Технология хранения семян сои

Содержание

Введение…………………………………………………………..……….4

1.Народнохозяйственное значение культуры………………….……….7

2.Характеристика культуры как объекта хранения…………….………13

3.Послеуборочная обработка семян…………………………………….14

4.Оценка качества продукции……………………………………..……..32

5.Режимы и способы хранения……………………………………..…….37

6.Активное вентилирование продукции…………………………..……..39

7.Технология переработки масличного сырья………………………….42

8.Наблюдения за хранящейся продукцией……………………………...45

9.Количественно – качественный учет…………………………………..49

Заключение………………………………………………………………...55

Список литературы……………………………………………………......56

Введение

Соя- известная  и распространенная сельскохозяйственная культура. Первое упоминание о ней  встречается еще в III тысячелетии до нашей эры в китайской мифологии. В придании говорилось о двух полководцах, потерявшихся в пустыне со своими армиями. Страдая от голода, они вынуждены были питаться неизвестным растением, которое, как выяснилось позже, оказалось соей. Именно после этого данное растение стало священной сельскохозяйственной культурой для жителей Китая.

До сих пор  точно не известна биологическая  родина сои. Согласно теории великого русского генетика Николая Вавилова родиной соевого боба могут являться тропические и субтропические районы Юго-восточной Азии или горные районы Центрального и Западного Китая, не исключено, что одним из таких районов является долина реки Амур с территорией нынешней Амурской области РФ.

Соя является экономически выгодной культурой, которая производится без внесения азотных удобрений, пестицидов, не требует затрат на возмещение ущерба окружающей среде и способствует ее сохранению, пользуется устойчивым спросом на мировом рынке. Ввиду роста населения Земли и все более заметного ущерба, наносимого окружающей среде вследствие хозяйственной деятельности человека связанной с производством продовольствия, очень важным для выживания человечества является оптимизация производства и использования пищевых ресурсов. Соя в этом плане является незаменимой и перспективнейшей культурой.

В нынешнее время  соя активно используется в сельском хозяйстве, являясь источником растительного  масла и протеина, представляет собой  самую ценную масличную культуру. Например, соевое масло составляет около 30 % всего производимого в мире, а масло подсолнечника и рапса, только 15% для каждой из культур. Случилось это потому, что при интенсивном развитии зернового производства в мире все острее стал наблюдаться дефицит белка. Так как основные зерновые культуры содержат много углеводов, но мало белка. Развивая производство соевых белков, человек производит и много масла из сои, поскольку в этой культуре, как ни в какой другой, удачно сочетаются все необходимые компоненты в почти идеальных пропорциях. Поэтому соя в XX веке стала белково-масличной культурой мирового значения.

Благодаря своему богатому и разнообразному химическому  составу, соя широко используется как  продовольственная, кормовая и техническая  культура. Соя - это самая «технологичная»  культура, которая используется практически  полностью без отхода.

Являясь резервуаром  уникального по своим биологическим, и фармакологическим характеристикам  белка, соя начинает играть все более  важную роль в обеспечении мирового продовольственного баланса. По всем своим  характеристикам соевые бобы из экзотики превратились в стратегический ресурс, самым существенным образом воздействующий на национальные экономики и систему международных экономических отношений.

Существует  два вида измельченных соевых продуктов: полножирная соевая крупка и обезжиренный соевый шрот. Полножирная соевая крупка, или необезжиренная соя идет на изготовление соевого масла (рафинированного и нерафинированного). Кроме того, она идет на производство соевого лецитина, используемого как в промышленных целях, например - дрожжи, красители, спирт, чернила, инсектициды, каучук, текстиль, косметика и др.; так и в пищу (хлебобулочные, кондитерские изделия, напитки и др.). Необезжиренная соя также используется на корм скоту, на муки и как наполнитель для изготовления лекарств. Обезжиренный соевый шрот, или обезжиренная соя, идет на производство соевой муки, необходимой, как для промышленных целей (фанера, плиты, картон, инсектициды, дрожжи и др.), так и для пищевых целей (хлеба, бисквита, лапши, колбас, напитков, диетических продуктов и др.) Обезжиренный соевый шрот используется также как удобрение, и как корм для домашних животных, пушного зверя и рыб. Кроме того, из него получают соевый белок, который имеет очень большую пищевую ценность и необходим для изготовления заменителей мяса, напитков, соевого молока, диетических и детских продуктов питания и др. Также соевый белок используется в промышленности для изготовления бумаги, красителей, тканей, искусственной кожи и меха и др. Соевый белок наиболее часто используется как кормовая добавка, т.к. производить его наиболее дешево и он идеально балансирует питательные вещества корма. Кроме того, соя является идеальным предшественником в севообороте для большинства культур. Благодаря развитой корневой системе и способности к эффективной азотфиксации, соя является лучшим предшественником для зерновых и еще ряда культур, чем другие бобовые. Она хорошо структурирует почву, способствует накоплению в ней органического азота, который хорошо усваивается растениями и не вымывается из почвы фунтовыми водами, не занитрачивает источники воды. Также соя используется как зеленое удобрение, запахиваются не созревшие растения. Зеленую массу сои, возможно, использовать и на зеленый корм, изготавливать - сенаж, сено, силос, травяную муку. [2].

1 Народнохозяйственное  значение культуры

Большинство видов  сои— многолетние вьющиеся растения, распространенные в тропиках и субтропиках от Африки, Южной Азии и Австралии до Океании. Однако когда речь идет о сое, то обычно подразумевают наиболее известный вид — сою культурную.

Соя обыкновенная, соя культурная (Glycina hisrida Maxim.), однолетнее растение семейства бобовых, зернобобовая и масличная культура. Ее биологическим предшественником считается дикорастущий вид сои уссурийской (G. soja). В отличие от своих лианообразных дикорастущих предков соя обыкновенная — прямостоячее растение высотой 30–200 см. Корневая система стержневая, основная масса питающих корней сосредоточена в верхних 10–20 см почвы. На втором узле снизу на стебле развиваются цельные овальные листья, но все остальные листья тройчатые- с тремя пластинками. В их пазухах образуются мелкие белые или пурпурные цветки, обычно самоопыляемые. После оплодотворения на растении созревает до 400 висячих бобов желтоватого, серого, бурого или черного цвета, обычно содержащих два-три шаровидных семени. Диаметр их примерно 0,6 см, а масса у большинства разводимых сортов составляет 120–200 миллиграмм. Окраска семенной кожуры сильно варьирует, но у потребителей особенно популярна желтовато-коричневая. Соя обыкновенная, как и прочие бобовые, способна к симбиотической азотофиксации, обеспечиваемой клубеньковыми бактериями рода Rhizobium, которые превращают атмосферный азот в необходимые зеленым растениям аммонийные и нитратные соединения. [1].

Одной из острейших проблем  современности является стремительный  рост народонаселения нашей планеты. Уже сегодня большая часть  населения нашей планеты испытывает острую нехватку основных жизненных ресурсов- продуктов питания, питьевой воды, энергоносителей, даже пространства для

проживания. При этом очевидно, что продовольственный вопрос в контексте выживания всегда находится на первом плане. И нет никаких сомнений, что в решении этого вопроса соя будет играть важную роль, именно это растение способно стать разумной, эффективной и приемлемой с культурной и нутрилогической точек  зрения альтернативой дорогим и потому малодоступным для населения продуктов. Белки сои, являются полноценными и дают человеку и животным все аминокислоты, которые играют роль строительного материала в процессе развития клеток и обмена веществ в организме. По качественному составу они ближе всего подходят к белкам мяса, яиц, молока. Соя является единственной культурой, использование которой в небольших количествах (150-260 г) может удовлетворить суточную потребность человека во всех аминокислотах. Соя содержит множество полезных минеральных элементов: калий, фосфор, кальций, магний, натрий; железа (табл. 2) в ней в 7 раз больше, чем в пшеничном хлебе. Витамины А, В, и E (табл. 2) препятствуют старению, а ненасыщенные жирные кислоты приостанавливают рост раковых клеток. Соя так же содержит углеводы, пищевые волокна, моно- и дисахариды, которые так же положительно влияют на организм человека: (табл. 1).

Человек, употребляющий  сою, никогда не заболеет ожирением, остеопорозом, аллергией, ишемическими болезнями сердца. [4].

Соя содержит значительное количество сахаров - раффинозы и стахиозы, которые бифидобактерии используют в качестве источника питательных веществ. С увеличением числа бифидобактерий уменьшается риск заболевания раком и дисбактериозом, уменьшается количество вредных бактерий, в целом увеличивается продолжительность жизни. Соя идеальный продукт для вегетарианцев.

Таблица 1. - Пищевая ценность семян сои

Продолжение таблица 1. - Пищевая ценность семян сои

Таблица 2. – Химический состав семян сои

Продолжение таблица 2. – Химический состав семян сои

Энергетическая ценность на 100 г зерна составляет 364 ккал. [10].

Соя универсальна, она имеет большое многостороннее, продовольственное, целебное, кормовое, техническое и агротехническое  значение. Помимо масла, основными пищевыми продуктами, вырабатываемыми из сои  являются: соевое молоко, тофу, окара, текстурированный соевый  белок (ТСБ), соевые изоляты и другие. Из семян сои получают продукты для изготовления нескольких сот разнообразных изделий. В мировой практике соевое зерно в основном используется для переработки на масло, а шрот и жмых - для кормовых целей как ценные высокобелковые добавки к комбикормам. В пищевой промышленности широко применяется обезжиренная соевая мука для приготовления хлебобулочных, крупяных и кондитерских изделий. Соевое масло находит также применение в мыловаренной и лакокрасочной промышленности. Белковые соевые изоляты потребляются в текстильной, парфюмерной, фармацевтической, бумажной промышленности и для других технических целей. [3].

Как было указанно выше соя имеет важное значение в кормлении скота, как источник высокоценного белка,. На корм используют жмых, шрот, муку, зерноотходы, зе-леную массу, травяную муку, сено, силос и солому сои. Добавление лишь 10-15 % шрота в рацион делает его полноценным по протеину и аминокислот-ному составу. Сою на корм используют обычно в смеси со злаками (кукуруза, сорго, суданская трава и др.)

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].