Свойства зерновой массы

Зерновая масса обладает свойствами, которые необходимо учиты- иать при экспертизе качества зерна, его транспортировании, обработке и переработке, хранении.

Сыпучесть и самосортирование. Наличие в зерновой массе различ­ных по размеру, массе и плотности твердых частиц определяет его лег­кую подвижность, т. е. сыпучесть. Благодаря этому свойству зерновые легко перемещаются самотеком или при помощи норий и транспорте­ров, загружаются в различные по размерам емкости (силосы элевато­ров, вагоны, суда и т. д.).

Сыпучесть зерновой массы может быть весьма различной. Она за­висит от формы, размеров, характера и состояния поверхности зерна, от его влажности, процентного содержания примесей и их видового состава.

Перемещение зерновой массы в связи с неоднородностью зерен и примесей сопровождается ее самосортированием, т. е. неравномерным распределением входящих в нее компонентов по отдельным участкам

насыпи. Тяжелые компоненты (минеральные примеси, крупные зер­на) как бы «тонут», т. е. опускаются вниз, а легкие (органическая при­месь, щуплые зерна) — «всплывают», т. е. перемещаются вверх. Это нарушает однородность зерновой массы и создает условия, способ­ствующие развитию различных физиологических процессов, приводя­щих к порче зерна. Способность зерновой массы к самосортированию учитывается при отборе проб для анализов.

Скважистость. Зерно и другие твердые частицы зерновой массы ук­ладываются неплотно, между ними остаются промежутки, заполнен­ные воздухом. Объем межзерновых пространств, выраженный в про­центах к общему объему зерновой массы, называется скважистостью. Величина скважистости зависит от формы, упругости, размеров и со­стояния поверхности зерна, количества и характера примесей, влаж­ности зерновой массы, формы и размеров хранилища. Однородное по крупности зерно, а также зерна с шероховатой поверхностью имеют скважистость большую, чем зерна разной крупности и округлой фор­мы. Скважистость составляет 35...45 % от общего объема зерновой мас­сы пшеницы, ржи и проса, у риса и овса достигает 55...70 %.

Скважистость оказывает большое влияние на физические и физио­логические процессы, протекающие в зерновой массе. Это свойство зерновой массы позволяет применять активное вентилирование зер­новых партий, их сушку и газацию для борьбы с вредителями хлебных запасов. Запас воздуха в межзерновых пространствах нужен и для со­хранения жизнеспособности семян. От скважистости зерна зависит также степень использования хранилищ.

Сорбционная емкость. Зерно различных культур обладает способ­ностью поглощать (сорбировать) из окружающей среды пары различ­ных веществ и газы, т. е. обладает сорбционной емкостью. Сорбиро­ванные пары, и газы при определенных условиях могут полностью или частично улетучиваться из зерновой массы в окружающее пространс­тво (десорбция).

Значительная сорбционная емкость зерновых масс объясняется их скважистостью, а также капиллярно-пористой и коллоидной структу­рой каждого зерна. Между клетками и тканями зерна находятся много­численные макро- и микрокапилляры и поры. Стенки капилляров яв­ляются активной поверхностью, участвующей в процессах сорбции молекул паров и газов. Биополимеры (белки, слизи, крахмал), содер­жащиеся в зерне в значительных количествах, не имеют прочной крис­таллической решетки, поэтому молекулы воды и других веществ могут легко внедряться в них, взаимодействуя с активными центрами. В бел- mix такими центрами являются функциональные группы — NH-,

2. N—, -СООН, -CONH₂, -ОН; в углеводах -ОН и -О-.

Сорбционную емкость зерновых масс необходимо учитывать при хранении, очистке, сушке и транспортировании зерновых масс. Зерно- имя масса может сорбировать посторонние запахи, ухудшающие качес- 1ИО зерна.

Особое значение в практике хранения и всех операций с зерном имеет гигроскопичность, т. е. способность зерна к сорбции и десорбции миров воды. Так, при неправильном обращении с пробами зерна и на- иесками для анализа они могут приобретать различные запахи, и, что еще важнее, изменять величину исходной влажности.

В зависимости от относительной влажности воздуха влажность зер­ни может уменьшаться или увеличиваться. Процессы сорбции и десор- г>ции, протекающие при определенных условиях, завершаются уста­новлением гигроскопического равновесия. Установившаяся пнажность зерна при данных параметрах воздуха (влажности и темпе­ратуре) получила название равновесной. Влажность зерна, при кото­рой в нем появляется свободная вода, называется критической. Для большинства культур критическая влажность лежит в интервале М,5...16 %. Зерно, достигшее ее, может заплесневеть.

Величина равновесной влажности зерна зависит от относительной инажности и температуры окружающего воздуха, а также от особен^ костей анатомического строения и химического состава зерна.

Равновесная влажность зерна злаковых культур практически колеб­лется в пределах от 7 % при относительной влажности воздуха 15...20 % до 33...36% при полной влагонасыщенности воздуха (относительная илажность 100%).

Равновесная влажность масличных культур почти в два раза мень­ше. Это объясняется особенностями их химического состава — боль­шим количеством жира, который не удерживает воду.

Теплопроводность и температуропроводность зерна. Зерновая масса обладает и многими теплофизическими свойствами (теплопроводнос­тью, теплоемкостью, термовлагопроводностью), которые необходимо учитывать при хранении и сушке. Тепло в зерновой массе распростра­няется двумя способами: от зерна к зерну при их соприкосновении — теплопроводность зерна и перемещением воздуха в межзерновых про­странствах — конвекция. Зерно имеет низкую теплопроводность. Ско­рость нагревания зерновой массы — температуропроводность зависит от теплопроводности и также невелика. Таким образом, зерновая мас­са характеризуется большой тепловой инерцией, изменение темпера­туры зерна в средних слоях насыпи происходит очень медленно. Поэ< тому зерно в зимнее время можно охладить, проведя активно! вентилирование насыпи холодным сухим воздухом. Низкая температу' ра его сохраняется в течение большей части лета, в результате чего за- медляются биохимические процессы, протекающие в нем, и прекра­щается размножение амбарных вредителей. Если на хранение заложено теплое зерно, то в нем длительное время будут сохраняться благоприятные условия для активной жизнедеятельности самого зер­на, амбарных вредителей и микроорганизмов. Термовлагопровод¹ ность, т. е. перемещение влаги в зерновой массе при наличии разноси температур наблюдается в любой зерновой массе, даже с очень низко! влажностью. Это явление может сопровождаться скоплением в зерно вой массе капельно-жидкой влаги.