На возникновение самосогревания в сухих зерновых массах от действия вредителей хлебных запасов указывает Н. П. Козьмина. Она описывает случай возникновения самосогревания на заготовительных пунктах зерна. Причиной самосогревания зерновых масс, имеющих влажность 12,6 %, по ее мнению, послужило массовое размножение рисового долгоносика (до 200 экземпляров на 1 кг) и рыжего мукоеда (до 100 экземпляров на 1 кг). После уничтожения вредителей химическими мерами борьбы самосогревание прекратилось.
В процессе самосогревания с интенсификацией дыхания, сопровождаемого выделением в окружающую зерновую массу тепла и влаги, создаются весьма благоприятные условия для развития плесневых грибов, оказывающих, по данным Мильнера, Кристенсена и Геддеса, негативное влияние на всхожесть семян (табл. 10).
Как видим, с развитием в зерновых массах плесневых грибов интенсивность дыхания достигает огромных значений. Многочисленные исследования по изучению влияния самосогревания на технологические достоинства продовольственной пшеницы свидетельствуют о необратимых изменениях, происходящих в белковом комплексе зерна. Вследствие этого в зерне снижаются количество и качество сырой клейковины, хлеб, выпеченный из муки, выработанной из такого зерна, имеет низкое качество.
Следует иметь в виду, что даже временное хранение свежеубранных зерновых масс с повышенной влажностью создает условия для активизации физиологических процессов как для зерна, так и для интенсивного развития плесеней хранения, способных развиваться при невысокой влажности зерна и при температуре 10–20 °C. В межзерновых пространствах свежеубранного зерна всегда находится достаточное количество кислорода воздуха для аэробного дыхания грибковой микрофлоры. И, наконец, плесневые грибы обладают активным разрушительным комплексом гидролитических ферментов, воздействующих на покровные ткани зерна, что позволяет проникать им в эндосперм и зародыш и использовать их для своего питания.
Таблица 10
Развитие плесневых грибов, интенсивность дыхания и снижение всхожести семян пшеницы
Основные виды грибов, развивающиеся на влажном зерне, – это Aspergillus и Penicillium (рис. 50). Споры Aspergillus могут прорастать и расти в условиях высокого осмотического давления, например, на зерне, хранящемся при оптимальной влажности воздуха 65–68 %. Поэтому заражение зерна, хранящегося с влажностью ниже 16 %, происходит обычно видами Aspergillus. По данным Г. Семенюк, температурные пределы для роста Aspergillus находятся между 8 °C (A. glaucus) и 58 °C (A. fumigatus).
Рис. 50. Плесневыегрибы, поражающиезерно: 1 – Gladosporium; 2 – Trichothecium; 3 – Alternaria; 4 – Oidium; 5 – Monilia; 6 – Aspergillus fumigatus; 7 – Aspergillus glaucus; 8 – Mucor mucedo; 9 – Aspergillus clavatus; 10 – Aspergillus flavus; 11 – Penicillium glaucum
С развитием плесеней хранения связано образование более 200 вредных и токсичных для организма человека и животных веществ: афлатоксинов, охратоксинов, патулина и др. Наибольшей токсичностью и канцерогенностью обладают афлатоксины. Высокая концентрация афлатоксина В1 наблюдается при температуре зерновой массы 30 °C (рис. 51).
Рис. 51. Накопление афлатоксина В1 при разных температурах в зерне пшеницы (ф = 85 %) (Львова и др.)
Выявлено, что опасность афлатоксинов связана с их резко выраженной канцерогенностью. При афлатоксикозе происходит глубокое поражение печени, жировое ее перерождение, кровоизлияния и цирроз. Максимальная концентрация афлатоксинов наблюдается в поверхностных слоях греющегося зерна, где оно нагревается до более низких температур.
Высокие концентрации афлатоксинов обнаруживаются при самосогревании в кукурузе, реже в пшенице. У таких культур, как рожь и рис зерна сравнительно устойчивы к загрязнению. Образовываться афлатоксины могут через 2–3 (кукуруза), 5–7 (пшеница) и 6-11 суток (рис-зерно) после начала подъема температуры в массе зерна свыше 20–25 °C. При температуре выше 35 °C накопление афлатоксинов замедляется.
С момента возникновения развитие самосогревания зерновых масс последовательно ускоряется, протекает как бы по типу цепной реакции. Температура зерновой массы в первый период самосогревания повышается медленно, но, достигнув 25–27 °C, процесс ускоряется, влажность зерна интенсивно нарастает, быстрыми темпами идет процесс гидролиза белков, крахмала, жиров, и температура греющегося зерна достигает 40–50 °C. При такой температуре погибает термочувствительная микрофлора, но термофильные микроорганизмы продолжают свою деятельность, температура в зерне достигает 65–70 °C.
Высокая физиологическая активность греющейся зерновой массы, рост температуры в ней, малая отдача тепла в окружающую среду связаны с физическим свойством – низкой теплопроводностью зерновой насыпи.
Коэффициент теплопроводности зерновой массы весьма низкий – 0,12-0,30 Вт/(м к). Низкой теплопроводностью обладает как само зерно, так и сам воздух межзерновых пространств. Как видим, здесь сама зерновая масса играет роль как бы шубы, сохраняющей в себе тепло.
Под влиянием процессов самосогревания, сильнейшего разрушительного действия микрофлоры изменяются все органолептические показатели зерна: цвет, блеск, вкус и запах. Изменения эти необратимо ведут к снижению товарных достоинств зерна. Свежесть зерна последовательно изменяется: теряется блеск зерна, становится тусклым цвет, появляются пятнистые, темные зерна, образуются видимые даже невооруженным глазом колонии плесневых грибов. Зерна заплесневеют, затем обугливаются и спекаются в однородную темную массу.
Обугливание зерна наблюдается только при запущенных формах самосогревания, когда температура насыпи достигает максимума (70–75 °C) или близка к этому пределу.
Процесс самосогревания Б. М. Машков условно разделил на 3 стадии.
Первая стадия – усиленное дыхание зерна – характеризуется сравнительно медленным нарастанием температуры до 24–30 °C. В состоянии зерна заметных изменений не наблюдается. В глубине насыпи зерно на ощупь сухое. В целом цвет зерна пока не изменяется, только темнеют зародыш у кукурузы и недозрелые зерна овса. В партиях менее влажного зерна появляется амбарный запах, а у влажного зерна – запах плесени.
Появление амбарного запаха связано с накоплением в зерновых пространствах СО2 и вследствие этого с развитием анаэробного типа дыхания.
Из-за жизнедеятельности дрожжей, выделяющих этиловый спирт и сорбируемых зерном органических кислот, погибает зародыш.
