PRZECHOWYWANIE ZBÓŻ

 

Wymagania w stosunku do przechowywania zbóż

Wielkość produkcji zbóż wynosi ponad 25 milionów ton. Produkcja zbóż jest sezonowa i zależna od warunków pogodowych, które wpływają na wielkość i jakość plonów.

Wymagania w stosunku do przechowywania zbóż to przede wszystkim magazyny o odpowiedniej wielkości i warunkach przechowywania. Konieczność zbioru, przygotowania do przechowywania, transportu i załadunku w magazynach dużych ilości ziarna w bardzo krótkim czasie oraz konieczność utrzymania zapasów.

Konieczność zgromadzenia w okresie zbiorów dużych środków finansowych na zakup zbóż.

 

Specyfika polskiego rynku zbóż

Charakterystyczny jest spadek zużycia zbóż na pasze oraz spadek przemysłowego przemiału zbóż. Stabilizacja wykorzystania żyta do przerobu na alkohol, wzrost produkcji jęczmienia i wzrost przerobu pszenicy na skrobię to cechy charakterystyczne polskiego rynku zbóż. Niskie światowe ceny zbóż (nadwyżka podaży nad popytem) oraz niska jakość krajowej pszenicy (10% spełnia wymagania przemysłu przetwórczego) to cechy charakterystyczne. Słabe wyposażenie w środku techniczne suszenie, czyszczenie, przechowywanie ziarna powoduje duże straty na rynku zbóż.

 

Cele przechowalnictwa zbóż

Cele przechowalnictwa zbóż to przede wszystkim zwiększenie trwałości ziarna oraz uzyskanie dojrzałości technologicznej ziarna. Kolejnym celem jest uzyskanie dojrzałości biologicznej ziarna.

 

Ocena jakości przyjmowanego ziarna

• wilgotność (do 14,5%)
• stopień dojrzałości fizjologicznej
• stopień zanieczyszczenia chwastami i ziarnami uszkodzonymi
• stopień zdrowotności ziarna (skażenie mikroflorą)
• obecność szkodników
• smak i zapach
• gęstość lub masa 1000 ziarn
• zawartość glutenu
• rozpływalność glutenu

 

Czynnikami są właściwości fizyczne mas ziarnowych – przede wszystkim sypkość, przewodnictwo cieplne, porowatość, gęstość, sorpcja, a także właściwości biologiczne ziarna, czyli oddychanie, wydzielanie wody i aktywność enzymatyczna. Czynnikami są również stopień zanieczyszczenia chwastami i szkodnikami oraz właściwości otaczającej atmosfery.Inne składniki wpływające na przechowywanie zbóż i rzepaku: tłuszcze 2%  ~40%, cukry proste 2-3%,  popiół  ~2%. Właściwości fizyczne mas ziarnowych. Sypkość to inaczej skłonność masy ziarna do ruchu pod wpływem własnego ciężaru. Im mniejszy kąt tym lepsza sypkość.

Masy ziarnowe charakteryzują się sypkością, porowatością ziarna i przewodnością cieplną.

 

błonnik                3-5%      3-5%

skrobia               ~55%      ~20%

białko                ~1,2%      ~20%

 

Czynniki wpływające na przebieg procesów zachodzących w czasie przechowywania zbóż:

Charakterystyczne dla rzepaku są następujące cechy: wilgotność (do 8%), stopień zanieczyszczenia, dojrzałość ziarna, barwa rozkruszonego ziarna (97% musi być żółte), zapach, stopień aktywności hydrolitycznej enzymów lipolitycznych.

 

 

rodzaj ziarna	sypkość (kąt)
pszenica owies ryż groch	23-38 31-54 27-48 24-31

Porowatość ziarna to procent przestrzeni międzyziarnowej wypełnionej powietrzem. Porowatość zależy od: rodzaju ziarna, jego jednorodności, wilgotności, grubości warstwy.

Im lepsze jakościowo ziarno tym wyższa porowatość, która zapewnia lepsze przewietrzenie mas ziarnowych.

rodzaj ziarna	porowatość (%)
pszenica owies ryż groch	35-45 50-70 50-65 40-45

Przewodność cieplna to ilość ciepła przenoszonego w jednostce czasu (1h) przez jednostkę powierzchni (m₂) warstwy grubości 1m przy różnicy temp. 1°C.

 

Skutki dla przechowalnictwa związane z przechowalnictwem

Mogą być one niekorzystne poprzez bardzo wolny spadek temperatury ziarna i miejscowe przegrzewanie lub też samozagrzewanie. Korzystne zmiany to bardzo powolny wzrost temperatury ziarna.

 

Charakterystyczne dla ziaren są następujące procesy fizyczne.

Sorpcja to zdolność chłonięcia H₂O i gazów. Są różne rodzaje sorpcji:

absorpcja- pochłanianie i luźne wiązanie wody siłami kapilarnymi

adsorpcja- wiązanie wody siłami polarnymi i walencyjnymi

chemisorpcja- nieodwracalne, chemiczne wiązanie wody

desorpcja- wydzielanie pary wodnej. Migracja wody (przy zmianie temperatury) to inaczej możliwość zwilgocenia ziarna na skutek kontaktu ziarna zimnego (suchego) i ciepłego. Procesy biologiczne zachodzące w czasie przechowywania ziarna mikrobiotyczne   <3latmakrobiotyczne  >15lat.

MAGAZYNOWANIE ZIARNA magazyny gospodarczemagazyny zbiorcze (rezerwy państwowe) magazyny portowe. Ziarno może być magazynowane w temperaturze otoczenia, gdy optymalna wilgotność ziarna wynosi 14-14,5%. Ziarno o wilgotności powyżej 14% dosusza się kilkuetapowo w temperaturze max 45-50°C. Konieczne jest przewietrzanie mas ziarnowych. Warunki przewietrzania ziarna powinny być dostosowane do temperatury ziarna. Magazynowanie bez dostępu powietrza to inaczej warunki beztlenowe i powinno być dostosowane tylko do ziarna konsumpcyjnego i paszowego ponieważ ziarno traci zdolność kiełkowania.  Metody chemiczne zapobiegania szkodnikom to fumigacja, lecz istnieje również naturalna eliminacja poprzez wzajemne oddziaływanie organizmów na siebie.

 

Etapy samozagrzewania

Etap 1 to rozwój pleśni, powolny wzrost temperatury do 25°C, niewielki wzrost wilgotności czy wzrost zawartości cukrów prostych. W tym przypadku smak i zapach pozostają bez zmian.

 

Etap 2 to szybki wzrost temperatury 34-35°C oraz wyraźny wzrost wilgotności poprzez przyrost produktów fermentacji, pociemnienie barwy, denaturacja białka, spadek energii kiełkowania.

Istnieją 3 etapy samozagrzewania.

Zapobieganie i zwalczanie szkodników polega na eliminowaniu ziarna porażonego szkodnikami oraz utrzymanie odpowiedniej wilgotności około 10-12% i niskiej temperatury. Metodami fizycznymi poprzez ogrzewanie, oziębianie, napromieniowywanie a także metodami mechanicznymi poprzez czyszczenie zabijanie.

Magazynowanie z zastosowaniem konserwantów chemicznych do ziarna nie konsumpcyjnego.

Magazynowanie ziarna w stanie ochłodzonym szczególnie przy ziarnie o zwiększonej wilgotności.

 

Sposoby magazynowania ziarna

Konstrukcja magazynów może być dwojaka: podłogowe oraz komorowe.

• magazyny przemysłowe (młyny, słodownie, browary, kaszarnie)
• magazyny punktu skupu

Magazynowanie ziarna może odbywać się w różnych miejscach na przykład: mezobiotyczne 3-15 lat.

Podział nasion pod względem długości życia:

Procesy biologiczne zachodzące w czasie przechowywania ziarna to dojrzewanie pożniwne, czyli synteza skrobi, białek, tłuszczów, a także wzrost zdolności kiełkowania czy spadek zawartości niebiałkowego. Drugim procesem biologicznym jest oddychanie dla którego charakterystyczny jest ubytek suchej masy czy wydzielanie wody, CO₂ a także wydzielanie ciepła. Czynniki regulujące oddychanie to wilgotność, temperatura, stopień natlenienia, porowatość mas ziarna, gatunek, odmiana, stopień dojrzałości pożniwnej, warunki zbioru i transportu. Zachowanie funkcji życiowych ziarna jest związane z czasem życia ziarna, który zależy od czynników genetycznych i warunków składowania proces kończy się śmiercią ziarna czyli rozkładem składników jądra komórkowego i substancji białkowych.

Wilgotność równowagowa czyli ustalona wilgotność ziarna przy określonej prężności pary wodnej w otoczeniu i temperaturze.

Etap 3 to bardzo szybki wzrost temp. do 50-55°C, a także pojawienie się ostrego zapachu alkoholu i rozwój bakterii gnilnych.