ПРОДОЛЖЕНИЕ ЛЕКЦИИ № 22

1.2. Приемка и оценка кукурузы

Кукурузокрахмальные предприятия принимают часть кукуру­зы от местных предринимателей. Эта кукуруза поставляется почти исключительно в початках и называется заготовляемой. Государственная заготовительная система должна поставлять промышленным предприятиям кукурузу только в зерне. Эту куку­рузу называют отпускаемой.

Приемка на заводе каждой партии поступающей кукурузы должна сопровождаться определением ее массы и качества, кото­рое необходимо для расчетов с поставщиками, а также для орга­низации правильного учета, складирования и хранения. Кукурузу, доставляемую автомобильным транспортом, взвешивают на авто­мобильных весах, устанавливаемых на территории сырьевых пло­щадок. Массу кукурузы, поступающей на предприятия по желез­ной дороге, обычно проверяют взвешиванием груженых, а затем порожних вагонов на железнодорожных весах. Для определения качества кукурузы анализируют средние пробы, взятые от каж­дой поступившей партии. Качество кукурузы в початках опреде­ляют по зерну, обмолоченному в лабораторных условиях.

Складирование кукурузы должно производиться в строгом соответствии с ее качеством. На длительное хранение направляют только сухую и здоровую кукурузу, а влажная или низкокачест­венная и нестойкая в хранении поступает непосредственно на пе­реработку или на кратковременное хранение. При необходимости хранить кукурузу с повышенной влажностью перед складирова­нием ее необходимо подвергнуть естественной или искусственной сушке.

К заготовляемой и отпускаемой кукурузе предъявляются опре­деленные требования в отношении качества, которое нормируется действующим стандартом. Крахмалистая и сахарная кукуруза, не имеющая товарного значения, не стандартизуется.

В зависимости от качества заготовляемая кукуруза подразде­ляется на две группы: с базисными и ограничительными конди­циями (табл. 22.10).

Таблица   22.10. - Нормы качества кукурузного зерна (по ГОСТ)

Свойства кукурузы

Кукурузные початки и зерно следует отнести к сыпучим мате­риалам.

Скважистость (объем промежутков между зернами, из­меряемый в процентах общего объема) насыпи кукурузных по­чатков и зерна зависит от размера початков и зерен, а также от степени уплотнения (утруски, слежалости) и, по данным Клеева, составляет: для початков 50÷55%, для зерна 38÷42%.

Угол естественного откоса насыпи кукурузных по­чатков и зерна зависит от многих факторов (влажности, засорен­ности, размера початков или зерна, ботанического подвида и др.) и колеблется в пределах 21÷28°. Однако как початки, так и куку­рузное зерно повышенной влажности, засоренные или порченые - при слежалости способны образовывать неустойчивую стенку, вертикальную и даже с отрицательным углом откоса.

Объемная масса (масса 1 м³) насыпи початков или зерна кукурузы зависит от влажности, степени уплотнения и других: факторов. Для початков она составляет 440÷500 кг/м³, для зер­на – 650÷800 кг/м³.

Кукурузное зерно в отличие от зерна других злаковых культур* имеет зародыш большого размера, в котором сосредоточены: основная масса жира, большая часть легкорастворимых белков, ферменты, витамины и минеральные вещества.

Будучи прикрыт только чехликом, зародыш плохо защищен ог воздействия внешней среды. Он интенсивно впитывает влагу и частично передает ее внутрь зерна. Все это создает благоприятные условия для развития биологических и биохимических процессов и делает кукурузу менее стойкой в хранении, чем все другие зер­новые культуры. Порча кукурузного зерна почти всегда начинает­ся с потемнения зародыша, которое вызывается действием микро­организмов, разлагающих жиры и белки.

Неравномерность развития кукурузы с одного и того же участ­ка обусловливает значительные различия во влажности и спело­сти зерна отдельных початков. В партии полной спелости влаж­ность зерна отдельных початков в момент уборки может колебать­ся от 14 до 30%, а влажность стержня дости-гать 45%. Такая неравномерность влажности способствует развитию физио-логи­ческих процессов в зерне и нежелательной микрофлоры. Наиболее часто кукурузу поражают грибковые заболевания (фузариоз, крас­ная гниль, нигроспориоз, головня) и бактериальные (бактериоз, кукурузная бель и др.). В процессе хранения содержание влаги в кукурузе постепенно выравнивается.

В кукурузном зерне как живом организме постоянно протекают сложные физиологические и биохимические процессы. В зависи­мости от внешних условий эти процессы могут активизироваться или почти полностью затухать. Жизнедеятельность зерна прояв­ляется в акте дыхания, а иногда и в прорастании. В результате дыхания зерно получает энергию, необходимую для жизненных функций. Процесс дыхания зерна с участием кислорода воздуха (аэробное дыхание) сопровождается уменьшением массы сухого вещества зерна, а также образованием воды и выделением тепла. При анаэробном дыхании (без доступа воздуха) тепло выделяется в связи с распадом сложных органических веществ на более простые. Влага в зерне находится в связанном и свободном состоянии. Количество связанной влаги является почти постоян­ной величиной и изменяется от 14 до 17%. Влажность зерна 14÷15% называется критической, так как ее превышение вызы­вает усиление биохимических и физиологических процессов, ведущих к значительной потере сухих веществ. Повышение интенсив­ности дыхания при превышении критической влажности объяс­няется появлением в клетках свободной воды, необходимой для проявления ферментативной деятельности и биохимических пре­вращений.

Поскольку зерно (особенно его зародыш) гигроскопично, при хранении его происходит влагообмен между зерном и окружаю­щим воздухом до наступления между ними гигроскопического равновесия. Влажность зерна, соответствующая гигроскопическо­му равновесию, называется равновесной и в сильной степени зависит от относительной влажности воздуха. Так, при 30%-ной влажности воздуха зерно имеет влажность 9,3%, при 45%-ной – 11,4, при 75%-ной – 16,8, при 90%-ной – 23,1 и при 100%-ной – 31,2%. При относительной влажности воздуха от 10 до 90% тем­пература на равновесную влажность зерна практически не влияет. Равновесная влажность зерна возрастает с увеличением температуры при относительной влажности воздуха выше 90% и с уменьшением температуры при влажности воздуха ни­же 10%.

Кроме парообразной воды зерно поглощает и капельно-жидкую воду. Если равновесная влажность зерна имеет довольно низкий предел и почти не зависит от температуры, капельно-жидкая вода впитывается зерном намного активнее. Указанная способность возрастает с повышением температуры. В этом случае влажность зерна повышается вплоть до того момента, когда начинается про­цесс прорастания.

Повышение влажности и температуры зерна не только активи­зирует процессы его жизнедеятельности, но и способствует также развитию микроорганизмов в партиях хранящейся кукурузы. Оп­тимальной для жизнедеятельности спор плесневых грибов и фузариума является температура 22÷37°С. При температуре, близкой к нулю, жизнедеятельность микрофлоры прекращается. Таким образом, для создания нормальных условий хранения кукурузы необходимо удалять из зерна свободную влагу и снижать его тем­пературу.

Зерно – плохой проводник тепла, поэтому в зерновой массе, охлажденной зимой, низкая температура удерживается весной и в начале лета. Однако низкая теплопроводность зерна способ­ствует и удержанию тепла в очагах самосогревания. Эти очаги возникают в местах, где межпочаточное пли меж-зерновое про­странство забито сорной примесью, вследствие чего воздухо-обмен почти прекращается и выделяющиеся при дыхании зерна тепло и влага не удаляются. Для создания нормальных условий хранения перед  складированием   необходимо  полностью  удалять  из  зерна посторонний сор, а из початков – сор и обрушенное зерно.

После уборки в кукурузе продолжаются биохимические про­цессы, происходит так называемое послеуборочное дозре­вай и е, сопровождающееся увеличением всхожести и энергии прорастания зерна. Нормально вызревшая кукуруза при темпера­туре наружного воздуха около 18°С достигает наибольшей всхожести через 18÷20 дней хранения. Дозревание ку­курузы молочно-восковой спелости в тех же усло­виях протекает на протя­жении 25÷30 дней. При хранении кукурузы в по­чатках наблюдается по­вышение крахмалистости зерна за счет уменьшения содержания растворимых углеводов в стержнях по­чатков.

Самые незначительные из­менения, происходящие в нор­маль­но дозревшем кукурузном зерне, в пер­вую очередь приво­дят к снижению его всхожести. Поэтому всхожесть кукурузы яв­ляется очень важным показате­лем, характеризующим све­жесть и сохранность зерна.

Многочисленными иссле­до­ваниями доказано, что куку­руз­ное зерно при нагревании до температуры выше 45÷50°С начинает терять всхожесть.

Потеря всхожести тем боль­ше, чем выше влажность зерна, больше отклонение температуры от допустимой и продолжитель­нее воздействие повышенной температуры. Потеря всхожести при: нагревании кукурузы имеет прямую связь с денатурацией белков. При нагревании, не сопровождающемся денатурацией белков, снижения всхожести зерна не наблюдается. Братерский устано­вил границы безопасных температур нагрева кукурузного зерна в течение 30, 60, 90 и 120 мин при различной влажности. На диа­грамме (рис.22.7) ниже кривых находится область допустимых влаж­ностей зерна и температур нагрева, а выше – область влажностей и темпера­тур, при которых происходит денатурация белка и теряется способность зерна к прорастанию.

Промораживание сырой кукурузы также ведет к резкому сни­жению процента всхожести. При охлаждении зерна влажностью до 19% снижения всхожести не наблюдается, при влажности до 24% всхожесть снижается при минус 19°С, при влажности 30% – минус 13°С и влажности 35% – при минус 10°С.

1.3. Хранение кукурузы

Общие принципы хранения кукурузы. Кукуруза, как отмеча­лось выше, менее устойчива при хранении, чем другие зерновые культуры. Среди ботанических подвидов наиболее устойчивой против заболеваний является кремнистая кукуруза; она и хранит­ся лучше других. Кукуруза крахмалистая и сахарная хранятся хуже.

При хранении кукурузы необходимо создать такие условия, при которых зерно на протяжении сравнительно длительного вре­мени не утратило бы своих качеств при возможно меньших поте­рях сухих веществ. Для этого нужно снизить влажность зерна до 13÷14%, а температуру помещения до 0°С.

Кукурузу принято хранить как в необрушенных початках, так и в зерне. Скважистость насыпи кукурузных початков значитель­но больше, чем зерна. Это создает благоприятные условия для аэрации и способствует отводу выделяющихся влаги и тепла. В результате этого необрушенные початки сохраняются значи­тельно лучше, чем зерно. Кукурузное зерно в насыпи при влаж­ности 20÷22% и температуре 15÷20°С начинает интенсивно со­греваться и портиться уже через 1,5÷2,0 сут. Практически куку­рузное зерно влажностью больше 15% для хранения непригодно. Кукурузные початки, как показали массовые наблюдения в усло­виях южных районов страны, где осенью выпадает мало осадков и в течение долгого времени бывает низкой относи-тельная влаж­ность воздуха, при наличии аэрации постепенно высыхают и хо­рошо сохраняются даже при первоначальной влажности зерна 25÷27%. Кроме того, как указывалось, в связи с послеуборочным дозреванием при хранении в початках крахмалистость зерна за­метно увеличивается.

Однако для хранения початков требуется в 2,0÷2,5 раза боль­ше емкостей, чем для хранения зерна.

Хранение кукурузного зерна. Нормальное хранение кукуруз­ного зерна достигается при его влажности не более 15% и при температуре, близкой к 0°С. Перед складированием зерно долж­но быть хорошо очищено от сора и зерновой примеси.

При уборке кукурузное зерно почти всегда имеет влажность выше 20%, а часто 25÷28%. Поэтому убранные початки предварительно подвергают естественной или искусственной сушке и толь­ко потом обрушивают или початки обрушивают сразу после уборки, а искусственной сушке подвергают зерно. Полученное сухое зерно обычно хранят в силосных банках элеваторов или в механизированных и простых амбарах и под навесами. Сухое кукурузное зерно при хранении нуждается в периодическом про­ветривании. Для этого его перекачивают внутри хранилища или из одного хранилища в другое при помощи транспортирующих механизмов.

