; дыхательный коэффициент больше единицы бывает в том случае, когда наряду с аэробным идет и анаэробное дыхание, и чем больше выделяется углекислого газа и меньше поглощается кислорода, тем больше его доля. Интенсивность дыхания зависит от влажности, температуры и качества зерна.
Сухое зерно имеет невысокую интенсивность дыхания. За год хранения при температуре 10 — 20 ‘С 1 т сухого зерна (с влажностью до 14 %) теряет за счет дыхания 100 г (0,01 %) массы. У зерна средней сухости (от 14,1 до 15,5 %) интенсивность дыхания примерно в 1,5 — 2 раза выше, чем у сухого. Влажное зерно ‘ (влажность 15,5 — 17%) разных культур резко увеличивает интенсивность дыхания (кратное): пшеница — в 4 — 8, овес — в 2 — 5, кукуруза — в 8,5 — 17 по сравнению с зерном средней сухости. На рис. 3 показана зависимость интенсивности дыхания от влажности зерна проса.
Температура хранения оказывает существенное влияние на интенсивность дыхания. Зерно, хранящееся при температуре, близкой к 0 ‘С, дышит с исчезающе малой интенсивностью, как это видно на рис. 3 . По мере повышения температуры интенсивность дыхания возрастает, достигая максимума при 50 — 55’С, после чего начинает резко падать. Падение совпадает с началом тепловой денатурации белков, инактивации ферментов, т. е. началом гибели зерна. На рис. 4 видно, что при температуре около 0 ‘С можно хранить определенное время даже, зерно с повышенной влажностью.
Качество зерна оказывает существенное влияние на энергию его дыхания. Чем хуже качество зерна, тем труднее его хранить.
Следствия дыхания зерна при хранении. Каким бы способом ни дышало зерно, этот процесс вызывает:
потерю сухого вещества (убыль массы) зерна. Расходуемая, при дыхании глюкоза постоянно пополняется за счет ферментативного гидролиза крахмала;
изменение состава воздуха межзерновых пространств за счет выделения диоксида углерода и расходования кислорода, что в конечном итоге может вызвать анаэробное дыхание;
увеличение количества гигроскопической влаги в зерне и повышение относительной влажности воздуха в межзерновых пространствах. Образующаяся при аэробном дыхании вода остается в зерновой массе и при высокой интенсивности дыхания может существенно увлажнить ее, приводя тем самым к еще большему увеличению интенсивности дыхания;
образование тепла в зерновой массе особенно при высокой интенсивности аэробного дыхания мотает быть весьма существенным. Известно, что зерновая масса обладает низкой теплопроводностью, поэтому образующееся тепло вызывает повышение температуры и, следовательно, интенсивности дыхания. Два последних названных следствия дыхания являются причинами возникновения самосогревания зерновой массы, приводящего ее к порче, а иногда и к полной гибели.
Самосогревание — результат высокой интенсивности дыхания зерновой массы, развития в ней плесеней, а иногда и амбарных вредителей. В начальной стадии самосогревания (повышение температуры до 30 ‘С) зерно приобретает солодовый запах и сладковатый вкус, свойственные прорастающему зерну. Поверхность зерна сначала обесцвечивается, затем приобретает красноватый оттенок, а эндосперм — сероватый. В нем повышаются доля моносахаридов, титруемая кислотность и кислотное число жира. Активность ферментов существенно возрастает. Объемный выход хлеба снижается, мякиш получается более темным, чем из нормального зерна. При переработке пшеницы с солодовым запахом ее смешивают с нормальным зерном.
При развитии самосогревания и повышении температуры до 40 — 50 ‘С и выше поверхность зерна темнеет вплоть до полного почернения, иногда полностью покрывается мицелием плесеней. Темнеет, а затем чернеет эндосперм. Запах становится плесневым, а потом гнилостно-затхлым, изменяется соответственно и вкус, увеличиваются титруемая кислотность (в болтушке), кислотное число жира, растет содержание аммиака. Интенсивность дыхания достигает максимума и начинает падать, снижается всхожесть зерна вплоть до полной ее утраты. Содержание клейковины в пшенице резко снижается, а ее качество ухудшается. Эти изменения говорят о распаде в греющемся зерне углеводов, белков и липидов под действием собственных и плесневых ферментов, а также длительным воздействием повышенных температур. Если самосогревание возникает в поверхностном слое насыпи (до 0,7 м от поверхности), то главной причиной порчи зерна является его плесневение.
