Что такое самосогревание крупы

Самосогревание зерна

Чем опасно повышение температуры зерна, как его выявить и как избежать? В этой статье расскажем о видах самосогревания зерна и способах борьбы с ним.

Из-за низкой теплопроводности зерна тепло выделяется интенсивно, а отдача в окружающую среду происходит медленно. В итоге зерно начинает нагреваться. В процессе дыхания в массе уменьшается сухое вещество, внутри зерна и в межзерновом пространстве увеличивается влажность. В помещении, где находится зерно, становится больше углекислого газа. Всё это способствует ещё большему увеличению температуры.

Повышение температуры ускоряет и усиливает все физиологические процессы, и самосогревание происходит с нарастающим темпом. За два-четыре дня культура может нагреться до 60-80 °С. Этот процесс не может закончиться сам по себе, и, если не принимать никаких мер, продукция лишится продовольственных, посевных и других ключевых свойств.

В масличных культурах горение ещё опаснее, оно может вызвать гидролиз масел, который быстро разогревает семена до 200-300 °С и может привести к взрыву. Особенно часто такое происходит в шахтных зерносушилках. Дыхание подсолнечника намного интенсивнее, чем у других культур.

Стадии самосогревания зерна

Первая стадия: температура поднимается до 30 °С. Зерно обесцвечивается и приобретает сладкий привкус. Его ещё можно употреблять в пищу, поэтому продукт смешивают с остальной, нормальной массой.

Вторая стадия: температура поднимается до 40-50 °С. Одновременно с этим в составе зерен увеличивается количество аммиака, повышается кислотность, при этом клейковины становится меньше. Зерно становится тёмным, практически чёрным, иногда появляется плесень. Оно уже не подходит для употребления в пищу.

Виды самосогревания зерна

Выделяют гнездовое, послойное и сплошное самосогревание зерна.

Причинами гнездового самосогревания могут быть:

Послойное самосогревание бывает вертикально-пластовым, низовым и верховым. Оно происходит в вертикальном или горизонтальном слое.

В случае сплошного самосогревания тепло начинает выделять вся масса зерна, исключая край насыпи. Оно может произойти в массе с большим количеством недозрелого материала, примесей, либо при высокой влажности.

Сплошное самосогревание может начать развиваться, если неправильно бороться с повышением температуры другого типа (пластовым или гнездовым). В таком случае нагретое зерно может смешаться с другой частью массы, и горение распространится по всему зерну. Кроме того, если не применять никаких мер по устранению пластового либо гнездового самосогревания, оно может спровоцировать сплошное.

Как выявить самосогревание зерна

Чтобы своевременно выявить самосогревание зерновой массы, нужно постоянно наблюдать за запасами. Симптомы самосогревания:

Для отслеживания температуры необходимо наличие как минимум трёх термометров на 100 м² зерновой насыпи: в нижнем, среднем и верхнем слоях.

В помещении для хранения зерна должна измеряться влажность воздуха. Нужно также периодически проводить замеры влажности самого зерна из разных слоёв и партий.

Изменение цвета и запаха зерна – ещё одни маркеры самосогревания. Например, появление запаха спирта является признаком интенсификации дыхания зерновой массы. Затхлый запах и запах плесени говорят о развитии микроорганизмов. Солодовый запах свидетельствует о прорастании зерна. Потемнение зерна указывает на начавшийся процесс самосогревания.

Что делать с самосогреванием зерна

Перед закладыванием на хранение все партии зерна должны проходить контроль температуры, влажности и чистоты. Температура зерна пшеницы, поступающего в хранилище, должна быть не выше 10° C, влажность – не выше 14 %, содержание сорных примесей – до 1 %. Для приведения зерна в соответствие требованиям применяют термическую обработку (сушку) и фумигацию.

Чтобы прекратить начавшийся процесс самосогревания, многие аграрии проводят перелопачивание зерна. Но такой метод только усугубляет ситуацию, так как масса не может просохнуть и охладиться за несколько секунд. Вместо этого она насыщается кислородом, что ещё больше усиливает обменные процессы и самосогревание.

Как не допустить самосогревания

Для снижения вероятности самосогревания используют аэраторы и зерносушилки. После сушки обязательно нужно охладить зерно холодным сухим воздухом.

Избежать самосогревания можно, если перед хранением просушивать зерновую культуру. На конвейерных зерносушилках при сушке не только снижается влажность, но и бережно выдуваются пыль, насекомые и прочий мусор, что также оберегает зерно от повышения температуры.

