Lek_2_mendj_ukr_2011.ppt
- Количество слайдов: 44
Лекція 2. Характеристика зернової маси, як об’єкта зберігання 1. Зернова маса, як об єкт зберігання. 2. Класифікація зерна і насіння за хімічним складом. 3. Фізичні та фізіологічні властивості зернових мас 4. Самозігрівання зернових мас.
Склад зернової маси: зерно основної культури 60 - 95 % домішки насіння інших культурних рослин і бур'янів, органічні та мінеральні домішки, зерна, пошкоджені шкідниками хлібних запасів Мікроорганізми та комахи повітря міжзернових проміжків
Характеристика основного компонента зернової маси Вода, %: від 7 9 до 25 30 і більше. Мінеральні речовини, %: вуглець 45; кисень 42; водень 6, 5; азот 1, 5. Азотні речовини, %: представлені в основному білками. Вуглеводи – становлять до 2/3 маси зерна злакових представлені здебільшого поліцукрами: крохмалем, целюлозою. У зерні і насінні деяких культур (жито, льон) є слизі або камеді до 2 2, 5 %. Жири. Пігменти. Чотири групи пігментів: порфірини (хлорофіл - зелений колір), каротиноїди (каротин, ксантофіл жовте забарвлення), антоціани (синій або фіолетовий колір), флавони (жовтувате забарвлення). Вітаміни: 9 основних вітамінів: водорозчинні (тіамін, рибофлавін, ніацин, піридоксин, пантотенова кислота, холін вітамін С); жиророзчинні (каротиноїди, В, Е) Ферменти. Основні дегідрогеназа, декарбоксилаза, ліпаза, фосфа таза, амілаза, протеаза. Кислотність обумовлюється основними кислотами: фосфорна,
Характеристика інших компонентів зернової маси Домішки Мікроорганізми Комірні шкідники Насіння бур'янів пізніше дозріває, має вищу вологість, дихає у 40 раз інтенсивніше; знижує цінність зернових мас, посилює неоднорідність, збільшує її об'єм, різко впливає на збереженість. 1 г зернової маси містить десятки, інколи – сотні тисяч мо. Понад 80 % втрат зерна від діяльності мікрофлори припадає на рахунок плісеневих грибів. Фактори, які впливають на стан і розвиток мікроорганізмів: вологість зернової маси і вологість окремих її компонентів, температура і ступінь аерації, цілісність і стан покривних тканин, кількість і видовий склад домішок. Фактори, які впливають на життєдіяльність шкідників: температура (вище 350 С і нижче 100 С більшість із них гине), вологість (нижче критичної) і доступ кисню (при вмісті кисню 1 -2% комахи і кліщі гинуть).
Класифікація зерна і насіння за хімічним складом: 1) багаті на крохмаль (55 80 %) хлібні злаки (жито, пшениця, овес, ячмінь, рис, кукурудза), круп'яні (гречка, просо); 2) багаті на білок (понад 20 %) — бобові (горох, квасоля, люпин соя); 3) багаті на олію (понад 35 %) — соняшник, льон, гірчиця, ріпак, мак, кунжут, рицина; 4) одночасно багаті на рослинну та ефірну олії фенхель, коріандр, кмин.
Виробнича класифікація: Для зерна ячменю, вівса, кукурудзи характерне універсальне використання Цільове призначення Круп’яне Борошно мельне (жито, пшениця) (гречка, просо, рис, квасоля, горох ) Технічне (олійні культури, цукрові буряки) Фуражне (зерно різних Культур)
Фізичні властивості зернових мас: Ø сипкість; Ø самосортування; Ø шпаруватість; Ø сорбційна ємність (здатність до сорбції та десорбції різних парів і газів); Ø теплоємність; Ø теплопровідність; Ø температуропровідність; Ø термовологопровідність.
Сипкість - це здатність зерна і зернової маси переміщуватися по поверхні, розміщеній під певним кутом до горизонту. Сипкість зернової маси характеризується кутом тертя, або кутом природного схилу (найменший кут між основою і схилом насипу, за якого зернова маса починає ковзати по поверхні).
Кути природного схилу для зерна різних культур (за Л. О. Трисвятським) Культура Кут схилу, градусів Кукурудза 23 -28 28 -45 30 -40 Горох Соя Вика Кормові боби 24 -31 25 -32 28 -33 29 -35 Соняшник 31 -45 Сочевиця 25 -32 27 -48 31 - 54 20 -27 Льон Рицина 27 - 34 34 -46 Пшениця Жито Ячмінь Рис Овес Просо
Самосортування - це власти вість зернової маси втрачати свою од норідність під час переміщення і віль ного падіння. Шпаруватість зернової маси - це наявність проміжків між її твердими часточками, заповнених повітрям.
Маса і шпаруватість зерна різних культур Культура Маса 1 м 3, кг Пшениця 730 - 840 35 -45 Жито 680 - 750 35 -45 Ячмінь 580 - 700 45 -55 Овес 400 - 550 50 - 70 Гречка 560 - 650 50 -60 Просо 680 - 730 30 -50 Кукурудза 680 - 820 Шпаруватість % 35 — 55 Культура Маса 1 м 3, кг Шпаруватість, % Горох, люпин 750 – 800 40 - 45 Рис (нерешетований) 440 – 550 50 -65 Соняшник олійний 400 - 550 50 - 65 Льон 580 - 680 35 -45 Конюшина червона 780 - 850 30 -30
Сорбційна ємність - це її здатність поглинати (сорбувати) з навколишнього середовища пару, запахи різних речовин і гази, а також виділяти (десорбувати) їх. Теплоємність зерна характеризується кіль кістю теплоти, необхідної для підвищення температури зерна масою 1 кг на 1 °С. Теплопровідність зернової маси полягає у її здатності переносити теплоту від ділянок з високою до ділянок з нижчою температурою. Із збільшенням вологості зернової маси її теплопровідність зростає. Температуропровідність швидкість змі ни температури в зерні та його теплова інерція. Термовологопровідність - здатність зерно вої маси спрямовано переміщувати вологу із зони з підвищеною температурою разом із струменем теплоти в менш нагріті ділянки.
Процеси, які відбуваються в зерновій масі в результаті життєдіяльності її компонентів називають фізіологічними. Фізіологічні властивості зернових мас Дихання післязбиральне дозрівання проростання
Дихання - важливий фізіологічний процес, який є основою обміну речовин у живих організмах. Процес дихання зерна можна оцінити за допомогою дихального коефіцієнта К (відношення об'єму вуглекислого газу, що виділився, до кількості кисню, витраченого безпосередньо у процесі дихання) та інтенсивності дихання. К=1 – аеробне дихання К<1 – анаеробне дихання К>1 – анаеробне дихання
Види дихання : Аеробне дихання С 6 Н 12 О 6 +6 О 2 6 СО 2+6 Н 2 О+2820 к. Дж гексоза Анаеробне дихання із утворення спирту С 6 Н 12 О 6 2 СO 2+2 С 2 Н 5 OН+118 к. Дж гексоза - Анаеробне дихання із утворення молочної кислоти С 6 Н 12 О 6 2 СН 3 СН(ОН)СООН+118 к. Дж
Інтенсивність дихання визна чають за кількісними втратами маси сухої речовини зерна, виділеної теп лоти, використаного кисню та виділе ного вуглекислого газу зерновою ма сою при певних значеннях вологості, температури і доступу повітря. Інтенсивність процесу дихання ви ражають у міліграмах або в кубічних сантиметрах вуглекислого газу, що виділився з 1000 г сухої речовини зер на за добу
Фактори, які впливають на інтенсивність дихання зерна: Øвологість; Øтемпература; Øступінь аерації; Øтривалість зберігання; Øякість і стан зернової маси.
Поділ зерна за вмістом вологи: Øсухе; Øсередньої сухості; Øвологе; Øсире.
Поділ зерна різних культур за вмістом вологи Сухе Середньої сухості Вологе Сире (понад) Пшениця, жито, ячмінь, гречка 14 15, 5 17 17 Овес 14 13 14 16 16 15 16 18 18 17 18 20 11 13 14, 5 Зерно Просо Кукуруза Горох, квасоля Соняшник, льон
Вплив вологості на інтенсивність дихання: Інтенсивність дихання сухого зерна злакових культур (вологість 11 -12 %) – практично дорівнює нулю. Зерно середньої сухості – дихає у 2 - 4 рази інтенсивніше, ніж сухе. Вологе - в 4 8 рази інтенсивніше, ніж сухе; Сире - у 20 30 рази інтенсивніше, ніж сухе.
Вплив вологості на інтенсивність дихання зерна різних культур: 1 — соняшник; 2 — пшениця; 3 — горох
Вологість зерна, починаючи з якої різко посилюються фізіологобіохімічні і мікробіологічні процеси та змінюються умови зберігання, називається критичною. Критичній вологості зерна відповідає такий її рівень, вище за який у ньому з'являється вільна волога, різко посилюється інтенсивність дихання і виникає загроза пошкодження мікроорганізмами. Критична вологість знаходиться в межах середньої сухості зерна.
Критична вологість зерна і насіння при температурі 18 - 25 °С, % Культура Вологість Культура Пшениця, жито, ячмінь, гречка 14, 0 - 14, 5 Бавовник Кукурудза, овес, рис 14, 0 Люпин 15, 5 -16, 5 Просо 12, 5 - 13, 0 Горох 16, 0 -17, 0 Льон 8, 5 Кормові боби 16, 0 -17, 0 -9, 0 Кормові трави 11, 0 -13, 0 Соняшник Соя 12, 5 Вологість 12, 5
Залежність інтенсивності дихання насіння олійних культур від вологості і вмісту олії: 1 — рицини (53, 5 % олії); 2 — соняшнику (40, 9 % олії); З—бавовнику (25, 1 % олії); 4— сої (21, 1 % олії)
Вплив температури на інтенсивність дихання Зниження температури значно послаблює інтенсивність дихання всіх живих компонентів зернової маси і сприяє збільшенню строків його зберігання
Вплив температури на інтенсивність дихання зерна при різній його вологості: 1 — 14 %; 2 — 16 %; 3 — 18 %; 4 — 22%
Чим нижча температура, тим менша інтенсивність дихання зерна, тобто тим менше виділяється вуглекислого газу. Інтенсивність дихання зерна, мг С 02 на 100 г абсолютної речовини за 24 год. Вологість зерна, % 16 18 22 Температура зерна, °С 10 0 20 1 30 3 40 8 50 15 1 4 18 30 85 5 18 40 65 200
Післязбиральне дозрівання. Процеси, які відбуваються в зерні й насінні під час зберігання та приводять до поліпшення його посівних і технологічних якостей, називають післязбиральним дозріванням. Характеризується воно двома показниками: - підвищенням схожості; - зниженням інтенсивності дихання. Основні фактори післязбирального дозрівання – сухе зерно, добрий доступ повітря та підви щена температура (20 220 С). За сприятливих умов зберігання процеси післязби рального дозрівання зерна пшениці закінчуються протягом 1— 1, 5 міс, жита 10— 15 діб, вівса — 20 діб, ячменю 6— 8 міс.
Проростання зерна Для проростання зерна необхідні певні умови достатня вологість, тепло і доступ повітря. Зерно починає проростати тільки при поглинанні крапельно рідкої вологи та зволоженні до 40 % і вище. Ретельний контроль за вологістю зерна в різних шарах і ділянках насипу, запобігання утворенню краплиннорідкої вологи в зерновій масі - основні заходи запобігання проростанню зерна під час його зберігання.
Самозігрівання зернових мас Самозігрівання зернової маси — це підвищення її температури внаслідок фізіологічних процесів, які відбуваються в ній, та низької теплопровідності зерна. Фізіологічною основою самозігрівання є дихання всіх живих компонентів зернової маси, яке призводить до значного виділення тепла. Фізична погана теплопровідність. Як наслідок, утворення тепла в тій чи іншій ділянці зернового насипу перевищує віддачу його в навколишнє середовище, тобто викликає самозігрівання.
Фактори, які впливають на розвиток процесу самозігрівання: 1) інтенсивне дихання зерна основної культури, а також зерен і насінин, які входять до складу домішок; 2) активний розвитку мікроорганізмів; 3) інтенсивна життєдіяльність комах і кліщів
Інтенсивність дихання основного зерна і насіння бур'янів у свіжозібраній зерновій масі пшениці Інтенсивність дихання, мг СО 2 на 100 г сухої речовини за 24 год. Номра зразка Вологість зернової маси % зернової маси основного зерна насіння смітної домішки У скільки разів інтенсивність дихання домішок перевищує інтенсивність дихання основного зерн 1 14, 5 1, 8 1, 2 48, 0 40 2 15, 7 2, 9 1, 8 32, 8 18 3 16, 4 13, 7 4, 0 61, 2 15 4 17, 1 25, 9 9, 8 152, 4 14
Вплив мікроорганізмів на розвиток процесу самозігрівання в насінні соняшника, яке почало проростати Температура в посудинах Дюара, °С Час, що минув з початку досліду, год Температура навколишньог о повітря, С 1 21 26 26 2 20 22, 5 50 2, 5 21 22 57 3 23 23 58, 5 4 20 23 52 із із стерильними проросткам и нестерильн ими проросткам и
Види самозігрівання: Øгніздове; Øшарове; Øсуцільне.
