Фізіологічні процеси, які відбуваються у зерновій масі при зберіганні

        

Дихання. Для життєдіяльності кожного організму потрібне постійне поста­чання енергії. Вона з'являється внаслідок розщеплення і перетворення в ньому речовин, тобто в процесі дисиміляції. Ця енергія сприяє синтезу речовин в організмі, необхідних для його життєдіяльності, утворення, росту і розвитку нових клітин і тканин. Енергія звільняється в результа­ті дисиміляції органічних речовин, головним чином цукрів. Витрачені при цьому цукри поповнюються в організмі внаслідок гідролізу або окислення складніших запасних речовин.

    Дисиміляція цукрів (гексоз) в організмі відбувається аеробно, тобто окисленням, або анаеробно - бродінням.

В процесі зберігання зерна і насіння спостерігаються обидва види дисиміляції. Аеробний процес дисиміляції - аеробне дихання, коли спостерігається повне окислення гексози з утворенням вихідних про­дуктів фотосинтезу - вуглекислого газу і води, відбувається за таким рівнянням:

                     С6Н12О6 + 6О2 = 6СО2 + 6Н2О + енергія

Другий тип дихання - анаеробний процес дихання, коли гексоза розщеплюється з утворен­ням етилового спирту:

С2НІ206 = 2С02 + 2С2Н5ОН + енергія.

При зберіганні зернових мас в нормальних умовах, за достатньою доступу повітря в зерні переважає процес аеробного дихання. Проте тут може відбуватись й анаеробне дихання, як процес пристосування до несприятливих умов навколишнього середовища.

Тип дихання можна взнати, визначивши дихальний коефіцієнт за формулою:

                           CO2

                  DK = —— ,

                             O2

 

де СО2 - об'єм виділеного зерном вуглекислого газу;

О2-об'єм кисню, ввібраного в процесі дихання.

За повністю аеробного процесу дихальний коефіцієнт дорівнює одиниці. Наявність анаеробних процесів збільшує виділення вуглеки­слого газу (без використання кисню атмосфери). Дихальний коефіцієнт залежить від багатьох факторів: виду зерна (насіння), спрямованості процесів, що в ньому відбуваються, доступу повітря до зернової маси. її вологості, ступеня газообміну між зерно­вою масою і зовнішнім повітрям. За обмеженого доступу повітря в середину зернової маси в міру використання кисню повітря міжзерновнх просторів і накопичення вуглекислого газу в клітинах зерна буде посилюватись анаеробне дихання і збільшуватись дихальний ко­ефіцієнт. Він залежить від вологості зерна. З її збільшенням спостері­гається зменшення дихального коефіцієнта, який при вологості зерна понад 17 %, як правило, буває близько одиниці. У зернах з невеликою або кондиційною вологістю відбувається не лише звичайне аеробне дихання, але й анаеробне. Різке зменшення дихального коефіцієнта в зерні вологістю понад 17% пояснюється енергійним споживанням кисню різними анаеробними мікроорганізмами, які заселяють зернову масу і мають можливість розвиватися піри підвищеній вологості зерна.

Внаслідок дихання зерна спостерігається втрата в масі сухих речо­вин; збільшення кількості гігроскопічної води в зерні і відносної воло­гості повітря міжзерновнх просторів; зміна складу повітря міжзернових просторів; утворення тепла в зерновій масі. Кількість втрат сухої речо­вини зерна в процесі зберігання залежить від інтенсивності дихання: чим воно інтенсивніше, тим більші втрати. Вода, що виділяється вна­слідок окислення глюкози в процесі дихання, затримується зерном і збільшує його вологість. Якщо при цьому зернова маса зберігається не­рухомо і не вентилюється, то внаслідок гігроскопічної рівноваги збіль­шується й відносна вологість повітря міжзернових просторів, тобто за інтенсивного дихання можливе значне зволоження зернової маси. Одні­єю з причин, що призводить до відпотівання зерна, треба вважати його посилене дихання, яке викликається тим, що повітря міжзернових про­сторів не поновлюється. Зволоження зернової маси, в свою чергу збі­льшує інтенсивність дихання і сприяє розвитку мікроорганізмів. Вна­слідок аеробного дихання зерна виділяється вуглекислий газ. Якщо зе­рнову масу не ворушити, вуглекислий газ, як важчий порівняно з інши­ми газами, частково затримується в міжзернових просторах. Це особли­во чітко спостерігається в період зберігання у внутрішніх, достатньо ге­рметичних силосах елеваторів. При цьому в зерновій масі можуть ство­ритись умови, що змусять клітини зерен і інші організми, здатні до ана­еробного дихання, переходити на цей вид дихання. Анаеробне дихання, в свою чергу, сприяє утворенню етилового спирту, який пригнічує жит­тєві функції клітин зерна, яке потім втрачає свою життєздатність.