При возникновении самосогревания в глубинных слоях бурное развитие плесеней задерживается недостатком там кислорода, поэтому основной причиной порчи являются деятельность собственных ферментов и высокая температура. Мука из зерна поверхностных очагов самосогревания дает хлеб плоский, почти без пор, с очень темным заминающимся мякишем, а из глубинных очагов самосогревания — высоким, с рваными корками. Зерно, подвергшееся самосогреванию больше, чем в первой стадии, на пищевые (иногда и кормовые) цели не используется.
В период хранения постоянно проводят наблюдения за зерном. Температура хранящейся зерновой массы должна находиться под повседневным контролем. При небольшом повышении температуры (на 1 — 3 С) проводят активное вентилирование сухим холодным воздухом. Если зерно после этого продолжает греться, то его приходится перемещать в резервный силос, пропуская при этом через зерносушилку и зерноочистительную машину (для охлаждения).
Поверхностный слой зерна не реже одного раза в неделю осматривается для определения присутствия (или отсутствия) признаков появления амбарных вредителей. При их обнаружении принимаются срочные меры по обеззараживанию зерновой массы и предупреждению их перехода в другие силосы.
Изменение пищевой ценности зерна при хранении связано с постепенным, хотя и очень медленно протекающим, старением коллоидов. Начало процесса старения коллоидов практически совпадает с завершением послеуборочного дозревания зерна. Известно, что уборка зерна производится в стадии технической спелости, когда влажность его может достигать 18 — 25 % и синтез питательных веществ еще не завершен. Оно обычно имеет пониженные всхожесть и технологические достоинства. Полная физиологическая зрелость зерна, при которой наиболее полно выявляются технологические и семенные качества, наступает для ржи и овса через 15 — 20 дней, пшеницы — 1 — 1,5 мес., ячменя — 6 — 8 мес. после уборки.
Послеуборочное дозревание — комплекс биохимических процессов синтеза высокомолекулярных органических соединений из низкомолекулярных, накопленных в зерне в ходе фотосинтеза растения и налива зерна. При дозревании заканчиваются процессы образования полисахаридов, белков и жиров. Уменьшается доля растворимых углеводов и небелкового азота. Белки клейковины уплотняются, качество ее улучшается. Снижается доля свободных жирных кислот и несколько возрастает содержание триглицеридов и других липидов. Всхожесть зерна достигает максимума. Активность ферментов снижается до уровня, характерного для хорошо созревшего зерна.
Послеуборочное дозревание наиболее быстро завершается в сухом зерне (до 14 %) при положительной температуре в хранилище (15 — 20 ‘С), достаточном доступе кислорода. Более низкая температура или недостаток кислорода растягивают время дозревания, а повышенная влажность зерна может привести к его плесневению. Необходимо подчеркнуть, что процессы синтеза протекают с выделением влаги, связанной низкомолекулярными соединениями. Поэтому наблюдение за изменением влажности зерна в первый период хранения имеет особенно большое значение.
Завершение послеуборочного дозревания и вступление зерна в состояние покоя фактически являются началом процесса старения. По данным В. Л. Кретовича, покой представляет собой важное приспособительное свойство растений, предохраняющее семена от преждевременного прорастания и позволяющее им длительное время сохранять жизнеспособность и пищевую ценность.
и т.д.
Перейти к полному тексту работы
Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru
Смотреть полный текст работы бесплатно
Смотреть похожие работы
* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.
= 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.
Биохимические процессы, происходящие в зерновой массе
Сколько Может Пролежать Зерновая Масса При Влажности 18%
ХРАНЕНИЕ ЗЕРНА
Зерновые корма (овес, ячмень, пшеница, рожь, кукуруза, бобы, горох, просо и др.) во время храпения под влиянием внешних условий, например повышения температуры, влажности, а также в связи с процессами, происходящими в самом зерне, могут сильно изменяться. В результате таких изменений понижается их кормовое качество. Кратко остановимся на некоторых свойствах зерна, имеющих большое значение при его хранении.