Однако, как считает Н. П. Козьмина, затхлый запах может появиться в зерне и независимо от самосогревания, т. е. без повышения температуры зерновой массы. Влажное зерно при хранении нередко приобретает затхлый вкус и запах, несмотря на то, что явления самосогревания в нем и не обнаруживалось. Самосогревание, безусловно, ускоряет развитие затхлого запаха, и при переработке такого зерна затхлый запах отчасти передается выпекаемому хлебу.
С активизацией жизнедеятельности плесеней хранения, прежде всего рода Penicillium, в зерне появляется плесневый запах. Зерно с плесневым запахом после сушки его не теряет, но изменяется его характер, который при органолептическом анализе воспринимается как затхлый. Этому запаху сопутствует неприятный вкус зерна, в нем увеличивается титруемая кислотность, что свидетельствует о потере зерном свежести. В этот период самосогревания на зародышах появляется плесень, снижается всхожесть семян.
Вторая стадия характеризуется повышением за короткий срок температуры до 34…38 °C и значительными потерями в качестве и массе. Зерно отпотевает, снижается сыпучесть, особенно у овса и ячменя, темнеют пленки, и они из светло-желтого цвета становятся желтыми. В зерне появляются продукты брожения с легким запахом солода и печеного хлеба. Изменяется цвет зерна пшеницы. Вначале зерно обесцвечивается, затем его поверхность приобретает красноватый оттенок, а эндосперм – сероватый. Такое изменение цвета наблюдается в первую очередь у невызревших зерен.
На этой стадии самосогревания у семян масличных культур, как указывают В. Г. Щер-баков и В. Г. Лобанов, под действием ферментов самих семян и микрофлоры происходит гидролиз триацетилглицеролов с последующим распадом жирных кислот до продуктов, используемых для дыхания. При переработке таких семян уже невозможно получить качественное масло, т. к. в него начинают переходить структурные липиды и продукты их гидролиза, окисления и полимеризации.
Третья стадия самосогревания (запущенная) наступает при повышении температуры до 50…60 °C и выше. Зерно в этот период самосогревания приобретает сильно выраженный затхлый, гнилостный запах вследствие полной его порчи. Гнилостный запах создают продукты распада органических веществ зерна в разнообразных соотношениях, что обусловливает его различные оттенки.
Гнилостные запахи образуют аммиак, сероводород, индол, скатол, фенолы и другие низкомолекулярные летучие продукты, в том числе и метан. Выделение в хранилищах метана в процессе самосогревания ведет к образованию взрывоопасной смеси. Из-за образования такой смеси в Куйбышевской области в 1998 г. произошел взрыв на Томыловском элеваторе, где хранили семена подсолнечника с высокой влажностью.
С развитием самосогревания и повышением температуры в зерне до 50…55 °C происходит самоликвидация термочувствительных микроорганизмов, на смену им приходят термофильные. Температура греющихся зерновых масс в результате их жизнедеятельности повышается до 65–70 °C. С достижением таких температур в зерне начинают происходить уже реакции небиологического, термического окисления органических веществ зерна.
Из-за высоких температур дыхание зерна замедляется, а затем и вовсе прекращается. Наступает распад органических веществ зерна, оно темнеет вплоть до полного почернения. По мере распада веществ, в результате самосогревания, изменяются и физико-механические свойства зерна. Зерновая масса склеивается образующимися из целлюлозы оболочек зерна гумусообразными соединениями и полностью теряет сыпучесть. Освободить зернохранилище от такой обуглившейся и спекшейся массы зерна – довольно трудоемкая задача.
Причинами самосогревания могут быть грубейшие нарушения технологии хранения зерна и семян, отсутствие надлежащего контроля за их состоянием, особенно у свежеубранных партий зерна, не прошедшего периода послеуборочного дозревания и находящегося в активном физиологическом состоянии.
Процесс самосогревания, как показывает практика хранения, не сразу охватывает всю партию зерна, а возникает в виде очага в одном каком-то месте или слое насыпи, где возникают благоприятные для этого условия. По месту возникновения самосогревания в зерновой массе его подразделяют на 3 вида: гнездовое, пластовое и сплошное.
Гнездовое самосогревание может возникнуть в любом месте насыпи, допустим, из-за неисправности в каком-то месте крыши и попадания в зерно воды или в результате засыпки влажного зерна в сухое, засоренного в чистое, а также в результате скопления в одном месте насекомых и клещей. При своевременном обнаружении гнездового самосогревания его очаг удается легализовать. Греющееся зерно удаляется, а оставшаяся зерновая масса может успешно храниться.
Верховое самосогревание наблюдается в слое насыпи на глубине 30…150 см при осенних или весенних перепадах температур атмосферного воздуха вследствие явления термодиффузии влаги.
Засыпанная на хранение свежеубранная неохлажденная зерновая масса постепенно отдает тепло, соприкасаясь с холодным атмосферным воздухом, при этом теплый воздух межзерновых пространств, охлаждаясь, выделяет конденсат, тем самым образуется влажный слой, где происходят процессы самосогревания зерна.
Весной причиной верхового самосогревания в зернохранилищах является конденсация водяных паров теплого и по-весеннему влажного атмосферного воздуха в верхних, охлажденных за зиму, слоях зерновой массы. Опасность возникновения верхового самосогревания зерновой массы усиливается в осенний и весенний периоды хранения при неустойчивой погоде с резкими перепадами температур.
О количестве воды в конденсате можно судить по следующим несложным расчетам. Если при температуре 28 °C 1 м3 воздуха содержит 281 г воды, то при снижении температуры до 16 °C количество ее понизится до 13,5 г, и конденсат 14,6 г воды выпадает на зерно.
Низовое самосогревание развивается в нижней части насыпи на расстоянии от пола 20…50 см. Самосогревание нижних слоев зерна возникает при засыпке теплого, не успевшего охладиться зерна на охлажденный в осеннее время пол. Низовое самосогревание чрезвычайно опасно, т. к. может вызвать самосогревание всей насыпи зерна.
Вертикально-пластовое самосогревание происходит в охлажденном зерне вдоль стен силосов элеваторов и складов, интенсивно нагревающихся весной лучами солнца. Оно может возникнуть и при засыпке теплого зерна в хранилище с холодными бетонными стенами. Охлаждаясь от стен, зерно вследствие термовлагодиффузии увлажняется и образует вертикальный греющийся пласт зерновой насыпи. В отдельных случаях зерно не только греется, но и прорастает.
Вследствие засыпки на хранение недостаточно очищенной от примесей зерновой массы вертикально-пластовое самосогревание может возникнуть в силосе элеватора вдоль его стен в слое с повышенным содержанием ингредиентов зерновой массы, способствующих возникновению самосогревания.
Сплошное самосогревание свидетельствует о том, что процессы одного из перечисленных нами видов самосогревания из-за не принятых своевременно мер зашли очень далеко, и греется практически вся насыпь. Однако Л. А. Трисвятский указывает, что сплошное самосогревание может быть и результатом выделения тепла всей насыпи вследствие крайне нестойкой в хранении неочищенной массы зерна, имеющей высокую влажность, наличия недозревших зерен и т. п.