Інтенсивність дихання зерна під час зберігання може бути визна­чена одним з таких методів:

- втратами маси сухої речовини зерна;

- кількістю виділеного тепла: кількістю засвоєного кисню або ви­діленого вуглекислого газу.

Інтенсивність дихання зерна усіх культур під час зберігання зале­жить від багатьох факторів. Усі вони досить різноманітні за своїм хара­ктером і нерівнозначні за впливом на інтенсивність дихання. Ці факто­ри можна поділити на дві групи: такі, що впливають на інтенсивність дихання в будь-якій зерновій масі, і такі, що мають суттєве значення лише для окремих партій зерна. Вирішальне значення для стійкості в зберіганні усіх партій зерна мають фактори першої групи, і серед них - вологість, температура і ступінь аерації зернової маси.

Чим вологіше зерно, тим інтенсивніше воно дихає. Інтенсивність дихання дуже сухого зерна ячменю (вологість до 11...12%) – практично дорівнює нулю.

Дуже сире зерно (вологість ЗО % і більше), що знаходиться в неохолодженому стані за вільного доступу повітря, втрачає в масі сухої речовини щодоби 0,05...0,2%. У зерні, як і в іншому організмі, вода є середовищем, за участю якого відбуваються реакції обміну речовин. Якшо вміст води великий, вона знаходиться у зв'язаному стані: її міц­но утримують білки і крохмаль. Ця вода не може переміщуватися з клітини в клітину і майже не бере участі в реакціях обміну речовин. В міру збільшення вологості в клітинах зерна з являється так звана віль­на вода, яка слабко або зовсім не утримується крохмалем і білками. Вона бере участь у реакціях гідролітичного характеру (в перетворенні крохмалю в цукри, складних білків у прості, в розщепленні жиру на гліцерин і жирні кислоти тощо), в обміні речовин у клітинах і може переміщуватися з клітини в клітину. З появою в зерні вільної води сут­тєво збільшується активність гідролітичних і дихальних ферментів, ін­тенсивність дихання зерна і, таким чином, втрата сухих речовин.

Вологість зерна, за якої в клітинах з'являється вільна вода і різко збільшується інтенсивність дихання зерна, називається критичною. Критична вологість залежить від роду зерна, його хімічного складу і анатомічної будови. Для зерна ячменю критична вологість знаходиться в межах 14,5...15,5%.

У сухому зерні (вологість до 14 %) і середньої сухості (вологість на межі критичної) нема або майже нема вільної води, енергія дихання його незначна. Таке зерно придатне для тривалого зберігання насипом, воно добре зберігається і потребує значно менших затрат для догляду. Зерно середньої сухості дихає приблизно в 2...4 рази інтенсивніше сухого, але має ще незначний газообмін і тому досить стійке під час зберігання.

У вологому зерні (вологість до 17 %) у зв'язку зі збільшенням вмі­сту вільної води помітно збільшується енергія дихання: воно дихає в 4...8 разів інтенсивніше, ніж сухе. При зберіганні без достатнього спостереження і догляду можливе подальше зволоження внаслідок дихання і поступовий розвиток самозігрівання. Без попереднього охолодження або підсушування таке зерно не можна закладати на зберігання насипом великої висоти.

У сирому зерні (вологість понад 17%) за температури понад 10... 14°С інтенсивність дихання за рахунок вільної води різко збіль­шується (вона в 20...30 разів енергійніша, ніж у сухого), виділяється багато тепла, відбуваються значні втрати сухої речовини зерна і ство­рюються сприятливі умови для розвитку мікроорганізмів і самозігрі­вання.

З підвищенням температури інтенсивність дихання зерна під час зберігання збільшується, проте лише до певного рівня. В зв'язку з руйнуванням речовин, які входять до складу клітин зерна, швидко зменшується інтенсивність дихання. Це руйнування відбувається вна­слідок теплової дії на вміст клітин зерна. Відомо, що ферменти, які знаходяться в клітинах, чутливі до температури. Кожний фермент має свій температурний оптимум, за якого його участь в реакціях найінтенсивніша. Чутливі до температурного впливу й білки, які є основою будь-якої живої матерії. При дуже високих температурах (понад 50°С) інтенсивність дихання зменшується, усі інші життєві функції припи­няються, клітини відмирають, і зерно, як живий організм, гине. Дія підвищених температур на інтенсивність дихання зерна і його життєві функції залежить також від часу, протягом якого воно піддавалось цим температурам. Із збільшенням строку обігрівання інтенсивність ди­хання зменшується тим швидше, чим більша вологість зерна. Своєчас­не охолодження вологого і сирого зерна є ефективним заходом, який забезлечує його схожість.

На характер і інтенсивність дихання під час зберігання певним чи­ном впливає доступ атмосферного повітря до зернової маси і склад повітря в міжзернових просторах. В умовах тривалого зберігання зе­рнових мас без ворушіння і продування в міжзернових просторах на­копичується вуглекислий газ і зменшується кількість кисню. Це яви­ще спостерігається в силосах елеваторів і в насипах сховищ за дуже великої концентрації вуглекислого газу.

    Концентрація вуглекислого газу і накопичення кисню в зерновій масі залежать також від ступеня герметичності сховища. Склади з цег­ляною, асфальтовою чи дерев'яною підлогою сприяють скупченню ву­глекислого газу в нижніх шарах насипу. Нестача кисню і наявність ву­глекислого газу гнітюче діє лише на зерно, яке має підвищену воло­гість. На життєздатність сухого зерна навіть велика концентрація вуг­лекислого газу і повна відсутність кисню суттєво не впливають. Це пояснюється тим, що інтенсивність дихання сухого зерна дуже мала і в його клітинах утворюється мало отруйного для них спирту. Потрібно також відзначити, що проникність плівок зерна для газів знаходиться в прямій залежності від вологості: чим менша вологість, тим менша га­зопроникність плівок. Таким чином, продовольче і фуражне зерно мо­жна зберігати з доступом повітря і без нього, але воно має бути сухим. Під час зберігання насіннєвого матеріалу, навіть із стандартною воло­гістю, треба забезпечувати приплив повітря в зернову масу.

Поряд з цим слід враховувати умови збирання і транспортування зерна. Несприятлива погода під час збирання різко зменшує стійкість зернової маси піл час зберігання. Так зерно, зволожене під час зби­рання чи транспортування, навіть після підсушування характеризу­ється підвищеним диханням.

Інтенсивність дихання залежить від культури.

На інтенсивність дихання зерна суттєво впливає мікрофлора. Складові зерна є для неї хорошим харчовим середовищем. Знання умов життєдіяльності окремих мікроорганізмів дозволяє зробити пра­вильні висновки стосовно обробки і зберігання зерна.

Відомо, що ріст і розвиток рослин, формування зерна відбуваються в умовах середовища, заселеного мікроорганізмами. Грунт особливо багатий різними представниками мікроорганізмів. Частина бактерій і грибів із різосфери поступово переходить на стебла, листки і зерна. Крім цього, накопичення мікрофлори зернової маси, її чисельного і видового складу відбуваються внаслідок неправильного поводження з зерновими масами під час перевезення і зберігання, а також в процесі збирання врожаю, коли створюються умови для активного розвитку мікроорганізмів. Так, тривале перебування скошених рослин у валках супроводжується розвитком мікроорганізмів на всій рослині, в тому числі й на зерні.

У нормальних здорових зерен вся мікрофлора розміщена на поверх­ні. Внутрішні частини зернівок, як правило, стерильні. Проте є дані про наявність внутрішньої паразитної і сапрофітної мікрофлори. В цьому випадку мікроорганізми проникають крізь пори оболонок в різні шари покривних тканин, алейроновий шар, зародок і навіть ендосперм.

Післязбиральне достигання. Комплекс процесів, який проходить в зерні чи насінні під час збе­рігання, поліпшуючи їх посівні чи технологічні якості, одержав назву післязбирального достигання, а час, протягом якого настас повна фізіологічна стиглість (найбільша схожість, сила росту, енергія проростання, найкращі технологічні якості), називається періодом післязби­рального достигання. В основі цього лежить ряд біохімічних проце­сів, які збільшують життєздатність насіння, його схожість, енергію проростання, в насінні олійних культур продовжується синтез жиру і збільшення виходу олії, поліпшується якість клейковини в пшенич­ному зерні тощо. Проте ще не повністю розкриті усі біохімічні про­цеси, що проходять в період післязбирального достигання.

Низька схожість насіння пояснюється декількома причинами: про­ростання затримується різними хімічними сполуками (оцтовим і му­рашиним альдегідами), що містяться в насінні після збирання; речо­вини потрібні для проростання насіння в цей час малодоступні заро­дку внаслідок недостатньої гідролітичної активності ферментів; пога­ною газо- і водопроникністю плівок насіння; особливим станом про­топлазми клітин зародка. За нормального ходу післязбирального до­стигання після завершення процесів синтезу активність ферментів і інтенсивність дихання зерна зменшується, воно стас фізіологічно сти­глим і вступає в стан спокою.

Післязбиральне достигання відбувається лише тоді, коли синтети­чні процеси в зерні переважають над гідролітичними. Таке явище можливе лише за низької вологості зерна. Для успішного завершення післязбирального достигання партія зерна повинна мати вологість зе­рна нижчу від критичної або в її межах.

Спрямованість цих процесів пояснюється зменшенням кількості водорозчинних речовин, поступовим зниженням активності фермен­тів, скороченням інтенсивності дихання, а також подальшим синте­зом хімічних речовин, що входять до складу зерна (синтез білків з амінокислот, синтез крохмалю з цукрів, утворення жиру з жирних ки­слот і гліцерину тощо). Збільшення схожості і енергії проростання при післязбиральному достиганні супроводжується зменшенням ак­тивності амілази, вмісту небілкового азоту.

Інакше все відбувається у свіжозібраному зерні з підвищеною во­логістю. Переважання процесів гідролізу стимулює не зменшення фі­зіологічної активності, а її подальше зростання. Насіння не тільки не поліпшує своїх посівних якостей, але може їх знизити. Післязбираль­ною достигання зерна в таких партіях не відбувається. їх потрібно або негайно висушити, або охолодити. Правильно проведене теплове сушіння не лише припиняє гідролітичні процеси, але й сприяє після­збиральному достиганню.

Другою важливою умовою процесу післязбирального достигання є температура. Зерно достигає тільки за позитивної температури і найін- тенсивнішс за 15...30 °С і більше. Тому в перший період зберігання зерна не потрібно його охолоджувати. Спостерігаючи за партіями та­кого зерна і піддаючи їх періодичному провітрюванню, можна добити­ся завершення процесів достигання протягом одного - двох місяців зберігання.

Процес післязбирального достигання можна прискорити, застосо­вуючи повітряно-сонячне сушіння. Післязбиральне достигання найінтенсивніше проходить за активного доступу повітря до зерна. Повітря при цьому виконує комплексну роль: підводить до зерна кисень і ви­тісняє тепло і воду, що виділяються під час дихання.

На хід післязбирального достигання суттєво впливає також склад навколишнього середовища. При зберіганні свіжозібраного хліба в середовищі різних газів найкоротший період достигання відбувається у зерні, яке зберігалося в середовищі кисню, довшим він буває в азо­ті. Нестача кисню і накопичення в зерновій масі вуглекислого газу гальмують дозрівання. До речі, подібне явище спостерігається при анаеробному диханні, коли не тільки не відбувається достигання, але й навіть зменшується початкова схожість.

Вважається, що за сприятливих погодних умов зберігання процес післязбирального достигання насіння основних злакових культур за­кінчується протягом півтора - двох місяців. Тому доцільно для сівби використовувати насіння жита минулих ро­ків, а не цьогорічного врожаю.

У зерновій масі з підвищеною вологістю процес післязбирального достигання не закінчиться. Він буде перерваний у перші ж дні збері­гання, а перевага гідролітичних процесів неминуче спричинить втрати маси зерна, погіршення його товарних і посівних якостей. Тому для зберігання партій вологого і сирого свіжозібраного зерна усі зу­силля повинні бути спрямовані на придушення його життєдіяльності, створюючи для цього умови, які обмежують ферментативні процеси в клітинах і тканинах мікроорганізмів, що знаходяться на поверхні зер­на. За усіма партіями свіжозібраного зерна повинен бути постійний контроль температури і його загального стану.

Проростання зерна. При різкому порушенні режиму обробки і зберігання зерна в насипу можуть проростати як окремі зерна, так і цілі шари зернової маси. Однак для проростання зерна необхідні певні умови — достатня вологість, тепло і доступ повітря.

Зерно починає проростати тільки при поглинанні крапельно- рідкої вологи та зволоженні до 40 % і вище. Якщо для індивідуального розвитку рослини (онтогенезу) проро­стання зерна — звичайний етап життєвого циклу, то для зберігання і промислової переробки цей процес небажаний, оскільки призво­дить до зниження його якості та псування. Проросле зерно має за­родковій корінець і брунечку, коричневе забарвлення зародка, збі­льшений об'єм, понижені сипкість та в'язкість водно-борошнистої суспензії, підвищений вміст розчинних у воді речовин.

Якість клейковини пророслого зерна м'якої пшениці змінюється більше, твердої — менше. Борошно з пророслого зерна солодке на смак, що знижує його хлібопекарські властивості. Найефективнішим заходом підвищення якості хліба з такого борошна на хлібозаводі є збіль­шення кислотності тіста на 1-2°, чого досягають застосуванням рідких дріжджів.

Розвиток зерна (насіння) починається з набубнявіння, тобто з тако­го фізичного процесу, за якого вода поглинається гідрофільними ко­лоїдами. головним чином білками і крохмалем; об'єм зерна при цьому збільшується. Ступінь набубнявіння, а також його інтенсивність зале­жать від хімічного складу зерна, просякання його плівок і інших умов. Встановлено, що насіння, багате білками, може поглинати води до 15 % своєї маси, багате вуглеводами - до 80 %, багате жирами - близько 40%. вологолюбніші — пшениця, ячмінь, жито, овес (50...80 %). Зерно може проростати за низьких позитивних тем­ператур. Наприклад, зерно ячменю проростає при 2...5 °С.

Отже, внаслідок проростання зерна під час зберігання відбувають­ся такі явища: втрата маси сухої речовини; виділення значної кількос­ті тепла, що може підвищити температуру зернової маси і посилити в ній усі процеси життєдіяльності; погіршення якості зерна. Щоб запо­бігти проростанню зерна, потрібно спостерігати за вологістю зернової маси в окремих її ділянках і шарах, перевіряти на вміст домішок, на­явність пророслих зерен, стежити за розвитком шкідників хлібних за­пасів, температурою.

У процесах, які відбуваються в зерні і зерновій масі після обмолоту, найактивнішу участь беруть мікроорганізми. По суті, у більшості пипадків неможливо відокремити життєдіяльність власне зерна від життєдіяльності мікроорганізмів, які заселяють його поверхню і на­віть проживають під плівками зерна. За певних умов післязбирально­го обробітку і зберігання інтенсивність розмноження і життєдіяльно­сті мікрофлори зерна настільки збільшується, шо може негативно вплинути на його посівні, харчові і кормові якості. Часто продукти обміну речовин, які виділяються мікроорганізмами, мають токсичні властивості.

Серед найважливіших факторів, які впливають на розвиток сапрофітних мікроорганізмів під час зберігання, є такі: середня вологість зернової маси і вологість її окремих компонентів (основного зе­рна. домішок і повітря міжзернових просторів), температура зернової маси, ступінь її аерації, цілість і стан покривних тканин зерна, його життєві функції, кількість і видовий склад домішок.

Для пригнічення життєдіяльності мікроорганізмів використовуються заходи впливу на них високими або зниженими температура­ми. Для зернової маси дія високих температур як засіб її стерилізації неприйнятний, оскільки це пов'язано з їх негативним впливом на якість зерна. В умовах звичайних режимів теплового сушіння поміт­ного стерилізуючого ефекту не спостерігається. Тому захист зерна під час зберігання від активного розвитку на ньому мікроорганізмів базується на використанні знижених температур.

Отже, з мікробіологічної точки зору зберігання зерна без доступу повітря забезпечує захист його від розвитку мікроорганізмів. Законо­мірність цього впливу така:

- обмеження досту пу повітря до зернової маси, зменшення в ній за­пасу кисню і накопичення вуглекислого газу пригнічує мікрофлору і зменшує її кількість;

- доступ повітря, що супроводжується зменшенням вологості зерно­вої маси або її охолодженням, також пригнічує розвиток мікрооргані­змів;

- провітрювання, переміщення або продування вологої зернової ма­си повітрям, що не супроводжується зменшенням її вологості або до­статньо ефективним зниженням температури, сприяє розвитку мікро­організмів, і в першу чергу плісеневих грибів.

Життєдіяльність комах і кліщів. Життєдіяльність комах і кліщів в зернових продуктах і зерносхо­вищах, тобто їх живлення, дихання і розмноження, залежить від стану навколишнього середовища, а саме вологості і температури повітря в сховищах, світла, температури зернових продуктів і складу повітря в них, наявності продуктів живлення, їх хімічного складу і, особливо, вмісту води в них.