Причини гніздового самозігрівання: 1) зволоження зернової маси про тіканні дахів або недостатній гідроізоляції стін сховищ; 2) засипання в одне сховище або одну засіку зерна різної вологості, внаслідок чого створюються осередки (гнізда) з підвищеною вологістю; 3) наявності в зерновій масі ділянок з підвищеним вмістом домішок і пилу; 4) скупчення комах і кліщів в одній ділянці насипу.
Шарове самозігрівання поділяється на : - низове (виникає на 0, 2– 0, 5 м від підлоги) - верхове (виникає на 0, 7– 1, 5 м від поверхні насипу; при висоті насипу 1 1, 5 м на глибині 0, 15 0, 25 м від поверхні) - вертикально-пластове (виникає на 0, 2– 0, 5 м від стіни) Основною причиною шарового са мозігрівання є така фізична властивість зер нової маси, як термовологопровідність – пе реміщення вологи в зерновій масі в напрямі струменя теплоти, що зумовлюється перепадом температур.
Верхове самозігрівання. Виникає в періоди з найбільшим перепадом температури зерна і навколишнього середовища, тобто пізно восени і рано навесні. Горизонтальний пласт зерна, в якому відбувається самозігрівання, розміщений на глибині 0, 7 1, 5 м від поверхні зернового насипу, а при товщині останнього у сховищі 1 1, 5 м — на глибині 0, 15 0, 25 м від його поверхні. Щоб ліквідувати верхове самозігрівання, верхній пласт зерна знімають, охолоджують, сушать і розміщують в іншому сховищі.
Низове самозігрівання. Розвивається у нижньому шарі насипу зерна на відстані 0, 2 - 0, 5 м від підлоги або основи силосу елеватора. Зазвичай виникає влітку або восени при завантаженні свіжо зібраного неохолодженого зерна у склади з холодною підлогою. Таке самозігрівання часто супроводжується проростанням та злежуванням зерна в нижньому шарі насипу і при недогляді може призвести до суцільного самозігрівання. Ліквідувати його можна лише активним вентилюванням.
Вертикально-пластове самозігрівання. Характерне для зернових мас, які зберігаються в металевих бункерах, силосах елеватора або в сховищах, при зволоженні будь-якої стіни, що контактує із зерновою масою. Виникає у вертикальному шарі зерна на відстані 0, 5 0, 6 м від стіни. Йому можна запобігти, якщо стіна засіки буде віддалена на 0, 5 0, 6 м від зовнішньої стіни сховища.
СУЦІЛЬНЕ САМОЗІГРІВАННЯ. Можливе в зерновій масі з високою вологістю і великим вмістом недозрілих зерен та домішок, а також коли осередки самозігрівання не ліквідовано.
На початку самозігрівання (при температурі до 30 °С) зерно набуває комірного запаху, незначно темніє, на зародку з'являється плісеневий наліт. Після охолодження і сушіння таке зерно використовують на продовольчі цілі та для підсортовування до зерна нормальної якості. Під час самозігрівання (температура до 34 — 38 °С) змінюється якість зерна: знижується сипкість, виникають солодовий запах і плісень, найбільш вологі зерна темніють. Таке зерно на продовольчі цілі непридатне, оскільки хлібопекарські якості його значно погіршуються. При запущеній формі самозігрівання температура зерна підвищується до 50 °С і більше. Різко знижується сипкість зернової маси (або вона втрачається зовсім), зерно набуває коричнево-чорного або чорного кольору, виникають затхлий та гнильно-затхлий запахи. Щоб запобігти псуванню зерна, треба вжити термінових заходів, оскільки таке зерно непридатне для продовольчих чи фуражних цілей.
Дякую за увагу !
Lek_2_mendj_ukr_2011.ppt