Лекція 2 Характеристика зернової маси 1 Характеристика зернової

Лекція 2. Характеристика зернової маси 1. Характеристика зернової маси, як об єкта зберігання. 2. Класифікація зерна і насіння за хімічним складом 3. Фізичні 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

Хімічний склад зерна і насіння. Вода, % від 7— 9 до 25— 30 і більше. : Мінеральні речовинивуглець — 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 слизіабо камедідо 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, фосфатаза, амілаза, протеаза. Кислотність обумовлюється основними кислотами : фосфорна, оцтова, молочна та яблучна

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) багаті водночас на рослинну та ефірну олії фенхель, коріандр, кмин.

Фізичні властивості зернових мас: Ø сипкість; Ø самосортування; Ø шпаруватість; Ø здатність до сорбції та десорбції різних парів і газів (сорбційна ємність); 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).

Таблиця 1– 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 властивість зернової маси втрачати свою однорідність під час переміщення і вільного падіння. Шпаруватість зернової маси — це наявність проміжків між її твердими часточками, заповнених повітрям.

Таблиця 2 –Маса і шпаруватість зерна різних культур. Культура Маса 1 м 3, кг Шпаруватість % Культура Маса 1 м 3, кг Шпаруватіст ь, % Пшениця 730 - 840 35 -45 Горох, люпин 750 – 800 40 - 45 Жито 680 - 750 35 -45 Рис (нерешетований) 440 – 550 50 -65 Ячмінь 580 - 700 45 -55 Овес 400 - 550 50 - 70 Соняшник олійний 400 - 550 50 - 65 Гречка 560 - 650 50 -60 Просо 680 - 730 30 -50 Льон 580 - 680 35 -45 Кукурудза 680 - 820 Конюшина червона 780 - 850 30 -30 35 — 55

Сорбційні властивості зернової маси— це її здатність поглинати (сорбувати) з навколишнього середовища пару, запахи різних речовин і гази, а також виділяти (десорбувати) їх. Теплоємністьзерна характеризується кількістю 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 зміни температури в зерні та його теплова інерція. Термовологопровідність здатність — зернової маси спрямова но 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 визначають за кількісними втратами маси сухої речовини зерна, виділеної теплоти, використаного кисню та виділеного вуглекислого газу зерновою масою при певних значеннях вологості, температури і доступу повітря. Інтенсивність процесу дихання виражають у міліграмах або в кубічних сантиметрах вуглекислого газу, що виділився з 1000 г сухої речовини зерна за добу

Фактори, які впливають на інтенсивність дихання зерна: Ø вологість; Ø температура; Ø ступінь аерації; Ø тривалість зберігання; Ø якість і стан зернової маси.

Поділ зерна за вмістом вологи: Ø сухе; Ø середньої сухості; Ø вологе; Ø сире.

Таблиця 4 – Поділ зерна різних культур за вмістом вологи Зерно Сухе Середньої сухості Вологе 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 Просо Кукуруза Горох, квасоля Соняшник, льон Сире (понад)

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.

Рис. 1 Вплив вологості на інтенсивність дихання зерна різних культур: 1 — соняшник; 2 — пшениця; 3 — горох

Вологість зерна, починаючи з якої різко посилюються фізіо-логобіохімічні і мікробіологічні процеси та змінюються умови зберігання, називається критичною (табл. 5). Критичній вологості зерна відповідає такий її рівень, вище за який у ньому з'являється вільна волога, різко посилюється інтен-сивність дихання і виникає загроза пошкодження мікроорганізмами. Критична вологість знаходиться в межах середньої сухості зерна (насіння).

Таблиця. 5 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: Рис. 2 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……. дихання Зниження температури значно послаблює інтенсивність дихан-ня всіх живих компонентів зернової маси і сприяє збільшенню строківй зберіганн (рис. 3)

Рис. 3 Вплив температури на інтенсивність дихання зерна при різній його вологості: 1 — 14 %; 2 — 16 %; 3 — 18 %; 4 — 22%

Чим нижча температура, тим меншаінтенсивність дихання зерна, тобто тим менше виділяється вуглекислого газу (табл. 6). Таблиця 6. 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 підвищена температура (20 -220 С) За сприятливих умов зберігання процеси післязбирального 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. 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

Таблиця 7 Інтенсивність дихання основного зерна і насіння бур'янів у свіжозібраній зерновій масі пшениці Номра зразка Вологість зернов оїмаси % Інтенсивність дихання, мг СО 2 на 100 г сухої речовини за 24 год. зернової маси основного зерна насіння смітної домішк и У скільки разів інтенсивність дихання домі -шок перевищує інтен -сивність дихання основ-ного 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

Таблиця 8 – 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 навколишньо го повітря, С із стерильними проростками із нестерильни ми проростками 1 21 26 26 2 20 22, 5 50 2, 5 21 22 57 3 23 23 58, 5 4 20 23 52

Розвиток самозігрівання в зерновій масі свіжозібраного зерна пшениці і характеристика змін в якості та складі її мікрофлори

Види самозігрівання: Ø гніздове; Ø шарове; Ø суцільне.

Причини гніздового самозігрівання: 1) зволоження зернової маси протіканні 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 самозігрівання така є фізична властивість зернової маси, як термовологопровідністьпереміщення 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 самозігріван 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 зерновій з високою в масі вологістювеликим і вмістомнедозрілих та домішок, такожколи зерен а осередки самозігрівання не ліквідовано. Колір зерна при самозігріванні змінюється до темно-коричневого і навіть чорного.

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 !