Сорбционные явления в зерновой массе реферат

Обновлено: 02.07.2024

Сорбция (поглощение). Зерно может сорбировать любые газообразные вещества (вода, газы). Гидроскопичность - способность сорб. водяных паров.

1)адсорбция - сорбция поверхности

3)хемосорбция - различных химических веществ.

4)капелярные конденсации - самый опасный вид сорбции - способность образовывать жидкую влагу при пониженном давлении.

Способность з.м. к сорбции объясняется скважистостью, капиллярно-пористым строением зерновки. Из-за сорбционной способности можно приобрести различные запахи: легкоустраняемые (эфирных масел, чесночный, полынный), неустраняемый (нефтепродуктов), трудноустраняемый (дымный).

При хранении зерна происходит 2 процесса одновременно: сорбция и десорбция. Преобладание одного или другого зависит от условий. Движ. сила - разность давления у поверхности зерна и в воздухе. Влага всегда перемещается из зоны большего давления в зону меньшего. Давление у поверхности выше, чем в воздухе - десорбция, наоборот, сорбция. Если давление выравнивается, то процесс водообмена прекращается, т.е. наступает состояние динамичного равновесия. Скорость процессов сорбции и десорбции зависит от толщины слоев.10-15см:10-15суток.

Сорбционный гистерезис - несовпадение кривых сорбции и десорбции.

Равновесная влажность - влажность з.м., которая устанавливается при соответствующих параметрах воздуха (его влагонасыщенность, температура и давление).

При нагреве воздуха на 1градус относительная влажность уменьшается на 4-5, химический состав влияет на влажность (у масленых влажность меньше, чем у зернобобовых). Состояние неустойчивого хранения – разница во влажности 1,2-1,3%.

13. Равновесная влажность зерна. Ее значение в практике работы с зерном (график).

Равновесная влажность. Влагообмен между зерновой массой и соприкасающимся с ней воздухом в той или иной степени идет непрерывно. В зависимости от параметров воздуха (его влажности и температуры) и состояния зерновой массы влагообмен происходит в двух противоположных направлениях:

1) передача влаги от зерна к воздуху; такое явление (десорбция) наблюдается, когда пардиальное давление водяных паров у поверхности зерна больше пардиального давления водяныx паров в воздухе;

2) увлажнение зерна вследствие поглощения (сорбции) влаги из окружающего воздуха; этот процесс происходит, если парциальное давление водяных паров у поверхности зерна меньше парциального давления водяных паров в воздухе. Влагообмен между воздухом и зерном прекращается, если парциальное давление водяного пара в воздухе и над зерном одинаково. При этом наступает состояние динамического равновесия. Влажность зерна, соответствующая этому состоянию, называется равновесной. Иначе говоря, под равновесной понимают влажность, установившуюся при данных параметрах воздуха - его влага 6 / 26 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 > Следующая > >>

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Сорбционные свойства зерна также относят к физическим. Зерно всех культур и зерновые массы в целом обладают сорбционной емкостью, т. е. способностью поглощать газы и пары различных веществ. Эта способность зерна обусловлена его капиллярно-пористой структурой, что делает активную поверхность зерновки в 200 - 220 раз больше истинной. При изменении условий окружающей среды зерно может частично отдавать поглощенные им вещества - десорбировать их. Однако полностью десорбция не происходит.

Явления сорбции принято подразделять на две группы: сорбция и десорбция различных газов и паров, кроме воды; гигроскопичность - сорбция и десорбция паров воды.

Способность зерна и продуктов его переработки активно сорбировать газы и пары различных веществ обязывает руководителей заботиться о чистоте транспорта и хранилищ, иначе продукты по вкусу и запаху могут стать непригодными для пищевых целей. При борьбе с амбарными вредителями можно применять лишь такие пестициды, которые менее вредны для теплокровных и более полно десорбируются.

Гигроскопичность зерновой массы оказывает наибольшее влияние на стойкость зерна при хранении. Хорошо сохраняет свои исходные свойства только то зерно, в котором вся влага находится в связанном коллоидами состоянии. Между относительной влажностью (~) воздуха в хранилище и влажностью зерна через определенное время устанавливается динамическое равновесие. Каждому значению относительной влажности воздуха и его температуры соответствует определенная равновесная влажность продукта. Например, при температуре около 20 С и ~= 15 - 20 % равновесная влажность зерна устанавливается около 7 %, а при ~= 100 % достигает 33 - 36 %. Оптимальный интервал влажности воздуха при положительной температуре (10 - 20'С) находится в пределах от 60 до 70 %. В этих условиях равновесная влажность продуктов равна 13 - 14 %.