Комахи здатні сприймати і розрізняти різні впливи навколишнього середовища, відповідаючи на них корисними для себе реакціями. Прикладом таких реакцій може бути переміщення комах до таких по­дразників, як продукти живлення, тепло, світло, різні хімічні речови­ни тощо. Це явище одержало назву таксис (термотаксис, світлотаксис, хімтаксис тощо). Він може бути позитивним і негативним залеж­но від умов навколишнього середовища і стану організму комах. На­приклад, джерело тепла принаджує комаху до тих пір, поки темпера­тура сприятлива для даного організму (позитивний термотаксис); як­що температура буде вища від потрібної, комахи віддаляться від цьо­го джерела тепла (негативний термотаксис) до зони, яка має оптима­льну температуру.

    Тривалість виживання комах і кліщів без живлення цих шкід­ників і у достатньо сухому повітрі і за оптимальної температури усі види швидко гинуть. Інтенсив­ний обмін речовин в організмі веде до швидкого витрачання запасних речовин, а нестача вологи в повітрі прискорює процес зневоднювання організму. Підвищена вологість повітря і нижча за оптимальну тем­пература сприяють комахам і кліщам довше існувати без живлення.

На життєдіяльність комах і кліщів суттєвий вплив має вологість зернових продуктів. У тілі комах міститься від 48 до 67 % води, дещо більше її в личинках і гусеницях (63...70 %), і ще більше в тілі кліщів. Тому, тільки за вмісту в зернових продуктах певного мінімуму води комахи і кліщі мають можливість існувати і розмножуватись. Попов­нення запасів води в їх організмі необхідне, бо відбувається втрата її в процесі обміну речовин (дихання, видалення разом з екскрементами тощо). При нестачі води в навколишньому середовищі комахам і клі­щам властивий позитивний гідротаксис. У сховищах вони розміщу­ються в найпріших і непровітрюваних місцях, а в зернових продуктах переміщуються у зволожені ділянки їх насипу.

Отже, якщо врахувати, що більшість зернових мас і зернових про­дуктів мають вологість не меншу 13... 14 %, а інколи і більшу, то мо­жна вважати вологість фактором, який лише до певної міри обмежує розвиток частини видів комах і кліщів.

Важливою умовою, яка визначає інте­нсивність газообміну у комах і кліщів, є температура. Газообмін дося­гає максимуму в умовах оптимальних температур і сприятливої волого­сті. Для знищення їх часто застосо­вують отруйні речовини у вигляді парів і газів. Успіх такої дезинсекції залежить також від стану шкідників. Якщо вони рухомі, інгенсивно ди­хають і живляться, то загибель їх настає при менших концентраціях фуміганта і в коротші строки, тому газова дезинсекція зерносховищ найефективніша за температур, які дозволяють комахам продовжувати життєдіяльність.

Гнітюча дія вуглекислого газу на комах і кліщів і нестача кисню в зерновій масі використовується в практиці зберігання. На цьому базу­ється режим зберігання зернових мас без доступу повітря. Припинення доступу повітря в зернову масу або вве­дення в неї парів і газів отруйних речовин певної концентрації спри­чиняє загибель комах і кліщів.

Нерівномірність розміщеня комах і кліщів у зерновій масі в зв'язку з різними умовами аерації, а також явищем термотаксису примушує ретельно перевіряти її на зараженість у кожній секції і різних шарах.

У більшості комах і кліщів проявляється негативний фототаксис, тобто вони намагаються втекти від світла. У зерновій масі, борошні, крупі шкідники розміщуються у внутрішніх неосвітлених шарах. У сховищах вони знаходяться в затінених місцях: в щілинах, під підлогою, між мішками тощо. Літаючі форми комах переміщуються вночі. Тобто обмежений доступ світла в зернові продукти і сховища сприяє розвитку шкідників.

У деяких випадках комахи і кліщі проявляють позитивний фотота­ксис. Наприклад, жуки великого борошнистою хрущака вилітають на яскраве електричне світло і тому можуть бути на основі цього вилов­лені в приміщенні. Позитивно реагують на світло й кліщі, якщо воно є джерелом тепла.

Самозігрівання зернових мас. Суть явища самозігрівання. Під самозігріванням розуміють під­вищення температури зернової маси внаслідок фізіологічних проце­сів, що відбуваються в ній, і поганої її теплопровідності. Фізіологіч­ною основою самозігрівання є дихання усіх живих компонентів зер­нової маси, що є причиною накопичення тепла. Фізичною основою самозігрівання є погана теплопровідність зернової маси, що дає мож­ливість накопичуватись теплу в певних ділянках зернової маси. Крім цього, суттєве значення в утворенні початкового осередку самозігрі­вання в зерновій масі мають й такі її фізичні властивості, як термово­логопровідність і здатність до самосортування.

Розрізняють вологе самозіїрівання, яке відбувається в зерновій масі за вологості зерна понад 17%, і сухе, що викликається комірними шкідни­ками.