Наибольшее значение при хранении зерна имеют гигроскопичность, теплопроводность, сыпучесть, скважистость, самосортирование.
Гигроскопичность — это способность зерна поглощать влагу. Зерна злаковых и бобовых кормовых культур отличаются большой гигроскопичностью. Как показали опыты Всесоюзного научно-исследовательского института зерна, повышенная влажность зерна способствует размножению микроорганизмов и порче зерна. В зерне с влажностью 13,4%, хранящемся с доступом воздуха при температуре 8 и 20°, микроорганизмы не размножались. В зерне же с влажностью 18,2%, хранящемся при 20°, интенсивно развивались микроорганизмы.
Зерно обладает плохой теплопроводностью. Плохая теплопроводность зерна — фактор положительный, но если из-за каких-либо причин начнется самосогревание, то это свойство действует отрицательно: зерно медленно охлаждается, и самосогревание остановить трудно.
Сыпучесть зерна также важное физическое свойство, имеющее значение при использовании в складах и элеваторах транспортных механизмов, при разгрузке закромов самотеком.
Большое значение при хранении зерна имеет такое физическое свойство, как скважистость, которое зависит от сыпучести зерна. Чем больше сыпучесть зерна, тем меньше его скважистость. Скважистость выражается в том, что уложенное на хранение зерно не лежит плотной массой, а между зернами имеются межзерновые пространства, что позволяет вентилировать зерно, а это имеет очень большое значение для его хранения. Проницаемость воздуха в толщу зерна для слоев разной высоты различна. При отсутствии специальных вентиляционных установок доступ воздуха ко всей массе зерна легко достигается путем уменьшения толщины слоя. Для длительного хранения поступает только сухое зерно, содержащее до 14% воды.
Отрицательную роль при хранении зерна играет его самосортирование (зависит от сыпучести). Вследствие различного удельного веса зерна и примесей при падении с высоты они неравномерно распределяются в насыпи. Тяжелое зерно и тяжелые примеси располагаются около центра падения, а легкое зерно и легкие примеси скатываются к основанию конуса. В результате получается неоднородная масса в различных местах и создаются очаги гнездового самосогревания в связи, например, с тем, что в некоторых местах воздух не может проникать в межзерновые пространства, так как они забиты легкими примесями. В зерне, как живом организме, при хранении не прекращается дыхание. В сухом зерне дыхание замедляется, но с увеличением влажности интенсивность дыхания усиливается. При температурах, ниже 0° дыхание почти прекращается.
Только что убранное зерно в течение 3—4 недель дозревает. Этот процесс характеризуется выделением воды и поглощением тепла. В это время зерно надо хорошо проветривать, иначе оно портится от скопления влаги. Наконец, при повышенной влажности и температуре зерно может начать прорастать, что связано с расходом углеводов, белков, жиров.
Влажность и температура — эти два фактора очень связаны между собой. Так, при повышении влажности усиливается дыхание, а это, в свою очередь, вызывает повышение температуры зерна. Иногда весной верхний слой зерна начинает согреваться, и в месте соприкосновения более теплого слоя с холодным на зерне выделяется влага, оно «отпотевает». Если такой слой увлажненного, «отпотевшего» зерна не просушить, то он может вызвать порчу всей насыпи.
С увеличением влажности и температуры зерна усиливается деятельность микроорганизмов — бактерий и плесневых грибков. Питаясь готовыми органическими веществами зерна, они своей жизнедеятельностью также повышают его температуру.
Основные условия хранения кормового зерна следующие.
1. Первое и главное условие — это сохранение зерна в сухом виде. Влажное зерно нужно предварительно высушить, а затем уже засыпать на хранение.
2. Нельзя смешивать зерно с различной влажностью (во избежание его самосогревания) и засоренностью.
3. Нельзя смешивать нормальное зерно с зерном, охлажденным после самосогревания, так как в этом случае могут возникнуть процессы, приводящие к самосогреванию.