Использование зерносушилок позволяет сохранить зерно, повысить его качество и стоимость на 7-10 %. Компания ASM-AGRO производит конвейерные зерносушилки разной производительности, и любой аграрий может выбрать себе подходящую.

Источник

Самосогревание зерна

Значительная часть энергии, выделяемая зерном при дыхании, используется организмом, другая — превращается в тепло. Если зерно влажное, хранится в непроветриваемом помещении, либо начинает прорастать, то тепло, скапливаемое в межзерновом пространстве, может привести к процессу самосогревания зерновой массы. Помогают этому и семена сорных растений, микроорганизмы и вредители.

Таким образом, процессу самосогревания прежде всего способствуют повышенная влажность и температура зерна, а также микроорганизмы. Влияет и плохая теплопроводность зерновой массы. Активность микроорганизмов приводит к появлению плесневого, затхлого, а затем и гнилостного запахов.

Состояние зерна также влияет на процесс самосогревания: зерно неполноценное (проросшее, морозобойное), недозрелое, с повышенной засоренностью (семена сорных растений) дышит более интенсивно и, следовательно, более подвержено самосогреванию.

Температура зерновой массы при самосогревании достигает 55-65, а иногда и 80°С. При этом изменяется (темнеет) цвет зерна, а также запах и вкус.

Такая высокая температура приводит к процессу денатурации белков зерна, что сказывается на качестве клейковины. Существенные изменения претерпевает и химический состав зерна (распад жиров и углеводов).

Как следствие самосогревания, происходит ухудшение технологических свойств зерна, а также муки и крупы из него. Хлеб из такой муки имеет низкое качество. При глубоко зашедшем процессе самосогревания зерно полностью теряет свои технологические достоинства.

Процесс самосогревания приводит к потерям сухого вещества зерна. Насколько они велики или малы зависит от температуры зерна и продолжительности процесса.

Если самосогревание зашло слишком далеко, то зерно приобретает почти черный цвет, «обугливается», затем спекается и превращается в «глыбу». В пищевой промышленности оно может быть использовано только для производства спирта.

Основными приемами ликвидации и предотвращения само-согревания зерна является хранение его в сухом состоянии при низкой температуре, очистка от примесей, борьба с вредителями, а также активное вентилирование зерновой массы.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник

Что такое самосогревание зерновых масс, и как с ним бороться

Самосогревание зерна – рост температуры зерновой массы в результате протекающих в ней физиологических процессов и низкой теплопроводности. Процесс может наблюдаться при транспортировке зерноматериала на судах и в вагонах, при хранении в зернохранилищах и на токах.

Важно! Самосогревание зерна при хранении или перевозке не может закончиться самопроизвольно. При отсутствии срочных мер борьбы продукт целиком лишится технических, фуражных, продовольственных и посевных свойств. Процесс протекает достаточно быстро: до температуры в 55-60 0 С масса может нагреться уже спустя двое-четверо суток.

Виды самосогревания

Различают следующие виды самосогревания зерна:

Гнездовое

Процесс начинается в определенной части массы зерна в результате:

Эти причины наиболее распространенные, но не единственные.

Послойное (подвиды: вертикально-пластовое, верховое)

Появляется при хранении зерна в буртах, хранилищах, силосах. Самосогревание происходит в вертикальном или горизонтальном пласте насыпи.

Верховое

Чаще всего процесс начинается ранней весной или поздней осенью (в периоды с максимальными перепадами температур внешней среды и самого зерна). Протекает в верхнем слое массы.

Низовое

Развивается в нижнем слое, и, как правило, наблюдается при отгрузке только что собранной массы в помещения с холодными полами (осенью или летом).

Вертикально-пластовое

Самосогревание начинается в вертикальном слое-пласте, находящемся возле стены хранилища. Причина: некачественная гидроизоляция стены, ее нагрев или охлаждение (солнцем или холодным атмосферным воздухом).

Сплошное

Самосогревание происходит во всей массе зерна за исключением «периферии». Возникает:

Причины возникновения самосогревания

Можно выделить несколько факторов, которые способствуют началу самосогревания зерновой массы.

Исходное состояние

Состав микрофлоры, незаконченность процесса дозревания, физиологическая активность (активность ферментов), исходная температура и влажность – эти показатели, определяющие состояние массы зерна, могут провоцировать процесс нагрева. Партии, увлажняющиеся при хранении или поступающие в зернохранилища, например, во влажном состоянии или с большим количеством примесей, с огромной вероятностью столкнутся с самосогреванием.

