Jaká je kritická vlhkost obilí?

Obecná charakteristika vlastností obilné hmoty. Sýpky přijímají šarže obilí a semen více než 100 různých obilovin, luštěnin, olejnin a krmných plodin.

Navzdory velké rozmanitosti dávek zrn z hlediska vnějších charakteristik jsou jejich vlastnosti jako skladovacích objektů do značné míry podobné.

Jedna šarže zrna je obvykle chápána jako obilná hmota, která je vzhledově i jakostně homogenní. Složení každé obilné hmoty zahrnuje:

1 – zrna (semena) hlavní plodiny, jakož i zrna (semena) jiných kulturních rostlin, které jsou z hlediska povahy použití a hodnoty podobné zrnu hlavní plodiny,

2- různé frakce nečistot minerálního a organického původu (včetně semen planých a kulturních rostlin, které nejsou klasifikovány jako hlavní zrno),

4-vzduch mezikrystalových prostor.

Kromě těchto konstantních složek se v jednotlivých partiích obilí napadených škůdci objevuje další živý prvek – hmyz a roztoči. Vzhledem k tomu, že obilná hmota je pro ně prostředím, ve kterém existují a ovlivňuje jeho stav, je třeba je považovat za pátou, doplňkovou a krajně nežádoucí složku obilné hmoty.

Je tedy nutné pamatovat na to, že každá obilná hmota je komplexem živých organismů.

S přihlédnutím k výše uvedenému lze vlastnosti obilné hmoty rozdělit do dvou skupin: fyzikální a fyziologické.

Být schopen přesně určit kvalitu každé šarže zrna, formulovat správnou představu o jeho vlastnostech na základě dokumentů doprovázejících zrno, kontroly a analýzy, určit nejúčinnější metody zpracování a včas je implementovat , nastolit racionální režim skladování – to je primární úkol pracovníků potravinářského závodu a výtahů.

Fyzikální vlastnosti zrna

Tekutost. Základem obilné hmoty je obilí. Obilná hmota navíc obsahuje minerální a organické nečistoty. To vše zajišťuje snadnou pohyblivost obilné hmoty a její tekutost.

Dobrý tekutost obilných hmot usnadňuje jejich přemisťování pomocí výtahů, dopravníků a pneumatických dopravních zařízení, nakládání do skladovacích zařízení různých velikostí a tvarů (výtahová sila, vagony, lodě atd.) a nakonec přemisťování na principu gravitace.

Tekutost obilné hmoty je typicky charakterizována úhlem tření nebo sypným úhlem.

Úhel tření je chápán jako nejmenší úhel, při kterém hmota zrna začíná klouzat po jakémkoli povrchu.

Sypným úhlem se rozumí úhel mezi průměrem základny a tvořící přímkou ​​kužele, který je dán volným pádem části zrnité hmoty na vodorovnou rovinu. Tekutost je ovlivněna faktory, jako je tvar, velikost, povaha a stav povrchu zrn; vlhkost, množství nečistot a jejich druhové složení; materiál, tvar a stav povrchu, po kterém se hmota zrna pohybuje gravitací.

Nejmenší úhel tření a přirozený syp, tedy největší tekutost, mají obilné hmoty složené z kulovitých semen s hladkým povrchem (hrách, proso, lupina).

Nečistoty zpravidla snižují tekutost obilné hmoty. Se zvyšující se vlhkostí obilné hmoty výrazně klesá její tekutost.

Během skladování se může změnit tekutost obilných hmot a při nepříznivých podmínkách skladování může dojít k její úplné ztrátě (samoohřev, spékání a jiné důvody).

Sypný úhel ° může být:

žito, pšenici. 23–38,

slunečnice. 3 1-45,

Úhly a koeficienty tření jsou uvedeny v tabulce. 1.6.

Při navrhování se v každém jednotlivém případě používají ty hodnoty úhlu, které dávají nejnepříznivější výsledky při řešení problému. Při statických výpočtech by se tedy měly brát nejmenší třecí úhly a při navrhování úhlů sklonu gravitačních toků a pro stanovení akumulační kapacity by se měly brát největší úhly.

Samotřídění. Jakýkoli pohyb obilné hmoty je doprovázen jejím samotříděním, tedy nerovnoměrným rozvrstvením jejích složek do jednotlivých úseků odvalu.

K samotřídění dochází měrnou hmotností a při volném pádu je samotřídění také usnadněno větrem – odporem, který vzduch poskytuje pohybu každé jednotlivé částice.

