Виды самосогревания

Самосогревания зерновых масс можно подразделить на три вида: гнездовое, пластовое и сплошное.

Гнездовое самосогревание. Оно возникает в любой части зер­новой массы, так как предпосылкой для его развития могут быть: увлажнение какого-то участка зерновой массы в резуль­тате неисправности крыши или недостаточной гидроизоляции стен хранилища; засыпка в одно хранилище зерна с различной влажностью, в результате чего создаются очаги (гнезда) с по­вышенной влажностью; образование в зерновой массе участков с повышенным содержанием примесей и пыли (а следовательно, и микроорганизмов) в результате засыпки вместе резко разно­родного по содержанию примесей зерна; скопление насекомых и клещей в одном участке насыпи.

Пластовое самосогревание. Греющийся слой возникает в насыпи

зерна в виде горизон­тального или вертикального пласта. В зависимости от того, в каком участке насыпи образуется греющийся пласт, различа­ют самосогревание верховое, низовое и вертикально-пластовое Пласт самосогревания никогда не возникает в цент­ральных участках насыпи. Его обнаруживают только в верхнем, нижнем или боковом слоях насыпи, так как они наиболее под­вержены перепаду температур под действием наружного возду­ха, стен и полов хранилища. Изменение температуры в этих участках зерновой массы часто сопровождается образованием конденсационной влаги — важнейшего условия для активного развития микроорганизмов, и прежде всего плесневых грибов.

Верховое самосогревание характеризуется появлением греющегося горизонтального пласта на глубине 70...150 см от поверхности зерновой массы. В случаях небольшой высоты на­сыпи (1...1, 5 м) при хранении семян в складах греющийся слой образуется всего на глубине 15...25 см от поверхности.

Низовое самосогревание развивается горизонтальным пластом в нижней части зерновой массы (20...50 см от пола склада или днища силоса), находящейся в складе, силосе или бунте. Это наиболее опасный вид пластового самосогревания, так как тепло, образующееся в нижних участках насыпи, легко перемещается в вышележащие слои и вся зерновая масса за короткий период подвергается самосогреванию.

Вертикально-пластовое самосогревание характерно для зерновых масс, хранящихся в силосах, но встречается оно; и в складах. Причиной его могут быть неравномерный обогрев или охлаждение стен хранилища, например обогрев одной на­ружной стены солнцем или передача тепла по стенке от сосед­него силоса.

Возникновению вертикально-пластового самосогревания способствует и самосортирование. Легкий сор и пыль, семена многих сорных растений, размещающиеся ближе к стене силоса, представляют собой благоприятную среду для развития микро­бов и начала процесса самосогревания.

Сплошное самосогревание. Этот вид самосогревания возни­кает в том случае, если вся зерновая масса, за исключением строго ограниченных периферийных участков, находится в грею­щемся состоянии.

УСЛОВИЯ, СПОСОБСТВУЮЩИЕ ВОЗНИКНОВЕНИЮ И РАЗВИТИЮ ПРОЦЕССА САМОСОГРЕВАНИЯ

Темпы развития процесса самосогревания в зерновой массе весьма различны во времени. В одних случаях температуры по­рядка 50 °С наблюдаются уже через несколько дней после нача­та развития процесса, в других — через довольно продолжительный период. Такое различие обусловливается многими причинами, которые можно разделить на три группы: состояние зерновой массы; состояние зернохранилищ и их конструкция; условия содержания зерновых масс в хранилищах и методы ухода за ними.

Состояние зерновой массы. Из всех условий и показателей, характеризующих состояние зерновой массы, на развитие про­цесса самосогревания особенно влияют ее исходная влажность и температура, физиологическая активность и состав микро­флоры.

Зависимость интенсивности всех физиологических процессов, протекающих в зерновой массе, от ее влажности заметна и при развитии самосогревания. Последнее чаще всего происходит в партиях зерна, заложенных на хранение во влажном и сыром состоянии или увлажнившихся впоследствии.

Возникновение процесса самосогревания зерновых масс с повышенной влажностью зависит также и от их температуры. Даже в партиях сырого зерна развитие процесса самосогрева­ния возможно только при каком-то температурном минимуме, обеспечивающем достаточную физиологическую активность всех компонентов зерновой массы, а следовательно, и достаточный термогенез.

По достижении максимальной температуры начинается мед­ленное естественное охлаждение зерновой массы, являющееся следствием гибели большей части ее живых начал. Последнее характеризуется пониженной интенсивностью дыхания зерновой массы, потерей зерном жизнеспособности (всхожести и энергии прорастания), а также резким сокращением общей численности микроорганизмов.