Присутствие микроорганизмов

Аспергиллюсы, пенициллиумы, другие плесневелые грибки и микроорганизмы появляются при температуре от +15 0 С и влажности массы более 13%. Именно такие условия обычно наблюдаются в процессе хранения свежеубранной культуры.

Внешние условия

Не поддерживая в силосах и зернохранилищах здоровый микроклимат, предприятие провоцирует самосогревание материала, создавая благоприятные условия для появления плесени, увлажнения и гниения зерна.

Важность и меры борьбы с самосогреванием

При второй стадии самосогревания (температура +35-38 0 С) качество массы заметно снижается: образуется плесень, самые влажные зернышки темнеют, появляется запах солода, сыпучесть падает. Использовать продукт в продовольственных целях запрещено.

При третьей стадии (температура от +50 0 С) наблюдается полная утрата или существенное снижение сыпучести, появление затхлого, гнилостного запаха. Зерна имеют черный или коричнево-черный цвет. Продукция непригодна даже для кормовых целей.

Меры борьбы с самосогреванием

Мероприятия, нацеленные на борьбу с самосогреванием зерноматериала, делятся на профилактические и прекращающие процесс.

Профилактика

Используются такие меры, как:

Меры, прекращающие процесс

Способы борьбы с начавшимся самосогреванием выбирают после определения вида и границ самопроизвольного нагрева зерна. Необходимая информация добывается с помощью термощупов, размещаемых по всей высоте насыпи. Зерновые массы находятся под более тщательным наблюдением.

Источник

Механизм самосогревания зерна при его хранении.

Зерно – живое существо, созданное природой и наделенное способностью воспроизводить себе подобное. Как и любое другое живое существо оно дышит, т.е. поглощает кислород, который вступает в окислительные реакции с углеводородами состава зерна, в результате чего выделяется углекислый газ и вода. Реакция окисления происходит с выделением теплоты.

Мы редко задумываемся, что все живое подчинено общим законам. Биохимические процессы, обеспечивающие жизнь человека, в грубой форме сравнения, точно также требуют пищи, основа которой углеводы, точно также и в клетках организма происходят процессы окисления поступивших веществ, при их взаимодействии с кислородом, привнесенным в клетку в составе крови после насыщения им в легких. Продукты окисления (СО₂ и Н₂О) выводятся из клетки в обратном движении крови. В холодную погоду хорошо видно, как молекулы воды при выдохе конденсируются в туман. Да и температура нашего тела (36,6 С°) – результат окислительных процессов углеводов. Только разница в том, что пищу (продукты питания) мы покупаем в магазине или выращиваем в огороде, а зерновка берет питательные вещества из своих запасов, но берет очень экономно (0,1-0,3% от сухой массы зерновки за год хранения), оставшийся основной запас идет на питание зародыша при прорастании.

Пишу об этом в такой форме сравнения с целью оставить в памяти читателя убеждение – зерно это живое существо со всеми составляющими процесса жизнедеятельности. Чисто химическая формула этого процесса для одного килограмма сухого вещества зерна выглядит так:

углеводы + кислород → уг.газ + вода + теплота

Рис.1. Запуск процесса самосогревания зерна [1].

Рис.2. Интенсивность дыхания и тепловыделения зерна пшеницы в зависимости от влажности зерна при t=25°С [1].

Рис.3. Биохимические и микробиологические процессы в зерне и его жизнеспособность в зависимости от влажности зерна при t=25°С [1].

Т.е. каждый килограмм сухого вещества в процессе полного окисления дает тепловой эффект 2870 КДж, при этом в зерновую массу выделяется 0,58 кг воды и 1,54 кг СО₂. Процессы окисления зерна проходят тем интенсивнее, чем выше температура зерновой массы. Все бы ничего, только на зерне всегда обитают микроорганизмы, и их жизнедеятельность зависит от условий, в которых находится зерно! Если температура и влага находятся в благоприятном соотношении для жизнедеятельности и размножения микроорганизмов, то это и происходит. Суть жизнедеятельности микроорганизмов та же – поглощение питательных веществ зерновки и выделение СО₂, воды и тепла. Необходимо отметить, что микроорганизмы способны употреблять питательные вещества исключительно в жидкой форме, т.е. по сути, они их пьют. Более 90% энергии микроорганизмы расходуют на дыхание и остальное расходуется ими на поддержание жизни и размножение. Это говорит о том, что для жизнедеятельности микроорганизмов необходим конденсат водяных паров. В процессе самосогревания зерна дыхание микроорганизмов, складываясь с дыханием самого зерна, что и ускоряет процесс.