Вологе самозігрівання призводить до швидкого підвищення темпе­ратури (50...60°С), інколи - до 70...75°С. Змінюється колір зерна, час­тково й ендосперму, зменшується схожість, значно погіршуютея бо­рошномельні, круп'яні і хлібопекарські якості зерна. Погана тепло­провідність зерна сприяє утворенню небезпечного теплового опіку, який не завжди можна зразу відшукати навіть за регулярного контро­лю температури. Утворений осередок самозігрівання не залишається локалізованим. Тепло передається в сусідні ділянки насипу, що, в свою чергу, сприяє в них активізації фізіологічних процесів і теплонакопнченню. В подальшому вся зернова маса може знаходитись в стані самозігрівання.

При сухому самозігріванні, яке можливе також й у зерна, вологіс­тю менше 14 %, температура змінюється значно повільніше і не пе­ревищує 40°С. В подальшому від продовження самозігрівання верхній шар насипу може бути пошкоджений так само, як і при вологому. Процес самозігрівання можна умовно поділити на три стадії.

Перша стадія - це посилене дихання зерна. Вона характеризується порівняно повільним наростанням температури до 24...30°С. При цьому чітко помітних змін в стані зерна не спостерігається. В середині насипу зерно залишається сухим на дотик, сипкість змінюється дуже мало. Колір зерна майже не змінюється, спостерігається лише потем­ніння недостиглих зерен у вівса і зародка у куркурудзи. В партіях во­логого зерна з'являється комірний запах, сирого - чіткий запах плісня­ви, на зародках з'являється пліснява, зменшується польова схожість.

Друга стадія характеризується підвишенням температури до 34...38°С, при цьому зерно помітно відпотіває, сипкість його змен­шується (особливо у вівса і ячменю), з'являються продукти бродіння, які мають легкий запах солоду і печеного хліба. За цієї температури мікроорганізми (особливо плісеневі гриби) бурхливо розвиваються спочатку на пошкоджених і хворих зернах, а потім й на здорових, в першу чергу пошкоджуючи зародок. У цій стадії самозігрівання плів­ки вівса і ячменю темніють, трохи темніють і вологі зерна пшениці й жита, значно зменшується схожість насіння. При температурі 34°С втрати в масі істотні, якість зерна погіршується.

У третій стадії температура підвищується до 50°С і більше, зерно набуває сильного затхлого і гнильного запаху, сипкість зерна усіх культур різко зменшується. Плівки і ячменю ніби підсмажені і червоніють, самозігрівання завершується обвуглюванням зерна.

Види самозігрівання. В процесі зберігання зернової маси в скла­дах і елеваторах спостерігаються певні закономірності виникнення і розвитку самозігрівання. На основі цього усі випадки самозігрівання зернових мас можна поділити на шість видів: гніздове, шарове, вер­хове, низове, вертикально-шарове і суцільне.

Гніздове самозігрівання у практиці зберігання трапляється найчас­тіше. Воно може виникнути в будь-якій зерновій масі. Передумовою для його розвитку може бути зволоження якоїсь ділянки зернової маси внаслідок протікання покрівлі або недостатньої гідроізоляції стін схо­вища; засипки в одне сховище зерна з різною вологістю, внаслідок чого створюються гнізда з підвищеною вологістю; утворення в зерновій масі місць з підвищеним вмістом домішок і пилу (одночасно й мікрооргані­змів); скупчення комах і кліщів у будь-якій ділянці насипу. Таке гніздо самозігрівання, звичайно, виникає тільки з порушення основних правил розміщення і догляду за зерном. Воно найчастіше трапляється за тимча­сового зберігання в бунтах і в сховищах сільськогосподарського типу.

Шарове самозігрівання може виникнути у зерновій масі, що зберіга­ється як в складах і елеваторах, так і в бунтах. Воно одержало свою назву тому, що зігрівання виникає в насипу зерна у вигляді шару. Причиною шарового самозіїрівання є термовологопровідність, тобто переміщення води в зерновій масі в напрямку потоку тепла. Шар само­зігрівання ніколи не виникає в центральних ділянках насипу. Він про­являється тільки у верхньому, нижньому або боковому шарах насипу, які найбільше піддаються перепаду температури під дією зовнішнього повітря, стін і підлоги сховища. Зміна температури в цих ділянках зер­нової маси часто супроводжується утворенням конденсаційної води - важливої умови для активного розвитку мікроорганізмів і, перш за все плісеневих грибів. Вологість зігрітого шару на початку самозігрівання буває більшою на 1 ...2 %. а інколи й більше.