Самосогревание характеризуется не только по месту его возникновения, но и по виду культуры, в которой оно проявляется. Весьма своеобразно оно развивается в равномерно увлажненных семенах подсолнечника. Профессор М. П. Варакин описывал его так: «Самосогревание так же, как и в других культурах, начинается в верхних слоях. Аэробные бактерии ускоряют процесс, и семя разогревается. Содержащиеся в значительном количестве в кожуре семени смолистые вещества при нагревании выделяются на поверхность кожуры и склеивают отдельные зерна. По мере утолщения склеенного слоя семян прогревание его все более и более затрудняется. Поверхностный слой охлаждается, отдавая тепло в окружающую атмосферу, а смолистые вещества, соприкасаясь с кислородом воздуха, затвердевают, образуя из склеенного слоя плотную корку. Корка является хорошим изолятором, и доступ воздуха в греющееся семя прекращается. Недостаток кислорода внутри зерновой массы подавляет аэробных бактерий, вследствие чего процесс быстро идет на убыль. Как только весь кислород будет израсходован, бактерии погибают, и аэробный процесс прекращается». Далее он поясняет, что семя под коркой сохраняется относительно удовлетворительно и «если есть надобность использовать хранящееся под коркой семя, то она разбивается ломом (иногда с большим трудом) и убирается, а зерно разгружается обычным способом».
Однако следует иметь в виду, что проявление самосогревания семян подсолнечника не является столь безобидным и далеко не всегда заканчивается самоконсервацией всей греющейся массы семян, как это описывает М. П. Варакин.
Таким образом, самосогревание снижает посевные и пищевые достоинства зерна и семян, возникает, как правило, вследствие небрежного отношения к свежеубранному зерну и незнания основных причин его возникновения, требует принятия незамедлительных мер (сушки, охлаждения или реализации греющихся партий зерна). Недопустимо проводить перелопачивание греющихся зерновых масс, т. к. этот прием только способствует насыщению насыпи новыми порциями свежего воздуха и тем самым активизации процесса самосогревания.
Применение дифференцированной технологии послеуборочной подработки зерна с учетом состояния его по влажности, систематический контроль за температурой хранящейся зерновой массы позволяют избежать возникновения самосогревания. Развитие вредителей хлебных запасов может также вызвать самосогревание, поэтому при их обнаружении следует принимать срочные меры по обеззараживанию хлебной массы.
Временное хранение зерновых масс с повышенной влажностью проводится при невысокой высоте насыпи. Это способствует процессу отдачи тепла большей поверхностью насыпи, но таким приемом опасность самосогревания все же не устраняется. Влажные семена из-за активной жизнедеятельности, даже при отсутствии внешних признаков самосогревания, все же теряют за короткий срок хранения всхожесть и становятся не пригодными для посева.
Особое внимание уделяют свежеубранным семенам подсолнечника, чрезвычайно нестойким в хранении. В массе влажных неочищенных семян подсолнечника уже на первые сутки хранения наблюдается интенсивное развитие физиологических процессов, ведущих к самосогреванию.
2.4.4. Прорастание зерна и семян
Контрольные вопросы и задания
Раздел ІІ
ГЛАВА 3
3.1. Значение очистки зерна
В процессе самосогревания с интенсификацией дыхания, сопровождаемого выделением в окружающую зерновую массу тепла и влаги, создаются весьма благоприятные условия для развития плесневых грибов, оказывающих, по данным Мильнера, Кристенсена и Геддеса, негативное влияние на всхожесть семян (табл. 10).
Как видим, с развитием в зерновых массах плесневых грибов интенсивность дыхания достигает огромных значений. Многочисленные исследования по изучению влияния самосогревания на технологические достоинства продовольственной пшеницы свидетельствуют о необратимых изменениях, происходящих в белковом комплексе зерна. Вследствие этого в зерне снижаются количество и качество сырой клейковины, хлеб, выпеченный из муки, выработанной из такого зерна, имеет низкое качество.
Следует иметь в виду, что даже временное хранение свежеубранных зерновых масс с повышенной влажностью создает условия для активизации физиологических процессов как для зерна, так и для интенсивного развития плесеней хранения, способных развиваться при невысокой влажности зерна и при температуре 10–20 °C. В межзерновых пространствах свежеубранного зерна всегда находится достаточное количество кислорода воздуха для аэробного дыхания грибковой микрофлоры. И, наконец, плесневые грибы обладают активным разрушительным комплексом гидролитических ферментов, воздействующих на покровные ткани зерна, что позволяет проникать им в эндосперм и зародыш и использовать их для своего питания.
Таблица 10
Развитие плесневых грибов, интенсивность дыхания и снижение всхожести семян пшеницы
С развитием плесеней хранения связано образование более 200 вредных и токсичных для организма человека и животных веществ: афлатоксинов, охратоксинов, патулина и др. Наибольшей токсичностью и канцерогенностью обладают афлатоксины. Высокая концентрация афлатоксина В1 наблюдается при температуре зерновой массы 30 °C (рис. 51).
Выявлено, что опасность афлатоксинов связана с их резко выраженной канцерогенностью. При афлатоксикозе происходит глубокое поражение печени, жировое ее перерождение, кровоизлияния и цирроз. Максимальная концентрация афлатоксинов наблюдается в поверхностных слоях греющегося зерна, где оно нагревается до более низких температур.
Высокие концентрации афлатоксинов обнаруживаются при самосогревании в кукурузе, реже в пшенице. У таких культур, как рожь и рис зерна сравнительно устойчивы к загрязнению. Образовываться афлатоксины могут через 2–3 (кукуруза), 5–7 (пшеница) и 6-11 суток (рис-зерно) после начала подъема температуры в массе зерна свыше 20–25 °C. При температуре выше 35 °C накопление афлатоксинов замедляется.
С момента возникновения развитие самосогревания зерновых масс последовательно ускоряется, протекает как бы по типу цепной реакции. Температура зерновой массы в первый период самосогревания повышается медленно, но, достигнув 25–27 °C, процесс ускоряется, влажность зерна интенсивно нарастает, быстрыми темпами идет процесс гидролиза белков, крахмала, жиров, и температура греющегося зерна достигает 40–50 °C. При такой температуре погибает термочувствительная микрофлора, но термофильные микроорганизмы продолжают свою деятельность, температура в зерне достигает 65–70 °C.
Высокая физиологическая активность греющейся зерновой массы, рост температуры в ней, малая отдача тепла в окружающую среду связаны с физическим свойством – низкой теплопроводностью зерновой насыпи.
Коэффициент теплопроводности зерновой массы весьма низкий – 0,12-0,30 Вт/(м к). Низкой теплопроводностью обладает как само зерно, так и сам воздух межзерновых пространств. Как видим, здесь сама зерновая масса играет роль как бы шубы, сохраняющей в себе тепло.
