Определение содержания влаги во время хранения зерна

12 Апреля, 2024

Содержание влаги - основополагающий показатель для высокой сохранности зерна. Даже незначительное превышение этого показателя приводит к неизбежной порче зерновой массы. Поэтому крайне важно точно и своевременно определять содержание влаги при хранении зерна.

Закупщики зерна широко используют этот параметр для занижения качества и снижения закупочной цены. В условиях сокращения экспорта российского зерна в 1916 - 1917 годах и, как следствие, падения закупочных цен для производителей зерна, особенно важно точно и своевременно научиться изучать влагосодержание как один из основных показателей качества зерновой массы.

Систематическое определение влажности зерна является необходимым условием правильной организации его послеуборочной обработки и хранения. Влажность определяют во всех поступающих партиях зерна. На основании анализа устанавливают необходимость и режимы сушки зерна. В процессе сушки влажность зерна определяют через каждые 2 часа, а при корректировке режима обработки - через 1 час. На основании данных об изменении влажности зерна в процессе сушки рассчитывают производительность сушилок.

Влажность зерна - важнейший и надежный фактор регулирования жизнедеятельности зерновой массы, применяемый в практике обработки зерна. Влага в зерне является средой, в которой протекают все жизненно важные процессы. Дыхание очень сухого зерна незначительно и не всегда регистрируется приборами.

Повышение влажности активизирует ферментные системы и усиливает метаболизм. Однако интенсивность дыхания зерна возрастает не по прямой, а по кривой с критической зоной. Первые порции влаги, поглощенные сухим зерном, увеличивают дыхание незначительно. Когда зерно достигает определенного уровня влажности (для большинства зерновых культур он составляет около 15 %), интенсивность дыхания резко возрастает. Влажность, при которой это происходит, называется критической. Дальнейшее увлажнение зерна приводит к усилению дыхания с постоянно возрастающей скоростью.

Понятие критической влажности является основополагающим в теории и практике хранения зерновой массы. Критическая влажность характеризует глубокое качественное изменение состояния влаги в зерне. В докритическом диапазоне влажности, до 14 % (у основных зерновых культур), вся вода в зерне настолько прочно удерживается коллоидными веществами и активными центрами поверхности микрокапилляров, что теряет свойства растворителя и не может обеспечить благоприятные условия для ферментативного гидролиза органических веществ, т. е. дыхания. Вся влага в таком зерне находится в связанном состоянии, и оно характеризуется как сухое зерно. Зерно основных зерновых культур считается сухим, если его влажность не превышает 14 %, льна - 11 %, подсолнечника - 7 %.

Не менее важным для объяснения особой роли критической влажности зерна является тот факт, что на сухом зерне не могут развиваться микроорганизмы, которые являются основным фактором его порчи при хранении.

Таким образом, критическая влажность соответствует такому уровню влажности зерна, при котором в нем появляется свободная вода, резко возрастает интенсивность дыхания и становится возможной порча микроорганизмами. Поэтому, чтобы защитить зерно от быстрой порчи, обеспечить его надежную длительную сохранность, необходимо обеспечить его сушку в кратчайшие сроки после уборки до влажности ниже критической, то есть до сухого состояния.

Критическая влажность варьируется для зерен различных культур. Как и в случае с равновесной влажностью, она в значительной степени зависит от химического состава зерна. Чем выше содержание жира, который не способен удерживать влагу, тем ниже критическая влажность зерна, а чем выше содержание белка и крахмала, тем выше значение критической влажности.

Критическая влажность зерна пшеницы, ржи, ячменя находится в пределах 14,5... 15,5 %, в высокомасличном подсолнечнике - 7...8 %. 15,5 %, в высокомасличном подсолнечнике - 7...8 %. В горохе - 15... 16 %. Если не учитывать содержание жира и рассчитывать только на гидрофильную часть зерна или семян, то критическая влажность почти во всех случаях будет близка к 15 %. Такое же единство прослеживается при сравнении критической и равновесной влажности.

Оказалось, что для большинства культур критическая влажность соответствует равновесной влажности зерна, которая устанавливается при 75% относительной влажности воздуха. Поэтому хранение или активное вентилирование зерновых масс воздухом с относительной влажностью ниже 75 % способствует повышению стойкости материала. В таких случаях надежнее брать за точку отсчета влажность воздуха 65...70 %. Это связано с тем, что в атмосфере такого воздуха зерно и семена становятся сухими, т.е. не имеют свободной влаги. При влажности окружающего воздуха выше 70 % возможно увлажнение сухой зерновой массы и ухудшение ее сохранности. Таким образом, сравнивая фактический уровень влажности зерна с критической влажностью для данной культуры, можно установить пригодность каждой конкретной партии для хранения или необходимость ее сушки и охлаждения.

Влагу удаляют путем высушивания суспензии размолотого зерна в электросушильных шкафах при температуре 130 °С в течение 40 мин (по ГОСТ 13586.5-85 - в течение 60 мин) и последующего охлаждения в высушенном дезсредстве. По разнице в массе образцов зерна до и после сушки рассчитывают его влагосодержание.

От пробы зерна, выделенной для определения влажности и помещенной в банку с крышкой или в бутылку, отделяют 20 г зерна и размалывают его на лабораторной мельнице в течение 30...60 с. Крупность помола должна обеспечивать прохождение полученной муки через проволочное сито с ячейками Ø 0,8 мм не менее 50 %, а остаток на сети Ø 1 мм - не более 5 %. 60 с. Крупность помола должна обеспечивать прохождение полученной муки через сито с ячейкой Ø 0,8 мм не менее 50 % и остаток на сетке с ячейкой Ø 1 мм - не более 5 %. Размолотое зерно помещают в банку с притертой крышкой и тщательно перемешивают. Затем берут две порции размолотого зерна в предварительно взвешенные букеты и отмеряют ровно по 5 г каждый. Открытые бюксы с размолотым зерном (крышка используется как поднос) помещают в предварительно нагретую сушильную камеру температура вновь поднимается до 130 °С, фиксируют начало сушки. Через 60 мин бюксы с навесками вынимают из шкафа щипцами, закрывают крышками и переносят в сушильный шкаф на 15...20 мин до полного охлаждения. Затем бюксы взвешивают и по разности масс до и после сушки определяют влажность зерна. Все взвешивания проводят с точностью до 0,01 г. Если в пробе было ровно 5 г, то влажность в процентах получают умножением массы испарившейся влаги на 20. Например, в процессе сушки испарилось воды в первом бюксе 0,42 г, во втором 0,40 г. В этом случае влажность образцов зерна составит 0,42*20=8,40% и 0,40*20=8,00%, средняя влажность анализируемого зерна составит 8,2%.

Если влажность зерна превышает 18%, его трудно размолоть, время размола увеличивается, а потери влаги при испарении возрастают. В таких случаях влажность зерна определяют методом с предварительной сушкой. Для этого 20 г испытуемого зерна взвешивают, помещают в неглубокую чашку Ø 8...10 см или сетчатый бакс и высушивают в сушильном шкафу при температуре 105 °С в течение 5...10 мин, затем охлаждают в открытой чашке и взвешивают. Полученное зерно размалывают, отбирают из него две пробы по 5 г каждая и сушат, как описано выше (при 130 °С, 40 мин). Влажность зерна (%) определяют по формуле В=(100 - М*М1) + К , где М - масса 20-граммового образца после сушки, г; М1 - масса 5-граммового образца размолотого зерна после сушки, г; К - поправочный коэффициент: для пшеницы, ржи, ячменя - 0,24 %; для овса - 0,35; для гороха - 0,45 %.

Пример. Если масса немолотого зерна после сушки образца пшеницы массой 20 г составила 17,82 г, а масса размолотого зерна после окончательной сушки образца массой 5 г составила 4,35 г, то процент влаги будет равен по формуле: (100 - 17,82*4,35) + 0,2=(100 - 77,52) + 0,2=22,68=22,7%.

Отклонение двух параллельных определений содержания влаги не должно превышать 0,5%. Влажность на электрических влагомерах должна определяться в соответствии с инструкцией, прилагаемой к прибору.

В настоящее время появилось новое поколение точных портативных цифровых влагомеров для зерна, семян трав, муки, использующих принцип высокой частоты, сжатия образца, автоматической температурной компенсации для получения достоверных результатов в широком диапазоне содержания влаги. Например. Fermpoint - удобный портативный электронный прибор, показания содержания влаги в котором отображаются в процентах на электронном дисплее. Прибор имеет 20 шкал для измерения влажности различных видов зерна, семян, муки, например: овес, пшеница, ячмень, рожь, клевер, сорго, кукуруза, рапс, горох, подсолнечник, соя, гречиха, рис, тимофеевка, луговая трава, пшеничная мука, ежа, овсяница луговая, овсяница красная, техническая шкала. Влагомер используется для экспресс-анализа влажности зерна в лабораторных и полевых условиях, при уборке, хранении и переработке зерна, при послеуборочной обработке и сушке зерна, на токах, при размещении зерна в хранилищах; при увлажнении зерна перед помолом.

Доступны следующие сервисные функции:

• вывод названий культур на 2-строчный русскоязычный дисплей;
• отображение показаний влажности образца с точностью до десятых долей;
• автоматическая температурная компенсация;
• индивидуальная настройка заводской калибровки всех весов пользователем;
• Прибор может быть откалиброван для других культур и продуктов питания;
• Сжатие образца в измерительном цилиндре;
• автоматический расчет показаний средней влажности;
• автоматическое отключение источника питания;
• подсветка дисплея.

Главная особенность прибора - его универсальность, возможность работать со многими видами зерна, травяного силоса и сенажа без предварительного измельчения. Показания влажности отображаются на электронном дисплее в процентах. Прибор имеет 19 шкал для измерения влажности различных видов зерна, семян, муки, например: овес, пшеница, ячмень, рожь, клевер, сорго, кукуруза, рапс, горох, подсолнечник, соя, гречиха, рис, тимофеевка, луговая трава, пшеничная мука, овсяница луговая, овсяница красная, технические весы. Прибор может быть откалиброван для других культур и пищевого сырья. Прибор позволяет определять содержание влаги в макаронных изделиях. Влагомер Fermpoint используется для экспресс-анализа влажности зерна в полевых условиях на токах; при послеуборочной обработке и сушке зерна; при хранении зерна; при увлажнении зерна перед помолом.