Прием и хранение масличного сырья

Содержание

1. Введение                                                                                                     3

2. Приемка масличного сырья                                                                                                  4

3. Хранение масличного материала                                                                                            10

4.  Очистка масличных семян от примесей                                               11

5. Заключение                                                                                             25

6. Библиографический список литературы                                               26

1.      Введение

Прием и хранение масличного сырья, являются первоочередными стадиями на предприятиях масличного производства. На сегодняшний день существуют отлаженные схемы приемки и виды хранения масличного сырья на производствах позволяющих минимизировать потери сырья.

2. Приемка масличного сырья

Основной задачей приемки масличных семян на маслозаводах является быстрая оценка качества, взвешивание, выгрузка и правильное размещение на складах предприятия. Приемка масличных семян начинается с отбора проб для определения качественных показателей согласно нормативной документации. В зависимости от исходного состояния (влажность, засоренность и т.д.) семена направляются либо на подработку и хранение, либо непосредственно на переработку(рис.1)

Рис.1. Структурная схема приемки масличного сырья

Во всех случаях заводского контроля на данной стадии основной является работа по отбору правильных средних проб. Каким бы опытом и точными методами не располагали специалисты, работа не имеет смысла, если проба недостаточно точно характеризует анализируемое вещество во всей партии.

Отбор проб включает несколько стадий: выделение элементарных проб из производственных потоков, составление из них генеральной (средней) пробы, сокращение ее до лабораторной и сокращение лабораторной пробы до навески для выполнения анализа. При отборе проб возникают систематические погрешности, связанные с неоднородностью, расслоением материала при движении по транспортным элементам (течкам, шнекам, лентам, трубопроводам). Их необходимо выявлять и устранять. Сокращение генеральной пробы сыпучих материалов производят на аппаратах различных конструкций (делителе Гусева, делителе Ржехина) или вручную – диагональным делением.

Диагональное деление производят на металлическом подносе. Генеральную пробу высыпают на поднос и смешивают при помощи двух планок. Затем материал распределяют ровным слоем и повторяют перемешивание. Далее вновь распределяют материал ровным слоем, придавая ему форму квадрата. Затем разделяют квадрат диагоналями на 4 равных треугольника. Два противоположных треугольника отбрасывают, а оставшуюся часть материала вновь подвергают делению до тех пор, пока количество материала в двух противоположных треугольниках не будет требуемой величины. При сокращении проб жидкостей генеральную пробу тщательно перемешивают в сосуде, затем малыми порциями после повторного перемешивания отбирают требуемое количество материала.

3. Хранение масличного материала

Хранение масличных семян – один из важнейших этапов их переработки в растительные масла. Биологические особенности масличных семян обусловливают определенные трудности при хранении. Поступающие на маслодобывающие предприятия семена, как правило, сохраняют жизнедеятельность и, как всякий живой организм, дышат. Интенсивное дыхание может привести к порче семян. Порча семян при хранении приводит к потерям самого семенного материала, к уменьшению содержания в нем масла, ухудшению его качества и в результате может свести на нет все усилия сельскохозяйственного производства.

Период заготовки масличного сырья ограничен в среднем 2…3 месяцами, поэтому для бесперебойной работы в течение всего года маслозаводы вынуждены длительное время хранить масличные семена до технологической переработки. С этой целью данные предприятия должны содержать элеваторно - складские емкости для хранения больших масс семян. Правильная организация и рациональная технология хранения, учитывающая физиологические и биохимические особенности отдельных видов и партий семян, позволяет сохранить их с минимальными потерями и сформировать партии семян для наиболее эффективной их переработки.

3.1. Биохимические и технологические основы хранения масличных семян

Различия в качестве семян, поступающих на хранение, определяются в основном качеством посевного материала, почвенно-климатическими условиями зоны произрастания культур, засоренностью полей, условиями уборки и хранения на сельскохозяйственных предприятиях и приемных пунктах, а также условиями транспортировки. Помимо основной культуры в семенной массе содержатся семена сорных растений, примеси органического и минерального происхождения, микроорганизмы, воздух межсеменных пространств. Семена основной культуры различаются по размерам, влажности, маслосодержанию и другим признакам, что связано с неодновременным цветением и созреванием даже на одном растении. Сорные примеси более влагоемки, чем семена основной культуры, поэтому легче подвергаются поражению микроорганизмами, становясь источником порчи семян и причиной самовозгорания. Воздух межсеменных пространств способствует сохранению жизнедеятельности семян.

При организации хранения семян необходимо учитывать основные физические свойства:

Сыпучесть – величина угла естественного откоса, т.е. угла между основанием и образующей конуса, получающегося при свободном падении семенной массы на горизонтальную поверхность. Чем меньше этот угол, тем больше сыпучесть семенной массы. Для семян подсолнечника угол естественного откоса колеблется в пределах 31...45 0, клещевины – 34...46 0, сои – 25...32 0, льна 27...34 0, хлопчатника – 42...45 0. В процессе хранения сыпучесть может ухудшаться и быть потеряна совсем. Этому могут способствовать высокая влажность семян, засоренность, самовозгорание, слеживание. Сыпучесть семян определяет некоторые технологические приемы при хранении и производстве масла: принцип самотека при перемещении семенной массы, бестарное хранение, перемещение с помощью шнеков, ленточных транспортеров и др.

Самосортирование – определяет неравномерность распределения легких и тяжелых семян и примесей в массе. Возникает вследствие неоднородности и сыпучести семенной массы. Затрудняет отбор проб, способствует самовозгоранию, затрудняет формирование однородных партий.

Скважистость – отношение объема, заполненного воздухом между твердыми частицами в семенной массе, к её полному объему. Величина скважистости зависит от формы, размеров семян, состояния поверхности семян, их упругости, количества и характера примесей, влажности и других характеристик. Поэтому даже для одной культуры она колеблется в широких пределах, например, для подсолнечника – 60...80 %, льна – 35...45 %. При хранении скважистость уменьшается из-за изменения состояния поверхности семян, а также давления верхних слоев на нижние.

Плотность – отношение объемов твердых частиц к общему объему семенной массы.

Сорбционная емкость – способность семенной массы к сорбции и десорбции паров и газов. Наибольшее влияние на качество семян оказывает гигроскопичность – способность поглощать и отдавать пары воды. Величину гигроскопичности для данной партии семян определяет парциальное давление паров воды в воздухе. Установившаяся влажность семян при определенной относительной влажности воздуха и температуре называется равновесной влажностью.

В первый период хранения происходит перераспределение влаги, но полностью выравнивания влажности не наблюдается. Влажность, при которой резко усиливаются физиолого - биохимические процессы в семенах, и они становятся нестойкими при хранении, называют критической. В этом состоянии появляется свободная влага, что приводит к скачкообразному усилению дыхания семян и росту микрофлоры, начинается интенсивное развитие плесневелых грибов.

При влажности выше критической в результате активизации жизнедеятельности семян, микроорганизмов и вредителей начинается порча семян – расход запасных веществ семян и изменение состава сухой части: высокомолекулярные соединения гидролизуются, накапливаются низкомолекулярные, растет кислотное число, изменяется цвет семян, появляется посторонний запах, растет температура.

Величина критической влажности зависит от химического состава семян: чем больше в семенах масла, практически не способного удерживать воду, тем ниже величина их критической влажности. Если общую влажность семени пересчитать на его гидрофильную часть, то величина критической влажности будет в пределах 14...15 %. Примерное значение критической влажности масличных семян можно рассчитать по формуле:

W=14,5 (100-М)/100,

где М – масличность семян, %.

Теплопроводность и температуропроводность. Тепловые характеристики у семенной массы невелики из-за большого содержания воздуха, плохо проводящего тепло. Непосредственно у самих семян эти величины больше и зависят от влажности: чем выше влажность, тем больше теплопроводность. Семенная масса характеризуется большой тепловой инерцией (низким коэффициентом температуропроводности). Это имеет положительное значение, когда речь идет о сохранности семян, т.к. можно долго поддерживать низкую температуру. Но при создании благоприятных условий для жизнедеятельности семян и микроорганизмов, тепловая инерция семенной массы может привести к самовозгоранию.

3.2. Характеристика состояния масличных семян по жизнеспособности

Характеристика масличных семян по жизнеспособности проводится в соответствии с классификацией состояний организмов по А.М.Голдовскому. При классификации учитывается интенсивность обмена веществ, соотношение интенсивности ассимиляции и диссимиляции (синтетических и разрушительных процессов обмена веществ), а также показатель реактивности, под которым понимают свойство организма отвечать изменением жизнедеятельности на воздействие окружающей среды (табл.1).

Все состояния организмов по жизнеспособности делятся:

а) на жизнедеятельные:

биоз – полная жизнедеятельность;

гипобиоз – временное снижение интенсивности жизненных процессов – замедленная и ограниченная жизнедеятельность;

б) нежизнедеятельные:

анабиоз – полное отсутствие жизнедеятельности;

мезабиоз – промежуточное состояние между жизнедеятельностью и анабиозом (абиозом).

Для хранения семян из перечисленных видов состояний наибольший интерес представляют анабиоз и мезабиоз.

Различают полный и неполный анабиоз. В первом случае прекращаются все биохимические процессы, жизнедеятельные структуры не функционируют, но сохраняется жизнеспособность. Не протекают газообмен и ферментативные процессы. В данном состоянии возможны лишь чисто химические процессы, протекающие с небольшой интенсивностью. Полный анабиоз на- ступает при глубоком высушивании или охлаждении. В этих условиях семена хранятся долго, известны случаи – сотни лет.

При неполном анабиозе разрушительные процессы протекают, но с небольшой интенсивностью. При этом жизнеспособность сохраняется длительное время, но меньше, чем в предыдущем случае. Здесь выше скорость химических процессов, возможен газообмен, но не обусловленный дыханием семян. Состояние неполного анабиоза характерно для сухих семян. Однако резкого перехода между состояниями полного и неполного анабиоза нет.

Таблица 1

Классификация состояний организмов по жизнеспособности

Переход семян от анабиоза к жизнедеятельности происходит через зону мезабиоза. Это состояние наступает, когда в семенах содержится воды больше, чем требуется при анабиозе, но меньше, чем необходимо для прорастания. При мезабиозе наблюдается односторонний обмен – разрушительные диссимиляционные процессы и отсутствие или незначительное проявление ассимиляции.

При хранении семян нельзя допускать состояния мезабиоза, так как именно в нем происходят потери семян, и ухудшается их качество.

3.3. Дыхание семян

Дыхание семян – это один из наиболее важных и чувствительных показателей стойкости семян при хранении. В процессе дыхания клетки получают энергию в результате окисления и распада органических веществ в семени. Растение компенсирует эту потерю за счет процессов синтеза. У семян такой способности нет, поэтому дыхание семян сопровождается потерей сухих веществ – углеводов, жиров, белков. Различают два вида дыхания: аэробное и анаэробное. При аэробном дыхании семена для окислительных процессов расходуют кислород окружающего воздуха. При анаэробном – процессы идут за счет внутриклеточных реакций. Например, для углеводов упрощенно можно записать так:

при аэробном дыхании: С6Н12О6 + 6О2 = 6СО2 + 6Н2О + 2872 КДж 

при анаэробном дыхании: С6Н12О6 = 2С2Н5ОН + 2СО2 + 234 КДж

Интенсивность дыхания выражают объемом или массой выделившегося СО2 или поглощенного кислорода (О2) определенной навеской семян за фиксированное время при определенной температуре, влажности и доступе воздуха. Увеличение интенсивности дыхания указывает на усиление физиолого-биохимической активности семян и снижает их стойкость. Основные факторы, определяющие интенсивность дыхания: влажность, температура, доступ воздуха.

С увеличением температуры интенсивность дыхания сначала растет, а затем падает, так как вначале ускоряются внутриклеточные процессы, а затем превалирует инактивация ферментов и денатурация белков, в результате наблюдается гибель семян. Температурный оптимум зависит от влажности: чем выше влажность, тем при более низкой температуре достигается максимальная интенсивность дыхания. Оптимальная температура зависит также от продолжительности температурного воздействия. С увеличением продолжительности воздействия зона оптимальных температур смещается в сторону более низких температур. Поэтому при хранении желательно иметь низкие температуры масличных семян: в этом случае ограничивается рост плесневелых грибов, снижается жизнедеятельность семян и насекомых.