Под влиянием процессов самосогревания, сильнейшего разрушительного действия микрофлоры изменяются все органолептические показатели зерна: цвет, блеск, вкус и запах. Изменения эти необратимо ведут к снижению товарных достоинств зерна. Свежесть зерна последовательно изменяется: теряется блеск зерна, становится тусклым цвет, появляются пятнистые, темные зерна, образуются видимые даже невооруженным глазом колонии плесневых грибов. Зерна заплесневеют, затем обугливаются и спекаются в однородную темную массу.
Обугливание зерна наблюдается только при запущенных формах самосогревания, когда температура насыпи достигает максимума (70–75 °C) или близка к этому пределу.
Процесс самосогревания Б. М. Машков условно разделил на 3 стадии.
Первая стадия – усиленное дыхание зерна – характеризуется сравнительно медленным нарастанием температуры до 24–30 °C. В состоянии зерна заметных изменений не наблюдается. В глубине насыпи зерно на ощупь сухое. В целом цвет зерна пока не изменяется, только темнеют зародыш у кукурузы и недозрелые зерна овса. В партиях менее влажного зерна появляется амбарный запах, а у влажного зерна – запах плесени.
Появление амбарного запаха связано с накоплением в зерновых пространствах СО2 и вследствие этого с развитием анаэробного типа дыхания.
Из-за жизнедеятельности дрожжей, выделяющих этиловый спирт и сорбируемых зерном органических кислот, погибает зародыш.
Однако, как считает Н. П. Козьмина, затхлый запах может появиться в зерне и независимо от самосогревания, т. е. без повышения температуры зерновой массы. Влажное зерно при хранении нередко приобретает затхлый вкус и запах, несмотря на то, что явления самосогревания в нем и не обнаруживалось. Самосогревание, безусловно, ускоряет развитие затхлого запаха, и при переработке такого зерна затхлый запах отчасти передается выпекаемому хлебу.
С активизацией жизнедеятельности плесеней хранения, прежде всего рода Penicillium, в зерне появляется плесневый запах. Зерно с плесневым запахом после сушки его не теряет, но изменяется его характер, который при органолептическом анализе воспринимается как затхлый. Этому запаху сопутствует неприятный вкус зерна, в нем увеличивается титруемая кислотность, что свидетельствует о потере зерном свежести. В этот период самосогревания на зародышах появляется плесень, снижается всхожесть семян.
Вторая стадия характеризуется повышением за короткий срок температуры до 34…38 °C и значительными потерями в качестве и массе. Зерно отпотевает, снижается сыпучесть, особенно у овса и ячменя, темнеют пленки, и они из светло-желтого цвета становятся желтыми. В зерне появляются продукты брожения с легким запахом солода и печеного хлеба. Изменяется цвет зерна пшеницы. Вначале зерно обесцвечивается, затем его поверхность приобретает красноватый оттенок, а эндосперм – сероватый. Такое изменение цвета наблюдается в первую очередь у невызревших зерен.
На этой стадии самосогревания у семян масличных культур, как указывают В. Г. Щер-баков и В. Г. Лобанов, под действием ферментов самих семян и микрофлоры происходит гидролиз триацетилглицеролов с последующим распадом жирных кислот до продуктов, используемых для дыхания. При переработке таких семян уже невозможно получить качественное масло, т. к. в него начинают переходить структурные липиды и продукты их гидролиза, окисления и полимеризации.
Третья стадия самосогревания (запущенная) наступает при повышении температуры до 50…60 °C и выше. Зерно в этот период самосогревания приобретает сильно выраженный затхлый, гнилостный запах вследствие полной его порчи. Гнилостный запах создают продукты распада органических веществ зерна в разнообразных соотношениях, что обусловливает его различные оттенки.
Гнилостные запахи образуют аммиак, сероводород, индол, скатол, фенолы и другие низкомолекулярные летучие продукты, в том числе и метан. Выделение в хранилищах метана в процессе самосогревания ведет к образованию взрывоопасной смеси. Из-за образования такой смеси в Куйбышевской области в 1998 г. произошел взрыв на Томыловском элеваторе, где хранили семена подсолнечника с высокой влажностью.
С развитием самосогревания и повышением температуры в зерне до 50…55 °C происходит самоликвидация термочувствительных микроорганизмов, на смену им приходят термофильные. Температура греющихся зерновых масс в результате их жизнедеятельности повышается до 65–70 °C. С достижением таких температур в зерне начинают происходить уже реакции небиологического, термического окисления органических веществ зерна.
Из-за высоких температур дыхание зерна замедляется, а затем и вовсе прекращается. Наступает распад органических веществ зерна, оно темнеет вплоть до полного почернения. По мере распада веществ, в результате самосогревания, изменяются и физико-механические свойства зерна. Зерновая масса склеивается образующимися из целлюлозы оболочек зерна гумусообразными соединениями и полностью теряет сыпучесть. Освободить зернохранилище от такой обуглившейся и спекшейся массы зерна – довольно трудоемкая задача.
Причинами самосогревания могут быть грубейшие нарушения технологии хранения зерна и семян, отсутствие надлежащего контроля за их состоянием, особенно у свежеубранных партий зерна, не прошедшего периода послеуборочного дозревания и находящегося в активном физиологическом состоянии.
Процесс самосогревания, как показывает практика хранения, не сразу охватывает всю партию зерна, а возникает в виде очага в одном каком-то месте или слое насыпи, где возникают благоприятные для этого условия. По месту возникновения самосогревания в зерновой массе его подразделяют на 3 вида: гнездовое, пластовое и сплошное.
Гнездовое самосогревание может возникнуть в любом месте насыпи, допустим, из-за неисправности в каком-то месте крыши и попадания в зерно воды или в результате засыпки влажного зерна в сухое, засоренного в чистое, а также в результате скопления в одном месте насекомых и клещей. При своевременном обнаружении гнездового самосогревания его очаг удается легализовать. Греющееся зерно удаляется, а оставшаяся зерновая масса может успешно храниться.
Верховое самосогревание наблюдается в слое насыпи на глубине 30…150 см при осенних или весенних перепадах температур атмосферного воздуха вследствие явления термодиффузии влаги.
Засыпанная на хранение свежеубранная неохлажденная зерновая масса постепенно отдает тепло, соприкасаясь с холодным атмосферным воздухом, при этом теплый воздух межзерновых пространств, охлаждаясь, выделяет конденсат, тем самым образуется влажный слой, где происходят процессы самосогревания зерна.
Весной причиной верхового самосогревания в зернохранилищах является конденсация водяных паров теплого и по-весеннему влажного атмосферного воздуха в верхних, охлажденных за зиму, слоях зерновой массы. Опасность возникновения верхового самосогревания зерновой массы усиливается в осенний и весенний периоды хранения при неустойчивой погоде с резкими перепадами температур.
