Зерносушение — 2.1. Характеристики зерна как объекта сушки

2.1. Характеристики зерна как объекта сушки

Характеристики зерна как объекта сушки

В структурном отношении единичное зерно представляет собой анизотропное коллоидное капиллярно-пористое тело со сложным строением его анатомических частей. Анатомическое строение зерновок, принадлежащих к одной из групп культур (злаковые, бобовые, масличные) принципиально одинаково, тогда как строение зерновок разных групп резко различно.

Плодовая оболочка пшеницы

Верхние плодовые оболочки пшеницы состоят из трех слоев плотных клеточных стенок с большим количеством капилляров и микропор.

Плодовая оболочка ржи

Плодовая оболочка у зерен ржи имеет несколько большую толщину и плотность, чем у зерен пшеницы, вследствие чего скорость сушки ржи несколько меньше, чем у зерна пшеницы.

Плодовая оболочка гречихи

Плодовая оболочка зерен гречихи неплотно охватывает ядро, срастаясь с ним лишь в одной точке у основания. Между плодовой оболочкой и ядром имеется воздушная прослойка. Это предопределяет легкое растрескивание оболочек по месту соединения в гранях, что необходимо учитывать при выборе режима сушки.

Цветковая оболочка

Зерновки овса, ячменя, риса, проса покрыты сверху цветковой оболочкой (пленкой). При интенсивной сушке пленка может растрескиваться, оголяя ядро, которое тоже легко раскалывается. Плодовые и семенные оболочки овса, ячменя, риса и проса, защищенные цветковыми пленками, нежные, тонкие.

строение зерна

Периферический слой эндосперма

Периферический слой эндосперма - алейроновый слой, прилегающий к семейной оболочке, также обладает высокой гидрофильностью. Он состоит из резко очерченных, крупных, почти правильных прямоугольных клеток с сильно утолщенными стенками. Чем больше толщина алейронового слоя, тем в большем количестве зерно поглощает влагу. Алейроновый слой зерна ячменя резко отличается от зерна всех других злаков: он состоит не из  одного, а из двух-четырех рядов крупных толстостенных клеток.

Эндосперм пшеничного зерна

Представляет собой плотное каазикапиллярно-пористое тело. Влага удерживается в микрокапиллярах эндосперма.

Зародыш зерна отличается наибольшей сложностью строения. Он  состоит из живых клеток, особенно чувствительных к нагреву.

Эндосперм кукурузы

Зерно кукурузы отличается от других зерновых культур мощно развитыми плодовыми оболочками, глубоко вдающимися внутрь зерна крупными зародышами и и стекловидным эндоспермом. Плотные и гладкие оболочки зерна кукурузы затрудняют подвод влаги к его поверхности и при интенсивной сушке лопаются. Эндосперм кукурузы, состоящий на 75% из крахмала, по структуре отличается от эндосперма других культур.

Роговидная часть его характерна плотным расположением крахмальных зерен, промежутки между которыми заполнены белковыми веществами и углеводами. Зародыш кукурузы обладает повышенной влагоотдачей, в связи с чем при интенсивной сушке, может происходить растрескивание зерна в наиболее опасном месте - со стороны зародыша.

Строение зернобобовых

Семена зернобобовых культур (горох, вики, соя), в отличие от злаковых культур, состоят из двух семядолей, зародышевого корешка, стебелька и почки. Сверху семядоли покрыты семенной оболочкой, состоящей их клеток, плохо пропускающей влагу.

Строение масличных культур

Семена масличных культур резко отличаются от семян злаковых и зернобобовых культур. Так, семена подсолнечника состоят их ядра, покрытого семенной оболочкой, и все это заключено в лузгу. Между семенной оболочкой и лузгой имеется достаточно большое воздушное пространство. Многочисленные поры в лузге, семенной оболочке и ядре подсолнечника обеспечивают быстрое его обезвоживание.

Воздушная же прослойка является своеобразным термоизолятором и замедляет прогрев ядра при сушке. Химический состав зерна сложен. Он состоит из белков, углеводов, жиров минеральных веществ, клетчатки и воды. Другой отличительной особенностью зерна является неравномерное распределение химических веществ в теле зерновки.

Химическое содержание зерна

Химическое содержание зерна

Оболочка зерна

Оболочки зерна (плодовые, семенные, а так же цветковые) содержат, в основном, углеводы только в виде клетчатки и сопутствующих ей веществ (пентозанов, золы).

Алероновый слой зерна

Алероновый слой содержит много белка и жира.

Эндосперм зерна

Эндосперм включает в себя основное количество углеводов в виде крахмала и запасные белки, а так же незначительные количества золы и клетчатки.

Зародыш зерна

В зародыше содержится много белков и большое количество жира.

Скорость обезвоживания зерна

Следовательно, в объеме единичного зерна, каждая из анатомических частей отличается не только физической структурой, но и химическим составом. Различие в строении и химическом составе разных анатомических частей зерна предопределяет неравномерность распределение влаги в зерновке, что, в свою очередь, влияет на скорость обезвоживания и нагрева составных частей зерна. Все это необходимо учитывать при обосновании режимов сушки.

Запасные вещества в жирах подсолнечника

Запасные вещества в жирах подсолнечника

Особенность семян подсолнечника состоит в том. Что запасные вещества, используемые зародышем при прорастании, откладываются не в виде крахмала, как в зерновых культурах, а в виде жиров. Жиры относятся к гидрофобным веществам и не способны связывать влагу, поэтому влага концентрируется, в основном, в тех частях семени, в которых больше белков и углеводов.

Характеристика зерна

Давая характеристику зерну, необходимо обратить внимание на зерновую массу в целом. Она выделяется, прежде всего своей неоднородностью. Все зерна основной культуры неоднородны по размерам, выполненности, влажности, плотности, химическому составу и другим показателям. При уборке урожая появляются зерна с механическими повреждениями: с нарушенными оболочками, треснувшие, расколотые. В зерновую массу попадают семена сорных и других культурных растений, органические и минеральные примеси. Для количественной характеристики свойств зерновой массы используют усредненные величины.

Для процесса сушки важное значение имеют такие физические свойства зерновой массы, как:

  • скважистость,
  • насыпная плотность,
  • сыпучесть,
  • самосортирование,
  • гидравлическое сопротивление и теплофизические свойства:
    • удельная теплоемкость
    • теплопроводность
    • температуропроводность.
Еще полезные статьи: