Ход процесса самосогревания
Самосогревание зерновых масс в одних случаях носит скоротечный характер и температура внутренних участков зерновой массы уже через несколько дней достигает 50—55°. В других случаях процесс на первых этапах развивается медленно, и значительное повышение температуры наблюдается через несколько недель, а иногда и месяцев. Такое различие в темпах самосогревания объясняется многими причинами, из которых наибольшее значение имеют:
1) физиологическая активность зерновой массы, связанная с ее «возрастом», «историей хранения», и присутствие в ней значительного количества органических сорных примесей, насекомых и клещей;
2) количественный и качественный состав микрофлоры зерновой массы;
3) температура и влажность зерновой массы перед началом самосогревания.
Так, партии свежеубранного зерна всегда более подвержены интенсивному процессу самосогревания, чем партии, прошедшие послеуборочное дозревание и период нормального хранения.
При долгом хранении зерновых масс снижается физиологическая активность всех живых компонентов и уменьшаются возможности возникновения процесса самосогревания, замедляются начальные стадии его развития.
Если зерновая масса ранее подвергалась самосогреванию, то она значительно менее устойчива при хранении. Последнее объясняется тем, что в партиях гревшегося зерна обычно содержится повышенное количество микроорганизмов (особенно плесневых грибов), которые однажды уже оказали активное воздействие на оболочки зерна.
Температура и влажность зерновой массы определяют возможность развития самосогревания и ход этого процесса. Влияние совокупности этих факторов и отдельно каждого из них огромно. Так, даже в партиях зерна, характеризуемых состоянием влажности «сырое», самосогревание становится возможным только при определенной минимальной температуре, обеспечивающей достаточную жизнедеятельность всех компонентов зерновой массы. При температуре ниже 10° этого процесса не происходит; при исходной температуре 10—15° начальный процесс самосогревания длится весьма продолжительное время.
При температуре 24—25° темп самосогревания резко возрастает, так как она близка к оптимальной температуре развития большинства плесневых грибов. При этой температуре заметно возрастает и энергия дыхания самого зерна (однако она еще далека от оптимума).
На основании лабораторных опытов и наблюдений в производственных условиях ход развития процесса самосогревания может быть представлен в виде кривой (рис. 48), составленной Е.Н. Мишустиным. Эта кривая типична для зерновых масс всех злаковых и массы семян самых различных культур. Самосогревание может итти с различной энергией и поэтому время на диаграмме не указывается.
При температуре 50—55° дальнейшее накопление тепла происходит медленно (максимальная температура при самосогревании 60—65°; и лишь иногда она достигает 70—74°). В сильно разогревшемся зерне микроорганизмы начинают вымирать или образовывать споры. Дальнейшее выделение тепла поэтому прекращается и происходит постепенное охлаждение зерновой массы. Это хорошо видно из кривых, полученных Е.А. Шаройко при наблюдениях за самосогреванием семян подсолнечника (рис. 49).
Естественный ход затухания процесса самосогревания но имеет практического значения. К этому времени партией зерна или семян любой культуры будут потеряны все ценные пищевые, фуражные, посевные и другие технологические качества.
Скорость процесса самосогревания, как мы уже отмечали, в значительной степени зависит от влажности зерновой массы или ее отдельных участков. Чем больше в ней свободной воды (или даже просто конденсационной влаги), тем интенсивнее идет процесс самосогревания. Так, по данным Е.А. Шаройко, в массе наиболее сырых (24,9%) семян уже через пять суток хранения температура достигла 65°. В семенах с влажностью 19,9% за этот период она поднялась лишь до 45°, в семенах же с влажностью 15,4% процесс самосогревания был выявлен значительно позднее сроков, приведенных на рис. 49.
Самосогревание ни в одной зерновой массе само по себе не останавливается, а обязательно доходит до максимального повышения температуры. Это является следствием плохой теплопроводности зерновой массы и все возрастающего количества тепла, образующегося в ходе самосогревания.
Можно привести примеры, когда в условиях Сибири этот процесс, начавшийся поздней осенью в партиях неохлажденного своевременно зерна, продолжал развиваться при температуре наружного воздуха -25° и ниже.
He ликвидируется процесс самосогревания и при недостаточном охлаждении греющейся зерновой массы. Например, перелопачивание в складе, а часто и на току или площадках обычно не обеспечивает достаточного охлаждения зерновой массы и лишь приводит к частичному снижению ее температуры. В большинстве случаев это снижение происходит только за счет смены воздуха межзерновых пространств. В результате такой обработки в зерновой массе сохраняется еще достаточная положительная температура (нередко 20° и более), обеспечивающая новую вспышку всех физиологических процессов. Проведенное при перелопачивании обновление воздуха межзерновых пространств (удаление CO2 и пополнение запасов кислорода) стимулирует жизнедеятельность всех аэробных. микробов зерна и в первую очередь плесневых грибов. Наши наблюдения показали, что во многих случаях после перелопачивания процесс самосогревания развивается вновь в ускоренном темпе. Только при большом перепаде температур и тщательной многократной переброске зерна «с лопаты на лопату» удается ликвидировать самосогревание.
Таким образом, перелопачивание малоэффективно. На смену ему пришло активное вентилирование, которое должно широко внедряться в практику работы с зерном и семенами.