О количестве воды в конденсате можно судить по следующим несложным расчетам. Если при температуре 28 °C 1 м3 воздуха содержит 281 г воды, то при снижении температуры до 16 °C количество ее понизится до 13,5 г, и конденсат 14,6 г воды выпадает на зерно.
Низовое самосогревание развивается в нижней части насыпи на расстоянии от пола 20…50 см. Самосогревание нижних слоев зерна возникает при засыпке теплого, не успевшего охладиться зерна на охлажденный в осеннее время пол. Низовое самосогревание чрезвычайно опасно, т. к. может вызвать самосогревание всей насыпи зерна.
Вертикально-пластовое самосогревание происходит в охлажденном зерне вдоль стен силосов элеваторов и складов, интенсивно нагревающихся весной лучами солнца. Оно может возникнуть и при засыпке теплого зерна в хранилище с холодными бетонными стенами. Охлаждаясь от стен, зерно вследствие термовлагодиффузии увлажняется и образует вертикальный греющийся пласт зерновой насыпи. В отдельных случаях зерно не только греется, но и прорастает.
Вследствие засыпки на хранение недостаточно очищенной от примесей зерновой массы вертикально-пластовое самосогревание может возникнуть в силосе элеватора вдоль его стен в слое с повышенным содержанием ингредиентов зерновой массы, способствующих возникновению самосогревания.
Сплошное самосогревание свидетельствует о том, что процессы одного из перечисленных нами видов самосогревания из-за не принятых своевременно мер зашли очень далеко, и греется практически вся насыпь. Однако Л. А. Трисвятский указывает, что сплошное самосогревание может быть и результатом выделения тепла всей насыпи вследствие крайне нестойкой в хранении неочищенной массы зерна, имеющей высокую влажность, наличия недозревших зерен и т. п.
Самосогревание характеризуется не только по месту его возникновения, но и по виду культуры, в которой оно проявляется. Весьма своеобразно оно развивается в равномерно увлажненных семенах подсолнечника. Профессор М. П. Варакин описывал его так: «Самосогревание так же, как и в других культурах, начинается в верхних слоях. Аэробные бактерии ускоряют процесс, и семя разогревается. Содержащиеся в значительном количестве в кожуре семени смолистые вещества при нагревании выделяются на поверхность кожуры и склеивают отдельные зерна. По мере утолщения склеенного слоя семян прогревание его все более и более затрудняется. Поверхностный слой охлаждается, отдавая тепло в окружающую атмосферу, а смолистые вещества, соприкасаясь с кислородом воздуха, затвердевают, образуя из склеенного слоя плотную корку. Корка является хорошим изолятором, и доступ воздуха в греющееся семя прекращается. Недостаток кислорода внутри зерновой массы подавляет аэробных бактерий, вследствие чего процесс быстро идет на убыль. Как только весь кислород будет израсходован, бактерии погибают, и аэробный процесс прекращается». Далее он поясняет, что семя под коркой сохраняется относительно удовлетворительно и «если есть надобность использовать хранящееся под коркой семя, то она разбивается ломом (иногда с большим трудом) и убирается, а зерно разгружается обычным способом».
Однако следует иметь в виду, что проявление самосогревания семян подсолнечника не является столь безобидным и далеко не всегда заканчивается самоконсервацией всей греющейся массы семян, как это описывает М. П. Варакин.
Таким образом, самосогревание снижает посевные и пищевые достоинства зерна и семян, возникает, как правило, вследствие небрежного отношения к свежеубранному зерну и незнания основных причин его возникновения, требует принятия незамедлительных мер (сушки, охлаждения или реализации греющихся партий зерна). Недопустимо проводить перелопачивание греющихся зерновых масс, т. к. этот прием только способствует насыщению насыпи новыми порциями свежего воздуха и тем самым активизации процесса самосогревания.
Применение дифференцированной технологии послеуборочной подработки зерна с учетом состояния его по влажности, систематический контроль за температурой хранящейся зерновой массы позволяют избежать возникновения самосогревания. Развитие вредителей хлебных запасов может также вызвать самосогревание, поэтому при их обнаружении следует принимать срочные меры по обеззараживанию хлебной массы.
Временное хранение зерновых масс с повышенной влажностью проводится при невысокой высоте насыпи. Это способствует процессу отдачи тепла большей поверхностью насыпи, но таким приемом опасность самосогревания все же не устраняется. Влажные семена из-за активной жизнедеятельности, даже при отсутствии внешних признаков самосогревания, все же теряют за короткий срок хранения всхожесть и становятся не пригодными для посева.
Особое внимание уделяют свежеубранным семенам подсолнечника, чрезвычайно нестойким в хранении. В массе влажных неочищенных семян подсолнечника уже на первые сутки хранения наблюдается интенсивное развитие физиологических процессов, ведущих к самосогреванию.
2.4.4. Прорастание зерна и семян
Зерна злаковых, бобовых и семена масличных культур, пройдя сложный путь онтогенетического развития, находятся в состоянии покоя. При благоприятных условиях жизнеспособные семена начинают прорастать, т. е. осуществляется выход их из состояния анабиоза и перехода зародыша семени к дальнейшему развитию.
Как указывал крупнейший русский физиолог К. А. Тимирязев, для прорастания необходимы 3 фактора «…вода, тепло, воздух – вот три основных условия, которые пробуждают семя к жизни…» (К. А. Тимирязев. Избр. соч. – Т. 3. – М.: Сельхозизд, 1949. – С. 90).
Во время прорастания в семенах происходит ряд физических, биологических и физиологических процессов: поглощение воды, активация и синтез ферментов, повышение интенсивности дыхания, распад запасных веществ, начало деления и растяжения клеток, начало дифференциации клеток на разные ткани и органы. В процессе прорастания различают 3 последовательных фазы: физическую – поглощение воды семенами и набухание; биохимическую – превращение нерастворимых запасных веществ в растворимые; морфологическую – начало роста зародыша.
Необходимым условием прорастания семян, находящихся в воздушно-сухом состоянии, является наличие в непосредственном их окружении воды. Температурный фактор при прорастании не является главным, а только выступает как вспомогательный, т. к. воду семена начинают поглощать и при температуре 0 °C.
Поглощение воды семенами осуществляется в два этапа. На первом этапе происходит с огромной силой, доходящая до нескольких сот атмосфер диффузия воды. Поглощение воды набухающими коллоидами семени осуществляется независимо от жизнеспособности семян и носит характер физико-химического процесса.
Быстрее всего набухают семена бобовых, затем зерновых злаков, медленнее семянки подсолнечника.
Когда на первом этапе сила всасывания ослабевает, вода поглощается семенами путем осмоса и благодаря энергии метаболического происхождения. Такое поглощение воды свойственно только живым семенам.
