книги из ГПНТБ / Сакун В.А. Сушка и активное вентилирование зерна и зеленых кормов учеб. пособие

зерновые

(злаковые),

зернобобовые

и

масличные

куль-

туры.

Зерно

пшеницы, ржи и некоторых

других

культур со-

стоит из

ядра (эндосперм), зародыша

и

оболочек

(плен-

ки).. Зародыш, состоящий из живых,

очень

чувствитель-

ных к температурному

воздействию клеток, и

эндосперм,

храняются

от внешних

механических

и химических

воз-

действий

оболочками.

Семена

зернобобовых культур в отличие от злаковых

не имеют

эндосперма

и

состоят из

толстой

оболочки

заключенного внутри нее

зародыша, в

котором

различа-

ют две семядоли, снабженные запасом питательных

ве-

ществ, корешок и почечку.

культур пронизаны капиллярами, связывающими

внут-

ренние

части

зерна

с его поверхностью; через

них

могут

проходить пары воды и газы.

Во

всяком зерне

содержатся

углеводы,

белки,

жиры,

вода

и минеральные

вещества.

Однако

количественные

соотношения этих веществ для разных групп

зерновы

культур различны. В зернах злаковых

растений

преобла-

дают

углеводы,

семена

зернобобовых

отличаются

высо-

ким содержанием

белков, в семенах

масличных

культур

содержится

наибольшее

количество жира. Белки,

жиры

и углеводы

обладают

различной

гидрофильностью,

т. е.

ладают

наибольшей

способностью

поглощать воду

(д

180%

своего веса), водопоглотительная способность уг-

леводов значительно меньше (до 70%

своего веса), жиры

совсем

не обладают

гидрофильностью. Высокое

содер-

способность

поглощать

и удерживать воду

по

сравнению

с масличными и злаковыми культурами.

Пронизанные капиллярами

оболочки и

способные об-

разовывать

коллоидные

растворы

внутренние

ча

зерна позволяют отнести его к коллоидным

капиллярно-

пористым телам.

Большое

влияние

на технологические

свойства

зерна

оказывает

количество содержащейся в нем влаги. В за-

висимости

от

влажности

государственные

стандар

разделяют

семена

зерновых

культур

на

четыре

состоя

ния:

сухие,

средне]'! сухости,

влажные

и сырые

(табл.

2).

Т А Б Л И Ц А

2

Состояние

зерна по влажности

Относительная

влажность

зерна,

%

Культура

сухое

средней

влажное

сырое

сухости

Зерновые

злаковые

Пшеница,

рожь, ячмень, До

14

14-15,5

15,7-17

Свыше

17

гречиха,

рис

Овес,

кукуруза

(зерно)

»

14

14-16

16-18

»

18

Кукуруза

(початки)

»

16

16-18

18-20

»

20

Зерновые

бобовые

Горох,

кормовые

бобы,»

14

1 4 - 16

1 6 -

18

»

18

люпин, нут, чина

Фасоль

»

16

16-18

18-20

»

20

Вика

яровая

»

15

1 5 - 17

17-^20

»

20

Зерновые

масличные

Подсолнечник

и лен

»

11

11-13

13-14,5

»

14,5

(семя)

»

11

11-12

12-14

»

14

Конопля

(семя)

Клещевина

»

7

7 - 9

9-11

»

11

Сухое

зерно

почти

не имеет

свободной

влаги

и

нахо-

дится

в

состоянии

покоя

или анабиоза. Жизненные

про-

цессы

в

нем хотя

совсем

и

не

останавливаются,

но

про-

текают

в весьма замедленном

темпе,

необходимом

лишь

для поддержания жизни клеток зародыша. Такое

зерно

может храниться длительное время.

С

появлением

свободной

влаги

физиологическая

ак-

тивность (жизнедеятельность) зерна

значительно

увели-

чивается.

Во влажном

и

особенно

сыром

состоянии

зер-

но уже интенсивно

дышит. В процессе

Дыхания

происхо-

дит распад углеводов, составляющих

основную

массу пи-

тательных

веществ

зерна,

и выделяются

углекислый газ,

вода, этиловый

спирт и значительное

количество

тепла —

дыхания могут достичь

0,1—0,2% в

сутки, а

иногда

более.

В период уборки урожая зёрна

физиологически ак

тивны— они интенсивно

дышат. Для

того чтобы

устра-

нить

потери

сухих

веществ

зерна,

необходимо

сразу же

после

уборки

снизить

интенсивность

его дыхания,

кото-

рая

зависит

главным

образом от

влажности и

темпера-

туры зерновой массы. Интенсивное дыхание зерна

требу-

ет наличия

в нем свободной

влаги.

Поэтому

не случайно

влажность

зерна,

при которой

появляется

свободн

влага,

названа

критической.

