Лекция 7. Характеристика зернопродуктов как объектов хранения

Аннотация. В лекции рассматриваются процессы, происходящие в муке и крупе при хранении, такие как, дыхание, созревание, прогоркание. Дается характеристика микробиологических процессов, происходящих муке при хранении. Рассматриваются вопросы слеживания и уплотнения муки и крупы.

Ключевые слова. Зернопродукты, мука, крупа, дыхание, созревание, прогоркание, побеление, слеживание, уплотнение, плесневение.

Рассматриваемые вопросы:

1.Физические свойства муки и крупы.

2.Общая характеристика процессов, происходящих в муке.

3. Дыхание муки.

4.Созревание пшеничной муки.

5.Прогоркание муки при хранении.

6.Микробиологические процессы, происходящие в муке при хранении.

7.Уплотнение и слеживание муки.

8.Процессы, происходящие в муке, выработанной из зерна других культур.

9.Процессы, происходящие в крупах при хранении.

10.Комбикорма как объект хранения.

Модуль 2. Хранение зернопродуктов.

Модульная единица 7. Характеристика зернопродуктов как объектов хранения.

Цель: раскрыть особенности зернопродуктов как объектов хранения. Их физические и физиологические свойства, которые необходимо учитывать при транспортировке и хранении.

Задачи. Изучить процессы, происходящие в муке, крупе и комбикормах при хранении. Отметить особенности физических свойств зернопродуктов: сыпучесть, скважистость, сорбционные и теплофизические свойства.

7.1. Физические свойства муки и крупы.

В практике хранения и транспортирования муки и крупы необходимо учитывать те же физические свойства, что и у зер­новой массы, т. е. сыпучесть, скважистость, сорбционную ем­кость и теплофизические характеристики. Однако следует иметь в виду, что мука и крупа по своим физическим свойствам су­щественно отличаются от зерна, из которого они были вырабо­таны.

Сыпучесть. Мука состоит из очень мелких частиц различной величины и формы, имеющих значительный коэффициент тре­ния, поэтому сыпучесть муки и отрубей меньше, чем у зерновой массы. С повышением влажности сыпучесть муки уменьшается. При влажности 16 % и выше мука становится малосыпучим продуктом. Сыпучесть различных видов крупы колеблется в широких пределах и может быть больше или меньше сыпучести зерно­вой массы, из которой они выработаны. Так, зерно риса обла­дает меньшей сыпучестью, чем полученная из него крупа. Сы­пучесть пшена значительно меньше, чем зерна проса.

Крупа с хрупкой структурой частиц при перемещениях са­мотеком крошится, поэтому ее хранят и перевозят в таре. При­менение тары необходимо и потому, что крупа является гото­вым продуктом, нуждающимся только в кулинарной обработке.

Скважистость. Мука и крупа имеют значительную скважис­тость (40...60%). Однако структура скважистости муки суще­ственно отличается от структуры скважистости, свойственной зерновой массе. В муке, частицы которой малы, скважистость имеет мелкопористую структуру. Это приводит к меньшей газо­проницаемости муки, затрудняет газообмен в ней и ограничи­вает возможность проникновения в нее клещей и насекомых. Лишь личинки некоторых жуков и бабочек, обладающие упру­гим мускулистым телом, способны проникать во внутренние участки муки в мешке или в силосах.

Скважистость крупы в зависимости от размеров ее частиц по структуре аналогична скважистости либо зерновой массы, ли­бо муки. Так, у крупы гречневой (ядрицы) и риса шлифован­ного структура скважин ближе к зерновой массе. Скважистость манной крупы, имеющей мелкие частицы, приближается к сква­жистости муки. Более крупные размеры частиц отрубей и значи­тельная пористость оболочек зерна, составляющих их основу, делают отруби рыхлым и легковесным продуктом.

Скважистость муки зависит не только от крупности и фор­мы частиц, но и от способа заполнения силоса, закрома, кон­тейнера для перевозки или мешка. Так, для повышения плот­ности укладки муки в мешках при выбое их встряхивают.

Дальнейшее снижение скважистости муки происходит в про­цессе ее хранения. В мешках, лежащих в нижних рядах штабе­ля, под давлением верхних рядов мука значительно уплотняет­ся. При продолжительном хранении и достаточной влажности продукта это может привести к слеживанию, в результате ко­торого мука совершенно теряет сыпучесть, и некоторые свойства ее значительно изменяются.

При хранении муки в силосах она также уплотняется и те­ряет сыпучесть. Для ее выпуска из силосов необходимы побу­дительные устройства.

Сорбционные свойства. Мука и крупа обладают значитель­ной способностью к сорбции и десорбции водяных паров, а так­же других паров и газов. Однако сорбционная емкость у муки и крупы значительно меньше, чем у зерновой массы. Это объ­ясняется как характером скважистости, так и нарушением структуры зерна.

Удаление оболочек в про­цессе размола или шелушения зерна приводит к тому, что доля капиллярной влаги в му­ке и крупе по сравнению с ее содержанием в зерне резко уменьшается. В связи с этим мука, а часто и крупа быстрее сорбируют влагу из окружаю­щего воздуха благодаря уве­личению скорости внешней диффузии молекул пара к ак­тивной поверхности, однако имеют меньшую равновесную влажность, чем зерно. Влага связывается с частица­ми муки в основном путем адсорбции и абсорбции.

