Главная Обратная связь

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






Теплофизические характеристики пшеничной муки



Подобно зерновой массе, мука, отруби и крупа обладают низкой теплопроводностью и температуропроводностью. Передача тепла в массе муки путем конвекции воздуха наблюдается в меньшей степени, чем в зерновой массе. Это связано со специфической структурой ее скважистости. В связи с плохой теплопроводностью муки целесообразно охлаждать ее перед закладкой на хранение как в силосы при бестарном хранении, так и в штабеля при хранении в мешках.

Перемещение влаги в муке при наличии перепада температур создает предпосылки для образования конденсационной влаги в определенных участках и возникновения активных микробиологических очагов.

В числе теплофизических свойств муки большое значение имеет ее теплоемкость. Ее учитывают при замесе теста для получения в нем сразу же температуры, необходимой для брожения.

Сорбционные свойства. Мука и крупа обладают значительной способностью к сорбции и десорбции водяных паров, а также других паров и газов. Однако сорбционная емкость у муки и крупы значительно меньше, чем у зерновой массы. Это объясняется как характером скважистости, так и нарушением структуры зерна.

Удаление оболочек в процессе размола или шелушения зерна приводит к тому, что доля капиллярной влаги в муке и крупе по сравнению с ее содержанием в зерне резко уменьшается. В связи с этим мука, а часто и крупа быстрее сорбируют влагу из окружающего воздуха благодаря увеличению скорости внешней диффузии молекул пара к активной поверхности, однако имеют меньшую равновесную влажность, чем зерно. Влага связывается с частицами муки в основном путем адсорбции и абсорбции.

Опыты в лабораторных условиях показали, что в малых навесках муки процессы сорбции и десорбции протекают быстрее, чем в таких же навесках зерновой массы. Поэтому возникло представление о большой сорбционной емкости муки и, в частности, о ее большой гигроскопичности. Однако такое представление неправильно.

Общая величина активной поверхности муки на единицу массы действительно больше, чем у зерна, в результате увеличения суммарной поверхности частиц, образовавшихся при размоле. В связи с этим мука значительно быстрее поглощает пары воды из воздуха и скорее достигает равновесной влажности, чем зерновая масса. Однако величина равновесной влажности муки всегда меньше, чем зерна, так как в муке в значительно меньшей степени происходит капиллярная конденсация.

При хранении муки в производственных условиях в мешках весьма быстрое изменение влажности происходит лишь в слоях муки, прилегающих к мешковине (максимум до 10 см). Внутри мешка влажность муки довольно постоянна.



Влагообмен между воздухом и зерном прекращается, когда парциальные давления водяного пара в воздухе и над зерном равны. В этом случае наступает состояние динамического равновесия. Влажность зерна, соответствующая этому состоянию, называется равновесной.

При постоянной температуре зависимость между влажностью зерна и давлением водяных паров в воздухе (или его относительной влажностью) выражается в виде изотерм сорбции и десорбции.

Максимальная равновесная влажность зерна, устанавливающаяся при его пребывании в воздухе, насыщенном водяными парами (относительная влажность равна 100 %), является тем пределом, до которого зерно может сорбировать пары воды из воздуха. Дальнейшее увлажнение может происходить только в результате впитывания капельно-жидкой влаги.

Если зерна, содержащие гигроскопическую влагу, поместить в атмосферу, свободную от водяных паров, и все время поддерживать ее в таком состоянии, т. е. удалять пары, выделяемые зерном, то вся вода из зерен постепенно испарится.

В практике равновесная влажность зерна всех злаковых культур и гречихи колеблется в пределах от 7 до 33...36 %. Влажность зерна 7 % является равновесной для воздуха влажностью 15...20 %; влажность зерна 33...36 % — равновесной для воздуха, предельно насыщенного водяными парами.

Влажность зерна и семян наиболее резко возрастает при контакте их с воздухом, сильно или полностью насыщенным водяными парами.

Так, в условиях относительной влажности воздуха 75 % равновесная влажность зерна злаковых находится на уровне 15...16 %, а при относительной влажности равной 100% она достигает 33...36 %, т. е. увеличивается в 2 раза.



Подобный процесс сорбции паров воды типичен для зерна и семян всех культур. Изотермы сорбции и десорбции имеют одинаковый характер. Они аналогичны изотермам других коллоидно-пористых материалов и показывают, что в условиях повышенной влажности воздуха большое значение имеет капиллярная конденсация.

Кроме химического состава зерна, его структуры и параметров окружающего воздуха, на величину равновесной влажности влияет и явление сорбционного гистерезиса, характеризующееся несовпадением изотерм сорбции и десорбции.

Муке свойственно явление сорбционного гистерезиса. В результате десорбции влаги снижаются ее гидратные свойства. Такая мука, помещенная в склад с влажным воздухом, будет меньше сорбировать пары воды и будет иметь меньшую равновесную влажность. Замечено также, что мука при помещении ее в сухой воздух значительно быстрее отдает ему влагу, чем восстанавливает свою исходную влажность при помещении ее в среду с влажным воздухом. Снижение равновесной влажности муки наблюдается в партиях, пролежавших в обычном складе в течение лета. Влажный воздух осенне-зимнего периода уже в меньшей степени увлажняет муку.