Химический состав и биологические особенности семян разных культур обусловливают разную потребность в количестве поглощенной воды, необходимой для прорастания.
При набухании крахмал поглощает до 35 % воды, а белки до 25 %, поэтому семенам с высоким содержанием белка требуется для прорастания больше воды, чем семенам, у которых содержание белка низкое. Для роста зародыша семян злаковых культур необходимо 20…40 % воды, а семян бобовых культур 50 – 60 %.
Наименее требовательно к влаге просо, оно прорастает при влажности около 40 %, более влаголюбивы семена хлебных злаков, они прорастают при влажности около 60 %.
У зерновок пшеницы наиболее сильно поглощают воду части алейронового слоя и эндосперма, расположенные в призародышевой зоне зерновок. Различные части эндосперма по-разному обводняются. Быстрее всего вода поступает в спинную призародышевую, медленнее в брюшную призародышевую и медленнее всего в хохолковую часть эндосперма пшеницы.
При прорастании семян все же большую роль играют температурные условия. Так, семена кукурузы при благоприятной температуре начинали прорастать, когда впитывали примерно половину необходимой для этого процесса влаги, а при недостатке тепла они прорастали только после полного набухания.
Семена многих культур (пшеницы, ржи, ячменя, овса) нетребовательны к температурному фактору и способны прорастать при температуре 1…2 о С, а семена кукурузы и проса более теплолюбивы и начинают прорастать при 8…10 о С.
Некоторые сорта пшеницы (Нарымская и др.), как установили Ф. Э. Реймерс и И. Э. Илли, начинают прорастать и при -2 о С. Но путем охлаждения хранящихся влажных семян все же можно приостановить их прорастание.
Несмотря на то, что семена и способны сорбировать водяные пары из воздуха и увлажняться, но для начала прорастания совершенно недостаточно даже максимально воздушной равновесной влажности. Семена, засыпанные на хранение в сухом состоянии и не имеющие непосредственно контакта с водой, не способны прорастать даже при высокой относительной влажности воздуха.
Прорастание семян возможно только при увлажнении их капельно-жидкой влагой, появляющейся вследствие плохой гидроизоляции хранилищ и конденсации водяных паров в межзерновых пространствах зерновой массы, а также из-за явления термовлагопроводности.
Для прорастающих семян необходим кислород воздуха. Он нужен не только для дыхания, но и для новообразования белков, сахаров и других соединений. В состав растительной клетки, как известно, входит 42 % кислорода.
К кислороду требовательны не прошедшие послеуборочного дозревания семена ячменя, овса и пшеницы. Однако, при хранении семена практически не испытывают недостатка в кислороде, и этот фактор не может быть лимитирующим. Исключением может, конечно, служить способ хранения в регулируемой газовой среде, но пока на практике он малоприменим.
В процессе прорастания семян под влиянием, – амилазы крахмал разлагается до сахара, используемого как в процессе дыхания, так и для синтеза новых соединений. Распад запасных белков осуществляют протеазы, активность которых возрастает по мере прорастания семян.
Вследствие этого происходит деполимеризация и гидролиз высокомолекулярных соединений и, в частности, белков зерна. В зерне снижается содержание белков, увеличивается количество небелковых азотистых соединений и свободных аминокислот. Снижается содержание клейковины, ухудшается ее качество.
Проросшее зерно дает муку с низкими хлебопекарными качествами. Выпеченный из такой муки хлеб имеет глинистую консистенцию, неэластичный мякиш и сладковатый привкус.
Итак, прорастание зерна и семян ведет к интенсификации физиологических процессов в зерновых массах и потере сухих веществ, выделению энергии и возникновению опасности самосогревания зерна и, наконец, к потере посевных и товарных достоинств партий зерна. Проросшее зерно не пригодно для длительного хранения. На проросшем зерне наблюдается бурное развитие микрофлоры, а плесени хранения делают зерновые массы не пригодными для использования.
Наиболее часто с прорастанием в практике хранения зерна сталкиваются при временном хранении партий зерна в бунтах, расположенных на профилях токов при ненастной погоде. Для предупреждения прорастания зерна следует своевременно засыпать зерно в стационарные хранилища на хранение, а те партии, что остаются под открытым небом, накрывать в дождливую погоду брезентом.
Хранить зерно и семена необходимо в условиях, предупреждающих попадания на них капельно-жидкой влаги, проводить систематический контроль за состоянием зерна.
Как указывал крупнейший русский физиолог К. А. Тимирязев, для прорастания необходимы 3 фактора «…вода, тепло, воздух – вот три основных условия, которые пробуждают семя к жизни…» (К. А. Тимирязев. Избр. соч. – Т. 3. – М.: Сельхозизд, 1949. – С. 90).
Во время прорастания в семенах происходит ряд физических, биологических и физиологических процессов: поглощение воды, активация и синтез ферментов, повышение интенсивности дыхания, распад запасных веществ, начало деления и растяжения клеток, начало дифференциации клеток на разные ткани и органы. В процессе прорастания различают 3 последовательных фазы: физическую – поглощение воды семенами и набухание; биохимическую – превращение нерастворимых запасных веществ в растворимые; морфологическую – начало роста зародыша.
Необходимым условием прорастания семян, находящихся в воздушно-сухом состоянии, является наличие в непосредственном их окружении воды. Температурный фактор при прорастании не является главным, а только выступает как вспомогательный, т. к. воду семена начинают поглощать и при температуре 0 °C.
Поглощение воды семенами осуществляется в два этапа. На первом этапе происходит с огромной силой, доходящая до нескольких сот атмосфер диффузия воды. Поглощение воды набухающими коллоидами семени осуществляется независимо от жизнеспособности семян и носит характер физико-химического процесса.
Быстрее всего набухают семена бобовых, затем зерновых злаков, медленнее семянки подсолнечника.
Когда на первом этапе сила всасывания ослабевает, вода поглощается семенами путем осмоса и благодаря энергии метаболического происхождения. Такое поглощение воды свойственно только живым семенам.
Химический состав и биологические особенности семян разных культур обусловливают разную потребность в количестве поглощенной воды, необходимой для прорастания.
При набухании крахмал поглощает до 35 % воды, а белки до 25 %, поэтому семенам с высоким содержанием белка требуется для прорастания больше воды, чем семенам, у которых содержание белка низкое. Для роста зародыша семян злаковых культур необходимо 20…40 % воды, а семян бобовых культур 50 – 60 %.
Наименее требовательно к влаге просо, оно прорастает при влажности около 40 %, более влаголюбивы семена хлебных злаков, они прорастают при влажности около 60 %.
У зерновок пшеницы наиболее сильно поглощают воду части алейронового слоя и эндосперма, расположенные в призародышевой зоне зерновок. Различные части эндосперма по-разному обводняются. Быстрее всего вода поступает в спинную призародышевую, медленнее в брюшную призародышевую и медленнее всего в хохолковую часть эндосперма пшеницы.
При прорастании семян все же большую роль играют температурные условия. Так, семена кукурузы при благоприятной температуре начинали прорастать, когда впитывали примерно половину необходимой для этого процесса влаги, а при недостатке тепла они прорастали только после полного набухания.
Семена многих культур (пшеницы, ржи, ячменя, овса) нетребовательны к температурному фактору и способны прорастать при температуре 1…2 о С, а семена кукурузы и проса более теплолюбивы и начинают прорастать при 8…10 о С.
Некоторые сорта пшеницы (Нарымская и др.), как установили Ф. Э. Реймерс и И. Э. Илли, начинают прорастать и при -2 о С. Но путем охлаждения хранящихся влажных семян все же можно приостановить их прорастание.
Несмотря на то, что семена и способны сорбировать водяные пары из воздуха и увлажняться, но для начала прорастания совершенно недостаточно даже максимально воздушной равновесной влажности. Семена, засыпанные на хранение в сухом состоянии и не имеющие непосредственно контакта с водой, не способны прорастать даже при высокой относительной влажности воздуха.
Прорастание семян возможно только при увлажнении их капельно-жидкой влагой, появляющейся вследствие плохой гидроизоляции хранилищ и конденсации водяных паров в межзерновых пространствах зерновой массы, а также из-за явления термовлагопроводности.
Для прорастающих семян необходим кислород воздуха. Он нужен не только для дыхания, но и для новообразования белков, сахаров и других соединений. В состав растительной клетки, как известно, входит 42 % кислорода.
К кислороду требовательны не прошедшие послеуборочного дозревания семена ячменя, овса и пшеницы. Однако, при хранении семена практически не испытывают недостатка в кислороде, и этот фактор не может быть лимитирующим. Исключением может, конечно, служить способ хранения в регулируемой газовой среде, но пока на практике он малоприменим.
В процессе прорастания семян под влиянием, – амилазы крахмал разлагается до сахара, используемого как в процессе дыхания, так и для синтеза новых соединений. Распад запасных белков осуществляют протеазы, активность которых возрастает по мере прорастания семян.
Вследствие этого происходит деполимеризация и гидролиз высокомолекулярных соединений и, в частности, белков зерна. В зерне снижается содержание белков, увеличивается количество небелковых азотистых соединений и свободных аминокислот. Снижается содержание клейковины, ухудшается ее качество.
Проросшее зерно дает муку с низкими хлебопекарными качествами. Выпеченный из такой муки хлеб имеет глинистую консистенцию, неэластичный мякиш и сладковатый привкус.
Итак, прорастание зерна и семян ведет к интенсификации физиологических процессов в зерновых массах и потере сухих веществ, выделению энергии и возникновению опасности самосогревания зерна и, наконец, к потере посевных и товарных достоинств партий зерна. Проросшее зерно не пригодно для длительного хранения. На проросшем зерне наблюдается бурное развитие микрофлоры, а плесени хранения делают зерновые массы не пригодными для использования.
Наиболее часто с прорастанием в практике хранения зерна сталкиваются при временном хранении партий зерна в бунтах, расположенных на профилях токов при ненастной погоде. Для предупреждения прорастания зерна следует своевременно засыпать зерно в стационарные хранилища на хранение, а те партии, что остаются под открытым небом, накрывать в дождливую погоду брезентом.
Хранить зерно и семена необходимо в условиях, предупреждающих попадания на них капельно-жидкой влаги, проводить систематический контроль за состоянием зерна.
Контрольные вопросы и задания
1. Каков состав зерновой массы?
2. Дайте характеристику микрофлоры зерновой массы.
3. Охарактеризуйте насекомых и клещей как компонентов зерновой массы.
4. Какие вредители хлебных злаков могут обитать в зерновой массе при хранении?
5. Охарактеризуйте физические, теплофизические и массообменные свойства зерновой массы.
6. Какое значение имеют физические свойства зерна при подработке и хранении зерна?
7. Какие физические процессы протекают в зерновой массе при хранении?
8. Какие факторы оказывают влияние на интенсивность физиологических процессов в зерновой массе?
9. Укажите причины, виды и сущность явления самосогревания зерновых масс.
10. Какие стадии выделяются в процессе самосогревания?
11. Меры борьбы с самосогреванием зерновых масс.
12. Какие потери качества и массы зерна происходят при интенсивной физиологической деятельности зерновых масс?
13. Какие факторы необходимы для прорастания зерна?
14. Какие изменения происходят в проросшем зерне?
15. Как избежать прорастания хранящегося зерна?
2. Дайте характеристику микрофлоры зерновой массы.
3. Охарактеризуйте насекомых и клещей как компонентов зерновой массы.
4. Какие вредители хлебных злаков могут обитать в зерновой массе при хранении?
5. Охарактеризуйте физические, теплофизические и массообменные свойства зерновой массы.
6. Какое значение имеют физические свойства зерна при подработке и хранении зерна?
7. Какие физические процессы протекают в зерновой массе при хранении?
8. Какие факторы оказывают влияние на интенсивность физиологических процессов в зерновой массе?
9. Укажите причины, виды и сущность явления самосогревания зерновых масс.
10. Какие стадии выделяются в процессе самосогревания?
11. Меры борьбы с самосогреванием зерновых масс.
12. Какие потери качества и массы зерна происходят при интенсивной физиологической деятельности зерновых масс?
13. Какие факторы необходимы для прорастания зерна?
14. Какие изменения происходят в проросшем зерне?
15. Как избежать прорастания хранящегося зерна?
Раздел ІІ
Подготовка зерна и семян к хранению
ГЛАВА 3
ОЧИСТКА ЗЕРНА И СЕМЯН
3.1. Значение очистки зерна
При уборке урожая получают зерновой ворох, состоящий из зерен основной культуры и большого количества разнообразных включений, относимых по требованиям стандартов на зерно к сорной и зерновой примеси. Несоблюдение при выращивании требований агротехники, отсутствие на посевах зерновых культур мер борьбы с сорной растительностью влечет к повышенному содержанию примесей, влияющих на сохранность и качество заготовляемого зерна. В силу биологических, морфологических и погодных условий в зерновой массе, поступившей из-под комбайна, находится значительное количество незрелых, а следовательно, влажных зерен, а также деформированных рабочими органами молотильного агрегата зерен.
Обладая повышенной влажностью, частицы сорных растений и их семена, попадая в зерновой ворох, могут вызвать в нем негативное явление – самосогревание, поэтому эти включения подлежат немедленному удалению из зерновой массы.
Очистка зерновых масс от примесей представляет собой многофункциональное технологическое мероприятие и проводится с целью выделения из зернового вороха семян сорных растений, вегетативных органов сорняков; щуплых, недоразвитых зерновок; вредных, в том числе ядовитых примесей, семян и зерновок других культур, минеральных примесей, пылевидных частиц с обилием микроорганизмов.