Влажность продукта, при которой в нем появляется свободная вода, носит название критической. Для большинства культур критическая влажность лежит в интервале 14,5 - 16 %. Зерно, достигшее ее, может заплесневеть.

Гигроскопичность зерна и продуктов его переработки зависит от содержания в них белков и высококомолекулярных пентозанов, способных поглощать влаги больше, чем другие вещества.

Это комплекс процессов, происходящих в зерне и семенах при хранении, приводящих к улучшению посевных и технологич. качеств. Ко времени достижения ф. полной спелости, зерно убранное с поля обычно имеет пониженные семенные и технологич. достоинства. При завершении периода п/у дозр. Уменьшается интенсивность дыхыния зерна; снижается активность ферментов, содержание сахаров, кол-ва азотистых соединений; уменьшается кислотное число жира; завершается синтез белков.

Послеуборочное дозревание представляет собой, как говорит само название, завершение процесса созревания зерна, т. е. завершение тех сложных процессов синтеза, в результате которых в зерне формируются белки, жиры, углеводы и т. д.

В этот период заканчивается накопление основного вещества зерна злаков - крахмала, который составляет основную массу зерна -до 85%. Синтез этого высокомолекулярного полисахарида происходит за счет более простых соединений, поэтому в зерне в период послеуборочного дозревания наблюдается уменьшение количества Сахаров. Одновременно завершается синтез белков - уменьшается содержание низкомолекулярных азотистых веществ, идущих на формирование белка. При хранении свежеубранного зерна до завершения его послеуборочного дозревания увеличивается количество жира, синтез которого происходит за счет находящихся в зерне свободных жирных кислот, таких, как, например, линолевая, олеиновая, линоленовая и т. д. Существенно, что в этот период меняется не только количество белка и крахмала, но и их качество. Белок становится менее растворимым (например, в 70%-ном растворе спирта), более устойчивым к воздействию некоторых ферментов, в данном случае тех, под действием которых происходит распад белка. Крахмал при дозревании зерна повышает свою способность к набуханию в воде.

Важное значение для процесса при хранении имеют след. факторы: температура, влажность, степень аэрации и состав воздуха межзерновых пространств.

П/у дозрев. Происходит только в том случае, если синтетические пр-сы в зерне и семенах преобладают над гидролитическими, это становится возможно лишь при низкой влажности зерна. Для успешного завершения пр-са необходима влажность ниже критической или в ее пределах.

Улучшение технологич. качеств зерна происходит только при +15 +30 С. Благоприятные режимы сушки зерна и активн. вентилирование сухим воздухом 20С способ-т п/у дозреванию и ускоряет его. Охлаждение тормозит и может полностью приостановить пр-с.

Т. обр. свежеубранную з.м. следует сначала обрабатывать и хранить так, чтобы обеспечить завершение пр-сов п/у дозр., после этого ее можно переводить на режим длительного хранения с миним-й жизнедеятельностью компонентов.

При завершении пр-са у пшеницы в небольших пределах увелич-ся выход сырой клейковины и улучшается ее качество. В семенах масличных наблюд-ся увеличение выхода масла при переработке.

Послеуборочное дозревание улучшает и технологические качества зерна. В его клетках и тканях происходит комплекс биохимических процессов — уменьшается количество водорастворимых веществ, постепенно понижается активность ферментов, сокращается энергия дыхания. В этот период наблюдается дальнейшее усложнение химического состава находящихся в семенах веществ: идет синтез белков из аминокислот, синтез крахмала из сахаров, образование жира и т.п.

Влияние послеуборочного дозревания на семенные и технологические свойства зерна. Мы уже знаем, что зерно, не завершившее период послеуборочного дозревания, обладает низкой всхожестью. Хлебопекарные свойства зерна, завершившего послеуборочное дозревание, также заметно улучшаются. Тесто из такого зерна получается более упругим, растяжимым, а хлеб - большего объема и лучшего качества. Если общая оценка хлеба, выпеченного из зерна, убранного в технической спелости, только удовлетворительная, то из этого же зерна, но достигшего физиологической зрелости, - хорошая.

Сорбция (от лат. sorbeo — поглощаю) — поглощение твёрдым телом либо жидкостью различных веществ из окружающей среды. Поглощаемое вещество, находящееся в среде, называют сорбатом (сорбтивом), поглощающее твёрдое тело или жидкость — сорбентом.