Удлинение срока хранения муки сопровождается снижением ее равновесной влажности на 1...1,5 %.

Различные пробы одного и того же зерна, находясь в состоянии равновесия с одной и той же средой, могут иметь различную влажность. Это обусловлено влиянием способа, которым достигается равновесие (увлажнение или подсушивание), и теми воздействиями, которые уже испытывала данная проба или партия зерна.

Для зерна и продуктов его переработки изотерма десорбции в системе координат располагается выше, чем изотерма сорбции. Поэтому влажность зерна, характеризуемая по изотерме сорбции, будет всегда меньше, чем по изотерме десорбции, для одной и той же относительной влажности воздуха. Другими словами, если зерно после сушки вновь увлажнить, то для получения той же равновесной влажности необходима более высокая влажность воздуха. Наибольшее расхождение между изотермами сорбции и десорбции наблюдается на участке с относительной влажностью воздуха от 20 до 80 %.

В результате сорбционного гистерезиса разница в равновесной влажности по изотермам сорбции и десорбции зерна пшеницы и пшеничной муки достигает 1,2...1,3 %.

В связи с явлением сорбционного гистерезиса в зерновой массе никогда не наблюдается естественного полного выравнивания влажности между отдельными зернами. Это обстоятельство необходимо учитывать в практике хранения и обработки зерновых масс.

Установлено, что процесс сорбции водяных паров зерном, свободно общающимся с воздухом, длится несколько суток. Однако в первый период влажность зерна изменяется наиболее интенсивно. Сорбционное равновесие и равновесная влажность зерна устанавливаются при стационарном режиме на 7...20-е сутки.

В условиях влажности воздуха, равной 70 %, у семян с исходной влажностью 13,5...17,2 и около 21 % равновесная влажность установилась на десятые сутки. В практике хранения различных партий и в разных условиях процесс установления равновесной влажности может быть весьма длительным.

Общие сведения о дыхании зерна: Известно, что каждый организм для поддержания жизни нуждается в систематическом притоке энергии. В хранящихся зернах и семенах последняя появляется в результате распада и преобразования содержащихся в них веществ, т. е. в процессе диссимиляции органических веществ, и главным образом сахаров. Расходуемые при этом сахара пополняются в организме в результате гидролиза или окисления более сложных запасных веществ. Так, в зернах, богатых крахмалом, последний расщепляется при участии ферментов до сахаров. В семенах масличных культур происходит окисление жира (входящих в него жирных кислот) до сахаров.

Диссимиляция сахара (гексоз) в организме происходит аэробно, т. е. окислением, либо анаэробно — брожением. Тесная связь между этими процессами подробно рассматривается в курсах биохимии растений и зерна. С точки зрения организации хранения зерновых масс существенный интерес представляет изучение преобладающего вида диссимиляции, влияния процессов диссимиляции на качество и состояние зерновых масс при хранении и факторов, влияющих на интенсивность процессов диссимиляции.

Виды дыхания у зерна и семян. При хранении зерна и семян в них наблюдаются оба вида диссимиляции, конечный результат которой может быть суммарно выражен следующими уравнениями, получившими название уравнений дыхания:

 

С6Н12О6 + 6О2 = 6СО2 + 6Н2О + энергия. (1)

C6H12О6 = 2СО2 + 2С2Н5ОН + энергия. (2)

 

Первое уравнение характеризует аэробный процесс диссимиляции — аэробное дыхание, когда наблюдается полное окисление гексозы с образованием исходных продуктов фотосинтеза — диоксида углерода и воды. Второе — типичное уравнение спиртового брожения, т. е. анаэробного процесса, когда гексоза расщепляется с образованием такого малоокисленного органического продукта, как этиловый спирт.

При нормальном хранении зерновых масс, достаточном доступе к ним воздуха в зернах и семенах преобладает процесс аэробного дыхания. Однако им свойственно и анаэробное дыхание. Последнее иногда рассматривают как приспособительный процесс зерна и семян к неблагоприятным условиям окружающей среды.

Представление о типе дыхания можно получить, определяя дыхательный коэффициент К = СО2/О2 — отношение объема выделенного семенами диоксида углерода к объему кислорода, поглощенного при дыхании. При полностью аэробном процессе, протекающем по первому уравнению, дыхательный коэффициент равен единице. Наличие анаэробных процессов увеличивает количество выделяемого диоксида углерода (без потребления кислорода атмосферы). В тех случаях, когда семена расходуют часть кислорода не только непосредственно в процессе дыхания по приведенному уравнению (1), но и на другие нужды, например окисление жиров, дыхательный коэффициент бывает меньше единицы. Примером могут служить семена масличных культур.


Эта страница нарушает авторские права

allrefrs.ru - 2018 год. Все права принадлежат их авторам!