Зерновая масса - это совокупность отдельно взятых зерновок, которая характеризуется определенным составом, физическими, биохимическими и микробиологическими свойствами.
При работе с зерном, которая, в основном, заключается в экспертизе его качества, его транспортировании, хранении, обработке и переработке, необходимо учитывать свойства, которыми обладает зерновая масса.
Свойства сыпучести и самосортирования зерновой массы
Зерновая масса содержит твердые частицы, которые отличаются по размеру, массе и плотности. Это обстоятельство обуславливает легкую подвижность зерна. Такое его свойство называется сыпучестью. Оно позволяет зерну легко перемещаться как самотеком, так и при помощи транспортеров. Эта способность обуславливает возможность загрузки зерна в различные по размерам емкости (суда, вагоны, силосы элеваторов и т. д.).
Сыпучесть зерновой массы может быть различной. Она, в частности, определяется действием большого числа разных факторов: размеры, форма, состояние и характер поверхности зерна, его влажность, процентное содержание примесей и их видовой состав.
Перемещение зерновой массы, которое обусловлено неоднородностью зерен и примесей, сопровождается ее самосортированием. Речь идет про неравномерное распределение по отдельным участкам насыпи компонентов, которые входят в зерновую массу. Эти компоненты могут быть, как тяжелыми (например, крупные зерна, минеральные примеси), поэтому они опускаются вниз, как бы «тонут», так и легкими (например, щуплые зерна, органическая примесь), поэтому они перемещаются вверх, т.е. «всплывают».
Подобные перемещения не только нарушают однородность зерновой массы, но и создают благоприятные условия для развития различных физиологических процессов, которые приводят к порче зерна. Способность зерновой массы к самосортированию принимается во внимание, когда отбирают пробы для анализов.
Свойство скважистости зерновой массы
Зерно и другие твердые частицы зерновой массы обычно укладываются неплотно. Это, в частности, выражается в наличии заполненных воздухом промежутков.
Объем межзерновых пространств, который описывается процентами к общему объему зерновой массы, называется скважистостью. Величина данного показателя определяется действием множества факторов, в их числе:
- состояние, размеры, упругость и форма поверхности зерна;
- характер и количество (объем) примесей;
- содержание влаги в зерновой массе;
- размеры и форма хранилища.
Большая скважистость характерна для однородного по крупности зерна и для зерна с шероховатой поверхностью. Следовательно, меньшую скважистость имеют зерна разной крупности и округлой формы. У пшеницы, ржи и проса скважистость обычно составляет 35-45 % от общей массы зерновой массы, а у риса и овса, в свою очередь, этот показатель достигает 55-70 %.
Скважистость выступает как один из значимых факторов физических и физиологических процессов, которые протекают в зерновой массе. Благодаря наличию этого свойства возможным оказывается осуществление активного вентилирования зерновых партий, их сушки и газации с целью борьбы против вредителей хлебных запасов.
Запас воздуха в межзерновых пространствах требуется еще для того, чтобы сохранить жизнеспособность семян. Скважистость зерна также предопределяет степень использования хранилищ.
Свойство сорбционной емкости зерновой массы
Зерно различных культур способно поглощать (сорбировать) из окружающей среды газы и пары различных веществ. Иными словами, зерно обладает сорбционной емкостью. В то же время при определенных условиях поглощенные газы и пары могут полностью или частично улетучиться из зерновой массы в окружающее пространство (этот процесс называется десорбцией).
Причинами значительной сорбционной емкости зерновых масс можно назвать, во-первых, их скважистость, и во-вторых, капиллярно-пористую и коллоидную структуру каждого зерна. Между клетками и тканями зерна имеют место многочисленные капилляры и поры. Причем поверхность стенок капилляров является активной и потому она принимает участие в процессах сорбции молекул газов и паров.
В зерне в значительных количествах содержатся биополимеры (белки, крахмал, слизи) без прочной кристаллической решетки, что обуславливает легкое внедрение в эти биополимеры молекул воды и других веществ.
Учет сорбционной емкости зерновых масс обязательно для организации хранения, очистки, сушки и транспортирования зерновых масс. Они, в частности, могут поглощать посторонние запахи, которые способны существенным образом ухудшить качество зерна.
Большую роль в данном случае имеет гигроскопичность, т.е. способность зерна к сорбции и десорбции паров воды. Влажность зерна может меняться как в большую, так и в меньшую стороны в зависимости от относительной влажности воздуха.
Свойства теплопроводности и температуропроводности зерновой массы
Зерновая масса имеет множество теплофизических свойств, которые предопределяют процесс и результат ее хранения и сушки. В зерновой массе может распространяться тепло: если оно перемещается от зерна к зерну в результате их соприкосновения, то имеет место теплопроводность зерна, а если оно перемещается в межзерновом пространстве через воздух, то имеет место конвекция. Зерно, как правило, имеет низкую теплопроводность.
От теплопроводности зависит скорость нагревания зерновой массы, которая называется температуропроводностью. Это свойство тоже проявляется несильно. Отсюда следует наличие у зерновой массы большой тепловой инерции, из-за чего температура зерна в средних слоях насыпи изменяется очень медленно. Благодаря этому в зимнее время зерновую массу можно охладить в результате активного вентилирования ее насыпи холодным сухим воздухом.