Качество зернового вороха зависит от многочисленных факторов: соблюдения требований агротехники (наличия севооборотов, обработки почвы, качества семян, эффективных мер борьбы с сорняками и др.); технического состояния и регулировки зерноуборочной техники, способа уборки урожая (одно– или двухфазный).
Зеленые части растений содержат 60–80 % воды, и уже в первые сутки хранения большая ее часть поглощается зернами. Предварительная очистка зернового вороха снижает влажность зерновой массы на 1–3 %.
Своевременное удаление из зернового вороха невызревших, мелких, щуплых зерен, с высокой влажностью и высокими физиологическими процессами проявления жизнедеятельности – одна из первоочередных задач очистки.
Требования Государственных стандартов регламентируют содержание примесей в продовольственном зерне и семенном материале, своевременное и максимально полное удаление примесей позволяет доводить партии зерна и семян до кондиционного состояния и использовать их по своему непосредственному назначению.
В период массовой уборки урожая зерновых культур, как правило, происходит временное хранение свежеубранного, неочищенного, с повышенной влажностью зернового вороха. Сроки его хранения определяются в основном влажностью, засоренностью и условиями хранения. Временное хранение неочищенного зернового вороха в завальной яме, в бункере резерва зерноочистительных и зерноочистительно-сушильных агрегатов ЗАВ, КЗС ведет к снижению качества зерна, снижает всхожесть семян.
М. В. Киреевым был проведен эксперимент по изучению сроков безопасного хранения зернового вороха, предназначенного в дальнейшем для семенных целей. В качестве исследуемого материала был взят поступивший от комбайна ячмень с влажностью W = = 36,6 % и температурой t3 = 15 оС. Ячмень размещался на временное хранение в емкости, где имитировались условия хранения в завальной яме или бункере резерва. Периодическое измерение температуры хранящегося ячменя и определение влажности показали, что с увеличением времени хранения возрастают температура t3 и влажность W зерна, снижается всхожесть семян (рис. 52). Было установлено, что срок хранения зерна в завальной яме или бункере резерва не должен превышать 1–2 ч.
Рис. 52. Зависимость температуры t2, влажности и всхожести В семян в свежеубранном зерновом ворохе от времени хранения
О характере изменений процессов жизнедеятельности и развития плесеней хранения по истечении 3 суток хранения в свежеубранном неочищенном зерновом ворохе и очищенном после обмолота можно судить из данных С.И. Акивис (рис. 53). Наблюдения за динамикой температуры зерна показали, что за трое суток температура очищенного зерна изменилась незначительно, а у неочищенного она резко возросла, развились плесени хранения, началось самосогревание зерновой массы.
Ориентировочно срок безопасного хранения свежеубранного зерна, не прошедшего послеуборочную подработку, можно определить, учитывая его первоначальную влажность и температуру по номограмме ВНИИЗ (рис. 54).
Рис. 53. Биохимические изменения в свежеубранном зерновом ворохе (по Акивис): 1 – неочищенное зерно; 2 – очищенное зерно; ―температура зерна t; – поражение плесенью Пл; —· – содержание кислорода О2
Рис. 54. Сроки безопасного хранения зерна τ до вентилирования, по данным ВНИИЗа (Всесоюзного НИИ зерна и продуктов его переработки)
Обладая повышенной влажностью, частицы сорных растений и их семена, попадая в зерновой ворох, могут вызвать в нем негативное явление – самосогревание, поэтому эти включения подлежат немедленному удалению из зерновой массы.
Очистка зерновых масс от примесей представляет собой многофункциональное технологическое мероприятие и проводится с целью выделения из зернового вороха семян сорных растений, вегетативных органов сорняков; щуплых, недоразвитых зерновок; вредных, в том числе ядовитых примесей, семян и зерновок других культур, минеральных примесей, пылевидных частиц с обилием микроорганизмов.
Качество зернового вороха зависит от многочисленных факторов: соблюдения требований агротехники (наличия севооборотов, обработки почвы, качества семян, эффективных мер борьбы с сорняками и др.); технического состояния и регулировки зерноуборочной техники, способа уборки урожая (одно– или двухфазный).
Зеленые части растений содержат 60–80 % воды, и уже в первые сутки хранения большая ее часть поглощается зернами. Предварительная очистка зернового вороха снижает влажность зерновой массы на 1–3 %.
Своевременное удаление из зернового вороха невызревших, мелких, щуплых зерен, с высокой влажностью и высокими физиологическими процессами проявления жизнедеятельности – одна из первоочередных задач очистки.
Требования Государственных стандартов регламентируют содержание примесей в продовольственном зерне и семенном материале, своевременное и максимально полное удаление примесей позволяет доводить партии зерна и семян до кондиционного состояния и использовать их по своему непосредственному назначению.
В период массовой уборки урожая зерновых культур, как правило, происходит временное хранение свежеубранного, неочищенного, с повышенной влажностью зернового вороха. Сроки его хранения определяются в основном влажностью, засоренностью и условиями хранения. Временное хранение неочищенного зернового вороха в завальной яме, в бункере резерва зерноочистительных и зерноочистительно-сушильных агрегатов ЗАВ, КЗС ведет к снижению качества зерна, снижает всхожесть семян.
М. В. Киреевым был проведен эксперимент по изучению сроков безопасного хранения зернового вороха, предназначенного в дальнейшем для семенных целей. В качестве исследуемого материала был взят поступивший от комбайна ячмень с влажностью W = = 36,6 % и температурой t3 = 15 оС. Ячмень размещался на временное хранение в емкости, где имитировались условия хранения в завальной яме или бункере резерва. Периодическое измерение температуры хранящегося ячменя и определение влажности показали, что с увеличением времени хранения возрастают температура t3 и влажность W зерна, снижается всхожесть семян (рис. 52). Было установлено, что срок хранения зерна в завальной яме или бункере резерва не должен превышать 1–2 ч.
О характере изменений процессов жизнедеятельности и развития плесеней хранения по истечении 3 суток хранения в свежеубранном неочищенном зерновом ворохе и очищенном после обмолота можно судить из данных С.И. Акивис (рис. 53). Наблюдения за динамикой температуры зерна показали, что за трое суток температура очищенного зерна изменилась незначительно, а у неочищенного она резко возросла, развились плесени хранения, началось самосогревание зерновой массы.
Ориентировочно срок безопасного хранения свежеубранного зерна, не прошедшего послеуборочную подработку, можно определить, учитывая его первоначальную влажность и температуру по номограмме ВНИИЗ (рис. 54).
Рис. 54. Сроки безопасного хранения зерна τ до вентилирования, по данным ВНИИЗа (Всесоюзного НИИ зерна и продуктов его переработки)
Конец бесплатного ознакомительного фрагмента