У семян

пшеницы,

ржи, ов-

са,

ячменя

и

гречихи

она

находится

в

пределах

14,5—

15,5%,

кукурузы

и проса—12,5—13,5,

гороха,

фасоли

вики

и кормовых

бобов — 15-—16,

а

для

семян

высоко

При

влажности зерна

ниже критической

расход

сухих

веществ ничтожен, с увеличением

выше

критической

он

резко возрастает. Так,

по

данным

проф.

Л. А. Трисвят-

ского

[50], при

повышении

влажности

зерна

пшеницы и

ячменя

с

11 до

33%

интенсивность

дыхания

возрастает

в 6000 раз.

Большое

влияние

на

интенсивность

дыхания

зерн

оказывает и его температура.

По данным В'. И.

Анискина

[4],

зерно

влажностью

26%

при температуре

20° теряет

0,2%

сухого вещества

в

сутки, а при температуре

30°по-

тери сухого вещества достигают 0,5% в сутки.

Интенсивность дыхания свежеубранной зерновой мас-

сы

зависит

также

от наличия в

ней посторонних

приме-

сей

(главным образом

семян

и частей

растений

сорняков)

и состояния

микрофлоры.

Семена

и части

растений

сорняков

имеют,

как

прави-

ло, более высокую влажность и,следовательно, интенсивно

дышат,

способствуя

развитию

активных микробиологи-

ческих

процессов.

Развитие

плесеней

(грибов)

сопровождается

измене-

сеннего или совсем, неустранимого затхлого

запаха.

Так,

зерно пшеницы

или ржи влажностью

более

18%, а

семе-

на

подсолнечника

влажностью

более

10—12% уже через

несколько

дней

хранения

приобретают

неустранимы

затхлый запах.

Такое

зерно

не принимается

хлебоприем-

ными пунктами,

так как оно непригодно для пищевых и

фуражных целей.

Наконец, активное развитие микроорганизмов сопро-

вождается

выделением

огромного

количества тепла. Во-

да

и тепло,

выделяющиеся

в

процессе усиленного

дыха-

ния, вследствие

гигроскопичности и

плохой

теплопровод-

ности зерновой

массы

поглощаются

в значительной

мере

кием

количества

этих

веществ,

содержащихся

в

составе.

Абсолютно

сухое

зерно

пшеницы

и

ржи им

ет теплоемкость

1550 Дж/кг-град,

подсолнечника— 1520,

конопли— 1553, льна— 1662, клещевины— 1846

Дж/кг-

т р а д .

Вода,

как

известно,

имеет

наибольшую

теплоем

кость,

равную 4186,8 Дж/кг-град,

поэтому с

увеличением

влажности теплоемкость

зерна

возрастает.

Таким

обра-

зом, теплоемкость влажного зерна зависит

от

соотноше-

ния

количества

воды

и

абсолютно

сухого

вещества,

можно определить

по формуле (8).

Т е п л о п р о в о д н о с т ь .

Различают

теплопрово

ность

зерна

и

зерновой

массы.

Теплопроводность

зерна

близка

к

теплопроводности

дерева

(0,116—0,465 Вт/м-

•град).

Она

увеличивается

с

повышением

влажност

зерна,

так как теплопроводность

воды

(0,582 Вт/м-град)

больше,

чем сухого

вещества

зерна.

Теплопроводност

зерновой массы из-за наличия между зернами

промежут-

ков,

заполненных

воздухом,

значительно

ниже,

зерна.

При

конвективном

способе

сушки

зерна,

когда

во

дух, являясь теплоносителем,

а не теплоизолятором, про-

ходит

сквозь

зерновую

массу и отдает

тепло

непосредст-

венно каждому зерну, основное значение

приобрета

теплопроводность самого зерна, характеризующая

ско-

рость

передачи

тепла

от

поверхности

зерна

к

центру.

Т е м п е р а т у р о п р о в о д н о с т ь

зерна

характери-

зует

его теплоинерционные

свойства

и находится

в

пря-

мой

зависимости

от

теплопроводности.

Коэффицие

температуропроводности

можно

определить

по

формуле

(11). Если принять коэффициент

теплопроводности

зер-

на

А,=0,35,

теплоемкость

с = 2 0 9 3

Дж/кг-град

и

пло

ность

вещества

р=

1,15 кг/м3 ,

то

получим

температуро

проводность

зерна

а = 0 , 5

м2 /ч, или 1,389-Ю- 4

м 2 / с Тем-

пературопроводность

зерновой

массы,

по данным

С. Д.

Птицына,

в 6—7 раз меньше,

чем зерна.

Низкая

темпера-

туропроводность

зерновой

массы

может являться как по-

ложительным,

так

и

отрицательным

ее свойством

при

хранении: охлажденное за зиму

зерно

длительное

время

сохраняет

низкую

температуру,

препятствующую

разви-

тию

бактериальных

процессов

(положительное

свойст

во); засыпанное на хранение

теплое

зерно

длительно

время

сохраняет

повышенную температуру,

способс

вующую

развитию

бактерий

(отрицательное

свойство)