люба хранение плодоовощной продукции. 1. Тепловыделения, теплоемкость, теплопроводность плодов и овощей при хранении. Причины самосогревания
 Скачать 24.02 Kb.
|
|
1. Тепловыделения, теплоемкость, теплопроводность плодов и овощей при хранении. Причины самосогревания. В любой хранящейся массе сельскохозяйственной продукции складываются особые условия, отличающиеся от параметров окружающей среды. Своеобразие условий в массе продукции обусловливается рядом факторов биологического и физического происхождения. К биологическим факторам относят процессы жизнедеятельности всех живых компонентов хранящейся массы, в первую очередь, дыхание; к физическим факторам - тепловыделение и влаговыделение как результат интенсивного дыхания и испарения; теплоёмкость и теплопроводность хранящейся продукции; условия рассеивания тепла и влаги, зависящие от скважистости продукции. Теплофизические свойства плодов и овощей характеризуются: - теплопроводностью – это количество тепловой энергии, которое проходит через продукт. Зависит от химического состава и структуры плодов и овощей, их размера, объемной массы и скважистости. Из внешних факторов на коэффициент теплопроводности влияют температурно-влажностный режим, давление, а также дополнительный перенос тепла за счет конвенции и лучистого обмена в свободном пространстве между экземплярами продукции. Коэффициенты теплопроводности многих сочных овощей отличаются, как правило, незначительно и близки к теплопроводности воды. При хранении имеет значение теплопроводности не отдельных экземпляров, а всей массы продукции (насыпи). Чем больше объем партии и меньше насыпная масса, тем ниже теплопроводность продукции. В больших штабелях, не продуваемых воздухом насыпях с низкой теплопроводностью возможно локальное самосогревание за счет физиологического тепла, выделяемого при дыхании. Для предотвращения такого явления и снижения теплопроводности штабелей необходимо соблюдать оптимальные их размеры, а также высоту насыпи; - температуропроводностью – характеризует теплоинерционные свойства плодов и овощей. Коэффициент температуропроводности прямо пропорционален коэффициенту теплопроводности и обратно пропорционален плотности и удельной теплоемкости продукта. Определяет скорость выравнивания температуры в различных точках температурного поля. Чем выше коэффициент температуропроводности, тем быстрее происходит охлаждение или нагревание продукции. Температуропроводность и теплоемкость зависят от температуры, влажности, плотности и скважистости продукта; - удельной теплоемкостью – это количество тепла, необходимое для нагревания и охлаждения продукта. Изменения удельной теплоемкости при хранении продукции определяются потерями ими воды и сухих веществ. Она возрастает, если расход сухих веществ на дыхание превышает потери воды на испарение и уменьшается при интенсивном испарении влаги. Причины самосогревания В массе продукции возникает постоянный, хотя и слабый, вертикальный поток тёплого и влажного воздуха. Вблизи верхней границы хранящейся массы фронт тёплого воздуха, движущегося изнутри, встречается с более холодным, спускающимся вовнутрь. Здесь, немного ниже поверхности насыпи, происходит конденсация влаги и отпотевание хранящейся продукции. Если тепло не рассеивается в окружающую среду, происходит его накопление и при определённых условиях начинается процесс самосогревания. Повышенная температура (более 10 °С), влажность и хороший доступ воздуха активизируют жизнедеятельность всех организмов хранящейся массы и особенно микроорганизмов. Огромное количество тепла выделяют плесневые грибы. В клетках плесневых грибов содержится большой набор ферментов, которые разрушают покровные ткани основной культуры, открывая доступ к внутреннему содержимому для других микроорганизмов. Партии свежеубранной продукции, имеющие повышенную влажность, содержащие много сорняков и дефектных экземпляров основной культуры, подвержены самосогреванию больше. Интенсивность тепло- и влаговыделения сочной продукции значительно выше, чем у зерновой продукции. Объясняется это высоким содержанием воды в плодах и овощах и, как следствие, высокой интенсивностью дыхания и обмена веществ. Интенсивность тепло- и влаговыделения рассчитывают по количеству выделяемого при хранении СО2 используя уравнение аэробного дыхания. Результаты расчетов применяют для определения повышения температуры в штабеле хранящейся продукции. Повышение температуры в хранилище вызывает увеличение интенсивности тепловыделения и ведет к дальнейшему нагреванию массы, при этом усиливается и влаговыделение. От общей убыли массы плодов и овощей при хранении 75- 85 % приходится на воду, и только 25-15 % составляют потери сухих веществ. Самосогревание сопровождается значительными изменениями химического состава, семенных и технологических достоинств хранящейся продукции. Отпотевание картофеля, плодов и овощей, сопровождающееся повышением температуры, вызывает возникновение очагов микробиологической порчи и даже токсичности. Установлена способность обычных плесеней хранения (виды Aspergillus, Penicillium, Mucor) образовывать более 200 вредных и токсичных для человека и животных веществ. В процессе самосогревания наблюдают несколько фаз, различающихся температурным градиентом, биохимическими и технологическими изменениями в хранящейся продукции: - в первой фазе температура массы повышается до 30 °С. У хранящегося зерна наблюдается лёгкое обесцвечивание покровных оболочек, потеря блеска, появляется солодовый запах и слегка сладковатый вкус. Эндосперм приобретает сероватый оттенок. Зерно отличается от нормального более высоким содержанием моносахаридов, повышенной кислотностью, более высоким кислотным числом жира. Мука из такого зерна содержит больше оболочек и имеет повышенную активность ферментов. Хлеб получается более тёмный, с солодовым запахом. Как правило, такое зерно идет на фуражные цели; - во второй фазе самосогревания температура хранящейся массы повышается до 38^0 °С, заметно снижается сыпучесть, наблюдается общее потемнение покрова зёрен до темно-красного цвета, усиливается солодовый запах и добавляется запах печёного хлеба и плесени. Изменяется состав микрофлоры - уменьшается число бактерий-эпифитов и увеличивается число плесневых грибов и актиномицстов. Зерно, прошедшее вторую фазу самосогревания, может быть использовано на фураж, но чаще его отправляют для переработки на спиртовые заводы; - для третьей фазы самосогревания характерно повышение температуры до 50 °С. Зерно, проходящее третью фазу, приобретает коричневую окраску, зерновая масса становится вязкой, с сильно выраженным плесневым и гнилостным запахом. Всхожесть семян резко снижается, содержание аммиака, кислотность по болтушке, кислотное число жира - очень высокие, клейковина практически не отмывается. Такое зерно можно использовать только для переработки на спирт; - на четвёртой фазе самосогревания температура массы может достигнуть 70-75 °С, зерно чернеет, спекается в глыбы, приобретает гнилостный запах, и вскоре температура начинает снижаться. В зерновой массе гибнут практически вес живые компоненты, в том числе и микроорганизмы. Такое зерно не используют даже для переработки на спирт. В зависимости от места расположения очага самосогревания и его распространённости различают три вида: гнездовое, пластовое и сплошное. Гнездовое самосогревание может возникнуть в любой части хранящейся массы, иметь неодинаковые размеры и скорость развития процесса. Основные причины его возникновения - неисправность крыши или стен хранилища; засыпка в одно хранилище зерна с различной влажностью и степенью засорённости; скопление насекомых и клещей. Пластовое самосогревание представляет собой горизонтальный или вертикальный пласт греющейся продукции. Природа пластового самосогревания - конденсация влаги вследствие перепада температур в периферийных частях насыпи. Пластовое самосогревание возникает в слоях, близко находящихся от пола, стен и поверхности насыпи. Причины, обусловливающие разновидности пластового самосогревания, неодинаковы, в связи с этим выделяют: - верховое самосогревание, чаще всего наблюдающееся в условиях резко-континентального климата, поздней осенью и весной при перепадах температур, а также в массах свежеубранного недостаточно охлаждённого зерна. Осенью в таких массах довольно активно идут физиологические процессы: воздух межзерновых пространств нагревается и поднимается вверх, где, встретившись с охладившимися верхними слоями, тоже охлаждается. Парообразная влага конденсируется, а температура увлажнившегося слоя ещё благоприятна для развития микрофлоры и способствует усилению жизнедеятельности хранящейся продукции. Весной и даже в начале лета температура внутренних слоёв насыпи ещё низкая, а верхние слои прогреваются тёплым воздухом. Там, где сходятся границы теплого и холодного фронтов, также возможны конденсация водяных паров, активизация физиологических процессов в хранящейся массе и микрофлоре. При резких перепадах температур верховое самосогревание возможно даже в сухих и длительно хранившихся массах. Глубина залегания греющего слоя зависит от высоты насыпи и активности протекающего процесса. При хранении больших масс греющийся пласт может находиться на глубине 70-100 см и глубже. При высоте насыпи до 1,5 м греющийся слой образуется на глубине 20-25 см; - низовое самосогревание, развивающееся в нижней части хранящейся массы на расстоянии 30-50 см от пола. Чаще такой вид самосогревания наблюдается в начале осени при засыпке плохо охлаждённого зерна на холодный пол хранилища. Этот вид очень опасен по двум причинам: во-первых, его труднее обнаружить; во-вторых, тепло, образующееся в нижних слоях насыпи, легко перемещается вверх и быстро охватывает всю хранящуюся массу; - вертикальное самосогревание, характерное для хранилищ с недостаточной тепло- и влагоизоляцией стен (металлические бункера, деревянные склады), особенно если продукция соприкасается со стеной. Может такой вид самосогревания развиться и в силосах элеваторов, и при размещении продукции в складе, одна из стен которого нагревается или охлаждается под влиянием температуры наружного воздуха. Начавшееся самосогревание не проходит само по себе и при отсутствии необходимых мер может привести к полной гибели всей хранящейся массы. Постоянное наблюдение и своевременное вмешательство специалиста с применением технических средств обеспечивает его ликвидацию. Наиболее эффективны следующие приёмы: - интенсивная замена воздуха в массе продукции при помощи активного вентилирования, при этом ликвидируются опасные градиенты температуры и влажности воздуха; - быстрое охлаждение хранящейся массы, так как интенсивность дыхания охлаждённой массы минимальна; - перемещение хранящихся масс с помощью погрузчиков или других средств, при этом масса хотя и незначительно, но всё таки подсушивается и охлаждается. При хранении сочной продукции, во избежание нежелательного сочетания условий и для предупреждения развития самосогревания соблюдают следующее правило; разница температур между верхней зоной штабеля и окружающим воздухом не должна превышать 0,2-0,4 °С. Ещё лучше, если система регулирования условий среды в хранилище позволяет поддерживать температуру над хранящейся массой на 1-2 °С выше, чем в самой массе. |