Při nakládání sil se v důsledku samotřídění u stěn hromadí především drobná a drobná zrna, lehké nečistoty, prach a mikroorganismy. Vlhkost těchto prostor bývá vyšší než průměrná vlhkost celé šarže zrna, takže se v nich snáze vyvíjejí mikroorganismy a roztoči. Střední část sila obsahuje největší, nejúplnější zrna a minerální nečistoty, které mají vysokou měrnou hmotnost.

Při nakládce skladů je obrázek podobný. Uvolňování obilné hmoty je doprovázeno i jejím výrazným samotříděním. Výsledkem je, že jednotlivé části vsázky, uvolněné ze sila v různých časech, se mohou výrazně lišit v kvalitě.

Povaha samotřídění při vytékání ze sila závisí na povaze toku, který je zase dán tvarem sila, poměrem jeho výšky k průřezu a umístěním výtoku. S. G. Gerasimov stanovil tři případy odtoku: normální, asymetrický a symetrický.

Za normálních podmínek (obr. 1.10, a) expirace, nejprve se pohybuje svislá vrstva zrna nad výstupem. Postupně jsou do této vrstvy vtahovány horní boční prvky (v silech se symetricky umístěnými vstupními a výstupními otvory o poměrně velkém průměru).

Asymetrické charakter odtoku (obr. 1. 10, b) je pozorován v silech s velkým průměrem, ale s asymetrickým uspořádáním nakládacích a výstupních otvorů.

Symetrický vypršení (obr. 1.10, c) je pozorován v úzkých silech. Vyznačuje se současným pohybem celé obilné hmoty s mírně rychlejším pohybem středového sloupu. Když přibližně polovina zrna zůstane v sile, proudění se stane normální. V důsledku samotřídění se tedy narušuje homogenita obilné hmoty skladované pro skladování a vytvářejí se podmínky, které podporují rozvoj různých fyziologických procesů vedoucích k částečnému nebo úplnému zkažení zrna. V případě nedostatečného pozorování může dojít k široké distribuci těchto fyziologicky aktivních ložisek, což vede k celkovému samoohřevu.

Pórovitost. Pórovitost S je poměr objemu, který zabírají prostory (otvory) mezi pevnými částicemi hmoty zrna, k celkovému objemu, který zaujímá hmota zrna:

kde W je celkový objemový objem zrnité hmoty;

V je skutečný objem pevných částic zrnité hmoty. Pórovitost lze také vyjádřit vzorcem:

kde t je hustota zrnité hmoty.

Pórovitost některých obilných hmot:

slunečnice – 60-80%, v přírodě 325-440 g/l;

rýžové zrno – 55-65%, přírodní 440-550 g/l;

kukuřice – 35-55%, přírodní 680-820 g/l;

pšenice – 35-45%, na přirozené úrovni 730-840 g/l;

hrách (lupina) – 40-45%, v přírodě 750-800 g/l.

Obilná hmota má menší pórovitost a je zabalena hustěji, pokud obsahuje velká a malá zrna. Zarovnaná zrna, stejně jako hrubá nebo vrásčitá zrna, jsou balena méně pevně. Jsou-li všechny ostatní věci stejné, jsou tenká a krátká zrna zabalena hustěji než zrna jiných tvarů. Velké nečistoty obvykle pórovitost zvyšují, malé se snadno nacházejí v mezikrystalových prostorech a snižují ji.

S rostoucí vlhkostí se pórovitost zvyšuje. Pokud je zrno již uskladněné navlhčeno, bobtná, zvětšuje svůj objem, a proto hmota zrna poněkud zhušťuje. Tím se výrazně sníží tekutost a vytvoří se předpoklady pro spékání.

Propustnost závisí také na tvaru a velikosti sýpky, výšce náspu a době skladování. Jak se tyto parametry zvyšují, pórovitost klesá na určitou mez.

Při znalosti objemu, který zabírá hmota zrna a procenta jeho pórovitosti, je tedy snadné určit objem vzduchu v jamkách. Při aktivní ventilaci se toto množství vzduchu odebírá jako jedna výměna.

Vzduch pohybující se studnami podporuje přenos tepla konvekcí a pohyb vlhkosti hmotou zrna ve formě páry.

Díky samotřídění může být pórovitost v různých částech obilné hmoty různá. To vede k nerovnoměrnému přívodu vzduchu do jednotlivých úseků obilné hmoty.

