Сорбционный фактор

09.05.2015

Водопоглотительная способность зерновой массы обусловливается, как известно, двумя факторами: сорбционной ёмкостью данного типа зерна и его гигроскопичностью, связанной с относительной влажностью воздуха как наружного, так и находящегося в межзерновых пространствах.
Первый фактор зависит главным образом от физической структуры зерна, второй более тесно связан с его химическим составом.
Сорбционные явления, имеющие место при увлажнении, в свою очередь проходят, как это принято считать, через связанные между собой три фазы:
1) адсорбцию, в которой решающей является молекулярная характеристика оболочки Зерна, на поверхности которой происходит сосредоточение плотного слоя молекул воды;
2) абсорбцию, — связывание воды с внутренними слоями зерна, в которой кроме оболочки принимает участие также и эндосперм и ещё в большей степени зародыш;
3) капиллярную конденсацию пара, осуществление которой усиливается наличием в зерне разветвлённой системы капиллярных каналов.
Для первой фазы — адсорбции — важны в первую очередь внешняя удельная поверхность зерна, отнесённая к его весовой единице, и состояние этой поверхности, причём так называемая активная Удельная поверхность зерна во много раз больше геометрической удельной поверхности. Поэтому мелкая фракция зерновой массы находится в этом отношении в более выгодном положении, что известно технологам, охотнее имеющим дело при увлажнении с более мелким зерном, легко поддающимся достижению определённой влажности.
На тех мельницах, где выделяется фракция мелкой пшеницы, подвергающаяся размолу на отдельных системах, целесообразно вести подготовку такого мелкого зерна также отдельно. С этой стороны понятно практикующееся на английских мельницах и реже на наших разделение зерна на крупное и мелкое до поступления его в зерноочистительное отделение, независимо от раздельного дранья. С другой стороны, наличие повреждённых оболочек, трещин, рваных оболочек, ребристое строение последних — всё это усиливает адсорбцию воды. Поэтому процесс адсорбции, несмотря на то, что он, по существу, является процессом кратковременного действия, измеряемого долями минуты и меньше, в зависимости от времени пребывания зерна в моечной машине (15—30 секунд) ещё более усиливается при наличии боя в зерне.
Характерным примером сказанного, взятым непосредственно из производства, является увлажнение морозобойного зерна. Опыты показали, что, имея дело с морозобойным зерном, его легко переувлажнить, что при одинаковых прочих условиях резко понижает выхода муки и увеличивает выхода отрубей.
Объясняется это тем, что захваченное морозом зерно характеризуется большим количеством щуплых, морщинистых зёрен, средний процент которых является в известной степени мерилом «морозобойкости». Это увеличение удельной поверхности зерна даёт большее приращение влаги в единицу времени В своих опытах на мельнице ВНИИЗ автор констатировал, что суммарный выход муки при переработке морозобойного зерна при одинаковых прочих условиях уменьшается при сортовом помоле до 72% вместо предусмотренных стандартом 78%, а выход отрубей увеличивается до 25%.
Наоборот, гладкая поверхность оболочки, либо естественная (например у овса), либо благоприобретенная но время технологическою процесса (например после мойки), ухудшает условия адсорбции воды. Поэтому при переработке овса для увлажнения его перед термический обработкой не пользуются разбрызгивающими приспособлениями, а погружают его в воду. Этим же объясняется необходимость прибегать к совместному действию моечной машины и струйных замочных аппаратов при очень сухой пшенице. Наконец, этим же обстоятельством объясняется сравнительная лёгкость замочки ячменя в пивоваренном производстве.
Опыты Фрезер и Халей показали, например, что шелушёная пшеница Маркиз по сравнению с нешелушёной увеличивает приращение веса при замочке на 50—60%. Аналогичный вывод получен автором и в мукомольной лаборатории МТИПП при опытах с ячменём, в одном случае сохранившим цветочную плёнку, а в другом — освобождённым от таковой вместе с частицами наружной оболочки.
Нешелушеный ячмень, сохранивший цветочную плёнку, впитывает воду довольно быстро в первые часы, а затем процесс сильно замедляется, и после достижения определённого процента насыщения (около 40%) через 3 суток наступает равновесное состояние, при котором дальнейшее пребывание в воде не вносит заметных изменений в отношении приращения влаги. Поглотительная способность, однако, резко менялась после шелушения ячменя на лабораторном голлендре, выполняющем функции шелушения весьма интенсивно. При погружении шелушёного и нешелушёного ячменя лишь на 1—2 минуты разница в водопоглотительной способности составляла 60—70% при одинаковых прочих условиях (температура воды, время), что следует отнести целиком за счёт оболочек и их физической характеристики. Разница в количестве воды, поглощённой отдельными зёрнами при одной и той же температуре в 14° и погружении сроком на 3/4—1 минуту в воду, после удаления последней центрифугированием составила, повторяем, 60—70%.
В производстве независимо от необходимости разбить комочки земли до поступления зерна на мойку и этим облегчить работу мойки технолог устанавливает перед последней шелушильную машину. Раньше для этой цели применялась наждачная машина интенсивного действия, теперь устанавливается так называемая «мягкая обойка», удаляющая лишь часть оболочек, при этом увеличиваются трещины на поверхности зёрен. Эти трещины, царапины, появляющиеся, как уже указывалось по исследованиям Тарутина, Мамбиша и Сердюкова, на 60—95% общего числа зёрен не только увеличивают их поверхность, но и способствуют усилению капиллярности, тем более, что рёбра и грани зерна адсорбируют воду в большей степени.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: