Особенности замеров влажности пшеницы влагомером зерна

Posted by   oratorslova Гончаров Сергей
16/10/2020

Чтобы обеспечивались идеальные условия для хранения, зерна пшеницы должны содержать до 14-15% воды в связанном молекулярном состоянии, поэтому для мониторинга необходимы специализированные влагомеры зерна с точными калибровками, поскольку зерновки каждой культуры имеют сложную структуру, в частности слои обладают разной плотностью, водопроницаемостью и динамикой проникновения влаги.

  1. Структура зерна пшеницы
  2. Как быстро изменяется влажность зерна пшеницы
  3. Как скорость распространения внутри зерновки оказывает влияние на точность

Структура зерна пшеницы

Оболочка зерна пшеницы (шелуха или кожура) состоит из последовательных клеточных слоев - эпидермиса, мезокарпия, эпикарпия. Обеспечивает наружную защиту семенного материала от высыхания, физических повреждений, порчи и проникновения микроорганизмов.
Оболочка включает пигментный и гиалиновый слои и состоят из омертвевших, одеревеневших клеток, плотно прилегающих друг к другу. Их удельный вес весьма незначителен - 4-6%. Шелуха богата клетчаткой и не представляет особой питательной ценности.


Эндосперм:

  • наибольшая часть, занимающий до 60 - 85% от общей массы. Состоит из тонкого слоя клеток алейрона (так называемый алейроновый слой), и внутреннего мучнистого ядра;
  • с биологической точки зрения состоит из крахмала и белка, а также небольшого количества жира и других химических соединений;
  • состоящий преимущественно из крахмальных зерен, обладает довольно низкой водопроницаемостью.

Алейроновый слой – верхняя часть, составляющий пограничную область между эндоспермом и оболочкой, состоящий из толстостенных клеток, заполненных химической смесью белков, жиров и минералов. Алейрон богат витаминами (особенно группы В) и в целом также трудно пропускает воду, в отличии от белковой части.

Зародыш зерна :

1 Своеобразный “магазин” по поставке питательных ценных веществ для прорастания: жиров, белков, сахара и витаминов. В мукомольном производстве отделяется, и при помоле входят в состав отрубей вместе с наружными слоями
2 Самая маленькая и питательная часть растения, содержит лецитин и витамин Е
3 Поглощает влагу значительно быстрее остальных компонентов

Учитывая, что для других культур - кукурузы, гороха, овса, описанная структура строго индивидуальна, влагомер зерна в обязательном порядке калибруется на тот или иной вид, а также может подстраиваться по данным лабораторного сушильного шкафа в процессе эксплуатации.

Как быстро изменяется влажность зерна пшеницы

При затяжных дождях во внутренней структуре зерновок происходят достаточно сложные процессы, без учета которых определение влажности зерна с приемлемой точностью будет под вопросом.

Оболочка зерна из-за волокнистого строения, присутствия в составе воздушных каналов и капилляров обладает большим процентом пустот, которые способствуют более интенсивному перемещению воды. В этом плане эндосперм характеризуется довольно низкой капиллярностью и межмолекулярной диффузией.
Жидкость начинает перемещается по клеткам эндосперма и сначала ее поглощает белковая масса. Только после насыщения, воду начинают впитывать частички крахмала.

При подстройке изменителя влажности на новые сорта зерна, следует учесть, что мягкая пшеница быстрее поглощает воду - в отличие от разновидностей с повышенной стекловидностью.
Однако, есть и другая сторона медали. В стекловидной пшенице расстояние между частицами крахмала больше заполнено белком, что увеличивает впитывание воды.
Складывается несколько противоречивая ситуация. С одной стороны, твёрдая пшеницы обладает повышенной способностью к впитыванию воды, чем мягкая, однако скорость поглощения меньше.

Наиболее “жадно” впитывает зародыш, во вторую очередь – оболочка зерна и после этого – эндосперм. В процентном выражении, если принять активность впитывания влаги эндосперма за базовый показатель - 100 %, то оболочка зерна впитывает на 40% быстрее, а зародыш – на 70 %.

Чем дольше зерна пшеницы находятся под воздействием дождя, тем это соотношение будет еще больше увеличиваться.

При этом интенсивность водопоглощения постепенно уменьшается по мере проникновения во все внутренние структуры и заполнения пустот - зерно набухает и перестает впитывать влагу.

На скорость увлажнения и степень абсорбции в значительной степени влияет температура поступающей влаги. Чем она выше, тем лучше проникновение за счет снижения поверхностного натяжения.
По этой же причине зерна быстрее прорастают.


Рассмотрим, как скорость распространения внутри зерновки оказывает влияние на точность.


Возьмом влагомер для зерна со встроенными измельчительными жерновами. Влажность пшеницы определяется путем измерения электропроводности гомогенизированного образца.
Анализируемая проба зерна в цилиндрической камере представляет собой проводник, основной показатель которого – сопротивление, изменяющееся в зависимости от:

  • содержания влаги;
  • температуры;
  • вида культуры.

Если вода медленно поступает во внутреннюю структуру, прибор для измерения влажности может исказить данные из-за продолжающегося наполнения эндосперма зерна. Точные, устойчивые показания возможны только после установления стационарного равновесия, когда движение жидкости прекратится.

На графике видно, что с течением времени влажность зерна пшеницы уменьшается по нелинейному закону, Устойчивое равновесие, при котором можно проводить исследование, наступает лишь спустя несколько часов или даже сутки в зависимости от сорта и уровня увлажнения.

  1. Зерновой влагомер с размольной камерой за счет анализа гомогенизированной пробы обеспечивает более точный результат.  Измельчение и перемешивание значительно уменьшает влияние отдельных составляющих – оболочек, эндосперма, зародыша.
  2. В случае длительного воздействия осадков, агроном должен принять решение – когда нужно проводить определение влажности зерна. Проще говоря, если час назад прошел дождь, то прибор может "ошибаться".

АНАЛИЗАТОР GRAINSENSE

Недавнее