Влажность зерна

Влажность зерна ─ основополагающий показатель качества, который влияет на сохранность зерна на складах. Он исправно определяется на этапе закладки и в период хранения зерновой продукции. Необходимо выполнять эту операцию регулярно и точно, чтобы предотвратить повышение влажности зерна, а соответственно и его порчу.

Показатель влажности – это надёжный инструмент для регулировки жизнедеятельности зерновой массы. Сухое зерно практически не дышит, а с увеличением влажности в нём активизируется обмен веществ. При достижении культурой влажности 15%-16% (для большинства видов) интенсивность её дыхания резко возрастает.

Согласно ГОСТ влажность зерна при хранении принимается 13,5 -15%, так как при таком диапазоне количества воды в культуре маловероятна её порча. Систематическое измерение этого показателя всех поступивших на элеватор партий зерна ─ залог его высшего качества. Основываясь на результатах анализа, устанавливается оптимальный режим его сушки. На протяжении процесса сушки количество влаги в зерне определяют через каждые 2 часа.

Каким образом вода связывается с зерном?

ГОСТ 27186-86 гласит, что влажность зерна ─ это вода, соединённая физико-химическими и механическими связями с тканями зерна, которая удаляется в стандартных условиях её определения.

Вода в составе молекул белков, жиров, углеводов в строго определённых количествах называется химически связанной.

Физико-химическая связь воды с зерном ─ это адсорбционная связь, осмотическая и структурная влага. Вода, связанная таким образом, выделяется путём интенсивного высушивания.

Механически связанная (свободная) вода. Она собирается в микрокапиллярах зерна и легко испаряется при высушивании. Гигроскопическую воду несложно удалить из толщи зерновой массы, так как она удаляется из зерна во время его интенсивной сушки.

Капельножидкая влага не должна присутствовать в зерне на протяжении всего времени его хранения. Конечно, это напрямую зависит от правильной организации мест хранения: необходимо исключить резкие температурные перепады и попадание влаги в хранилище через трещины в стенах или крыше. Такие моменты считаются нарушением условий хранения.

А вот влажность зерна ─ это количество гигроскопической воды, выраженное в процентах к массе зерна вместе с примесями.

После сбора на полях урожай отправляется на линии переработки заводов, элеваторов и т. Там и проводится предварительная очистка и сушка зерновых, после чего продукция поступает переработку и хранение. Исходная влажность зёрен достигает 35% -40%. Зерно с высокой влажностью очень подвержено образованию плесени, самосогреванию, слёживанию, гниению. Для предотвращения этих процессов и продления срока годности зерновой культуры необходимо её очистить и высушить.

При сушке влажность зерна важно снизить до 14%-15%. Для этого в аграрном бизнесе используется КЗС ─ высокопроизводительное специальное оборудование для очистки и сушки зерна.

Качественное зерно, соответствующее требованиям рынка, можно получить после его сушки и при соблюдении всех условий хранения.

После окончания сбора зерновых культур перед владельцем бизнеса стоит вопрос, как с минимальными потерями и «усушкой» довести урожай до кондиционной влажности? Есть второй вариант: продать влажный продукт с учётом скидки, связанной с будущими затратами на его очистку и сушку.

Роль влажности зерна в технологическом процессе

От чего же зависит количество влаги в зерне? На влажность свежеубранного урожая влияет его зрелость, погода во время сбора (сухо или дождливо), свойство зерна поглощать или отдавать влагу (гигроскопичность). Влажность зерна пшеницы составляет 70-75% на ранних фазах созревания. Когда она созревает до полной спелости, количество воды в зёрнах уменьшается до 16-20%.

Процесс помола зерна в муку или крупу зависит от содержания влаги в исходном продукте. Качество готовой продукции и затраты энергии на переработку зерна являются оптимальными при влажности зерна 15,5-16%. При повышенной влажности обрабатываемого продукта производительность мукомольных предприятий уменьшается с увеличением расхода энергии. А если зерно чересчур сырое, оно попросту сплющивается и не превращается в муку.

Рассмотрим обратную картину. В пересушенном зерне оболочка лишена эластичности, поэтому сильно измельчается и вместе с частицами эндосперма и попадает в готовый продукт. Таким образом может увеличиться зольность муки.

Хранение зерна в зависимости от его влажности

Количество влаги в зерновой массе определяет возможность его хранения. При повышенной влажности микроорганизмы активно развиваются в зерне с выделением большого количества тепла. А низкая теплопроводность зерновой массы не позволяет ему выйти из толщи зерна. Вследствие этих процессов температура зерновой смеси повышается до 60-70°С. Процесс самосогревания приводит к порче всей массы зерна: она теряет свои свойства и превращается в чёрный монолит.

Влажность зерна определяется во время размещения, транспортирования и хранения зерна. Зерно с разным количеством влаги размещают отдельно. Зерно с влажностью более 22% размещают с шагом 6%, а рис ─ с шагом 3%. Не желательно смешивать разные партии зерна, потому что оно имеет разную физиологическую активность.

В сухом зерне влага неподвижна и прочно связана с гидрофильными коллоидами, поэтому она не может участвовать в жизнедеятельности. Такое зерно отлично сохраняется, так как микроорганизмы в нём не развиваются. В силосах оно может храниться насыпью высотой до 25 метров и более. Температура хранения зерна, также как и влажность регулярно измеряется.

Критическая влажность зерна

В зерне средней сухости находится небольшое количество свободной воды, в которой могут развиваться микроорганизмы.

Критическая влажность зерна ─ это уровень влажности зерновой смеси, при которой появляется свободная вода и резко возрастает возможность активного развития микроорганизмов. Процентное значение влажности, при котором появляется свободная вода, зависит от вида зерновой культуры и его химического состава.

Высокое содержание влаги в зерне приводит к потере его ценных качеств, поэтому влажную и сырую зерновую смесь сушат до влажности на 1-2% ниже критической.

Определить влажность зерна на производстве можно прямым (метод дистилляции) и косвенным (воздушнотепловым, электрическим и химическим) методом.

Критическая влажность зерна ─ это основное понятие в теории его хранения, которое характеризует количество влаги в зерне. У основных зерновых культур докритическая влажность составляет до 14 %, когда вода внутри зёрен прочно связана коллоидными веществами и микрокапиллярами и не работает как растворитель.

Критическая влажность это ─ появление свободной воды в зерне и резкое усиление интенсивности его дыхания. Если полученные результаты измерения больше критической влажности, есть вероятность быстрого развития микроорганизмов в зерновой массе. В таком случае, для обеспечения длительной сохранности, необходимо просушить зерно после сбора урожая до сухого состояния.

Критическая влажность разных культур

Разные культуры отличаются своей критической влажностью, которая зависит от их химического состава. Если в культуре содержится большое количество жиров, которые не способны удерживать влагу, тогда уровень её критической влажности гораздо ниже. Например, у высокомасличного подсолнечника 7-7,5 %. А в случае преобладания в составе зерна белка и крахмала, величина критической влажности выше. К примеру, критическая влажность зерна пшеницы ─ 14-15%.

Если провести расчёт гидрофильной части зерна без учёта содержания жира, отмечено, что критическая влажность почти для всех культур близка к 15 %.

Любопытно, что невысокая влажность в цельном зерне делает его более хрупким, а соответственно оно быстро разрушается при транспортировке и ударах о стенки оборудования. Таким образом, для производства муки зерно подсушивается больше: его оболочки обезвоживаются и быстро измельчаются в дробилках.

Методы определения влажности

Существуют прямые и косвенные методы определения влажности зерновых культур. Когда зерно поступает на хлебоприёмные пункты после сбора урожая, важно направить каждую партию на своё место: на просушку в зерносушильный агрегат, на склад активного вентилирования, на хранение в элеватор. Для ускорения процесса приёмки урожая и проведения анализа за 5 минут используется экспресс-метод.

Влажность зерна при и хранении определяется этим методом при поступлении на элеватор. Прибор замеряет электропроводность зерна, на которую влияет наличие воды в зерне. Сухое зерно не проводит электричество (диэлектрик), в то время как во влажном состоянии оно становится полупроводником.

Влажность зерна измеряется прибором ЦВЗ-3. В приборе зерно находится в пространстве между электродами, через которое проходит электрический ток. Влагомер автоматически переводит полученное значение электропроводности зерна в значение влажности. Оно отображается на цифровом экране в процентах. Вид зерновой культуры, химический состав и физические свойства зёрен, количество примесей влияет на её электропроводность. Согласно этим данным выполнены таблицы, из которых выбирают необходимый код и режим для работы рибора. Процесс измерения длится 4-6 мин. Высокая скорость проведения исследования ─ преимущество этого метода. Отметим, что точность экспресс-метода значительно меньше, чем стандартного метода определения влажности зерновой партии.

Стандартный метод измерения влажности

При приёме урожая передаются точные данные о влажности зерновой смеси, полученные с использованием стандартного метода. Его суть ─ обезвоживание навески измельчённого продукта. Процесс осуществляется в воздушно-тепловом шкафу при заданной температуре и длительности сушки. Затем рассчитываются потери массы навески размолотого зерна.

Хлебоперерабатывающие предприятия пользуются данным прямым методом для определения влажности в зерне различного назначения

Цифровые приборы для измерения влажности зерна

Влажность зерна измеряется с использованием точных цифровых влагомеров зерна. Эти приборы измеряют количество воды в семени, траве или муке. На переносном электронном приборе значение содержания влаги можно снять в процентах с электронного дисплея. В приборе работают более 15 шкал, которые предназначены для измерения влажности зерна, семян и муки. Если необходимо определить влажность овса, клевера и т.д., нужно только выбрать культуру на шкале прибора. Такой влагомер является мультифункциональным прибором и подойдёт для экспрессного анализа влажности зерновых культур в лабораториях и в полевых условиях.

Отметим основные функции цифрового влагомера:

• названия культур на русскоязычном дисплее;
• значения влажности зерна с точностью до десятых;
• возможность настройки шкал пользователем;
• настройка прибора для новых культур и пищевого сырья;
• подсветка дисплея и отключение электропитания.

Преимуществом цифрового прибора является универсальность его использования.