С уменьшением доступа воздуха дыхание затрудняется. При частичной или полной герметизации хранилищ состав воздуха в межсеменном пространстве изменяется – уменьшается содержание кислорода и увеличивается количество углекислого газа, что приводит к снижению интенсивности дыхания. При полном отсутствии кислорода возможно только анаэробное дыхание. Это положительный фактор, поскольку интенсивность аэробного дыхания гораздо выше, чем интенсивность анаэробного, что подтверждается цифрами экспериментальных данных: для семян подсолнечника с влажностью 9,84 % примерно в 30 раз, для семян с влажностью 11,93...19,50 % в 7…11 раз (табл.2).

Таблица 2

Экспериментальные данные исследования интенсивности дыхания семян

3.4. Послеуборочное дозревание

В период послеуборочного дозревания семена достигают физиологической зрелости. Уборка семян происходит в стадии уборочной зрелости. У таких семян низкая энергия прорастания и всхожесть, повышенная влажность, ферментная система находится в активном состоянии, продолжаются биохимические превращения. Масло из таких семян получать труднее, и его потери в производстве выше.

Послеуборочное дозревание приводит к повышению энергии прорастания и всхожести, снижается и выравнивается влажность, уменьшается активность физиологических процессов, падает интенсивность дыхания.

Для синтетической направленности процессов, протекающих в семени, должны быть созданы определенные условия, а именно:

- снижение влажности, что достигается осторожным подсушиванием или активным вентилированием семян;

- положительные температуры ускоряют послеуборочное созревание, т.к. увеличивают скорость реакций.

Повышенное содержание СО2 в межсеменном пространстве тормозит процесс дозревания.

При благоприятных условиях хранения послеуборочное дозревание заканчивается за 1,5...2 месяца. В этот период семена следует хранить с меньшей высотой насыпи в условиях мягкой сушки или активного вентилирования при влажности меньшей критической.

3.5. Жизнедеятельность микрофлоры

Микрофлора, к которой относят грибы, бактерии, актиномицеты, попадает в семенную массу в процессе уборки и транспортировки. Семенная масса служит для микрофлоры питательной средой. Особенно неприятны плесневелые грибы, способные гидролизовать клетчатку, т.е. разрушать семенные и плодовые оболочки, открывая доступ другим микроорганизмам внутрь семени.

Основные способы борьбы с микрофлорой: очистка семян от примесей, в которых значительно больше микроорганизмов, и проведение мероприятий по снижению активности микрофлоры.

Первым признаком активной жизнедеятельности микроорганизмов является изменение цвета семян (теряется характерный блеск, появляются темные и окрашенные пятна), затем – затхлый плесневелый запах, потеря сыпучести, повышение температуры, наконец, самовозгорание.

Самовозгорание семян при хранении происходит за счет интенсификации физиолого-биохимических процессов в результате выделения тепла и влаги, т.к. все живые компоненты семенной массы дышат и выделяют при этом тепло и влагу. Различают: очаговое, верховое, низовое и вертикально пластовое самовозгорание. Оно начинается обычно там, где повысилась влажность или имеется повышенное содержание сорных примесей, и может в дальнейшем перейти к сплошному процессу. При этом температура может подняться до 65...75 ОС.

Основной способ предотвращения самовозгорания – очистка семян от сорных примесей и снижение влажности до значений, значительно меньших критической.

Однако и в сухих семенах может произойти самовозгорание за счет воздействия наружного воздуха. Поэтому контроль состояния хранящихся семян должен быть тщательным и постоянным.

Для прекращения самовозгорания принимают немедленные меры:

- перемещение семян из силоса в силос;

- активное вентилирование;

- пропуск через семяочистительные машины;

- сушка.

Цель всех перечисленных технологических операций заключается в снижении влажности, температуры, засоренности.

3.6. Режимы хранения семян

Для хранения масличных семян могут применяться следующие режимы: хранение в сухом состоянии, хранение в охлажденном состоянии, хранение без доступа воздуха.

К вспомогательным приемам относятся очистка семян от примесей, активное вентилирование, химическое консервирование и др.