4. Нельзя здоровое зерно не только ссыпать вместе с зерном, зараженным амбарными вредителями, но и размещать его в одном помещении.
5. Зерно затхлое, зараженное, самосогревшееся надо складывать отдельно и после подработки скормить скоту.
6. Зерно злаковых, гречихи и бобовых, если оно сухое, засыпают независимо от температуры воздуха в пределах технической возможности; если оно средней сухости, то в холодное время надо засыпать его слоем не более 4 м, влажное — до 3 м и сырое — до 2 м. В теплое время толщину слоя насыпи уменьшают, а именно: для зерна средней сухости до 2 м, влажного — 1 м и сырого — 0,5 м.
7. Необходимо систематически контролировать условия хранения зерна, в первую очередь температуру и влажность как самого зерна, так и окружающего воздуха.
Типы зернохранилищ. Существуют два основных типа зернохранилищ: временные и стационарные.
Временные зернохранилища устраивают только на время уборки урожая. Строят их на расчищенной площадке из разнообразных имеющихся в хозяйстве материалов.
Транспорт с зерном въезжает в проход хранилища. Зерно засыпают сплошным слоем по всей площади хранилища высотой 2—3 м. Стены закромов должны быть выше уровня допустимой загрузки зерна примерно на 0,5 м. Для отвода от стен зернохранилища дождевой воды устраивают отмостки шириной 40 см.
Особое внимание надо обращать на вентиляцию. Вентиляционные каналы в поперечном сечении имеют** форму треугольника и прокладываются на высоте 0,5 и 2,0 м от пола. В нижней части эти каналы открыты. При заполнении хранилища зерном они находятся в толще зерна, причем одно отверстие выходит наружу, а другое — в проход хранилища. В трубах для регулирования воздуха делают задвижки. В помещении имеется обычная вытяжная труба, выступающая над коньком крыши на 25 см.
Нужно учитывать, что вентиляция полезна только тогда, когда она способствует правильному обмену воздуха между хранящимися продуктами и окружающей средой. Поэтому надо тщательно следить за ней и регулировать поступление воздуха надлежащей температуры и относительной влажности. В частности, в сырую погоду следует закрыть задвижки труб, чтобы не допустить проникновения к зерну влажного воздуха.
Стационарные зернохранилища предназначены для длительного хранения зерна.
Лучшими амбарами считаются бревенчатые с дощатыми полами. Склады для зерна бывают закройного и напольного типа. Закромные склады-амбары внутри разделены на отделения — закрома. Закрома большей частью делают четырехугольной формы. Три стены у них постоянные, а четвертая — разборная из досок, которые закладывают в пазы опорных стоек. Расположение закромов и проходов может быть различным. При длительном хранении зерна обычно делают сквозной средний проход вдоль амбара, а закрома располагают по сторонам его. Можно закрома устраивать в середине хранилища, а проходы располагать вдоль стен амбара. Можно также устроить ряд поперечных проходов, а закрома расположить по обе стороны от них. Такие амбары наиболее удобны, когда быстро сменяются партии зерна.
В некоторых крупных хранилищах для механизации загрузки зерна подвешивают рельсы вдоль прохода к стропилам. По этим рельсам на блоках передвигают ковши, которыми ссыпают зерно из автомашин в закром.
В каждом амбаре должна быть вентиляция. Система вентиляции в различных проектах зернохранилищ разрешается неодинаково. В некоторых амбарах, например, укладывают вентиляционные горизонтальные трубы в два ряда, а по линии конька крыши устанавливают вытяжные трубы.
В других амбарах вентиляционные трубы проходят через толщу зерна не только в горизонтальном, по и в вертикальном направлении. Наружные концы труб нужно снабдить задвижками, чтобы регулировать поступление воздуха и плотно закрывать трубы в сырую погоду.
Вертикальные вентиляционные трубы обязательно соединяют с горизонтальными (чтобы иметь единую вентиляционную систему) и выводят выше уровня зерновой массы на 15—20 см.
Довольно большие потери зерна при хранении вызываются деятельностью различных амбарных вредителей. Легче предупредить заражение зерновых продуктов вредителями, чем вести с ними борьбу.
Здесь предупредительные меры складываются из целой системы мероприятий, среди них следует отметить следующие.
1. Обеспечить, как уже указывалось, постоянную циркуляцию воздуха.
2. Нижние концы вентиляционных труб затянуть металлической сеткой.
3. Проконопатить и забить все щели, трещины, очистить помещение от пыли и побелить известью или обработать известково-керосиновой смесью.
4. При хранении зерна с повышенной влажностью высоту загрузки не доводить выше 0,5 м.
5. Перед засыпкой в закрома зерно очищать вне зернохранилища.
6. Обеззараживать тару.
При наличии вредителей зерно обеззараживают окуриванием сероуглеродом; от хлорпикрина кормовое качество фуражного зерна ухудшается.
При нормальных условиях хранения убыль в весе зерна за год не должна превышать 3—5%. Зерно поступает в зернохранилища взвешенным.
Если есть необходимость в приближенном определении веса, то измеряют объем зерна и умножают на вес 1 м3. Этот вес в среднем равен для ржи 6,9 ц; овса —4,5; ячменя —6,2; кукурузы в початках — 4,5—5,0; сорго—5,0 ц.
Силосование влажного зерна. Один из способов хранения зерна с повышенной влажностью — его силосование.
В период максимального нарастания урожая зерна кукурузы и других злаковых растений содержание воды в нем колеблется в пределах 25—30%- При такой влажности зерно еще интенсивно дышит и в нем происходят физиологические процессы. На все это затрачивается не-которая часть питательных веществ самого зерна.
Насколько велики потери в зерне при его просушивании после вызревания, видно из опыта, проведенного С. Я. Зафрен и В. Т. Медведевой, которые установили, что урожай абсолютно сухого вещества кукурузы в стадии полной спелости составил 35.1 ц с гектара. В процессе высушивания через семь дней количество сухого вещества снизилось до 33,5 ц, а через 14 дней — до 32.8 ц. В результате потери сухого вещества были равны 6.55%.
В других опытах потери абсолютно сухого вещества при сушке зерна составили 10—11%.
Сократить потери питательных вешеств в зерне, если оно используется для фуражных целей, можно путем силосования его в сооружениях при хорошей изоляции от воздуха.
Хранение зерна (кукурузы, ячменя) с повышенной влажностью в анаэробных условиях практикуется в США, Англии. При влажности 20—25% зерно успешно сохраняется в герметических стальных цилиндрах.
Сырое зерно, изолированное от доступа воздуха, в течение суток поглощает кислород, находящийся в пространстве между зернами. В результате прекращаются нормальное дыхание зерна и связанные с ним потери питательных веществ. Одновременно исключается и дея-тельность аэробной микрофлоры. Развитие в зерне аэробных микроорганизмов определяется уровнем влажности. Так, если средняя влажность зерна колеблется около 40%, что свойственно кукурузе в фазе восковой спелости, то в этих условиях развиваются молочнокислые бактерии, и зерно подвергается обычному силосованию. Если же зерно имеет влажность менее 30%, то бактерии не развиваются, и зерно самоконсервируется. В нем накапливается лишь некоторое количество спирта и органических кислот в процессе анаэробного дыхания. Величина потерь сухого вещества при силосовании зерна кукурузы в восковой спелости колеблется в пределах 4—6%, а при хранении зерна полной спелости, но сырого — 2—3%.
Силосовать зерно в восковой спелости целесообразно еще и потому, что при этом можно использовать па силос достаточно сочные стебли и листья, а также стержни и обертки початков. Силосованное зерно кукурузы очень хорошо поедается сельскохозяйственными животными и может быть использовано для их откорма с таким же успехом, как и обычное сухое зерно. Это подтверждено в опытах на свиньях, проведенных в совхозе «Хуторок» Ново-Кубанского района Краснодарского края, где были получены следующие результаты. В среднем за 49 дней откорма группа животных, получавших около 60% сухого вещества в рационе за счет спелого зерна кукурузы, дала по 821 г среднесуточного привеса. На таком же рационе, но с заменой спелого зерна равным количеством (по сухому веществу) силосованным в восковой спелости суточные привесы равнялись 792 г на голову. Третья группа, в рационе которой 70% сухого вещества составляло силосованное зерно, дала по 819 г привеса в сутки.