Верхове самозігрівання найчастіше проявляється восени і навесні і характеризується появою зігрітого горизонтального шару на глибині 70...150 см від поверхні зернової маси. За незначної висоти насипу (1... 1,5 м) в складах зігрітий шар утворюється всього на глибині 15...25 см від поверхні. Восени верховому самозігріванню особливо піддаються партії свіжозібраного зерна, якшо вони не були достатньо охолоджені. При цьому внаслідок фізіологічних процесів повітря міжзернових просторів нагрівається і зволожується.

Піднімаючись у верхні ділянки насипу, це тепле і вологе повітря стикається з дещо холоднішим верхнім шаром зерна, внаслідок чого відбувається конденсація водяних парів. Температура зволоженого шару, особливо його нижньої частини, ще сприятлива для розвитку мікроорганізмів і збільшення життєдіяльності самого зерна. За різкого перепаду температур весною верхове самозігрівання може проявляти­ся в достатньо сухих зернових масах і в тих, що довго зберігалися.

Низове самозігрівання розвивається горизонтальним шаром у ни­жній частині зернової маси (20...50 см від підлоги), яка зберігається в складі, силосі чи бунті. Це найнебезпечніший вид шарового самозіг­рівання, тому що тепло, яке утворилось в нижній частині насипу, лег­ко переміщується у вищі шари й уся зернова маса за короткий час піддається самозігріванню. Воно характерне для сирого і вологого зе­рна в осінній період зберігання. Велика вологість зерна викликає його посилене дихання, особливо в нижніх шарах, що недоступні охоло­джувальній дії повітря. Самозігрівання нижніх шарів зерна може ви­никнути також у випадку засипки теплого зерна на холодну підлогу, за доступу повітря в охолоджене зерно крізь підлогу складів. В бун­тах таке самозігрівання звичайно є результатом недогляду під час улаштування бунта, коли зерно засипають на сирий грунт або недо­статньо гідроізольований від грунту майданчик. Розвиток низового самозігрівання дуже часто супроводжується масовим проростанням зерна в нижньому шарі насипу.

Вертикально-шарове самозігрівання, як правило, проявляється в охолодженому зерні під стінами снлосів елеватора і складів, що на­гріваються сонячними променями або теплим повітрям. Таке самозіг­рівання може виникнути в тому випадку, коли в зерносховище заси­пане тепле зерно, а цегляні чи бетонні стіни швидко охолоджують йо­го.

Біля холодних стін часто спостерігається не лише зволоження і зі­грівання. але й проростання зерна. Це викликається наявністю крап­линнорідкої води, що утворилася під час конденсації водяних парів вологого теплого повітря, що охололо від стін. Вологе сміття і пил, насіння багатьох бур'янів являють собою сприятливе середовище для розвитку мікроорганізмів і початку процесу самозігрівання.

Суцільне самозігрівання - вид самозігрівання, за якого уся зернова маса, за винятком чітко обмежених периферійних ділянок, знаходить­ся в стані самозігрівання. Воно може проявитися зразу в зернових ма­сах з великою вологістю і значною кількістю різних домішок, в тому числі частин рослин і недозрілих зерен. Навіть короткочасне збері­гання теплого зерна в осінній період може спричинити бурхливий розвиток процесу самозігрівання усієї маси насипу.

Стан зерносховищ і їх конструкція. Ненормативні гідроізоляція зерносховищ, теплопровідність їх конструктивних елементів, цирку­ляція повітря і деякі інші особливості їх будови також сприяють ви­никненню самозігрівання. Чим більше гідроізольоване сховище і ме­нше теплопровідні його стіни, підлога і покрівля, чим краще буде ре­гулюватись доступ повітря до зернової маси, тим менше буде причин для самозігрівання.

Залежно від стадії самозігрівання будуть різні втрати в масі. Проте якими б не були розміри втрат, вони не є виправданими. Самозігріван­ня зернових мас повинне бути ліквідоване з самого початку, але краще його не допустити. Основними і найефективнішими заходами, які за­побігають розвитку самозігрівання, є належний технічний і санітарний стан зерносховищ, дотримання правил розміщення зерна, використан­ня усіх технічних можливостей підприємств для очищення зерна від домішок, сушіння вологого і сирого зерна до критичної вологості, ви­користання активного вентилювання для охолодження зерна, захист зернових мас під час зберігання від різких перепадів температури, тоб­то запобігання виникненню чітко вираженої термовододифузії.[2]

---

Дата добавления: 2018-06-01; просмотров: 457; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!