Допустимая продолжительность хранения зерна без проветри­вания зависит от его влажности и температуры. Чем выше влажность и температура, тем чаще необходимо проветривание.

Хранение початков. Перед складированием необходимо тща­тельно перебрать початки, удалить все недозрелые, больные, по­врежденные и плохо очищенные от обвертки. Особое внимание должно уделяться выделению из початков обрушенного зерна и посторонних примесей, способных заполнить пустоты между по­чатками и этим затруднить воздухообмен. При механизированной загрузке непосредственно перед хранилищем початки пропускают через наклонно установленную решетку с продольными щелями шириной 20÷30 мм, в которые проваливаются обрушенное зерно и сор.

Желательно свежеубранные початки на протяжении несколь­ких дней подвергнуть воздушно-солнечной сушке. Это мероприятие повышает устой-чивость початков в хранении в связи с тем, что под воздействием солнечных лучей снижается влажность и погибают имеющиеся на початках микроорганизмы.

В свежеубранных початках влажность стержня на 10÷20% превышает влажность зерна. В процессе хранения стержень подсыхает интенсивнее, чем зерно, и к концу весны его влажность бывает на 2÷3% ниже влажности зерна. Поэтому выход зерна товарной влажности при обмолоте свежеубранных початков бы­вает меньше, чем при обмолоте высушенных початков.

Следует различать два вида хранения початков: хранение све­жеубран­ных початков с влажностью зерна выше 17%, обязатель­но сопровождающееся их высушиванием; такое хранение–сушка осуществляется в складах, конструкция которых обеспечивает ак­тивную (естественную или искусственную) вентиляцию початков; хранение почат­ков с влажностью зерна не более 17%, особенно охлаж­денных, не требующее ак­тивного вентилирования и осуществ­ляемое в обычных складах–амбарах, под наве­сами и на открытых пло­щадках. Во всех случаях початки должны быть защи­щены от атмосферных осад­ков и воздействия разных производственных испаре­ний. При хранении сухих початков высота насыпи может достигать 5 м без устройства специальных вентиляционных приспособлений. Склады для хранения початков называются сапетками. Простая сапетка представляет собой длинный узкий склад на де­ревянных или каменных столбиках. Стены и пол сапетки дощатые с проме-жутками или плетневые. Пол настилают на высоте 30÷40 см от земли. Крыша черепичная или из другого материала, свободно пропускающего воздух. Сапетка простого типа, приспо­собленная для ручной загрузки, обычно имеет ширину и высоту около 2,0 м, длину 30÷50 м, вместимость 50÷90 т кукурузы. Длинную сторону сапетки располагают перпендикулярно направ­лению господствующих ветров, что обеспечивает интенсивное про­ветривание и сушку кукурузы.

Более совершенным типом является сдвоенная сапетка боль­ших габаритных размеров, что позволяет механизировать ее за­грузку. Посередине эта сапетка имеет продольный проем (рис. 22.8). Ее ширина 6,15 м; высота стен 4,5 м; при длине около 30 м вме­стимость около 325 т. Загружают сапетку с помощью передвиж­ного транспортера, разгружают через нижние люки.

Рис. 22.8. Вид сбоку (а) и поперечный раз­рез (б) типовой сапетки для хранения кукурузных початков вместимостью 700 т.

На рис. 22.9 показан склад-навес для хранения кукурузных по­чатков, оборудованный переносными напольными воздухораспре­делительными ре­шетками и передвижным вентилятором для ак­тивного вентилирования, кото­рое позволяет ускорить сушку по­чатков и в известных пределах регулировать их температуру, если проводить просушку и охлаждение кукурузы в хорошую погоду при низкой относительной влажности воздуха. Необходимо избегать вентилирования влажным воздухом, температура которого выше температуры кукурузы, так как в этих условиях может наступить точка росы и на поверх­ности кукурузы осядет капельно-жидкая влага. При активном вентилировании кукурузы необ­ходимо строго соблюдать инструкцию, которая должна быть спе­циально разработана для местных условий.

