Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Технология хранения и переработки продукции растениеводства. Учебное пособие
.pdf
жательных машин, применяемых в хозяйствах, и камнеотделительных механизмов на мукомольных предприятиях.
Сорбционные свойства. Зерновые массы интенсивно сор-
бируют (поглощают) из окружающей среды пары различных ве-
ществ и газы, поэтому относятся к хорошим сорбентам. Это связано с капиллярно-пористой коллоидной структурой зерна (семян)
и скважистостью зерновой массы. Появление в
зерне нехарактерного для него запаха всегда приводит к потерям качества. Запахи
подразделяют на сорбционные и разложения.
Сорбционные запахи приобретаются зерновой массой вследствие ее сорбционных свойств. Они возникают при контакте зерна
в период уборки и хранения с продуктами неполного сгорания топлива (дымный запах), с семенами или частями эфиромасличных
растений
(полынный, чесночный, кориандровый и другие запахи),
со спорами твердой и мокрой головни (головнёвый запах). Зерновая масса может также приобрести запахи нефтепродуктов и пестицидов.
Запахи разложения образуются в самой зерновой массе в результате протекающих в ней процессов. При длительном хранении
зерна без проветривания появляется амбарный запах, при прорастании – солодовый, при развитии плесневых грибов – плесенный,
при распаде тканей зерна – затхлый, а затем и гнилостный запах.
Теплофизические свойства. При хранении зерновых масс и
их сушке необходимо учитывать теплоемкость, тепло- и темпера-
туропроводность и термовлагопроводность.
Теплоемкость характеризуется количеством теплоты, необходимой для нагревания 1 кг зерна (семян) на 1 °С, и выражается
в Дж/(кг⋅К). Теплоемкость сухого вещества зерна составляет
1550 Дж/(кг⋅К). Чем выше влажность зерна, тем выше его теплоемкость.
Теплопроводность зерновой массы очень низкая и составляет 0,13-0,20 Вт/(м⋅К). Это обусловлено органическим составом и
большим количеством воздуха в зерновой массе.
Температуропроводность характеризует скорость измене-
ния температуры в
зерновой массе. Зерновые массы обладают
большой тепловой инерцией. Своевременно проведенное охлаждение позволяет сохранять зерно при низкой температуре даже в
жаркий сезон. Это существенно тормозит биологические процес-
11
сы, при этом потери не превышают естественной убыли. Плохая
тепло- и температуропроводность приводит к перепадам температур различных участков зерновой массы.
Термовлагопроводность – перемещение влаги в зерновой
массе вместе с потоком тепла, обусловленное градиентом температуры. При значительном количестве капельно-жидкой влаги
происходит активизация процессов жизнедеятельности компонентов зерновой массы, а также
набухание и прорастание зерна и се-
мян.
2.1.2. Биологические свойства зерновой массы
Биологические особенности зерновой массы связаны с проходящими в ней процессами дыхания, прорастания, послеуборочного дозревания, самосогревания, а также с жизнедеятельностью
микроорганизмов и вредителей хлебных запасов.
Дыхание является одним из главнейших физиологических
процессов, протекающих в хранящейся зерновой
массе. Все ее живые компоненты получают необходимую энергию в процессе гидролиза запасных питательных веществ под действием ферментов.
Гидролиз, происходящий с поглощением кислорода, называется
аэробным. Если при гидролизе кислород воздуха не потребляется,
то речь идет об анаэробном дыхании. При хранении зерна и семян
преобладает аэробное дыхание, сопровождаемое выделением диоксида
углерода, воды и тепла. Дыхание приводит к потерям сухой
массы зерна, повышению его температуры и влажности, что негативно сказывается на результатах хранения. Чем интенсивнее дыхание, тем выше процент потерь. На интенсивность дыхания
влияют следующие факторы: влажность и температура зерновой
массы, газовый состав воздуха межзерновых пространств, крупность, выполненность,
зрелость зерна, а также наличие проросших
и травмированных семян (зерен).
Прорастание зерна и семян происходит вследствие ошибок,
допущенных при организации хранения зерновой массы. Оно сопровождается потерей сухой массы до 50% и ухудшением технологических свойств зерна. Сдерживающим фактором для прорастания является влажность зерна. Влажность может повыситься изза осадков, грунтовой
влаги и в результате конденсации воды при
12
резких перепадах температур в зерновой массе. Опасность прорастания возникает при увлажнении зерна (семян) от 40% и выше.
Послеуборочное дозревание – процессы, происходящие в
зерне (семенах) при хранении и приводящие к улучшению их посевных и технологических качеств. Зерновые культуры убирают в
фазе технической спелости, однако в зерне и семенах продолжаются сложные
биохимические процессы, приводящие к физиологической спелости. Для большинства культур период послеуборочного дозревания составляет 1,5-3 месяца. Его продолжительность зависит от сортовых особенностей, условий формирования,
налива и созревания зерна в поле и хранения урожая.
На процессы дозревания большое влияние оказывают влажность зерна и семян, их температура и обеспеченность воздухом
зерновой массы. Сушка является обязательным этапом послеуборочной обработки урожая, так как в зерновой массе должна отсутствовать свободная влага.
Самосогревание зерновой массы сопровождается повышением температуры в ней до 55-65 °С, а иногда и до 70-75 °С. Главные
причины самосогревания – тепло, выделяемое в результате дыхания зерна и микроорганизмов, а также
низкая теплопроводность
зерновой массы. При этом процессе зерно полностью теряет семенные, кормовые и технологические качества, приобретает не
свойственные ему запахи и изменения химического состава. Хлеб,
выпеченный из муки, полученной из самосогреваемого зерна, имеет низкий объемный выход, плохую пористость, темный мякиш,
неприятный вкус и прочие дефекты. Важно также то,
в какой стадии порчи находится зерно. При последней стадии появляется
гнилостный запах, зерно обугливается и становится токсичным.
Самосогревание также может вызываться жизнедеятельностью
насекомых, если температура зерна составляет 25-30 °С. Такие ус-
ловия часто встречаются в южных районах страны.
Микроорганизмы появляются на зерне в период вегетации,
а при уборке и послеуборочной
обработке их количество резко
возрастает. Это происходит в результате контакта зерна (семян) с
частицами почвы.
На долю микроорганизмов приходится 2,0-2,5% потерь сухой массы при хранении. Эти потери сопровождаются сильной, а
иногда и полной потерей качества. Вследствие активного развития
13
микроорганизмов в зерновой массе могут накапливаться токсины,
вызывающие отравление человека и животных. Большинство микроорганизмов, населяющих зерновые массы, являются аэробами.
Видовой состав микрофлоры не остается постоянным и меняется
по периодам хранения. Активному размножению микроорганизмов способствуют различные повреждения зерна, наличие конденсационной влаги, примесей, прежде всего семян сорных растений
и почвы
.
Вредители хлебных запасов наносят существенный урон
урожаю зерна (семян). В зерновой массе обитает более сотни видов насекомых, клещей и грызунов. Наиболее опасными среди них
являются хрущаки, амбарная и зерновая моль, амбарный и рисовый долгоносики, хлебный точильщик, мавританская козявка,
мельничная огневка, мыши. Менее опасными считаются клещи,
так как они
не могут питаться целым, нетравмированным зерном и
развиваться при влажности ниже критической. Развитие насекомых и клещей зависит от влажности и температуры зерновой массы, газового состава воздуха межзерновых пространств, наличия
сорных примесей. Удалить большую часть вредителей возможно
путем активного вентилирования, частым перемещением зерна
или пропуском через зерноочистительные машины. Для полного
обеззараживания применяются специальные приемы.
2.1.3. Способы хранения зерновых масс
Зная биологические и физические свойства зерновой массы
и протекающие в ней процессы, можно подобрать условия, обеспечивающие максимальную сохранность зерна и семян. В сельскохозяйственной практике применяются следующие основные
режимы хранения:
1) хранение в охлажденном состоянии. При температуре
ниже 10 °С приостанавливается
размножение микроорганизмов и
насекомых, снижается интенсивность дыхания зерна (семян);
2) хранение без доступа воздуха. При отсутствии кислорода
дыхание живых компонентов зерновой массы значительно снижается, принимает тип анаэробного;
3) хранение в сухом состоянии. Развитие микроорганизмов и
насекомых, особенно клещей, при отсутствии свободной воды в
14
зерне приостанавливается. Газообмен между основным зерном и
семенами сорняков при этом также минимален;
4) химическое консервирование. Основано на обработке
кормового зерна различными химическими веществами.
Для хранения зерна в охлажденном состоянии используют
обработку его наружным воздухом пониженной температуры (активное вентилирование в холодные часы суток или дни). Этот режим широко применяют
при временной консервации влажного и
сырого зерна на току в период послеуборочной обработки и подготовки зерна к хранению. В зимнее время температура зерна в хранилище может достигать –15…–20 °С, что существенно повышает
его сохранность. Однако необходимо учитывать, что излишнее
переохлаждение (ниже 10 °С) может привести к значительным пе-
репадам температуры
в зерновой массе весной, образованию ка-
пельно-жидкой влаги и самосогреванию.
