Технология хранения и переработка сельскохозяйственных продуктов

Оглавление

Влажность, как показатель качества зерна. Методы определения влажности 2

Явление самосогревания.. 2

Сульфитация плодов и ягод. Способы сульфитации. Десульфитация 3

Сведения о сернистом ангидриде. 4

Окуривание плодов сернистым газом.. 4

Сульфитация жидким сернистым ангидридом.. 6

Десульфитация. 9

Хранение картофеля в буртах и траншеях. Техника буртования и закладки в траншеи. 10

Подготовка картофеля к хранению. 10

Подготовка хранилищ и их загрузка. 11

Технологические схемы обработки семян и продовольственно-фуражного зерна в акционерном обществе «Колос» Заринского района.. 12

Список использованной литературы... 13

Влажность семян – количество гигроскопической влаги в семенах, выраженное в процентах к их общему весу. Влажность семян имеет большое значение при хранении семян. В зависимости от влагонасыщенности воздуха в хранилище семена способны поглощать воду или отдавать ее в окружающую среду. Если относительная влажность и температура воздуха остаются постоянными, между семенами и воздухом наступает состояние гигроскопического равновесия, устанавливается равновесная влажность. Во время длительного хранения семян относительная влажность воздуха не должна быть больше 70%; повышение ее до 75% (критическая влажность) вызывает интенсивное дыхание семян, большой расход питательных веществ, выделение энергии в виде тепла (самосогревание семян), возможно набухание, прорастание семян и активное развитие на них микроорганизмов. Повышение в хранилище температуры воздуха при постоянной его влажности уменьшает влажность семян, а понижение – увеличивает. Показатели равновесной влажности всех зерновых культур близки и составляют при 70%-ной относительной влажности воздуха в среднем 14 – 15%, у масличных культур она значительно ниже (для сои – 2,5, для льна – 8,5, клещевины – 7,5%), так как содержащиеся в семенах этих культур жиры не связывают воду. Поэтому при хранении семян масличных культур нужно особенно внимательно следить за режимом хранения.

Государственными стандартами на сортовые и посевные семена установлена предельная влажность семян для разных культур, превышение которой не допускается. Так, влажность кондиционных семян зерновых культур (пшеницы, ржи, ячменя и овса) не должна превышать 15,5% и только для районов Сибири, Севера и Северо-запада влажность семян допускается до 17%. Влажность кондиционных семян в зависимости от зоны должна быть: риса – 14 – 15%, проса – 13,5 – 16%, гречихи – 14 – 17%, гороха – 14 – 17%, фасоли – 15%. Для посева семян практически влажность семян не играет роли, лишь бы сохранилась их сыпучесть.

Влажность семян определяют методом высушивания в сушильном шкафу (основной метод) или на влагомере не позднее, чем через двое суток с момента поступления образца в лабораторию. Для анализа берут две навески по 5 г, которые выделяют из отобранной от среднего образца пробы. Приемы предварительной подготовки семян до высушивания и время высушивания семян различных культур неодинаковы. Например, семена зерновых и зернобобовых культур предварительно размалывают на лабораторной мельнице, а затем высушивают при 130°С в течение 40 мин. Семена многолетних масличных, эфирномасличных и овощных культур высушивают целыми. При влажности семян зерновых и зернобобовых культур более 20% этот показатель определяют после предварительного подсушивания в сушильном шкафу в течение 30 мин при 105°С. Влажность семян с помощью влагомера устанавливают также по двум пробам (в соответствии с инструкцией для пользования прибором).

Самосогревание возникает в результате интенсивного дыхания зерна, активного развития микроорганизмов и плохой теплопроводности зерновых масс. Даже в насыпи высотой 1 м температура повышается до 55 – 60 °С. В неочищенных от примесей зерновых массах с влажностью более 18 – 20% и температуре выше 10 °С процесс самосогревания протекает особенно бурно, когда температура зерна достигает 24 – 25 °С. При этом создаются оптимальные условия ля развития плесневелых грибов и резко возрастает интенсивность дыхания самого зерна. За 5 – 6 суток свежеубранное зерно может быть совсем испорчено, оно теряет не только посевные, но и пищевые и фуражные качества. Внешне это проявляется в потемнении зерна, появлении на нем колоний плесневых грибов, видимых невооруженным глазом, образование солодового и плесневого запахов, потере сыпучести. При 50 °С и более зерно приобретает вид обугленного в результате образования комплексных соединений белков с сахарами (меланоидинов) и выделения черных пигментов кокковыми бактериями. В зерне становится меньше клейковины, качество ее ухудшается (она серая и короткорвущаяся). В самосогревшемся зерне накапливаются спорообразующие бактерии (картофельная и сенная палочки), которые при переработке зерна в муку развиваются в печеном хлебе и вызывают картофельную или тягучую болезнь хлебного мякиша.

