Технология хранения семян сои

Длительное  возделывание сои человеком способствовало детальному освоению агроприемов ее выращивания, а труд многих поколений  земле-дельцев и народных селекционеров  превратил это растение в культуру, хо-рошо приспособленную к механизированному проведению всех технологи-ческих процессов выращивания — от посева до уборки. [2].

С развитием  производства риса, кукурузы, пшеницы, сахарной свеклы, проса и других культур, богатых углеводами, острее ощущается дефицит белка, больше требуется выращивать зернобобовых культур, в частности сои, для сбалансирования пищевых и кормовых рационов по протеину. Поэтому в развитых странах бобовые и зернобобовые культуры занимают 10—12% площади полевых севооборотов. Те страны, которые расположены южнее 48—50° с. ш., из зернобобовых культур отдают предпочтение сое как наибо-лее ценному белково-масличному растению. Включение соевых кормов в ра-ционы скота и птицы позволяет снизить расходы на единицу продукции при одновременном росте продуктивности и улучшении качества мяса, молока, шерсти

Велико агротехническое  значение сои прежде всего как азотфиксирующей культуры. В условиях оптимальной влажности она накапливает в почве значительное количество (40-60 кг/га) азота и поэтому является хорошим предшественником зерновых и других не бобовых сельскохозяйственных культур.

Соя—весьма пластичное растение, с огромным ареалом, простирающимся от зоны вечной мерзлоты до тропических широт. [6].

Соя является также важным масличным растением. В мире ежегодно производится 8,5-9,2 млн. т соевого пищевого масла, которое широко используют для приготовления маргарина, шортингов, майонеза и других высококалорийных продуктов питания.

Сфера применения сои продолжает расширяться. Если с древнего времени в странах Юго-Восточной Азии она известна в основном как продовольственная культура, то с продвижением в страны Европы и особенно в США утилизация сои значительно расширилась. Она стала неотъемлемой частью комбикормовой, текстильной, лакокрасочной промышленности. [1].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Характеристика культуры как объекта хранения

Физико-механические свойства

К физико-механическим свойствам  масличных семян относятся: геометрическая форма и линейные размеры, абсолютная масса, относительная плотность, аэродинамические, диэлектрические и другие свойства. Они важны при решении многих вопросов послеуборочной обработки, хранения и особенно технологической переработки семян.

При скоплении в большой  массе семена приобретают новые  свойства. К ним относятся сыпучесть, насыпная плотность, скважистость, объемная масса и др.

Геометрическая  форма и линейные размеры. От геометрической формы и линейных размеров семян зависят тип хранилища, размеры рабочих органов технологических машин, а также способ хранения и переработки семян.

Форма семян характерна для каждой масличной культуры и определяется соотношениями длины, ширины и толщины. Семена сои - шаровидные, в этом случае характеристикой семян является диаметр.

 При колебаниях влажности семян меньше всего изменяется длина семян. Влажные семена всегда крупнее, чем сухие, по ширине и толщине и практически не отличаются от сухих по длине.

Для характеристики формы  семян введены понятия «коэффициент формы» и «показатель сферичности». Коэффициент формы — это отношение площади поверхности семени несферической формы к поверхности эквивалентного шара, объем которого равен объему семени.

Показатель сферичности  — это отношение площади поверхности  равновеликого по объему шара (Fш) площади внешней поверхности семени несферической формы (Fс). Для шарообразных частиц, т.е, для семян сои эти характеристики равны 1.

Как правило, чем крупнее  семена данной масличной культуры, тем выше их технологическое качество

Масса 1000 семян. Размеры, особенно толщина семян и плодов, тесно связаны с их массой. Для характеристики массы семян введено понятие «абсолютная масса» — масса 1000 семян при нулевой влажности.

Ее определяют при  фактической влажности семян, а  затем пересчитывают на нулевую  влажность, т. е. на сухое вещество (г):

По величине абсолютной массы семена подразделяют на тяжелые, средние и легкие (табл.).

Масса 1000 семян сои  равна 200г., что говорит о том, что  семена сои относят к тяжелым  семенам

Относительная плотность.Этот показатель связан с химическим составом, влажностью и относительной плотностью различных тканей семян. Величина относительной плотности семян зависит также от количества воздуха, содержащегося в тканях.

