12. Сорбционные св-ва зерновой массы, их значение.

Сорбция (поглощение). Зерно может сорбировать любые газообразные вещества (вода, газы). Гидроскопичность - способность сорб. водяных паров.

4 вида сорбции:

1)адсорбция - сорбция поверхности

2)абсорбция - объема.

3)хемосорбция - различных химических веществ.

4)капелярные конденсации - самый опасный вид сорбции - способность образовывать жидкую влагу при пониженном давлении.

Способность з.м. к сорбции объясняется скважистостью, капиллярно-пористым строением зерновки. Из-за сорбционной способности можно приобрести различные запахи: легкоустраняемые (эфирных масел, чесночный, полынный), неустраняемый (нефтепродуктов), трудноустраняемый (дымный).

При хранении зерна происходит 2 процесса одновременно: сорбция и десорбция. Преобладание одного или другого зависит от условий. Движ. сила - разность давления у поверхности зерна и в воздухе. Влага всегда перемещается из зоны большего давления в зону меньшего. Давление у поверхности выше, чем в воздухе - десорбция, наоборот, сорбция. Если давление выравнивается, то процесс водообмена прекращается, т.е. наступает состояние динамичного равновесия. Скорость процессов сорбции и десорбции зависит от толщины слоев.10-15см:10-15суток.

Сорбционный гистерезис - несовпадение кривых сорбции и десорбции.

Равновесная влажность - влажность з.м., которая устанавливается при соответствующих параметрах воздуха (его влагонасыщенность, температура и давление).

При нагреве воздуха на 1градус относительная влажность уменьшается на 4-5, химический состав влияет на влажность (у масленых влажность меньше, чем у зернобобовых). Состояние неустойчивого хранения – разница во влажности 1,2-1,3%.

13. Равновесная влажность зерна. Ее значение в практике работы с зерном (график).

Равновесная влажность. Влагообмен между зерновой массой и соприкасающимся с ней воздухом в той или иной степени идет непрерывно. В зависимости от параметров воздуха (его влажности и температуры) и состояния зерновой массы влагообмен происходит в двух противоположных направлениях:

1) передача влаги от зерна к воздуху; такое явление (десорбция) наблюдается, когда пардиальное давление водяных паров у поверхности зерна больше пардиального давления водяныx паров в воздухе;

2) увлажнение зерна вследствие поглощения (сорбции) влаги из окружающего воздуха; этот процесс происходит, если парциальное давление водяных паров у поверхности зерна меньше парциального давления водяных паров в воздухе. Влагообмен между воздухом и зерном прекращается, если парциальное давление водяного пара в воздухе и над зерном одинаково. При этом наступает состояние динамического равновесия. Влажность зерна, соответствующая этому состоянию, называется равновесной. Иначе говоря, под равновесной понимают влажность, установившуюся при данных параметрах воздуха - его влага<:l -насыщенности, температуре и давлении .

Как показали исследования, для достижения полного равновесия требуется стационарный режим в течение довольно длительного времени (9 суток, а иногда и намного больше). Конечно, такого положения в производственных условиях не бывает, поэтому наружные участки насыпи зерновой массы, соприкасающиеся с воздухом, непрерывно изменяют свою влажность, в зависимости от его параметров. Однако закономерности влагообмена сохраняются и представляют большой интерес для практики.

При длительном хранении зерновых масс с повышенной влажностью в условиях низкой относительной влажности воздуха происходит постепенное снижение их влажности. Наоборот, сухая зерновая масса при хранении в складе с воздухом, более насыщенным водяными парами, увлажняется, и ее масса увеличивается. Подобные изменения носят и сезонный характер, так как насыщенность воздуха влагой в разные месяцы различна. В связи с различными условиями созревания и разной сорбционной емкостью влажность зерна и семян при уборке урожая и перед их хранением колеблется от 7 до 32-36 Равновесная влажность у семян масличных намного ниже, чем у злаковых и бобовых. Это объясняется меньшим содержанием в них гидрофильных коллоидов.

Максимальная равновесная влажность зерна, устанавливающаяся при его пребывании в воздушной среде, насыщенной водяными парами (относительная влажность ер = 100 %), является тем пределом, до которого зерно может сорбировать пары воды из воздуха дальнейшее увлажнение может происходить только при впитывании капельно-жидкой влаги. Устaновить точно равновесную влажность зерна при ер = 100 % довольно трудно, так как при длительном выдерживании его в воздухе, насыщенном водяными парами, оно подвергается активному воздействию микроорганизмов и покрывается колониями Плесеней. Равновесная влажность 3ерна и семян зависит также от т температуры воздуха: с понижением ее величина равновесной влажность в возрастает. При понижении температуры с 30 до О равновесная влажность увеличивается на 1,4 %. Нужно также иметь в виду, что равновесная влажность отдельных зерен или семян зерновой массе неодинакова вследствие различия их размеров, выполненности и т. д. Даже отдельные анатомические части зерновки или семени характеризуются неодинаковой влажностью. Зародыш у всех злаковых имеет более высокую влажность, чем эндосперм, и т. д.

При изучении равновесной влажности зерна было обнаружено и явление сорбционного гистерзиса. У зерна и продуктов его переработки изотерма десорбции в системе координат располагается выше, чем изотерма сорбции. Поэтому равновесная влажность зерна, характеризуемая изотермой сорбции, будет всегда меньше, чем характеризуемая изотермой десорбции, при одной и той же относительной влажности воздуха. Наибольшее расхождение между изотермами сорбции и десорбции наблюдается на участке с относительной влажностью воздуха от 20 до 80 %. Разница в равновесной влажности по изотермам достигает в среднем 1,2-1,3 %.

Явление сорбции и десорбции влаги и изменение равновесной влажности зерна и семян хорошо наблюдаются в полевых условиях. Так, влажность отдельных зерен в колосе в уборочный период сильно варьирует по часам суток, достигая максимума в ранние утренние часы и снижаясь до минимума к полудню и началу второй половины дня целесообразней начинать уборку в наиболее благ часы.