Технология силосования зерна следующая. Необходимо загрузить полностью силосное сооружение за один, самое большее за два дня, хорошо уплотнить и тщательно изолировать от воздуха. Для этого цементированные стены силосного сооружения покрывают битумной эмульсией (1 часть битума, 2—3 части бензина), чтобы сделать их непроницаемыми для воздуха. Поверхность закрывают полимерной пленкой, толем, измельченной зеленой массой, после чего поверхность надо промазать глиной и засыпать землей.
Особенности хранения кукурузы. Особенность хранения кукурузного зерна обусловливается повышенной влажностью початков при уборке, медленной отдачей этой влаги и высоким содержанием жира в зерне. Отсюда вытекают и главные правила хранения кукурузы.
Початки и зерно кукурузы хранят в обычных амбарах и складах. Лучше всего хранить початки при влажности 15—16%, зерно при 13—14%. При хранении кукурузы с более высокой влажностью при температурах выше 15е наблюдаются быстрое развитие плесневых грибков, особенно на зародыше, и самосогревание, приводящие к потере органического вещества. При длительном хранении початков кукурузы с влажностью выше 25% развиваются плесневые грибки. Кукурузу с влажностью выше 14% хранят в початках. Наиболее распространено хранение кукурузы в бунтах на обычных площадках. Початки с влажностью 16—20% в районах недостаточного увлажнения можно временно хранить в сапетках, рассчитанных на вентилирование насыпи ветром.
Высота насыпи початков кукурузы при» хранении в бунтах составляет 2,5—3 м, а по бокам около 1 м. В насыпях через каждые 10 м по длине устанавливают вертикальные деревянные решетчатые вытяжные трубы треугольного сечения для усиления естественного воздухо-обмена.
В дождь насыпи укрывают брезентами, которые кладут непосредственно на початки.
Сапетки представляют собой кукурузохранилища легкого каркасного типа с плетневыми или дощатыми стенами, устроенными в виде жалюзи с промежутками между досками 20—25 мм. Пол сапеток двойной — верхний решетчатый, а нижний сплошной с промежутками между ними 40—50 см. Длина сапетки может быть любой: длинной стороной сапетка располагается поперек движения господствующих ветров. Ширина* сапетки имеет важное значение для сохранности кукурузы, так как от нее зависит продуваемость касыпи початков. Наиболее рациональная ширина сапетки от 1,5 до 3 м, в зависимости от климатических условий местности. Часто их делают спаренными с проездом шириной 2,5 м.
Початки с влажностью свыше 20% целесообразно хранить в складах или под навесами, оборудованными установками для активного вентилирования насыпей. При необходимости быстро подсушивать початки непосредственно в насыпи при их хранении используют для подачи подогретого воздуха вентиляционные установки.
Зерно кукурузы после обмолота хранят в складах, зернохранилищах насыпью. Высота насыпи зерна в складах зависит от влажности кукурузы и периода года.
В периоды с повышенной положительной температурой (выше 10°) насыпь не должна превышать следующих размеров (в м) в зависимости от влажности зерна:
Зерно с более высокой влажностью засыпать в склады на хранение не следует. Оно должно быть просушено. В складах с активным вентилированием высоту насыпи среднесухого и влажного зерна можно увеличить на 0,5—1,0 м.
В складах для продолжительного хранения размещают лишь зерно с влажностью не выше 14%.
6. Зерно злаковых, гречихи и бобовых, если оно сухое, засыпают независимо от температуры воздуха в пределах технической возможности; если оно средней сухости, то в холодное время надо засыпать его слоем не более 4 м, влажное — до 3 м и сырое — до 2 м. В теплое время толщину слоя насыпи уменьшают, а именно: для зерна средней сухости до 2 м, влажного — 1 м и сырого — 0,5 м.
Сколько Может Пролежать Зерновая Масса При Влажности 18%
Зерно и продукты его переработки
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. Кроме того, для биополимеров (белков, слизей, крахмала) характерно отсутствие прочной кристаллической решетки, поэтому молекулы воды и других веществ могут легко внедряться в них. 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.