Без доступа воздуха можно хранить продовольственное зерно, а также предназначенное на корм скоту. Этот режим можно
обеспечить двумя способами:
– загрузкой зерновых масс в герметические емкости, в которых кислород межзерновых пространств расходуется самой зерновой массой. Этот способ
называется биологическим. Разработанный на его основе технологический прием называют самоконсервированием. Его применяют при хранении фуражного зерна в зонах с повышенной влажностью воздуха;
– путем отсоса воздуха из зерновой массы. При этом иногда
применяется нагнетание в освобожденные от кислорода межзерновые пространства инертного газа (азота, диоксида углерода или
их смеси).
Необходимо помнить, что зерно, законсервированное без
доступа воздуха, будучи вскрытым быстро плесневеет и должно
быть использовано в течение 20-30 ч.
При хранении в сухом состоянии зерно (семена) сохраняет
свои посевные и продовольственные качества максимально долго.
Принято считать сухими зерна (семена), которые не имеют свободной влаги. Для большинства культур влажность
зерна не должна превышать 13-4%. Такая влажность предотвращает развитие
фузариоза. Хранение при повышенной влажности способствует
развитию плесневых грибов, что ведет к снижению пищевой и то-
15
варной ценности зерна. Часто при этом образуются токсины. Наиболее опасными, оказывающими канцерогенное воздействие, являются производные кумаринов – афлатоксины. Наибольшую
стойкость имеют зерновые массы при влажности на 1-2% ниже
критического уровня (табл. 1).
Сухое зерно можно хранить более высокой насыпью, повышая тем самым коэффициент полезного использования хранилища. Чем выше насыпь зерна
, тем меньшая его часть подвергается
увлажнению при хранении. Однако такой способ хранения имеет и
свой минус: в сухой зерновой массе возможно активное развитие
насекомых. Поэтому наиболее рационально использование одновременно двух режимов хранения – в сухом и в охлажденном состоянии.
Таблица 1
Предельная влажность зерна и семян,
предназначенных для длительного хранения (по Карпову)
Влажность при хранении
в течение 7-9 мес. семян
Влажность
Культура
Пшеница,
рожь,
ячмень 14,0 14 15,0 13,0 14
Гречиха 14,0 14 15,0 13,0 14
Горох 14,0 14 15,0 13,0 14
Овес 14,0 13 14,0 12,5 13
Просо 13,5 13 13,5 12,5 13
ский и Ставропольский края, Астраханская, Волгоградская, Ростовская области.
ских бункерах влажность их не должна превышать в южных регионах 12%,
в остальных – 13%.
сухих семян
по нормам,
%
Примечания.
1. Южные регионы: Северный Кавказ, Республика Калмыкия, Краснодар-
2. При длительном хранении семян пшеницы, ржи и ячменя в металличе-
яровых и озимых культур,
высеваемых в год уборки,
а также продовольствен-
ного и кормового зерна
южные
регионы
остальные
регионы
Влажность при длитель-
ном хранении семян пере-
ходящих и страховых
фондов
южные
регионы
остальные
регионы
Для хранения зерна с помощью химического консервирова-
ния чаще всего используются низкомолекулярные кислоты (му-
16
равьиная, масляная, пропионовая, уксусная и т.д.) или препараты,
полученные на их основе (КНМК, пропкорк и т.д.).
Эти вещества эффективно подавляют развитие микроорганизмов. В то же время они безопасны для здоровья животных и по
мере хранения разлагаются. Норма расхода препаратов зависит от
влажности зерна и семян и сроков хранения
. Обычно она не превышает 2% при сроке хранения до 8 месяцев. Для обработки зерна
химическими консервантами применяют специальные аппликаторы, обеспечивающие точную дозировку и смачивание. Это создает
покрытие каждого зерна тонкой пленкой препарата. В настоящее
время имеются рекомендации по применению в химическом консервировании мочевины.
2.2. Хранение семян овощных культур
Семена
овощных культур имеют капиллярно-пористую
структуру строения и обладают свойством сорбировать водяные
пары из воздуха или выделять парообразную влагу в окружающую
среду. При этом в процессе хранения уровень влажности семян
систематически изменяется, находясь в равновесии с влажностью
среды. При влажности от 6 до 12%, в зависимости от культуры,
интенсивность дыхания сравнительно слабая,
а при увеличении
этих показателей интенсивность дыхания семян возрастает в 1015 раз. Хранение семян с исходной влажностью 6-10% при относительной влажности воздуха от 45 до 65% в течение 12-36 месяцев
практически не меняет всхожести семян. Хранение семян при относительной влажности воздуха 75% и высокой температуре вызывает быстрое снижение всхожести, которая приближается к нулю через 9-12 месяцев хранения. При относительной влажности
85% семена теряют всхожесть на третий месяц хранения.
