За один прийом сушки з дуже вологого зерна не можна видаляти більш ніж 3 - 3,5% вологи, тому зерно з вологістю більше 17,5 - 18 % сушать в декілька прийомів. Перерви між етапами сушки необхідні для перерозподілу вологи з внутрішніх частин зернівки до поверхні, інакше поверхневі шари зерна розтріскуються, що призводить до погіршення збереженості, знижуються вихід і якість готової продукції. Після сушки вологість зерна не повинна перевищувати 14 %.
3.2 Фізичні властивості зернової маси
Сипучість і самосортування відносять до фізичних властивостей зерна. Зернова маса складається з безлічі окремих твердих частинок, різних за розміром і щільністю, тому володіє великою рухливістю - сипучістю. Найбільшою сипучістю володіють округлі зерна з гладкою поверхнею (просо, горох), у зерна довгастого з шорсткою поверхнею сипучість знижується.
З сипучістю пов'язана здібність зернової маси до самосортування. При будь-якому переміщенні або струшуванні зернова маса «розшаровується». Важкі компоненти - мінеральна домішка, крупні зерна як би «тонуть», опускаються вниз, а легенькі - органічне сміття, насіння бур'янів і щуплі зерна «спливають». Це може зробити негативний вплив на збереження, оскільки зазвичай насіння смітних трав і щупле зерно мають підвищену енергію дихання, що може привести до псування зерна при зберіганні. Здібність зернової маси до самосортування враховується при відборі проб для аналізів. Шпаруватість - заповнення повітрям проміжок між зернами в насипі. Зазвичай шпаруватість виражають у відсотках до загального об'єму даного насипу. Щільність укладання зернової маси в об'ємі сховища і, отже, її шпаруватість залежать від форми, розмірів і стану поверхні зерен, від кількості і характеру домішок, від маси і вологості зернового насипу, форми і розмірів сховища. Однорідне по величині зерно, а також зерно з шорсткою поверхнею мають шпаруватість більшу, ніж зерна різної великої і округлої форми. Так, шпаруватість складає (у %): жита і пшениці - 35 - 45, гречки і рису (зерна) - 50 - 65, вівса - 50 - 70.
Запас повітря в міжзернових просторах має велике значення для збереження життєздатності насіння. Велика газопроникність зернових мас дозволяє проводити активне вентилювання, регулювати склад газового середовища в міжзернових просторах, вводити пари отрутохімікатів для боротьби з шкідниками комор. Проте наявність міжзернових просторів і кисню в них сприяє розвитку шкідників комор.
Сорбціонні властивості зерна також відносять до фізичних. Зерно всіх культур і зернові маси в цілому володіють сорбціонною місткістю, тобто здатністю поглинати гази і пари різних речовин. Ця здатність зерна обумовлена його капілярно-пористою структурою, що робить активну поверхню зернівки в 200 - 220 разів більше істинної. Крім того, для біополімерів (білків, слизу, крохмалю) характерна відсутність міцної кристалічної решітки, тому молекули води і інших речовин можуть легко занурюватися в них, взаємодіючи з активними центрами. При зміні умов навколишнього середовища зерно може частково віддавати поглинені ним речовини – десорбувати їх. Проте повністю десорбція не відбувається.
Явища сорбції прийнято підрозділяти на дві групи: сорбція і десорбція різних газів і пари, окрім води; гігроскопічність - сорбція і десорбція парів води.
Здатність зерна і продуктів його переробки активно сорбувати гази і пари різних речовин зобов'язує керівників піклуватися про чистоту транспорту і сховищ, інакше продукти на смак і запаху можуть стати непридатними для харчових цілей. При боротьбі з шкідниками комор можна застосовувати лише такі пестициди, які менш шкідливі і більш повно десорбіруются.
Гігроскопічність зернової маси надає найбільший вплив на стійкість зерна при зберіганні. Добре зберігає свої початкові властивості тільки те зерно, в якому вся волога знаходиться в зв'язаному колоїдами стані. Між відносною вологістю (~) повітря в сховищі і вологістю зерна через певний час встановлюється динамічна рівновага. Кожному значенню відносної вологості повітря і його температури відповідає певна рівноважна вологість продукту. Наприклад, при температурі близько 20 0 С і ~ = 15 - 20 % рівноважна вологість зерна встановлюється близько 7 %, а при ~ = 100 % досягає 33 - 36 %. Оптимальний інтервал вологості повітря при позитивній температурі (10 - 20'С) знаходиться в межах від 60 до 70 %. У цих умовах рівноважна вологість продуктів рівна 13 - 14 %.
Вологість продукту, при якій в нім з'являється вільна вода, носить назву критичної. Для більшості культур критична вологість лежить в інтервалі 14,5 - 16 %. Зерно, що досягло її, може запліснявіти.
Гігроскопічність зерна і продуктів його переробки залежить від вмісту в них білків і висококомолекулярних пентозанов, здатних поглинати вологу більше, ніж інші речовини.