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.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.
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 . Скорость нагревания зерновой массы — температуропроводность зависит от теплопроводности и также невелика. Таким образом, 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.
Зерно — живой организм, находящийся в покое и, следовательно, как и в любом живом организме, в нем совершается постоянный, хотя и медленный, обмен веществ, поддерживающий жизнь зародышевой клетки. Характер и интенсивность физиологических процессов, протекающих в зерновой массе при хранении, зависят не только от активности ферментативного комплекса зерна, но и от условий окружающей среды. Основным, важнейшим физиологическим процессом, протекающим в зерне, является дыхание.
Дыхание обеспечивает энергией клетки семян за счет окисления органических веществ, главным образом сахаров, под действием окислительно-восстановительных ферментов. При достаточном доступе кислорода в зерне преобладает аэробное дыхание, которое можно выразить суммарным уравнением С6Н12О6+6О2 6СО2+6Н2О+674 ккал (2821,9 кДж) на 1 грамм-молекулу (180 г) израсходованной глюкозы. /4/
При недостатке кислорода полного окисления органических веществ не происходит, в зерне идет процесс анаэробного (интрамолекулярного) дыхания (спиртового брожения), выражаемого суммарным уравнением: С6Н12О6 2С2H5OH+2СО2+ 28,2 ккал (118 кДж) на 1 грамм-молекулу израсходованной глюкозы. При анаэробном дыхании параллельно со спиртовым брожением частично может идти и молочнокислое, при котором из глюкозы образуется молочная кислота2: С6Н12О6 2СН3СН (ОН) СООН+ 22,5 ккал (83,5 кДж), что приводит к медленному нарастанию титруемой кислотности продукта. Анаэробное дыхание зерновой массы нежелательно, так как накопление этилового спирта и других промежуточных продуктов дыхания может привести к гибели зародыша, т. е. потере всхожести семян.
Вид дыхания зерна можно определить по его дыхательному коэффициенту — отношению объема выделенного диоксида углерода к объему поглощенного кислорода. При отношении, равном единице, идет аэробное дыхание, если это отношение меньше единицы, то часть кислорода расходуется на другие процессы в зерновой массе; дыхательный коэффициент больше единицы бывает в том случае, когда наряду с аэробным идет и анаэробное дыхание, и чем больше выделяется углекислого газа и меньше поглощается кислорода, тем больше его доля. Интенсивность дыхания зависит от влажности, температуры и качества зерна.
Сухое зерно имеет невысокую интенсивность дыхания. За год хранения при температуре 10 — 20 ‘С 1 т сухого зерна (с влажностью до 14 %) теряет за счет дыхания 100 г (0,01 %) массы. У зерна средней сухости (от 14,1 до 15,5 %) интенсивность дыхания примерно в 1,5 — 2 раза выше, чем у сухого. Влажное зерно (влажность 15,5 — 17%) разных культур резко увеличивает интенсивность дыхания (кратное): пшеница — в 4 — 8, овес — в 2 — 5, кукуруза — в 8,5 — 17 по сравнению с зерном средней сухости.
Температура хранения оказывает существенное влияние на интенсивность дыхания. Зерно. По мере повышения температуры интенсивность дыхания возрастает, достигая максимума при 50 — 55’С, после чего начинает резко падать. Падение совпадает с началом тепловой денатурации белков, инактивации ферментов, т. е. началом гибели зерна. При температуре около 0 ‘С можно хранить определенное время даже, зерно с повышенной влажностью.
Качество зерна оказывает существенное влияние на энергию его дыхания. Чем хуже качество зерна, тем труднее его хранить.
Следствия дыхания зерна при хранении. Каким бы способом ни дышало зерно, этот процесс вызывает:
потерю сухого вещества (убыль массы) зерна. Расходуемая, при дыхании глюкоза постоянно пополняется за счет ферментативного гидролиза крахмала;
изменение состава воздуха межзерновых пространств за счет выделения диоксида углерода и расходования кислорода, что в конечном итоге может вызвать анаэробное дыхание;
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.