Процесс нагревания зерна до какого-то значения температуры обратим (точка В на рис.1), т.е. можно вернуться к меньшей температуре без изменения качества зерна, но, начиная с какого-то значения температуры, процесс становится необратимым (точка С на рис.1), и

При этом происходит лавинное размножение микроорганизмов. Стойкость микроорганизмов к температурам различна. Менее термостойкие при росте температуры прекращают жизнедеятельность и передают «эстафету» более термостойким, и те доводят зерно до полной непригодности. Этот процесс многие исследователи отслеживают по интенсивности выделения СО₂.

Практически совпадение кривых увеличения числа колоний микроскопических грибов в зерновой массе и интенсивности их дыхания (по выделению СО₂) позволяют уверенно связывать эти процессы количественно.

Из рисунка 3 видно, что до исходной влажности 16-17% при начальной температуре 25°С размножение микроорганизмов практически не увеличивается, но стоит добавить всего 2% влажности, и процесс принимает лавинное ускорение. Не случайно перед словом влажность стоит слово исходная, ибо понятно, что влажность зерна в процессе самосогревания увеличивается и в приведенном примере, при исходной влажности 25%, конечная уже была 30%.

Необходимо отметить особенности самосогревания подсолнечника и других масличных культур. Подсолнечник имеет энергию дыхания намного выше других культур. За ним по мере убывания энергии дыхания идут кукуруза, овес, рожь, пшеница, гречка, бобовые. Кроме этого, дыхание подсолнечника зависит от его масличности. Так, дыхание при масличности 50% в четыре раза интенсивнее, чем при масличности 40%.

Еще одна особенность хранения подсолнечника – окисление масла в ядре семянки. Исследования показывают, что даже при активном вентилировании подсолнечника за пять месяцев хранения кислотное число (КОН) возрастает на 0,5-0,65%. Это значит, что на хранение должен закладываться подсолнечник с кислотным числом не более 1,3 мг КОН, только такие семена при должных условиях по температуре и влажности и при активном вентилировании к концу хранения не превысят допустимую норму – 2 мг КОН.

Рис.4. Очаг гнездового самосогревания.

Рис.5. Распространение самосогревания в сторону более засоренной части зерновой насыпи.

И, наконец, третья особенность. Зерновые при согревании до 28-29°С при последующем охлаждении и сохранении в требуемых условиях (влажность 12-13% и температура около 10°С) не претерпевают каких-либо необратимых изменений, а у подсолнечника при вышеназванных температурах повышается кислотное число и в дальнейшем уменьшить его уже никакими приемами не возможно. Все это накладывает на обращение с подсолнечником особенные требования как при подготовке его к хранению, так и самому хранению.

Таким образом, очаг самосогревания, будучи запущенным, является самодостаточным для распространения границ самосогревания в прилегающие объемы зерна, поскольку все необходимые условия для этого – вода и тепло – генерируются самим очагом. Схематично этот процесс показан

Рис. 6. Зерно и воздух в межзерновых зазорах.

Рис. 7. Коэффициент теплоемкости различных материалов и зерновой массы [2].

Рис 8. Температура центральной зоны зерновой массы при хранении с февраля по август [2].

Приведенные данные позволяют сделать три вывода:

— зерновая масса в состоянии длительное время удерживать уровень температуры, при котором зерно было засыпано в хранилище;

— после любого теплового воздействия зерновую массу необходимо охладить, иначе зерно долгое время будет находится под воздействием высокой температуры;

Рис.9. Зависимость влажности зерна от относительной влажности воздуха [2].

Кроме того, о влажности зерна необходимо знать следующее. Зерно гораздо легче увлажнить, чем высушить. Зерно легко берет влагу из окружающей среды и очень «неохотно» отдает ее обратно. На рисунке 9 показано зависимость увлажнения семян пшеницы и масличных культур в зависимости от относительной влажности воздуха. Из графика видно, что вентилирование зерновых и масличных культур при относительной влажности воздуха более 70% приводит к увлажнению семян выше критического (допустимого) значения.- зерновая масса, будучи охлажденной сухим воздухом способна удержать низкую температуру несколько месяцев.

