1. Что представляет собой зерно как объект сушки? 2. Что такое агент сушки? 3. Расскажите о явлении тепло- и влагообмена в зерне.

Глава XXI

ТЕХНОЛОГИЯ СУШКИ ЗЕРНА § 1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЗЕРНА

Сушка технологический процесс, который должен обеспечить сохранность и улучшить качество зерна в соответствии с его назначе­нием. Рассмотрим некоторые особенности строения и свойств зерна, которые имеют значение для организации процесса сушки.

Строение зерна. Зерно представляет собой по природе коллоидное, по структуре — капиллярно-пористое тело и состоит из оболочек, зароды­ша и эндосперма. Плодовые оболочки пшеницы и ржи состоят из трех слоев плотных одревесневших клеточных стенок с большим количест­вом микропор капилляров и пустот, через которые пары воды легко могут проникать или удаляться.

Особенности строения зерновок овса, ячменя, риса, гречихи и проса, заключающиеся в наличии цветковых пленок, а у некоторых из них и воздушной прослойки, предопределяет своеобразный механизм внутрен­него переноса влаги и ее испарения.

У овса и ячменя цветковые пленки сращены с плодовой оболочкой зерновки. Плодовая оболочка гречихи неплотно охватывает ядро, срас­таясь с ним лишь в одной точке у основания. Размер воздушной про­слойки между плодовой оболочкой и ядром колеблется в пределах 0,3 .0,7 мм.

Особенность анатомического • строения зерновки гречихи пред­определяет сравнительно легкое растрескивание ее оболочек, что необ­ходимо учитывать при обосновании режимов сушки.

Пленка зерновки проса, плотно охватывая ядро, не срастается с ним по всей поверхности. Под пленкой имеется небольшая воздушная прослойка. Под влиянием градиентов температуры и влагосодержания, возникающих при сушке, пленка может растрескиваться, оголяя ядро, которое также легко раскалывается.

Второй слой оболочек называют семенным. Они также состоят из трех слоев и отличаются от плодовых относительно малой проница­емостью. Под семенными оболочками расположен алейроновый слой, состоящий из одного ряда толстостенных клеток. Алейроновый слой, так же как и семенная оболочка, обладает высокой гидрофильностью. Чем больше толщина алейронового слоя, тем в большем количестве зерно поглощает влагу. Основная часть зерна — эндосперм, состоящий их тонкостенных крупных клеток, заполненных в основном крахмаль­ными зернами.

Главная часть зерна — зародыш. В отличие от оболочек и эндоспер­ма он состоит из живых клеток, отличается наиболее сложным строением и наибольшей чувствительностью. К тому же влажность заро­дышевой части всегда выше средней влажности зерна в целом.

Семена зернобобовых культур (горох, вика, соя, люпин, нут) сос­тоят из двух семядолей, зародышевого корешка, стебелька и почечки. Сверху семядоли покрыты семенной оболочкой, состоящей из клеток, плохо пропускающих влагу.

Семена масличных культур по строению резко отличаются от се­мян злаковых и зернобобовых культур. Семена подсолнечника заклю­чены в плодовую оболочку — лузгу, которая обладает высокой гигрос­копичностью и обеспечивает быстрое обезвоживание. Между плодовой оболочкой и ядром находится воздушная полость, которая замедляет прогрев ядра при сушке.

Форма и размеры зерен. При оценке формы обычно пользуются тол­щиной, шириной и длиной зерновки. Они необходимы для определе­ния площади геометрической поверхности и объема зерновок.

Химический состав зерна. В зерне содержатся белки, углеводы, жиры, минеральные вещества, витамины и ферменты. Для сушки зерна наибольшее значение имеют не только общий химический состав, но и распределение отдельных веществ в различных его частях.

Сушка как технологический процесс вызывает перестройку всей сложной системы зерна как живого организма. Под влиянием нагрева и перемещения влаги в зерне активизируются физико-химические и биохимические процессы, вызывающие количественное и качествен­ное изменение химических веществ, их перераспределение между анато­мическими частями.

При сушке зерна происходит разрушение его структуры вследст­вие развития в зерне объемно-напряженного состояния, обусловлен­ного неравномерным распределением влаги по аналитическим частям зерна и разной скоростью ее удаления.Появляющиеся в процессе сушки трещины могут находиться внут­ри эндосперма или выходить на поверхность, при этом могут быть пов­реждены алейроновый слой, а затем и оболочки. Если трещины не нару­шают алейроновый слой, приводящий ростковые вещества к зароды­шу, то посевные качества зерна не снижаются. Однако технологические, 332 в частности крупяные, достоинства зерна в этом случае ухудшаются, так как алейроновый слой и оболочки не могут служить надежной за­щитой ядра от раскалывания при переработке.

Образованию и развитию микротрещин способствует интенсивное перемещение влаги внутри зерна. Чем выше скорость перемещения влаги, тем выше интенсивность образования трещин. Градиент влаго­содержания, образующийся на поверхности зерна, в первый момент времени значителен. Влага, находящаяся в капиллярах оболочек зерна, вследствие углубления зоны испарения быстро превращается в пар. Резкое увеличение объема образующегося пара вызывает деструктив­ные изменения оболочек и поверхностного слоя зерна.

Границы предельно допустимых температур нагрева зерна зависят от многих факторов, в том числе от влажности зерна, степени его зре­лости, сорта, состояния белкового комплекса, интенсивности тепло­вого воздействия и скорости обезвоживания.

Изменения технологических свойств зерна могут наступать не толь­ко по причине его перегрева, но и вследствие искусственного нарушения связи влаги с твердым скелетом зерна, вызывающего перестройку мик­роструктуры его тканей, а в наиболее неблагоприятных случаях трещи- нообразование или даже раскалывание зерна. Подобно тому как ско­рость и продолжительность теплового воздействия влияют на состоя­ние белкового, углеводного и липидного комплексов зерна, так и скорость извлечения влаги из зерна влияет на его качество.

Таким образом, термоустойчивость является комплексной техно­логической характеристикой зерна, включающей и биологическую устойчивость к тепловому воздействию, и механическую сопротивляе­мость внутренним разрушающим силам, возникающим под влиянием градиентов температуры и влагосодержания, и служит основой выбора методов и обоснования режимов сушки зерна различных культур.