14. Теплофизические св-ва зерновой массы. Их значение при хранении и обработке зерна.

Удельная теплоемкость-кол-во тепла, которое нужно сообщить телу массой 1 кг, чтобы температура тела увеличилась на 10С.

Чем выше влажность зерна, тем выше удельная теплоемкость.

Теплопроводность-количество тепла в Дж, которое перемещается за 1 с, через поверхность 1 м2 при участии температур 10 на 1 м2.Она проявляется только при разности температур. З.м. обладает очень низкой теплопроводностью, хорошо держит тепло. Низкая теплопроводность способствует поддержанию температуры зерна.

«-» плохая теплопроводность мешает рассеиванию зерна.

Температуропроводность - проявление свойства теплопроводности в материалах с разной удельной теплоемкостью. -1 м3

Технологическое значение: плохая Температуропроводность мешает выравниванию температуры в зерне, что способствует самосогреванию.

Тепловлагопроводность - процесс перемещения водяных паров в след за потоком тепла, при этом однород. по влажности з.м. становится неоднород. Более холодные слои з.м. увлажняются, более теплые - подсыхают. Расслоение по влажности не превосходит в слое толщиной 30-40см.

Ограничения, которые накладывают теплофизические свойства на хранение з.м.:

1)хранилище должно иметь хорошую теплоизоляцию

2)если хранилище имеет плохую теплоизоляцию, не рекомендуется размещать з.м. вплотную к стенам хранилища.

3)температура зерна при закладке на хранилище не должна превышать 150С.

4)разница между температурой зерна и стен, пола не должна превышать100С.

5)при хранении необходимо проводить выравнивание температур з.м. Применяется активное вентилирование и механическое перемещение зерна.

6)желательно закладывать зерно с наиболее низкой влажностью.

15. Явление термовлагопроводности. Его значение в практике хранения.

Изучение возникновения и развития процесса самосогревания, показало, что влага в зерновой массе перемещается вместе с потоком тепла. Такое явление миграции влаги в зерновой массе, обусловленное градиентом температуры, получило название термовлагопроводности.

Практическое значение этого явления огромно. В зерновых массах, обладающих плохой тепло- и температуропроводностью. В отдельных участках, особенно периферийных (поверхность насыпи, части насыпи, прилегающие к стенам или полу хранилища), происходят перепады температур, приводящие к миграции влаги (главным образом в виде пара) по направлению потока тепла.

В результате влажность того или иного периферийного слоя зерновой массы повышается с образованием на поверхности зерен конденсационной влаги.

Многочисленные опыты показали, что явление термовлагопроводности наблюдается в зерновой массе с любой влажностью. Так, в опыте А. В. Лыкова и автора при нагревании зерновой массы в верхней части цилиндра и охлаждении в нижней наибольшую влажность приобретал слой зерна в зоне охлаждения, а наименьшую - в зоне нагрева независимо от исходной влажности зерновой массы.

16. Общая характеристика физиологических процессов, протекающих в зерновой массе.

1)дыхание зерна – з.м. явл. живым объектом хранения. Крахмал в рез-те гидролиза жиров.

1)В присутствии кислорода аэробное дыхание.

С6 Н12 О6 + 6О2 + 6Н2О + 2824 Кдж/моль

2)анаэробное

С6 Н12 О6 = 2СО2 + 2С2Н5ОН + 118.4 Кдж/моль

2)послеуборочное дозревание зерна – свежеубранное зерно явл. биологич. незрелым. Такое зерно имеет повышенную интенсивность жизнедеятельности. Такое зерно имеет пониженную всхожесть. Обычно отмеч. 4 причины пониж. всхожести.

3)прорастание зерна – с биохимической т.зрения сущность – активный гидролиз, ограничение в-в зерна. В результате гидролиза клейковина отмывается. В начале прорастания характерно увеличение технологических св-в.

4)Жизнедеятельность микроорганизмов з.м. На зерне присутствует 10-100 тыс.м.о.

17. Дыхание зерновых масс. Характеристика процессов и факторов, влияющих на его активность.

Дыхание.з.м.является живым объектом хранения.

1)В присутствии кислорода аэробное дыхание

С6Н12О6+6О6=6СО2+6Н2О+2824кДж/моль

2)анаэробное

С6Н12О6= 2СО2+2С2Н5ОН+118кДж/моль

Анаэробное дыхание-брожение опасное для семенного зерна, т.к.этиловый спирт является ядом и понижает всхожесть.

Дыхательный коэффициент ДК=VCO2/VO2

ДК при анаэробном дыхании 1.

Следствия дыхания: 1.потеря в массе 2.изменение газового состава межзерновых пространств 3.выделение влаги 4.возможность накопления тепла 5.значительное тепловыделение 6.остается живым и имеет хорошие технологические свойства.

Факторы влияющие на интенсивность дыхания : 1.влажность.Она должна быть ниже критической на 2-3 % 2.температура.Низкая интенсивность дыхания может быть достигнута за счет понижения температур. 3.наличие кислорода в межзерновых пространствах 4.физиологическое состояние зерна -его зрелость. Чем больше зрелость, тем меньше интенсивность дыхания. 5.условия уборки и хранения, транспортировки. 6.биологические особенности культуры и качество зерна

6.крупность и выполненность - мелкое зерно имеет ИД на 25 больше, чем крупное и выполненное зерно.

Механические травмы- битое зерно имеет в 2-3 раза больше ИД, чем целое зерно.

Ботанические- твердая пшеница имеет ИД меньше, чем мягкая. Стекловидное меньше, чем мучнистое. Зерно с крупным зародышем больше, чем с большим.

18. Уравнения дыхания зерна, их характеристика.

Дыхание. Зерна и семена для поддержания жизни получают необходимую им энергию в процессе диссимиляции запасных органических веществ, главным образом сахаров. Расходуемые при этом сахара пополняются в результате гидролиза или окисления более сложных запасных веществ. Так, в зернах, богатых крахмалом, последний расщепляется при участии Ферментов до сахаров, в семенах масличных жиры (входящие в них жирные кислоты) окисляются до сахаров.

Виды дыхания. При хранении зерна и семян в них наблюдаются оба вида диссимиляции, конечный результат которой может быть суммарно выражен следующими уравнениями:

СвНIРв+602=6СО2+6Н20+энергия (2763,4 кДж) (1)

С6Н12Ов = 2СО2 + 2С2Н5ОН +энергия (114,8 кДж).(2)

Первое характеризует аэробный процесс диссимиляции - аэробное Дыхание, когда наблюдается полное окисление гексозы (глюкозы) с выделением исходных продуктов фотосинтеза углекислого газа и воды. Второе - типичное уравнение спиртового брожения, т. е. анаэробного процесса, когда гексоза расщепляется с образованием такого малоокисленного органического продукта, как этиловый спирт.

При достаточном доступе к зерновым массам воздуха в зерне и семенах преобладает процесс аэробного дыхания, однако им свойственно и анаэробное дыхание, которое иногда рассматривают как приспособительный процесс зерна и семян к неблагоприятным условиям окружающей среды.

Как известно. представление о типе дыхания можно получить по дыхательному коэффициенту: ДК = С02 : 02 При полностью аэробном дыхании, протекающем по первому уравнению, дыхательный коэффициент равен 1. При анаэробных процессах увеличивается количество выделяемого углекислого газа (без потребления кислорода атмосферы). Если же часть кислорода семена расходуют не только непосредственно в процессе дыхания по приведенному уравнению (1), но и на другие нужды, например на окисление жиров, дыхательный коэффициент бывает меньшe 1. ЭТО характерно для семян масличных культур. Многочисленные работы по определению дыхательного коэффициента у зерна злаковых и семян бобовых культур при хранении показали, что его величина всегда больше единицы при низкой влажности зерна, приближается к единице у зерна с влажностью 16-17 % и меньше единицы при влажности более 17 %.

19. Следствия дыхания зерна.

В результате диссимиляции в отдельных зернах и зерновой массе происходят следующие существенные изменения:

1) потеря в массе сухих веществ зерна;

2) увеличение количества гигроскопической влаги в зерне и повышение относительной влажности воздуха межзерновых пространств;

3) изменение состава воздуха межзерновых пространств;

4) выделение тепла.

- При окислении и разложении гексоз (главным образом глюкозы) происходит невозвратимая потеря сухих веществ зерна или семени. Величина этих потерь будет зависеть от интенсивности дыхания. Поэтому изучение факторов, влияющих на интенсивность этого процесса, представляет большой интерес для организации борьбы с потерями в физической массе.

Выделяющаяся при дыхании вода чаще всего удерживается зерном и зерновой массой, увеличивая ее влажность, что, в свою очередь, приводит к более интенсивному газообмену и создает предпосылки для развития микроорганизмов. Влагонасыщенность воздуха межзерновых пространств может возрастать до предела и приводить к образованию конденсационной влаги на поверхности зерен - их «отпотеванию». Такие явления особенно характерны для свежеубранной зерновой массы с повышенной физиологической активностью.

Паровоздушная среда в зерновой массе при хранении претерпевает и другие изменения. В результате дыхания зерна выделяется углекислый газ. Если хранящуюся зерновую массу не перемещают, углекислый газ как более тяжелый частично задерживается в межзерновых пространствах. Это отчетливо наблюдается во внутренних участках больших насыпей и особенно в достаточно герметичных силосах элеваторов. При этом в зерновой массе создаются условия, вынуждающие клетки зерен и другие организмы, способные к анаэробиозу, переходить на этот вид дыхания.

Продуктом анаэробного дыхания является этиловый спирт, угнетающе действующий на жизненные функции клеток зерна и приводящий к потере его жизнеспособности.

В процессе диссимиляции освобождается энергия. При аэробном дыхании происходит полное окисление глюкозы с выделением 2763,4 кДж тепла на грамм-молекулу глюкозы. При анаэробном дыхании выделяется всего 114,8 кДж, так как в этом случае глюкоза не расщепляется полностью до воды и углекислого газа. В зернах и семенах почти все тепло выделяется в окружающую среду. Образующееся в зерновой массе тепло вследствие ее плохой теплопроводности может задерживаться в ней и приводить к самосогреванию.

Таким образом, при дыхании зерна происходят потери в массе сухого вещества, увеличение влажности зерновой массы, изменение состава воздуха межзерновых пространств и накопление тепла. Все это приводит к необходимости организации хранения зерновых масс в условиях, сокращающих до мин. процессы дыхания.