Известно, что температуры 23...25°С еще далеко не являются оптимальными для газообмена в семенах всех культур. Зато при этих темпе- ратурах создаются весьма благоприятные условия для развития почти всех плесневых грибов, так как их температурный оптимум находится в границах 25.,.40°С. Повышение температуры в зерновой массе выше 50 °С вызывает гибель мицелия плесеней и сопровождается уменьшением общей численности мезофильных микроорганизмов. На последних этапах самосогрева­ния тепло выделяется почти исключительно термофильными микроорганизмами и самим зерном.

Численный и видовой состав микроорганизмов в процессе самосогревания претерпевает следующие изменения:

начало процесса — увеличение количества микроорганизмов, в том числе эпифитных бактерий и плесневых грибов;

развитие процесса (повышение температуры до 25...40 °С) — дальнейшее увеличение количества микроорганизмов, усиленное развитие плесневых грибов и актиномицетов, значительное со­кращение эпифитной микрофлоры;

далеко зашедший процесс (повышение температуры выше 40...50 °С)—полное исчезновение эпифитных бактерий, уменьшение численности плесневых грибов, накопление кокков и спорообразующих термофильных бактерий, снижение общего количества микроорганизмов в зерновой массе;

конечный этап самосогревания — дальнейшее снижение чис­ленности микроорганизмов.

Известно также, что партии зерна, хотя бы однажды под­вергшиеся частичному самосогреванию, становятся неустойчивыми при хранении даже после ликвидации этого процесса.

Объясняется это тем, что активное развитие плесеней и других микроорганизмов приводит к разрушению покровных тканей зерна, а численно возросшая микрофлора при малейших благоприятных условиях снова активизируется и быстро приводит к повышению температуры зерновой массы.

Физиологическая активность зерновой массы в целом также является важнейшим фактором, способствующим возникнове­нию процесса самосогревания. В свежеубранном зерне, не про­шедшем послеуборочного дозревания, в партиях зерна морозобойного, недозрелого, с наличием проросших зерен, с примесью семян сорных растений и т. п. интенсивность дыхания может быть очень велика

Состояние зернохранилищ и их конструкция.

При недостаточной гидроизоляции крыши, стен или пола хранилища создаются условия для увлажнения отдельных участков зерновой массы, а следова­тельно, и ее самосогревания.

Неравномерный обогрев или охлаждение зерновых масс при хорошей теплопроводности стен, пола или крыши приводит к значительным перепадам температур, что обычно является важнейшей предпосылкой к самосогреванию.

Условия содержания зерновой массы в хранилищах и спо­собы ухода за ней. Из условий этой группы важнейшими являются высота насыпи и соблюдение правил при очистке, сушке и перемещениях зерновой массы. Высота насыпи всегда должна быть увязана с состоянием зерновой массы. Чем больше ее фи­зиологическая активность и влажность, тем меньше должна быть высота насыпи.

ИЗМЕНЕНИЕ КАЧЕСТВА И ПОТЕРИ В МАССЕ ЗЕРНА ПРИ САМОСОГРЕВАНИИ

Процесс самосогревания, даже начальный, приводит к поте­рям в массе сухих веществ зерна и снижению его качества. Размеры этих потерь находятся в прямой зависимости от тем­пературы нагрева и продолжительности пребывания зерновой массы в греющемся состоянии.

В процессе самосогревания изменяются следующие показатели качества зерна:

признаки свежести (блеск, цвет, запах и вкус);

технологические, пищевые и кормовые достоинства в связи с происходящими изменениями в его химическом составе;

посевные качества (всхожесть, энергия прорастания).

Одной из причин появления обугливания являются микроорганизмы. Нашли бактерии, выделяющие темноокрашенные гумусообразные соединения.

Второй причиной потемнения зерна при самосогревании, является обра­зование меланоидинов — веществ, образующихся в результате взаимодействия сахаров с аминокислотами, дипептидами или трипептидами при повышенных температурах.

Начальный период самосогревания. Температура повышается до 24...30°С. В партиях менее влажного зерна появляется амбарный запах. Партии сырого зерна имеют явно выраженный запах плесени. Цвет еще сохраняется, однако появляются от­дельные потемневшие зерна, на зародышах появляется плесень; на зернах образуется конденсационная влага. Появляется тен­денция к снижению энергии прорастания и всхожести, особенно полевой.