Termofyzikální vlastnosti zrna

Tepelná stabilita — schopnost zrna uchovat si semena, potraviny a další vlastnosti během procesu sušení.

Například za určitých tepelných podmínek se bílkoviny srážejí (denaturují), což vede ke ztrátě jejich schopnosti bobtnat. V důsledku toho se při mletí a přípravě těsta prudce zhoršují technologické vlastnosti zrna a prudce klesá schopnost semen klíčit. Pro pšenici je to typické při teplotách nad 50 °C.

Při teplotách nad 60°C se kvalita škrobu znatelně zhoršuje. K jeho částečnému rozkladu dochází při tvorbě dextrinů, což vede ke snížení kvality mouky a snížení klíčivosti semen.

Tuky jsou odolnější vůči teplu, ale při teplotách nad 70°C podléhají částečnému rozkladu.

Tepelná vodivost – schopnost těles vést teplo. Vyznačuje se součinitelem tepelné vodivosti.

Tepelná difuzivita je spojena s rychlostí změny teploty ve hmotě zrna a je charakterizována koeficientem tepelné difuzivity (potenciální difuzivity).

Hmota zrna má nízkou tepelnou vodivost a tepelnou difuzivitu. Je to dáno jeho organickým složením a přítomností vzduchu v mezikrystalových prostorech. Vysoká tepelná setrvačnost obilné hmoty, pomalé přirozené ochlazování a zahřívání obilné hmoty má pozitivní i negativní význam.

Termofyzikální vlastnosti obilné hmoty úzce souvisí s fenoménem tepelné a vlhkostní vodivosti – směrovým pohybem vlhkosti v obilné hmotě, způsobeným teplotním gradientem. Vlhkost ze zóny se zvýšenou teplotou se spolu s tepelným tokem přesouvá do méně vytápěných prostor, kde kondenzuje. To je pozorováno například, když teplá obilná hmota padá na asfaltovou nebo betonovou podlahu.

Tepelná kapacita je dána množstvím tepla potřebného ke zvýšení teploty 1 kg zrna o 1°C.

S rostoucí vlhkostí se tepelná kapacita materiálu zvyšuje, protože tepelná kapacita vody je téměř třikrát vyšší než tepelná kapacita sušiny zrna a ohřev stejné hmoty zrna vyžaduje podstatně větší spotřebu energie.

Hygroskopické vlastnosti zrna

Hygroscopicity – schopnost obilné hmoty absorbovat (sorpci) a uvolňovat (desorpci) vodní páru.

Sorpční vlastnosti jsou dány kapilárně-porézní strukturou a schopností chemických látek obsažených v zrnu absorbovat a zadržovat přesně definované množství vody.

K absorpci vodní páry dochází, dokud nenastane tzv. hygroskopická rovnováha, kdy se vyrovná tlak vodní páry v zrnu a vzduchu, zastaví se výměna mezi zrnem a vzduchem a ustálí se vlhkost zrna. Tento obsah vlhkosti zrna se nazývá rovnovážný. Zrno a semena dosahují maximální rovnovážné vlhkosti při relativní vlhkosti vzduchu 100 %. U pšenice za těchto podmínek dosahuje 30-32 %, u slunečnice 16-19 %. Čím nižší je relativní vlhkost, tím je vzduch sušší, tím více vody dokáže absorbovat a tím nižší je rovnovážná vlhkost zrna.

Rovnovážný obsah vlhkosti je tedy úroveň vlhkosti zrna, která je stanovena při dané relativní vlhkosti vzduchu.

Životně důležitá činnost obilí

Každý organismus potřebuje k udržení života systematický přísun energie.

U všech vyšších rostlin a mnoha mikroorganismů se energie uvolňuje v důsledku disimilace organických látek, zejména cukrů.

Při skladování obilí a semen jsou v nich pozorovány dva typy disimilace, jejichž konečný výsledek lze vyjádřit následujícími rovnicemi, nazývanými rovnice dýchání:

Rovnice (1) charakterizuje aerobní dýchání (oxidaci sacharózy). Rovnice (4) je anaerobní (rovnice alkoholového kvašení).

Při dostatečném přístupu vzduchu v zrnu a semenech převažuje proces aerobního dýchání. Pokud se vzduch v mezikrystalových prostorech neobnovuje, hromadí se v nich oxid uhličitý uvolňovaný při dýchání. Buňky obilí a další organismy schopné anaerobního dýchání jsou nuceny přejít na tento typ dýchání.