Для хранения початков применялись также деревян­ные и железобетон­ные механизированные сапетки вместимостью более 5 тыс. и более. Загрузка и разгрузка таких сапеток пол­ностью механизированы и осуществляются при помощи стацио­нарно построенных транспортерных лент и ковшовых подъем­ни­ков. Сапетки такого типа очень сложны и дороги, а их транспортные меха­низ­мы имеют низкий коэффициент использования. В настоя­щее время приме­няется много механизмов, позволяющих выпол­нять погрузочно-разгрузочные работы в простых складах почти без применения ручного труда. Поэтому ме­ха­­ни­зированные са­петки выходят из обихода.

                   Рис. 22.9. Склад-навес, оборудованный напольно-переносным воздухораспредели­тельным устройством: 1 – разрез навеса; 2 – одиночная воздухораспределительная решетка; 3 – диффузор; 4 – вентилятор.

При размещении кукурузных початков в простых складах или на открытых площадках для усиления воздухообмена в межпочаточных пространствах устраивают специальные горизонтальные и вертикальные каналы, сообщаю-щиеся с атмосферой. Обычно это деревянные трехгранные призмы, боковые поверхности кото­рых представляют собой решетку со щелями шириной 20÷25 мм. Горизонтальные каналы имеют ширину основания 0,5÷0,6 м, а высоту 0,7÷1,0 м. Вертикальные каналы делают равносторонни­ми со стороной 0,3 м. Горизонтальные каналы размещаются на полу рядами поперек склада на расстоянии 1,8÷2,0 м.

Открытые площадки для расположения буртов или бунтов кукурузы должны быть хорошо спланированы, при этом необхо­димо предусмотреть устройство водостоков и асфальтирование. От атмосферных осадков кукуру­зу, находящуюся на открытых площадках, укрывают брезентами или полиэти­леновой пленкой, а в хорошую погоду раскрывают.

На открытых площадках кукурузу хранят кратковременно в исключи­тельных случаях. Допустимые сроки хранения кукуруз­ных початков в зависи­мости от влажности и температуры зерна и зерновой насыпи ориентировочно можно определить по диаграммам [1].

Обмолот початков, очистка зерна и подача его в производство

Операции по обмолоту початков и подготовке зерна для пере­дачи в производство наиболее удобно выполнять на элеваторе. Специально обору-дованный для кукурузы элеватор состоит из приемного устройства, ленточных транспортеров и норий для пе­ремещения початков и зерна, устройства для обмолота початков,, зерноочистительных сепараторов, сушилки, весов, железобетон­ных емкостей (силосов, банок, звездочек) для хранения зерна,, аспирационных устройств, вспомогательных приспособлений.

Для обрушивания початков служат специальные молотилки, состоящие из разъемного неподвижного цилиндра, сваренного из прутьев круглого сечения диаметром 8 мм. Зазоры между ними 12 мм. В цилиндре вращается барабан с окружной скоростью 13,5 м/с, имеющий на поверхности ребристые выступы. Початки подаются в регулируемый зазор между неподвижным цилиндром (декой) и вращающимся барабаном, зерно обрушивается и вме­сте со стержнями початков выбрасывается из молотилки. Выпускается несколько типов таких молотилок про­изводительностью 10÷15 т кукурузы в час. Имеется молотилка производитель­ностью до 25 т/ч. Ротор молотилки и неподвижная дека имеют форму усеченного конуса. В зазор между ними початки подаются со стороны малого диаметра, и вначале происходит об­рушивание зерна при малой окружной скорости. По мере продви­жения початков по зазору вдоль оси диаметр ротора увеличи­вается, а следовательно, увеличивается и окружная скорость, воз­действие которой испытывают только те зерна кукурузы, которые прочно удерживаются на початках. Такой принцип обмолота дает меньше дробленого зерна. Полученная после обмолота смесь зер­на и стержней разделяется на специальном початочном сепара­торе, оборудованном двумя решетами и подкладкой. На верхнем с отверстиями диаметром 12÷15 мм выделяются стержни, на среднем с отверстиями диаметром 4÷6 мм отделяется чистое зер­но. После этого зерно подвергают дополнительной очистке на зер­новом сепараторе и направляют на переработку, сушку или непо­средственно на хранение.