Содержание

Введение
1 Зерновая масса как сорбент…………………………………………….. 4
2 Сорбционная ёмкость…………………………………………………. 5
3 Обязанности руководителей при сорбции…………………………….. 5
4 Гигроскопичность зерновой массы…………………………………….. 6
4.1 Равновесная влажность………………………………………………. 6
4.2 Сорбционный гистерезис…………………………………………….…6
Заключение………………………………………………………………. 8
Список использованных источников……………………………………. 9

Прикрепленные файлы: 1 файл

Сорбция.doc

Министерство образования Республики Беларусь

Кафедра технологии хлебопродуктов

Сорбционные свойства зерновой массы

Специальность 1-49 01 01 Технология хранения и переработки пищевого растительного сырья

Специализация 1-49 01 01 01 Технология хранения и переработки зерна

к.т.н., доцент студентка группы ТРЗ-111

1 Зерновая масса как сорбент…………………………………………….. 4

3 Обязанности руководителей при сорбции…………………………….. 5

4 Гигроскопичность зерновой массы…………………………………….. 6

4.1 Равновесная влажность………………………………………………. 6

4.2 Сорбционный гистерезис…………………………………………….…6

Список использованных источников……………………………………. 9

По характеру поглощения сорбата сорбционные явления делятся на два типа: адсорбцию — концентрирование сорбата на поверхности раздела фаз или его поглощение поверхностным слоем сорбента и абсорбцию — объёмное поглощение, при котором сорбат распределяется по всему объёму сорбента.

В свою очередь, различают два типа адсорбции — физическую адсорбцию, при которой повышение концентрации сорбата на поверхности раздела фаз обусловлено неспецифическими (то есть не зависящие от природы вещества) силами Ван-дер-Ваальса и химическую адсорбцию (хемосорбцию), обусловленную протеканием химических реакций сорбата с веществом поверхности сорбента. Физическая адсорбция слабоспецифична, обратима и её тепловой эффект невелик (единицы кДж/моль). Хемосорбция избирательна, обычно необратима и её теплота составляет от десятков до сотен (хемосорбция кислорода на металлах) кДж/моль [1].

1 Зерновая масса как сорбент

Характеристика сорбционных явлений в зерновой массе. Зерновая масса в целом хороший сорбент; она обладает способностью поглощать из окружающего пространства пары различных веществ и газы.

В зависимости от свойств сорбентов и поглощаемых веществ сорбцию подразделяют на адсорбцию, абсорбцию, хемосорбцию и капиллярную конденсацию. Все виды сорбционных явлений наблюдаются в зерновой массе, и очень часто их невозможно расчленить. Поэтому суммарный результат адсорбции, абсорбции, капиллярной конденсации, хемосорбции называют сорбцией, а степень способности зерновой массы поглощать пары и газы при различных условиях — сорбционной емкостью.

Сорбированные пары и газы при определенных условиях могут полностью или частично улетучиваться из зерновой массы в окружающее пространство, что называют десорбцией.

Таким образом, сорбционные явления наблюдаются не только на поверхности зерна, но и в еще большей степени во внутренних участках каждого капилляра.

Все явления сорбции, происходящие в зерновой массе при транспортировании, обработке и хранении, в зависимости от их влияния на качество и сохранность зерна можно разделить на две группы: сорбцию и десорбцию различных газов и паров, сорбцию и десорбцию паров воды.

Зерновая масса хорошо сорбирует большинство химических веществ, применяемых для борьбы с насекомыми и клещами. При этом сорбционные свойства чаще всего играют отрицательную роль как с точки зрения технологического эффекта, так и с гигиенических позиций [3].

Эффект любой фумигации определяется величиной концентрации ядовитого газа в воздухе межзерновых пространств, где обитают насекомые и клещи. При большой сорбционной емкости зерновой массы применяют повышенные нормы расхода фумигантов, чтобы создать для вредителей смертельные концентрации в воздухе. Это приводит к удорожанию дезинсекционных работ. После фумигации должна быть проведена дегазация для удаления ядовитых газов из зерна. Нередко дегазацию провести трудно, так как процессы десорбции при некоторых условиях протекают медленно (при низкой температуре). Практически невозможно провести дегазацию, если произошла хемосорбция, т. е. химическая реакция между веществами сорбента (зерна) и поглощенным газом [5].

2 Сорбционная ёмкость

Кроме того, для биополимеров (белков, слизей, крахмала) характерно отсутствие прочной кристаллической решетки, поэтому молекулы воды и других веществ могут легко внедряться в них, взаимодействуя с активными центрами. В белках этими центрами являются такие функциональные группы, как - NН -,

Н2N -, - СООН, - СОNН2, - ОН; в углеводах - ОН и - 0 -. При изменении условий окружающей среды зерно может частично отдавать поглощенные им вещества - десорбировать их. Однако полностью десорбция не происходит [6].