Что касается сои, то такая особенность активно впитывать влагу присуща всем семенам с большой долей белка в составе зерновки, поскольку именно белок способен «вобрать» воды в 2 раза больше собственной массы.

Борьба с потерями зерна из-за согревания является важнейшей задачей и рассматривается во всем мире, как один из резервов сокращения недостатка в снабжении населения продуктами питания. В связи с этим снижение травмирования зерна является составляющей решения проблемы, т.к. травмированное зерно (механически поврежденное) увеличивает вероятность начала самосогревания со всеми вытекающими последствиями.

Именно поэтому, следующие разделы посвящены доказательству необходимости очистки зерна и анализу эффективности зерноочищающих машин.

Источник

Что такое самосогревание зерновых масс, и как с ним бороться

Самосогревание зерна – рост температуры зерновой массы в результате протекающих в ней физиологических процессов и низкой теплопроводности. Процесс может наблюдаться при транспортировке зерноматериала на судах и в вагонах, при хранении в зернохранилищах и на токах.

Важно! Самосогревание зерна при хранении или перевозке не может закончиться самопроизвольно. При отсутствии срочных мер борьбы продукт целиком лишится технических, фуражных, продовольственных и посевных свойств. Процесс протекает достаточно быстро: до температуры в 55-60 0 С масса может нагреться уже спустя двое-четверо суток.

Виды самосогревания

Различают следующие виды самосогревания зерна:

Гнездовое

Процесс начинается в определенной части массы зерна в результате:

Эти причины наиболее распространенные, но не единственные.

Послойное (подвиды: вертикально-пластовое, верховое)

Появляется при хранении зерна в буртах, хранилищах, силосах. Самосогревание происходит в вертикальном или горизонтальном пласте насыпи.

Верховое

Чаще всего процесс начинается ранней весной или поздней осенью (в периоды с максимальными перепадами температур внешней среды и самого зерна). Протекает в верхнем слое массы.

Низовое

Развивается в нижнем слое, и, как правило, наблюдается при отгрузке только что собранной массы в помещения с холодными полами (осенью или летом).

Вертикально-пластовое

Самосогревание начинается в вертикальном слое-пласте, находящемся возле стены хранилища. Причина: некачественная гидроизоляция стены, ее нагрев или охлаждение (солнцем или холодным атмосферным воздухом).

Сплошное

Самосогревание происходит во всей массе зерна за исключением «периферии». Возникает:

Причины возникновения самосогревания

Можно выделить несколько факторов, которые способствуют началу самосогревания зерновой массы.

Исходное состояние

Состав микрофлоры, незаконченность процесса дозревания, физиологическая активность (активность ферментов), исходная температура и влажность – эти показатели, определяющие состояние массы зерна, могут провоцировать процесс нагрева. Партии, увлажняющиеся при хранении или поступающие в зернохранилища, например, во влажном состоянии или с большим количеством примесей, с огромной вероятностью столкнутся с самосогреванием.

Присутствие микроорганизмов

Аспергиллюсы, пенициллиумы, другие плесневелые грибки и микроорганизмы появляются при температуре от +15 0 С и влажности массы более 13%. Именно такие условия обычно наблюдаются в процессе хранения свежеубранной культуры.

Внешние условия

Не поддерживая в силосах и зернохранилищах здоровый микроклимат, предприятие провоцирует самосогревание материала, создавая благоприятные условия для появления плесени, увлажнения и гниения зерна.

Важность и меры борьбы с самосогреванием

При второй стадии самосогревания (температура +35-38 0 С) качество массы заметно снижается: образуется плесень, самые влажные зернышки темнеют, появляется запах солода, сыпучесть падает. Использовать продукт в продовольственных целях запрещено.

При третьей стадии (температура от +50 0 С) наблюдается полная утрата или существенное снижение сыпучести, появление затхлого, гнилостного запаха. Зерна имеют черный или коричнево-черный цвет. Продукция непригодна даже для кормовых целей.

Меры борьбы с самосогреванием

Мероприятия, нацеленные на борьбу с самосогреванием зерноматериала, делятся на профилактические и прекращающие процесс.

Профилактика

Используются такие меры, как:

Меры, прекращающие процесс

Способы борьбы с начавшимся самосогреванием выбирают после определения вида и границ самопроизвольного нагрева зерна. Необходимая информация добывается с помощью термощупов, размещаемых по всей высоте насыпи. Зерновые массы находятся под более тщательным наблюдением.

Источник

• ← Что такое стерадиан в физике
• Что такое бифокальные очки для чтения →