Выход зерна товарной влажности при обмолоте початков за­висит от влажности и сорта кукурузы и колеблется от 74 до 84%.

Кукурузное зерно, направляемое на замачивание, обязательно взвешивается на автоматических или специальных элеваторных весах, одновременно определяется его качество. Данные взвеши­вания и анализа замачиваемой кукурузы являются базисом (ос­новой) для технохимического учета производ-ства сырого крах­мала.

Требования к качеству кукурузы

Современная техническая оснащенность кукурузокрахмальных предприятий позволяет получать высокие показатели извлечения и качества крахмала при переработке кукурузы различной сте­пени роговидности. Наиболее прием­ле­­мыми следует считать высо­коурожайные сорта и гибриды кукурузы, отли­ча­­ющиеся высоким содержанием крахмала и жира. Высокие технологические пока­затели обеспечиваются при переработке нормально сохранившей­ся и хорошо очищенной кукурузы. Содержание сорной примеси не должно превы­шать 0,3%, а зерновой 5,0%.

Важно, чтобы кукурузное зерно не подвергалось искусствен­ной сушке при высоких температурах. Зерно, потерявшее при на­гревании всхожесть (сопровождаемое денатурацией белков), перерабатывается с трудом и дает низкий выход крахмала и пло­хого качества. В данном случае всхожесть зерна является кос­венным показателем свежести, хотя непосредственного влияния на ход технологического процесса производства и не оказывает.

Кукуруза, подвергавшаяся нагреванию до температуры не свы­ше 40÷50°С, но потерявшая всхожесть под воздействием низких температур или других факторов, перерабатывается без затруд­нений и дает нормальные технологические показатели.

Между размером и натурой^[1] зерен перерабатываемой куку­рузы и ходом технологического процесса производства зависимо­сти не наблюдается.

Восковидная кукуруза, крахмал которой почти полностью со­стоит из амилопектина, перерабатывается так же, как обычная кукуруза. В настоящее время амилопектинового крахмала во всем мире вырабатывается около 50 тыс. т в год. Производ­ственное значение имеет кукуруза сорта Краснодарская восковидная.

В последние годы выведены сорта кукурузы, крахмал которой на 80% состоит из амилозы (крахмал обычной кукурузы содер­жит амилозы 21÷30%). Опыты показывают, что получение из этой кукурузы высокоамилозного крахмала связано с определен­ными технологическими трудностями, выращивание такой кукурузы и выработка из нее крахмала еще не имеют практического значения. Работы по селекции высокоамилозных сортов кукурузы продол-жаются.

    Контрольные вопросы.

1. Дайте общую характеристику картофеля.

2. Из каких частей состоит клубни картофеля?

3. Расскажите о химическом составе картофеля.

4. Какие сорта картофеля знаете?

5. Какие болезни картофеля встречаются?

6. Какие требования предъявляются при приёмке и оценке картофеля?

7. При каких условиях хранят картофель?

8. Как хранят клубни картофеля?

9. Расскажите краткое сведение о зерне кукурузы.

10. На какие ботанические подвиды подразделена кукуруза?

11. Какое строение имеет зерно кукурузы?

12. Каков химический состав зерна кукурузы?

13. Какие виды болезней встречаются в зерне кукурузы?

14. Как осуществляют приёмку и оценку зерна кукурузы?

15. Какие требования предъявляются к качеству кукурузного зерна?

16. Расскажите о физических свойствах кукурузного зерна?

17. Расскажите об общих принципах хранения кукурузного зерна.

18. В каких условиях хранят кукурузное зерно?

19. В каких условиях хранят кукурузу в початках?

20.Как производят обмолот початков, очистку зерна и подачу его в производство?

21.В каких складах хранят кукурузу?

Напечатать