Anaerobní dýchání zase vede k tvorbě ethylalkoholu, který působí tlumivě na životní funkce obilných buněk a vede ke ztrátě jejich životaschopnosti. Z toho plyne závěr: semena je nutné skladovat pouze s přístupem vzduchu.

V důsledku dýchání zrna dochází k významným změnám v jednotlivých zrnech a v zrnové hmotě jako celku:

• ztráta sušiny zrna;
• zvýšení hygroskopické vlhkosti zrna a zvýšení relativní vlhkosti vzduchu v mezizrnných prostorách;
• změny složení vzduchu v mezikrystalových prostorech;
• tvorba tepla v obilné hmotě.

Při skladování obilí, zejména pro potravinářské a krmné účely, nemá velký význam druh nebo povaha dýchání, ale jeho intenzita. Čím vyšší je rychlost dýchání, tím větší je ztráta hmoty sušiny a tím obtížnější je chránit hmotu zrna před znehodnocením.

Intenzitu procesu dýchání ovlivňují takové faktory, jako je vlhkost zrna a obilné hmoty, jejich teplota, botanické vlastnosti, zralost zrna, zralost a velikost zrna, přítomnost poškozených a naklíčených zrn.

S rostoucí vlhkostí a teplotou zrna se zvyšuje intenzita jeho dýchání. Nedostatečná výměna vzduchu v obilné hmotě vede ke snížení intenzity dýchání.

Prudké zvýšení intenzity dýchání v mokrém a surovém obilí se vysvětluje nejen zvýšením jeho životně důležité aktivity, ale také aktivací mikrobiologických procesů.

V mezích vyrovnané kritické vlhkosti vykazují zrna kukuřice, ovsa, slunečnicových semen, prosa a čiroku vyšší rychlost dýchání než zrna pšenice, žita, ječmene a luštěnin. Měkká moučná pšenice dýchá intenzivněji než skelná a tvrdá pšenice.

Nezralá, drobná, poraněná a naklíčená zrna mají zvýšenou rychlost dýchání ve srovnání s normálně zralými, suchými a celými zrny.

Intenzita semen plevelů má podobnou závislost na uvedených faktorech.

Během skladování může za určitých podmínek dojít k samoohřevu zrna.

Samozahřívání (neboli samozahřívání) hmoty zrna je jev zvyšování její teploty v důsledku fyziologických procesů v ní probíhajících (dýchání všech živých složek) a špatné tepelné vodivosti.

Během procesu vlastního ohřevu se mění následující ukazatele kvality zrna:

• organoleptické ukazatele čerstvosti (lesk, barva, vůně a chuť);
• technologické, potravinové a krmivářské výhody v souvislosti s probíhajícími změnami jeho chemického složení;
• secí kvality.

Když je proces samoohřevu daleko pokročilý (teplota stoupne na 50 °C nebo více), tekutost zrnité hmoty prudce klesá, dochází k intenzivnímu tmavnutí zrna, jednotlivá zrna jsou plesnivá nebo shnilá a zrno vytéká silné pachy rozkladu. Samozahřívací proces končí zuhelnatěním zrna a úplnou ztrátou tekutosti obilné hmoty, která někdy přechází v monolit.

Systematicky a správně organizované sledování teploty obilných hmot po celou dobu skladování umožňuje rychle eliminovat proces samoohřevu.

20. Kritická vlhkost zrna a semen různých plodin. Jeho význam v teorii a praxi skladování (graf).

Čím je obilí vlhčí, tím intenzivněji dýchá. Rychlost dýchání velmi suchých zrn (pšenice, žita, ječmene, ovsa, kukuřice a luštěnin s vlhkostí do 11-12 % a vysokoolejnatých zrn s vlhkostí 4-5 %) je zanedbatelná. Naopak velmi syrové zrno (s vlhkostí 30 % a více) a olejná semena (s vlhkostí 15-20 % a více), která jsou v nechlazeném stavu s volným přístupem vzduchu, ztrácejí 0,05-0,2. % sušiny za den.

Tato situace je dobře vysvětlena. Teprve když se v zrnu nebo semenech objeví volná vlhkost, prudce se zvyšuje aktivita hydrolytických a respiračních enzymů, intenzita dýchání a následně i spotřeba sušiny.