В связи с явлением термовлагопроводности и перепада температур самосогревание зерновых масс обычно носит пластовой характер. Оно возникает в верхнем слое насыпи на расстоянии 30 – 50 см от поверхности, в нижнем слое на расстоянии 20 – 30 см от пола или по стенке хранилища (вертикальный пласт). Греющая зона постепенно расширяется и при запущ9енном процессе охватывает всю зерновую массу. Начавшийся процесс самосогревания сам по себе никогда не останавливается; при температуре 60 – 70 °С зерновая масса остывает, будучи совсем испорченной. В связи с плохой теплопроводностью зерновой массы ее невозможно охладить проветриванием хранилищ при естественном похолодании наружного воздуха. Ликвидировать очаги самосогревания помогает активное вентилирование или охлаждение зерновой массы путем пропуска ее через транспортеры и зерноочистительные машины с ветрами. На току при небольшом слое насыпи процесс самосогревания обычно развивается сразу во всей внутренней части зерновой массы.

Чтобы предупредить самосогревание, систематически проверяют температуру участков зерновой массы термоштангами или специальными установками для термометрирования . Важнейшие мероприятия, резко повышающие стойкость зерновых масс при хранении, - очистка их от примесей в процессе уборки урожая и сортирование. Значительная часть примесей, особенно семена сорняков, имеют большую влажность, чем основное зерно. Своевременное удаление их значительно снижает влажность зерновой массы. Вместе с примесями (пылью, минеральным сором и др.) удаляется и много микроорганизмов (спор плесневелых грибов). Зерновые массы, содержащие недозрелое, морозобойное, щуплое и травмированное зерно, менее стойки при хранении.

Сульфитацией называется способ консервирования плодов, ягод и плодово-ягодных полуфабрикатов при помощи сернистого ангидрида SO₂ или водного раствора, сернистой кислоты H₂SO₃, а также солей сернистой кислоты, в частности бисульфита натрия NaHSO₃.

Применение сернистого ангидрида для консервирования фруктовых полуфабрикатов и других подобных продуктов практикуется в промышленности с начала XX столетия. Этот способ, сыгравший в свое время известную положительную роль, в настоящее время не следует считать прогрессивным. Работа с сернистым ангидридом сопряжена с целым рядом трудностей и опасностью для рабочих, обслуживающих сульфитационные установки. Кроме того, и готовые, засульфитированные, т. е. консервированные путем добавления к ним сернистого ангидрида, фруктовые продукты непригодны и небезвредны для организма человека до тех пор, пока сернистые соединения не будут удалены из них. К тому же нельзя обеспечить совершенно полное удаление сернистого газа из фруктовых полуфабрикатов (так называемую десульфитацию) перед переработкой на другие упомянутые выше продукты Остающееся небольшое количество сернистого ангидрида в готовых джемах, повидле и других фруктовых продуктах в некоторых случаях сообщает им хотя и слабый, но все же заметные привкус. Поэтому фруктовые продукты, изготовленные из сульфитированных полуфабрикатов, не рекомендуются для питания детей. В народном хозяйстве принимаются меры для постепенного перехода от сульфитации к применению других методов, лишенных перечисленных выше недостатков. Одним из таких методов является консервирование при помощи сорбатов.

Сульфитация хорошо освоена в пищевой промышленности, достаточно обеспечена и консервантами и оборудованием и кроме отрицательных свойств обладает рядом преимуществ (простота всего процесса, малая стоимость, доступность осуществления на любых, даже мало оборудованных предприятиях).

Сведения о сернистом ангидриде

Сернистый ангидрид – газ, образующийся при сгорании серы. Он в 2,25 раза тяжелее воздуха и в помещениях или в сосудах концентрируется внизу, не горит и не поддерживает горения. При температуре ниже -10°С и нормальном атмосферном давлении сернистый газ превращается в жидкость. При обычной комнатной температуре для перехода его в жидкое состояние необходимо повысить давление. Сернистый ангидрид легко растворяется в холодной воде. При 0°С можно получить раствор с концентрацией 18% сернистого ангидрида. Но с повышением температуры растворимость его резко падает; так, при 25 – 30 °С она составляет лишь около 7%. При нагревании же до 100 °С и при кипячении растворенный ангидрид быстро улетучивается, и этим его свойством пользуются при десульфитации, т. е. освобождении от консерванта фруктовых полуфабрикатов и других продуктов.

Сернистый ангидрид ядовит для всех видов микробов, которые погибают при концентрации ангидрида в плодовых и ягодных продуктах 0,1 – 0,2%. Однако для человека сернистый газ тоже ядовит. Сульфитированные продукты нельзя непосредственно употреблять в пищу, так как при этом появляется рвота и другие признаки отравления. При принятии большой дозы сернистого ангидрида отравление может быть очень сильным.

При вдыхании газообразного сернистого ангидрида появляется резкое удушье, раздражение слизистых оболочек и другие признаки отравления. Поэтому при работе с ним необходимо надевать противогаз.

Сернистый ангидрид вырабатывают на химических заводах. Поступает он в прочных стальных баллонах, где находится в жидком виде под большим давлением. В таком виде сернистый ангидрид применяют обычно для консервирования плодово-ягодных пюре или соков, а также целых или дробленых плодов и ягод (так называемой пульпы) в бочках с водой. Такой же по химическом составу сернистый ангидрид можно легко получить на месте при сжигании обыкновенной желтой комовой серы. При сгорании серы образующимся газообразным ангидридом окуривают плоды в ящиках или корзинах. В обоих случаях действие сернистого ангидрида на плоды совершенно одинаково: он растворяется в клеточном соке и в жидкости, окружающей плоды, и при достижении указанной выше концентрации вызывает отмирание микробов. Так как техника применения сернистого ангидрида неодинакова, принято различать два способа сульфитации: окуривание плодов в сухом виде сернистым газом при сжигании серы и консервирование их жидким сернистым газом из баллонов.

Окуривание плодов сернистым газом

Способ окуривания серой наиболее прост и им можно пользоваться на слабо оборудованных переработочных предприятиях или пунктах. Окуривают цельные плоды, обладающие достаточно плотной мякотью, главным образом яблоки, груши, айву, а также абрикосы, черешню, вишню, сливы.

Окуривают плоды в специальных бетонных, глинобитных или деревянных камерах с газонепроницаемыми стенами, а также в палатках из плотного брезента, пропитанного газо- и водонепроницаемыми составами. Камеры должны быть удобны для проветривания и вентиляции: с двумя дверями и вытяжной трубой. Для окуривания применяют чистую черенковую или комовую серу.

Подготовленные чистые плоды (например, яблоки) в чистых деревянных решетчатых ящиках устанавливают в камеры штабелями высотой не более 3м в шахматном порядке. Между ящиками оставляют зазоры 2 – 3 см для лучшего проникновения сернистого газа. Серу зажигают в железных жаровнях на полу камеры, на специальной площадке из земли и песка (во избежание возникновения пожара). На площадке устанавливают противень с бортами, в котором и сжигают серу. Крупные комья серы дробят на небольшие куски и рассыпают их в противень, куда заранее кладут немного сухих дров или щепок для разжигания. Дрова поджигают, от них загорается и сера. На 1 м³ емкости камеры сжигают 200 г серы.

Удобнее сжигать серу в специальных металлических жаровнях. Такие жаровни изготавливают из кровельного железа в виде цилиндра диаметром 30 – 40 см и высотой 50 – 70 см. В стенках цилиндра, начиная с 5 см от дна и до верха, пробивают отверстия для воздуха. Снизу к жаровне прикрепляют ножки, на которых ее устанавливают на полу камеры на слой песка или на кирпичи. Серу засыпают в жаровню, куда заранее помещают мелкие дрова или древесный уголь. Жаровню устанавливают так, чтобы не допустить воспламенения ящиков с плодами. Для этого вокруг площадки устраивают борта из кирпича или устанавливают по бокам листы железа, чтобы брызги горящей серы не попадали на дерево. Разжигать жаровню можно вне камеры, а когда сера загорится, внести ее и установить на место. После этого камеру плотно закрывают, заранее же промазывают все щели в стенах, на потолке. Если этого не сделать, образующийся при сгорании серы газ быстро просочится наружу, и плоды окажутся недостаточно окуренными и, следовательно, нестойкими в хранении. Сера быстро сгорает, и газ заполняет всю камеру, пропитывая все плоды в ящиках. При этом плоды, имеющие красную или розовую окраску, становятся бледными, беловатыми с желтым оттенком. Для контроля за ходом окуривания в стене камеры обычно делают небольшое застекленное окошечко, на которое кладут несколько контрольных плодов. Через стекло наблюдают за изменением окраски этих плодов.

После сгорания серы камеру оставляют еще некоторое время закрытой, чтобы сернистый ангидрид достаточно полно проник во все ящики и оказал консервирующее действие на все плоды. Рекомендуемая длительность выдержки для яблок 16 – 20 ч, груш – 12 – 15, вишни и черешни – 14 – 16, кизила – 12 –14, ягод и абрикосов – 8 – 10 ч. Более длительная выдержка не нужна, хотя и не вредна для плодов.

Разгружают камеру осторожно, помня, что она заполнена ядовитым сернистым газом. Сначала открывают обе двери и оставляют камеру для естественного проветривания на 2 – 3 ч, проверяя при этом, сгорела ли вся сера, и какой внешний вид имеют плоды.

При хорошем окуривании яблоки и груши становятся бледными, достаточно мягкими, легко разламываются и имеют заметный запах сернистого ангидрида. Для более быстрого освобождения камеры от сернистого газа рекомендуется ставить в ней вентилятор, который включают по окончании окуривания. Когда проветривание закончено, можно заходить в камеру, но обязательно в противогазе, так как в нижней части камеры, между плодами в ящиках, еще долго остается сернистый газ. Окуренные плоды в ящиках вывозят из камеры и отправляют на хранение.

Яблоки и айву хранят в тех же ящиках, устанавливая их плотными штабелями, без промежутков. Помещение для хранения должно быть чистым, сухим, без вентиляции. Рекомендуемая температура хранения от 0 до +10 °С. При такой температуре яблоки можно хранить 3 – 4 месяца. При более высокой температуре хранения или при более длительном хранении штабеля ящиков следует укрыть сверху и с боков плотным брезентом, чтобы уменьшить потери газа. Другие плоды после окуривания нельзя хранить в ящиках, так как они теряют часть сока. Поэтому косточкообразные плоды и ягоды помещают в бочки и заливают водой, чтобы они не мялись. Груши хранят в бочках без воды.

Сульфитация жидким сернистым ангидридом

Баллон с сернистым ангидридом (рис. 80) снабжен вен­тилями для выпуска ангидрида. Вентиль на баллоне от­крывается при помощи маховика. Чтобы не повредить случайно вентиль при перевозке или обращении с баллоном, имеется предохранительный колпак. Когда баллон уста­новлен, колпак снимают и можно открывать и закрывать вентиль. К выходному отверстию присоединяют резиновый шланг, по которому ангидрид выходит из баллона при открывании вентиля. Так как сернистый ангидрид легко улетучивается, необходимо, чтобы он сразу же по выходе из баллона попал в воду, иначе начнется его испарение, что не только приведет к большим потерям ангидрида, но и вредно для здоровья работающих.

Жидкий ангидрид с большой силой давит на стенки бал­лона, с повышением температуры это давление значительно повышается (при 0° — 1,5 ат, при +10° — 2,23, при +20° — 3,24, при +30°—4,51, а при +40°—6,15 ат). Из сообра­жений безопасности не допускается хранение баллонов с ангидридом на солнце и вообще при высокой температуре. При открывании вентиля жидкий ангидрид выходит из баллона с большим давлением в пространство с обычным атмосферным давлением и сразу переходит в газообразное состояние, стремясь улетучиться.