Хранение в сухом состоянии заключается в следующем. При влажности ниже критической семена находятся в состоянии неполного анабиоза, и вся влага в них связана. Микроорганизмы в этих условиях нежизнеспособны. Для достижения необходимой влажности используют сушку и активное вентилирование. Хранение в сухом состоянии может осуществляться в складах и элеваторах.

Хранение в охлажденном состоянии осуществляется при пониженных температурах. При температуре ниже 10 оС происходит сильное ослабление жизнедеятельности семян как основной культуры, так и примесей, микроорганизмов, насекомых, клещей. Поэтому охлаждение семенной массы до 0...10 оС даже в условиях повышенной влажности позволяет хранить семена длительное время без ухудшения их качества. Для этой цели используют атмосферный воздух в холодное время года и искусственно охлажденный атмосферный – в остальное время. Активное вентилирование позволяет для достижения этих целей использовать суточные колебания температур. Этому способствует высокая тепловая инерция семян.

Для охлаждения семенной массы можно использовать пассивную аэрацию, средства активного вентилирования, перемещение семян через транспортные механизмы или семяочистительные машины. При этом необходимо учитывать возможность увлажнения семян при охлаждении в результате конденсации влаги из воздуха.

В последнее время используют искусственный холод, который осуществляют в холодильных машинах (ХВМ–1-30, G-100) производительностью соответственно 70 и 100 т/сутки. Температура воздуха при этом снижается на 20 оС.

Хранение без доступа воздуха. Жизнедеятельность семян, микроорганизмов и вредителей протекает с участием кислорода воздуха. Отсутствие кислорода в межсеменном пространстве приводит к снижению жизнедеятельности всех живых компонентов. Семена в этих условиях дышат анаэробно. Микроорганизмы, а также клещи и насекомые по своей природе главным образом аэробы, поэтому в этих условиях они не развиваются.

Бескислородная среда может быть достигнута самоконсервацией, т.е. процессом поглощения семенами кислорода межсеменного пространства и накопления в нем углекислого газа в герметизированном хранилище, а также путем вытеснения кислорода воздуха другими газами. Самоконсервирование осуществлять дешевле и проще. Однако этот способ имеет существенный недостаток: бескислородные условия создаются постепенно, не сразу, и за это время могут заметно развиться микроорганизмы и вредители. Принудительное вытеснение кислорода воздуха углекислым газом ускоряет консервацию, а если использовать брикеты сухой углекислоты, то дополнительно достигается охлаждение семян.

При использовании такого режима хранения строят газонепроницаемые хранилища из специального строительного материала: газонепроницаемые металлы, стеклопластики, некоторые виды бетона, полимерные смолы и пленки. Герметизированные хранилища бывают наземного и подземного типа.

Активное вентилирование – это принудительная аэрация неподвижной семенной массы. Хорошая газопроницаемость и скважистость семенной массы позволяет нагнетать в нее воздух вентиляторами в силосах. При этом снижается влажность семян и температура семенной массы, происходит ее дегазация, ускоряется послеуборочное дозревание семян. Активное вентилирование можно проводить в силосах, на складах любого типа и на площадках.

Силосы вентилируют в вертикальном или горизонтальном направлении, либо послойно. При вертикальной продувке всего столба семенной массы в нижней части на уровне воронки устраивают распределительные воздуховоды, в которые вентилятором высокого давления нагнетается воздух. Для продувки в горизонтальном направлении по высоте силоса монтируются воздухопроводящие и воздухоотводящие трубы. Этот метод эффективнее, но дороже и сложнее. В складах и на площадках применяют стационарные, напольно-переносные и передвижные трубчатые установки. При активном вентилировании необходимо учитывать параметры применяемого наружного воздуха – его температуру и влажность. Следует также обеспечить необходимую удельную подачу воздуха в зависимости от влажности семян.

Химическое консервирование. Химическое консервирование применяют для стабилизации качества семян при хранении и для борьбы с различными вредителями. При этом способе межсеменное пространство заполняется парами веществ, обладающих токсическим действием на вредителей и микрофлору. Эти вещества могут быть парообразными, жидкими и газообразными, например, дихлорэтан, бромметил, пропионовая кислота.