Теплопровідність і температуропровідність зерна також відносять до фізичних властивостей. Тепло в зерновій масі розповсюджується двома способами: від зерна до зерна при їх зіткненні - теплопровідність зерна і переміщенням повітря в міжзернових просторах - конвекція. Зерно має теплопровідність, близьку до деревини, тобто володіє низькою теплопровідністю. Повітря також характеризується невеликою теплопровідністю. Тому сумарний показник теплопровідності зернової маси в цілому невеликий і коливається в межах від 0,12 до 0,2 ккал
Швидкість нагрівання зернової маси - температуропровідність залежить від теплопровідності і також невелика. Таким чином, зернова маса характеризується великою тепловою інерцією, зміна температури зерна в середніх шарах насипу відбувається дуже повільно. Тому зерно в зимові місяці можна охолодити, провівши активне вентилювання насипу холодним сухим повітрям. Низька температура його зберігається протягом більшої частини літа, внаслідок чого сповільнюються біохімічні процеси, що протікають в ньому, і припиняється розмноження шкідників комор. Якщо ж на зберігання засипано тепле зерно, то в нім довго зберігаються сприятливі умови для активної життєдіяльності самого зерна, шкідників комор і мікроорганізмів. У весінньо - літній період, а також в осінньо - зимовий спостерігається велика амплітуда коливань температури між окремими шарами зернової маси, що може привести до конденсації вологи на окремих її ділянках, зволоженню зерна.
Зерно - живий організм, що знаходиться у спокої і, отже, як і в будь-якому живому організмі, в ньому здійснюється постійний, хоч і повільний, обмін речовин, що підтримує життя зародкової клітини. Характер і інтенсивність фізіологічних процесів, що протікають в зерновій масі при зберіганні, залежать не тільки від активності ферментативного комплексу зерна, але і від умов навколишнього середовища. Основним, найважливішим фізіологічним процесом, що протікає в зерні, є дихання.
Дихання забезпечує енергією клітини насіння за рахунок окислення органічних речовин, головним чином сахаром, під дією окислювально-відновних ферментів. При достатньому доступі кисню в зерні переважає дихання аеробне, яке можна виразити сумарним рівнянням С6Н12О6+6О2 6СО2+6Н2О+674 ккал (2821,9 кдж) на 1 грамм - молекулу (180 г) витраченої глюкози.
При недоліку кисню повного окислення органічних речовин не відбувається, в зерні йде процес анаеробного (інтрамолекулярного) дихання (спиртового бродіння), що виражається сумарним рівнянням: С6Н12О6 2С2H5OH+2СО2+ 28,2 ккал (118 кдж) на 1 грамм-молекулу витраченої глюкози. При анаеробному диханні паралельно із спиртовим бродінням частково може йти і молочно-кисле, при якому з глюкози утворюється молочна кислота: С6Н12О6 2СН3СН (ВІН) СООН+ 22,5 ккал (83,5 кдж), що приводить до повільного наростання кислотності продукту, що титрує. Анаеробне дихання зернової маси небажане, оскільки накопичення етилового спирту і інших проміжних продуктів дихання може привести до загибелі зародка, тобто втраті схожості насіння.
Вид дихання зерна можна визначити по його дихальному коефіцієнту - відношенню об'єму виділеного діоксиду вуглецю до об'єму поглиненого кисню. При відношенні, рівному одиниці, йде дихання аеробне, якщо це відношення менше одиниці, то частина кисню витрачається на інші процеси в зерновій масі; дихальний коефіцієнт більше одиниці буває у тому випадку, коли разом з аеробним йде і анаеробне дихання, і чим більше виділяється вуглекислого газу і менше поглинається кисню, тим більше його частка. Інтенсивність дихання залежить від вологості, температури і якості зерна.
Сухе зерно має невисоку інтенсивність дихання. За рік зберігання при температурі 10 - 20 'С 1 т сухого зерна (з вологістю до 14 %) втрачає за рахунок дихання 100 г (0,01 %) маси. У зерна середньої сухості (від 14,1 до 15,5 %) інтенсивність дихання приблизно в 1,5 - 2 рази вища, ніж у сухого. Вологе зерно (вологість 15,5 - 17%) різних культур різко збільшує інтенсивність дихання (кратне): пшениця - в 4 - 8, овес - в 2 - 5, кукурудза - в 8,5 - 17 в порівнянні із зерном середньої сухості. На мал. 3 показана залежність інтенсивності дихання від вологості зерна проса.
Температура зберігання робить істотний вплив на інтенсивність дихання. Зерно, що зберігається при температурі, близькій до 0 'С, дихає із зникаюче малою інтенсивністю, як це видно на мал. 3. У міру підвищення температури інтенсивність дихання зростає, досягаючи максимуму при 50 - 55'С, після чого починає різко падати. Падіння співпадає з початком теплової денатурації білків, інактивації ферментів, тобто початком загибелі зерна. На мал. 4 видно, що при температурі близько 0 'С можна зберігати певний час навіть, зерно з підвищеною вологістю.
Якість зерна надає істотний вплив на енергію його дихання. Чим гірше якість зерна, тим важче його зберігати.
3.4 Наслідки дихання зерна при зберіганні
Яким би способом не дихало зерно, цей процес викликає
втрату сухої речовини (спад маси) зерна. Глюкоза, що витрачається, при диханні постійно поповнюється за рахунок ферментативного гідролізу крохмалю. Вода, що утворюється при аеробному диханні, залишається в зерновій масі і при високій інтенсивності дихання може істотно зволожити її, приводячи тим самим до ще більшого збільшення інтенсивності дихання;