Опыты в лабораторных условиях показали, что в малых навесках муки процессы сорбции и десорбции протекают быст­рее, чем в таких же навесках зерновой массы. Поэтому возник­ло представление о большой сорбционной емкости муки и, в частности, о ее большой гигроскопичности. Однако такое пред­ставление неправильно.

Общая величина активной поверхности муки на единицу мас­сы действительно больше, чем у зерна, в результате увеличения суммарной поверхности частиц, образовавшихся при размоле. В связи с этим мука значительно быстрее поглощает пары воды из воздуха и скорее достигает равновесной влажности, чем зер­новая масса. Однако величина равновесной влажности муки всегда меньше, чем зерна, так как в муке в значительно мень­шей степени происходит капиллярная конденсация.

При хранении муки в производственных условиях в мешках весьма быстрое изменение влажности происходит лишь в слоях муки, прилегающих к мешковине (максимум до 10 см). Внутри мешка влажность муки довольно постоянна.

Муке свойственно явление сорбционного гистерезиса. В ре­зультате десорбции влаги снижаются ее гидратные свойства. Такая мука, помещенная в склад с влажным воздухом, будет меньше сорбировать пары воды и будет иметь меньшую равно­весную влажность. Замечено также, что мука при помещении ее в сухой воздух значительно быстрее отдает ему влагу, чем восстанавливает свою исходную влажность при помещении ее в среду с влажным воздухом. Снижение равновесной влажности муки наблюдается в партиях, пролежавших в обычном складе в течение лета. Влажный воздух осенне-зимнего периода уже в меньшей степени увлажняет муку.

Удлинение срока хранения муки сопровождается снижением ее равновесной влажности на 1... 1,5%.

На величину равновесной влажности муки влияет также и ее выход. Установлено, что наибольшей гигроскопичностью обладает мука 96 % -ного выхода.

Меньшая сорбционная емкость муки не исключает развития в ней различных физиологических процессов. Общее содержание влаги в муке может быть вполне достаточным для их возникно­вения и развития. Большое значение при этом имеет неравно­мерность распределения влаги в отдельных частицах муки и в ее массе в целом.

Применяемые на практике методы определения влажности муки характеризуют лишь суммарное количество гигроскопиче­ской влаги, находящейся в данной навеске, но не распределе­ние этой влаги в отдельных частицах муки. Будучи неоднород­ными, они отличаются между собой химическим составом, раз­мерами, формой и структурой. Все это ведет к тому, что сорбционные свойства отдельных частиц муки и даже отдельных их участков различны. Если частицы муки увлажнены или находятся в гигроскопическом равновесии с ок­ружающей средой, наибольшая влажность наблюдается на их поверхности. В процессе десорбции влага одновременно пере­мещается из внутренних слоев частицы к наружным.

Неравномерное распределение влаги в каждой частице му­ки даже с невысокой средней влажностью (14...15,5%) созда­ет условия для развития микробов на поверхности частиц.

При хранении в производственных условиях в связи с изме­нением температуры и относительной влажности воздуха из­меняется и влажность отдельных слоев муки, что может при­вести к образованию активных микробиологических очагов.

Таким образом, влажность хранящейся муки и распределе­ние в ней влаги зависят от состояния окружающей атмосферы, исходных свойств муки и условий ее хранения.

Мука способна также сорбировать пары других веществ и газы, в связи с чем она может приобретать несвойственные ей запахи. При хранении, фумигации и перевозках муки это не­обходимо учитывать.

Наблюдения за динамикой влажности крупы при производ­ственном хранении и в лабораторных условиях показали, что гигроскопичность крупы находится на уровне зерновой массы или несколько меньше ее. Крупа, полученная из зерен, имею­щих цветковые пленки и плодовые оболочки пористой структу­ры, как правило, обладает меньшей гигроскопичностью, чем зерна этой культуры (рис, перловая, манная крупа). Пшено имеет обычно большую равновесную влажность, чем просо, из которого оно получено. При длительном хранении крупы влаж­ность достигает равновесной. Крупе свойственно также явление сорбционного гистерезиса.

Теплофизические свойства. Подобно зерновой массе, мука„ отруби и крупа обладают низкой теплопроводностью и темпе­ратуропроводностью. Передача тепла в массе муки путем кон­векции воздуха наблюдается в меньшей степени, чем в зерновой массе. Это связано со специфической структурой ее скважисто­сти. В связи с плохой теплопроводностью муки целесообразно охлаждать ее перед закладкой на хранение как в силосы при бестарном хранении, так и в штабеля при хранении в мешках.

Перемещение влаги в муке при наличии перепада темпера­тур создает предпосылки для образования конденсационной влаги в определенных участках и возникновения активных микробиологических очагов. В числе теплофизических свойств муки большое значение имеет ее теплоемкость. Ее учитывают при замесе теста для по­лучения в нем сразу же температуры, необходимой для броже­ния.