Относительная плотность семян и плодов большинства масличных растений, особенно высокомасличных, меньше 1 (плотности воды). В них преимущественно содержатся липиды с относительной плотностью 0,92. Кроме массовой доли липидов, относительная плотность зависит также от особенностей анатомического строения, пористости тканей и наличия воздухоносной полости между покровными и основными тканями.

 Относительная плотность  сои равна 1,1.

Аэродинамические  свойства. Зависят от формы, абсолютной массы и относительной плотности масличных семян. Состояние семян при продувании воздуха через их слой (при очистке, тепловой сушке, активном вентилировании, пневмотранспортировании и некоторых других технологических процессах) определяется скоростью воздуха.

При небольшой скорости воздуха семена неподвижны, воздух как бы фильтруется через слой семян. При ее увеличении семена, оставаясь в слое, перемещаются относительно друг друга и объем слоя увеличивается. Такой слой называется кипящим или псевдоожиженным. В кипящем слое каждое семя испытывает воздействие воздушного потока, равное его весу. Скорость воздуха, при которой семена находятся во взвешенном состоянии, называется критической, или скоростью витания. При еще большей скорости семена уносятся воздушным потоком.

Величина скорости витания  зависит от парусности семян —  отношения площади проекции наибольшего  сечения семени на плоскость, перпендикулярную воздушному потоку, к массе семени.

Самосортирование. Следствием сыпучести семенной массы является ее способность к самосортированию при перемещении. Особенно значительным может быть самосортирование семенной массы при падении с большой высоты, например при заполнении хранилищ силосного типа, когда падение семян осложняется движением встречного воздушного потока из заполняемого хранилища. В результате различий массы и аэродинамических свойств семян, наличия примесей с другой относительной плотностью происходит рассортирование семенной массы. В образующейся насыпи тяжелые компоненты семенной массы располагаются по оси конуса, легкие — у образующих конуса.

Плотность укладки  и скважистость. Семенная масса, занимающая какое-либо пространство, не заполняет его целиком, так как между отдельными семенами остаются промежутки, заполненные воздухом. Объем, занимаемый семенной массой, состоит из объема собственно семян и примесей и объема воздушных прослоек между ними. Объем собственно семян и примесей, выраженный в процентах от общего объема, называется плотностью укладки семенной массы, а объем воздушных промежутков — скважистостью.

Величина скважистости зависит от насыпной плотности семян  — массы единицы объема, заполняемого семенами. Насыпная плотность, или объемная масса семян, всегда ниже относительной плотности отдельных составляющих семенную массу. Масса одного литра семян (определяется на специальном приборе — литровой пурке с падающим грузом) называется натурой и выражается в граммах.

Величина скважистости зависит от формы, упругости, размеров и состояния поверхности семян, от количества и вида примесей, от массы и влажности семян. При прочих равных условиях крупные семена всегда укладываются менее плотно. Мелкие примеси и семена способствуют более плотной укладке всей семенной массы. Плотность укладки понижается с увеличением влажности семян. Увлажнение хранящихся в массе семян ведет к их набуханию и увеличению объема отдельных семянок. Межсеменные пространства при этом уменьшаются, семенная масса уплотняется, т. е. семена слеживаются.

Скважистость семенной массы изменяется в зависимости  от условий загрузки семян на хранение (высоты падения семян, скорости и  т. п.).

Снижение скважистости и уплотнение семенной массы отрицательно сказываются на стойкости семян  при хранении, так как при этом снижается обеспеченность семян воздухом, затрудняется тепло- и газообмен и создаются условия для самосогревания. [5].

Физико-химические свойства

К физико-химическим свойствам  семян относятся теплофизические, сорбционные, гигроскопические, а также другие свойства. Их величину во многом определяют условия хранения семян и технологические приемы их переработки.

Теплофизические свойства. Наиболее важные из них теплоемкость, тепло-, температуро- и термовлагопроводность.

Теплоемкость  семян зависит от их химического состава и подчиняется законам аддитивности. Теплоемкость липидов составляет 2,05 кДж/(кг · град), белков и углеводов — 1,41, целлюлозы — 1,33 кДж/(кг • град). Так как теплоемкость воды более высокая — 4,19 кДж/(кг · град), то с повышением влажности семян она тоже повышается.

Низкая теплопроводность семенной массы обусловлена большим  содержанием в ней воздуха, который  является плохим проводником теплоты. Несколько большую теплопроводность имеют сами семена (примерно как у древесины) —в пределах (14... 22) ·10^-5 кВт/(м • К). Это в 500 раз меньше теплопроводности железа и в 2,5...3 тыс. раз меньше теплопроводности меди. Теплопроводность семенной массы при увлажнении сравнительно быстро возрастает.

Температуропроводность — это скорость изменения температуры в семенной массе, которая характеризуется коэффициентом температуропроводности.

Для масличных семян  она равна (6,15...6,85) • 10^-4м²/с, т. е. почти в 100 раз меньше, чем для воздуха, и примерно равна температуропроводности воды при 20 °С (5,1 • 10^-4 м²/с). Семенная масса обладает большой тепловой инерцией. Участки семенной массы, удаленные от ее верхнего слоя, стен и пола хранилища, в течение нескольких месяцев удерживают температуру, при которой они были заложены на хранение. Температуропроводность семенных масс может повлиять на хранение. Так, низкая температура в момент закладки на хранение способствует длительному устойчивому хранению семян. Если температура семян при закладке повышена (например, из-за неудовлетворительного охлаждения после тепловой сушки) или в семенной массе появился участок с повышенной температурой, начнется самосогревание.

Гигроскопичность зерновой массы - способность ее сорбции и десорбции паров воды. Увлажнение зерновой массы при хранении в результате гигроскопичности создает условия для жизнедеятельности микроорганизмов.

Влага, распределяется в зерновой массе неравномерно: наибольшей гигроскопичностью обладает зародыш, меньшей - оболочки и еще меньшей-эндосперм. Такое распределение влаги по частям зерна способствует развитию микроорганизмов, находящихся на поверхности зерна.

Термовлагопроводность - перемещение влаги, обусловленное градиентом температур. Перемещение влаги в виде конденсата по направлению потока теплоты может сопровождаться скоплением ее в отдельных участках зерновой массы и вызвать ее набухание а даже прорастание.

Сорбционная способность семян и семенных масс. Высокая сорбционная способность семенной массы обусловлена свойствами тканей семян, которые интенсивно сорбируют, а затем десорбируют различные газы. Сорбционные свойства массы семян в значительной степени зависят от межсеменных пространств, заполненных воздухом.

Наибольшее практическое значение имеет способность масличных  семян к сорбции и десорбции  паров воды из окружающей атмосферы, т. е. гигроскопичность. В зависимости  от упругости водяных паров в  окружающем воздухе семена увлажняются  либо влажность их снижается. Если парциальное давление водяного пара в воздухе больше, чем в непосредственной близости от поверхности семян, то они сорбируют воду, если же парциальное давление водяного пара в непосредственной близости от поверхности семян больше, чем в окружающем воздухе, то происходит десорбция воды.

Установлено, что дыхание  масличных семян резко усиливается  при влажности гораздо более  низкой, чем необходимая для достижения такого же уровня дыхания семян немасличных  культур. Низкая критическая влажность масличных семян обусловлена присутствием в них липидов, не сорбирующих воду.

При влажности масличных  семян выше критической происходит скачкообразное увеличение интенсивности  дыхания.

С понижением температуры  увеличивается равновесная влажность  семян. По данным ряда исследований, при понижении температуры от 30 до 0 °С равновесная влажность зерна различных культур повышается примерно одинаково (на 1,4 %). Скорость поглощения влаги семенами почти точно представляет собой логарифмическую функцию температуры.

Величина равновесной  влажности семян зависит от размеров семян. Равновесная влажность у  мелких семян меньше, чем у крупных, вследствие как относительного увеличения поверхности семян, так и различия в химическом составе мелких и крупных семян. На величину равновесной влажности семян кроме структурных особенностей тканей семян и параметров окружающего воздуха оказывает влияние сорбционный гистерезис. В результате гистерезиса кривые увлажнения и высушивания семян не совпадают, поэтому добиться полного выравнивания влажности между семенами даже в результате длительного хранения в сухом состоянии никогда не удается. [8].