При закладке семян на хранение обязательно надо учитывать
их критическую и равновесную влажность, установленную для
семян каждой культуры. Критическая влажность семян – верхняя
граница содержания в них воды, при которой практически не наблюдается обмена веществ. Для
семян семейства капустных этот
показатель составляет 6-7,5%, для тыквенных – от 7,5 до 8,5%, для
пасленовых и сельдерейных – от 7,5 до 9%, для луковых – 9,5%,
для лебедовых, мотыльковых и мятликовых – 10%. Колебания со-
17
держания влаги в семенах, вызванные колебанием относительной
влажности воздуха, действуют особенно губительно на посевные
качества семян, если их влажность значительно выше уровня критической.
Равновесная влажность – влажность семян, соответствующая определенной температуре и относительной влажности воздуха. Уровень равновесной влажности семян зависит от температуры
и влажности окружающей среды, химического состава,
строения и
размера и зрелости семян, скважистости семенной массы. При
одинаковых условиях температуры и влажности воздуха семена с
высоким содержанием жира имеют самую низкую равновесную
влажность, а с низким содержанием жира, но с высоким процентом белка и крахмала, а также мелкие семена – наиболее высокую
равновесную влажность.
Режим хранения семян складывается
из относительной
влажности воздуха и температуры в хранилище. Низкая относительная влажность воздуха, при которой семена лучше сохраняются, можно поддерживать в хранилище с помощью кондиционеров
или путем использования закрытого способа хранения. При этом
способе в качестве изолирующего материала используют полиэтиленовую пленку. В производственных условиях семена с влажностью:
моркови 5,8%, огурца 4,8%, лука 6,5%, редиса 5,5% – сохраняют всхожесть в течение 10 лет на уровне первого класса; томата
5,1%, капусты 5,5%, перца 4,6% – в течение 7-8 лет на уровне второго класса. Оптимальному режиму хранения семян овощных
культур с влажностью в пределах критической (6-12%) и ниже
должна соответствовать температура от –10 до +12 °С и отно-
сительная влажность воздуха от
40 до 60%. В этих условиях
срок сохранения кондиционной всхожести семян увеличивается
в 2-3 раза по сравнению с хранением при естественной переменной температуре и влажности воздуха.
Семена овощных культур хранят в соответствии с ГОСТ
28676.8 – 90 в упакованном виде. В качестве тары для хранения
используют двойные тканевые мешки с полиэтиленовыми вкладышами или без
них и полиэтиленовые контейнеры емкостью
40-50 кг. Помещения и тара должны быть чистыми, сухими, обез-
зараженными от болезней и вредителей. Каждую партию упакованных семян укладывают отдельными штабелями. В складах
18
мешки укладывают на поддоны или деревянные настилы на высоту от пола не менее 15 см. Высота штабеля – до 12 мешков. Ширина прохода между штабелями и стенами склада должна быть не
менее 0,75 м, а проходы между штабелями – не менее 1,5 м.
Для хранения семян используется также регулируемая газо-
вая среда с повышенным содержанием
азота. Установлено, что
оптимальным является следующий состав газовой среды: кислород – до 2%, углекислый газ – до 1%, остальное – азот. Газовая
среда данного состава способствует замедлению гидролитических
и окислительных процессов, протекающих в семенах при хранении, подавляет жизнедеятельность микрофлоры, практически
сводит к нулю биологические потери от грызунов и вредителей,
а также исключает пожароопасность
хранения.
Контрольные вопросы и задания
1. Расскажите о составных частях зерновых масс.
2. Каковы физические характеристики зерновых масс?
3. Что такое сыпучесть зерна, какими показателями она ха-
рактеризуется?
4. Дайте определения скважистости и обеспеченности возду-
хом.
5. Как происходит самосортирование зерна?
6. Расскажите о сорбционных свойствах зерна и семян.
7. Назовите теплофизические свойства зерновой
массы.
8. С чем связаны биологические особенности зерновых
масс?
9. Расскажите о дыхании зерновой массы.
10. Назовите причины прорастания зерна и семян.
11. Что такое послеуборочное дозревание?
12. Какие факторы вызывают самосогревание зерна?
13. Как влияют на сохранность зерна микроорганизмы?
14. Перечислите наиболее опасных вредителей хлебных за-
пасов.
15. Какие режимы применяются при хранении
зерна и се-
мян?
19
16. В чем особенности хранения зерна в охлажденном со-
стоянии?
17. Какими способами обеспечивается режим хранения зерна
в бескислородной среде?
18. Расскажите о хранении зерна и семян в сухом состоянии.
19. Какие вещества применяются при химическом консерви-
ровании зерна?
20. Какие показатели необходимо учитывать при хранении
семян овощных культур?
21. Что такое критическая и
равновесная влажность семян?
22. Из чего складывается режим хранения семян овощных
культур?
23. Какие требования предъявляют к таре для хранения се-
мян?
20
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]