Сернистый ангидрид применяют и при окуривании пло­дов в камерах (как это описано выше) вместо сжигания серы. В этом случае в камеры вместо, жаровни вводят выпускной конец рези­нового шланга, соединенного с балло­ном, в котором находится ангидрид. Бал­лон ставят на весы, определяя количес­тво сернистого ангидрида, которое не­обходимо выпустить в камеру. Когда та­кое количество газа будет выпущено (что проверяют, установив заранее гири или противовесы на весы в нужном поло­жении), вентиль закрывают. Расчет при этом сравнительно простой. Выше мы говорили, что при окуривании на 1 м³ емкости камеры надо сжечь 200 г се­ры. Из 1 г серы при сгорании, т. е. при соединении ее с кислородом воздуха, образуется 2 г сернистого ангидрида, следовательно, на 1 м³ емкости камеры надо выпустить из баллона 400 г анги­дрида. Если, например, камера имеет длину 5 м, ширину 4 м, а высоту 2,5 м, то ее объем равен 50 м³ (5х4х2,5). Для такой камеры требуется 20 кг ангидрида (50х0,4). Окуривание плодов в камерах сернистым газом из баллонов удобнее и безопаснее, чем при сжигании серы.

Но сернистый ангидрид в баллонах чаще всего исполь­зуют для сульфитации жидких фруктовых полуфабрика­тов — пюре, пульпы, сока или же плодов, залитых водой или соком. В этом случае техника его применения несколько иная. Ангидрид из баллонов либо прямо выпускают в сок или в фруктовое пюре, где он должен полностью раство­ряться, либо готовят отдельно так называемый рабочий раствор, т. е. растворяют ангидрид в холодной воде, а затем полученный раствор с известной концентрацией в нем сер­нистого ангидрида точно дозируют в бочки или крупные емкости с фруктовыми продуктами.

Первый способ, т. е. прямое растворение выходящего из баллона газообразного ангидрида в фруктовых про­дуктах, экономически более целесообразен, так как фрукто­вая масса не разжижается от добавления воды с растворен­ным в ней ангидридом и, следовательно, более экономично используется емкость бочек, цистерн или бассейнов, в ко­торых затем хранятся сульфитированные полуфабрикаты. Кроме того, при этом способе не расходуется тепловая энер­гия на выпаривание добавленной воды, когда из сульфитированных полуфабрикатов варят джем или повидло.

Основным методом для всей промышленности является введение газообразного ангидрида прямо в продукт. Однако для того, чтобы ангидрид из баллонов прямо растворять в продукте, требуются смесители и другое дополнительное оборудование. Поэтому на некоторых небольших, недоста­точно оснащенных переработочных пунктах приходится ис­пользовать сернистый ангидрид в виде рабочего раствора.

Для приготовления рабочего раствора берут чистую плотную большую (200—300 л и более) бочку или чан и заполняют холодной питьевой водой. Рядом ставят весы, на которые кладут баллон с ангидридом. Резиновый шланг, соединенный с выпускным отверстием баллона, опускают в воду так, чтобы конец его был у самого дна бочки или чана. Медленно открывают вентиль на баллоне, пока из шланга не начнут выходить пузырьки газа. Затем приот­крывают вентиль несколько больше, чтобы количество пузырьков увеличилось, но так, чтобы все пузырьки при прохождении через толстый слой воды успели полностью раствориться. Если пузырьки доходят до верха, значит, газ улетучивается в воздух и теряется без пользы; в этом случае вентиль несколько прикрывают. В нормальных лет­них условиях при температуре 15—20° в воде может раст­вориться не более 5—6% сернистого ангидрида. Поэтому на практике чаще всего и готовят рабочий раствор именно такой концентрации. Желательно иметь более концентри­рованный раствор, чтобы меньше воды попадало в сульфитируемые продукты.

Расчет при приготовлении рабочего раствора также прос­той. Если готовят раствор с концентрацией сернистого ангидрида 5%, а в чан налито 350 л воды, то надо растворять в ней (350*5)/100=17,5 кг ангидрида. Устанавливают про­тивовес на 17,5 кг меньше начального веса баллона; таким образом, из баллона выпускается достаточное количество газа и попадает в воду. Однако может случиться, что часть газа прошла через слой воды и, не успев в ней раствориться, потерялась в атмосферу. Тогда рабочий раствор будет иметь концентрацию ниже рассчитанной. Если это не учитывать, в сульфитированных полуфабрикатах может оказаться не­достаточная концентрация сернистого ангидрида и они начнут портиться вследствие брожения.

Поэтому следует систематически проверять фактическую концентрацию рабочего раствора перед его использованием. Концентрацию сернистого ангидрида в воде можно прове­рить по удельному весу раствора, пользуясь ареометром и стеклянным цилиндром. Определив удельный вес, находят концентрацию рабочего раствора по табл. 11.

Таблица 11

Зависимость между удельным весом водного раствора сернистого ангидрида и его концентрацией