Развитие процесса самосогревания. Повышение температуры до 34...38 °С, обычно происходящее в короткий срок (3...7 дней), приводит к существенным изменениям в свойствах зерновой массы. Заметно снижается сыпучесть, наблюдается ярко выра­женное отпотевание, появляются запахи — солодовый и похожий на выделяющийся в процессе выпечки хлеба. Наиболее влаж­ные зерна ржи и пшеницы несколько темнеют, у овса и ячменя темнеют пленки (белый и светло-желтый цвет переходит в жел­тый); недозрелые зерна становятся мягкими, на многих из них появляются колонии плесеней, резко снижается всхожесть се­мян. При достижении указанной температуры потери в массе и качестве весьма значительны.

Запущенные формы самосогревания. При далеко зашедшем процессе самосогревания (повышение температуры до 50 °С и более) резко снижает­ся сыпучесть зерновой массы, происходит интенсивное потемнение зерна; отдельные зерна оказываются проплесневевши­ми или прогнившими, зерно приобретает сильный запах разложения. Процесс самосо­гревания завершается обугли­ванием зерна и полной поте­рей сыпучести зерновой массы в монолит.

САМОСОГРЕВАНИЕ СВЕЖЕУБРАННОГО ЗЕРНА

Скорость развития процесса самосогревания в свежеубран­ной зерновой массе зависит от: исходной влажности зерновой массы и сравнительной однородность ее отдельных компонентов по влажности, количества и видового состава примесей, а также исходной тем­пературы.

Все случаи самосогревания свежеубранного зерна можно разделить на две группы:

самосогревание зерновых масс с пониженной или нормаль­ной (в пределах до критической) влажностью;

самосогревание зерновых масс с повышенной или очень вы­сокой влажностью, часто превышающей пределы, предусмотрен­ные ограничительными кондициями.

Самосогревание партий свежеубранного зерна сухого или средней сухости обычно возникает в результате недостаточного-ухода за зерновыми массами и прежде всего в результате того, что не приняты меры к снижению их температуры перед за­кладкой на хранение или вскоре после закладки.

Основное зерно и все компоненты зерновой массы, только что сложенной на хранение, еще находящееся в активном состоянии, энергично дышат, выделяя тепло и влагу. В результате увлажняется и нагревается воздух межзерновых пространств, который перемещается в верхние и боковые участ­ки зерновой массы. При достаточном перепаде температур в результате охлаждения зерновой массы с поверхности или по стене хранилища создаются предпосылки для конденсации водяных паров в определенном слое и отпотевания зерна. Обра­зование капельно-жидкой влаги, даже незначительное, способствует бурному развитию микроорганизмов и выделению еще большего количества тепла.

Наличие значительного коли­чества свободной воды, незавершенность процессов дозревания, высокая активность ферментов и т. д. способствуют энергично­му дыханию самого зерна. Сырые семена сорных растений уси­ливают и без того высокую физиологическую активность свеже-убранной зерновой массы.

САМОСОГРЕВАНИЕ ЗЕРНОВЫХ МАСС С ПОНИЖЕННОЙ ВЛАЖНОСТЬЮ ПРИ ДЛИТЕЛЬНОМ ХРАНЕНИИ

Самосогреванию сухой зерновой массы предшествует слежи­вание ее верхних слоев. Основной причиной возникновения самосогревания в сухих зерновых массах, хранящихся длительное время без перемеще­ния, являются сезонные перепады температур, особенно в верх­них слоях насыпи. Доступ к этим слоям окружающего воздуха с различной температурой (в зависимости от времени года) со­провождается перемещением и конденсацией влаги.

Связанное с этим увлажнение определенного слоя приводит к активизации в весенний период всех физиологических процес­сов и в первую очередь микрофлоры. Однако общая низкая влажность зерновой массы, последующее изменение температу­ры воздуха и его относительной влажности в летний период (воздух становится сухим и теплым), приводящие к выравнива­нию влажности, приостанавливают развитие микроорганизмов. Повторение этого явления каждую весну приводит к постепенному разрушению покровных тканей зерна и накоплению плес-невых грибов. В результате в один из весенних сезонов вспыш­ка микробиологических процессов носит более бурный характер, переходящий в развивающийся процесс самосогревания.

СЛЕЖИВАНИЕ ЗЕРНОВЫХ МАСС

Слеживанием зерновой массы называют явление частичной тли полной потери ею сыпучести. В зависимости от причины слеживания, кроме потери сыпучести, могут изменяться и другие свойства зерновой массы, а также и ее качество.

Известны случаи сплошного и послойного слеж ива ния.

В свою очередь, послойное слеживание возможно в верхних, нижних или боковых участках насыпи.

Слеживание возникает в результате: 1) давления зерна на нижние слои насыпи и участки, прилегающие к стенам храни­лища; 2) замерзания зерна влажного и сырого при избыточном охлаждении; 3) самосогревания; 4) отдельных физиологических процессов.