Obsah vlhkosti zrna, při kterém se v něm objevuje volná vlhkost a prudce se zvyšuje rychlost dýchání zrna a semen, se nazývá kritický.

Pokud vyjádříme intenzitu dýchání zrn různých plodin v souřadnicových osách (při konstantní teplotě 20 °C), pak se každá z výsledných křivek skládá ze dvou částí: první probíhá téměř rovnoběžně s osou x s ​​a konstantní malá vzdálenost od něj, druhá prudce stoupá.

Bod obratu těchto křivek se shoduje s výskytem volné vlhkosti v zrnech a semenech a charakterizuje hodnotu kritické vlhkosti. Poprvé takové křivky získali a vysvětlili profesoři A.R. Kizil a V.L. Kretovich a americký profesor C. Bailey.

Hodnota kritické vlhkosti zrn a semen různých plodin se v souřadnicových osách posouvá především v důsledku vlastností jejich chemického složení, neboť hranice výskytu volné vody závisí na hmotnosti hydrofilních koloidů. Pokud je obsah hydrofilních koloidů v zrnech a semenech brán jako 100%, s vyloučením části, která je tučná z jejich hmoty, pak bude úroveň kritické vlhkosti pro zrna a semena jakékoli plodiny téměř stejná (13-15%) . Obrázky 26 a 27 ukazují údaje charakterizující vztah mezi obsahem vlhkosti olejnatých semen, jejich obsahem tuku a intenzitou dýchání.

Obilí a semena hlavních obilnin s obsahem vlhkosti do 14 %, tzn. tj. pod kritickou hodnotou je stabilní. Může být uložen v náspu velké výšky (až 30 m i více), což se praktikuje. Středně suché zrno, na hranici kritické vlhkosti, dýchá přibližně 2-4krát intenzivněji než suché zrno, ale stále má malou výměnu plynů, a proto je během skladování poměrně stabilní.

Vlhké zrno dýchá 4-8krát intenzivněji než suché zrno a surové zrno (s obsahem vlhkosti nad 17 %). Jak zrno dále vlhčí a hromadí se v něm volná voda, intenzita dýchání se ještě zvyšuje.

Téměř všemi autory citované údaje o vysoké intenzitě dýchání zrna a semen při vysoké vlhkosti v podstatě charakterizují celkovou intenzitu dýchání obilné hmoty, neboť za těchto podmínek mikroorganismy dýchají a množí se.

21. Posklizňové zrání zrna. Jeho podstata a smysl.

Posklizňové zrání je proces, který probíhá v zrnu v posklizňovém období a vede ke zlepšení klíčivosti a technologické vlastnosti stability při skladování.

2.snižuje se intenzita dýchání

3.dokončení procesu syntézy vysokomolekulárních organických látek (bílkoviny, sacharidy, tuky)

Čerstvě sklizené zrno má vysokou aktivitu klíčících enzymů, špatnou propustnost pro plyny a vodu a zvláštní stav cytoplazmy, ve kterém je klíčení nemožné.

Biochemická podstata spočívá v dokončení procesů sekundární syntézy.

Během zrání se zlepšují technologické vlastnosti (pšenice):

2.zvětšení objemu vlhkosti v chlebu v důsledku ztenčení pórů.

3.Barva chleba se zlepšuje a stává se světlejší.

4. být méně lepkavý a více přítomný na dotek.

6. Délka zrání závisí na plodině (pšenice – 2..3 měsíce, kukuřice – 2..5 dne)

1) vlhkost musí být nižší než kritická úroveň

3) dostatek kyslíku

4) proces syntézy musí převažovat nad procesem hydrolýzy.

22. Možnost klíčení zrna a semen při skladování.

Klíčení zrn – dochází k hydrolýze vysoce jemných zrn. spojení. Bílkoviny se štěpí na aminokyseliny, škrob na monosacharidy, tuky na glycerol a volné mastné kyseliny, čímž dochází k prudkému poklesu kvality, klíčivosti a zhoršení konzervace. Z naklíčených zrn je nemožné získat vysoce kvalitní produkty. Ke klíčení dochází při hrubém porušení podmínek skladování.

1.přítomnost vody ve formě kapek (pšenice-60-80%, jáhly 38-40%)

2.teplota (pšenice, oves, ječmen-2-4) někdy s náhlými změnami teploty

2.rozdíl teplot v z.m.

3.porušení plomby skladu.