3 Обязанности руководителей при сорбции

При борьбе с амбарными вредителями можно применять лишь такие пестициды, которые менее вредны для теплокровных и более полно десорбируются.

На величину равновесной влажности зерна влияет явление сорбционного гистерезиса, характеризующее несовпадением изотерм сорбции и десорбции. Фигуру, образованную линиями сорбции и десорбции (рис. 3), называют петлей гистерезиса. Кривые показывают, что равновесная влажность зерна в процессе сорбции всегда меньше его равновесной влажности десорбции. Эта разность для зерна пшеницы составляет 1,2. 1,3 %.

В связи с явлением сорбционного гистерезиса в зерновой массе никогда не наблюдается полного выравнивания влажности единичных зерен: равновесная влажность десорбции выше равновесной влажности сорбции. Вместе с тем разнокачественность зерновой массы по влажности может быть причиной нежелательных процессов при хранении.
Явление сорбционного гистерезиса, а также способность зерна и семян сорбировать водяные пары обусловливают необходимость немедленной очистки партий свежеубранного зерна для удаления различных примесей, влажность которых во много раз превышает влажность самого зерна. Промедление с очисткой приводит к увлажнению зерна в результате перераспределения влаги.
Распределение влаги в зерновой массе при хранении в производственных условиях. Влажность, являясь основным фактором сохранности зерновой массы, различна в отдельных местах насыпи. Наличие в зерновой массе наиболее увлажненных участков с повышенной физиологической и микробиологической активностью осложняет работу по сохранности зерна. Изучение причин такого различия по влажности показывает, что большинство из них носит объективный характер и неустранимо. Другие причины можно несколько устранить при хранении зерна.
Различная влажность анатомических частей зерна и семян, обладающих неодинаковой гигроскопичностью вследствие их строения и химического состава, объясняет неравномерное распределение влаги в зерне и семенах. Влажность зародыша в сухом зерне пшеницы выше, чем остальной части зерна. В зернах пленчатых культур более увлажнено ядро, менее - цветковые пленки. В семенах подсолнечника лузга имеет большую влажность, чем ядро.

Сорбционные свойства

Сорбционные свойства. Семена всех культурных растений, сорняков и зерновая масса в целом обладают способностью поглощать (сорбировать) пары различных веществ и газы из окружающей среды.

Процесс поглощения зерновой массой газообразных и парообразных веществ называют сорбцией, а степень поглощения зерновой массой этих веществ — сорбционной ёмкостью.

капиллярно-пористым строением самого зерна, т. е. наличием в нём большого количества макро- и микропор;
наличием в зерне коллоидных веществ (белков и др.), способных поглощать влагу;
наличием в зерновой массе скважин, через которые в неё могут проникать парообразные и газообразные вещества.

Способность поглощать или отдавать в окружающую среду водяные пары принято называть гигроскопичностью. Степень поглощения водяных паров зависит прежде всего от относительной влажности воздуха, а также от химического состава, размера зерна, целостности оболочек и весового соотношения частей.

Под относительной влажностью воздуха понимают степень насыщения его водяными парами и выражают её в процентах. Зерно поглощает водяные пары небеспредельно. Поглощение прекращается при наступлении так называемого гигроскопического равновесия, т. е. до момента, когда обмен влаги между зерном и воздухом прекращается. Установившуюся влажность зерна при определённой относительной влажности и температуре воздуха называют равновесной.

В зависимости от влажности и температуры зерна равновесная влажность злаковых культур может колебаться в пределах от 7 до 36%.

Таким образом, при хранении, транспортировании и вентилировании зерна необходимо учитывать способность его активно поглощать пары и газы. Не следует проводить активное вентилирование зерна наружным воздухом с высокой относительной влажностью, так как это приведёт к увлажнению партии, а следовательно, к активизации нежелательных процессов. Мука и крупа обладают большей сорбционной способностью, так как влаголюбивые вещества (белок и крахмал) не защищены оболочками и быстрее поглощают пары и газы. В муке и крупе при одинаковых условиях хранения с зерном установившаяся (равновесная) влажность будет всегда меньше, так как капиллярная влага здесь почти отсутствует. Малая газопроницаемость муки и дроблёных круп затрудняет проникание водяных паров в мешок, штабель или силос, поэтому внутренние слои в процессе хранения почти не изменяют свою влажность. Высокие сорта муки менее гигроскопичны, чем мука второго сорта и обойная.

Комбикорма обладают высокой гигроскопичностью, так как отдельные виды комбикормового сырья (соль, мел, солодовые ростки, сухой свекловичный жом и др.) имеют повышенную гигроскопичность. Гранулированные комбикорма менее гигроскопичны и сохраняют своё высокое качество длительное время.

Читайте также: