Wilgotność ziarna zbóż

Bardzo ważnym parametrem, uwzględnianym w normach jakościowych, jest wilgotność ziarna. Jeśli jest ona zbyt wysoka, wywołuje zmiany biochemiczne i mikrobiologiczne ograniczając czas bezpiecznego składowania. Zbyt niska wilgotność ziarna może doprowadzić do zwiększonej podatności na uszkodzenia (głównie przez zespół młócący, zespoły czyszczące i przenośniki) i powstawania strat. Pamiętajmy, że coraz częściej ziarno i nasiona przechowywane są w silosach, które niejednokrotnie mieszczą nawet setki ton tych surowców. W takich przypadkach, niewłaściwa wilgotność może spowodować duże straty.

Ziarno zbóż niezależnie od pogody dojrzewa około trzech tygodni. W tym czasie zachodzą w nim procesy biochemiczne, głównie przemiana cukrów w skrobię przy jednoczesnym ubytku wody. Zbiór kombajnowy umożliwia opóźnienie żniw i zbieranie ziarna w dojrzałości rogowej, dzięki czemu uzyskuje się ziarno bardziej dojrzałe i suche, nie ponosząc większych strat z powodu obsypywania się ziarna. Obecnie uważa się, że najmniejsze straty z tego powodu ponosi się, gdy ziarno ma wilgotność 18%. Należy zwrócić uwagę, że operując parametrem wilgotności ziarna mówimy o średniej wilgotności zebranej masy ziarna, natomiast ziarno zebrane kombajnem zbożowym charakteryzuje się istotną różnicą wilgotności poszczególnych ziaren w stosunku do średniej wilgotności, co może mieć duży wpływ na trwałość i jakość ziarna podczas jego przechowywania. Stwierdzano niejednokrotnie, że bezpośrednio po zbiorze średnia wilgotność ziarna osiągała 15%, natomiast poszczególne ziarna miały wilgotność 10-12%, ale były także te o wilgotności 40-50%. Nierównomierność wilgotności ziarna może stać się przyczyną powstawania procesów samozagrzewania się przy średniej wilgotności ziarna z zakresów uważanych za bezpieczne. Ziarno zebrane kombajnem charakteryzuje się też stosunkowo wysoką temperaturą wynoszącą często 25-30oC. Zebrane ziarno o wilgotności większej niż 18%, najczęściej nie jest w kombajnie dostatecznie oczyszczone i zawiera zielone części roślin i słomy oraz nasiona chwastów. Zanieczyszczenia te charakteryzują się wyższą wilgotnością od ziarna, zmniejszając jego sypkość i porowatość, tym samym pogarszają jego zdolność do przechowywania.

Należy zaznaczyć, że każdy z procesów, od chwili zbioru, przez transport oraz czyszczenie, wpływa na zmianę wilgotności ziarna. Ważne jest, więc kontrolowanie tych zmian przy realizacji kolejnych etapów cyklu przechowalniczego, celem zapewnienia właściwej kondycji i odporności ziarna do długookresowego przechowywania, a w końcowym momencie zapewnienia wysokiej jakości w chwili skupu lub przerobu.

Wśród szeregów czynników mających wpływ na jakość przechowywanego ziarna, dwa są decydujące: wilgotność i temperatura ziarna.

Dokładne wyznaczenie wilgotności ziarna w trakcie suszenia jest warunkiem prawidłowego przeprowadzenia tego procesu (podjęcia decyzji, po ocenie poziomu wilgotności, o zakończeniu lub kontynuowaniu suszenia). W efekcie takiej optymalizacji można ograniczyć zużycie energii oraz uzyskać oszczędności kosztowe. A przecież suszenie cechuje bardzo duża energochłonność (dla ziarna kukurydzy to ok. 40% całkowitych kosztów jej uprawy).

Często stosowane przez rolników tzw. przesuszenie ziarna, wpływa na nieuzasadnione podwyższenie kosztów suszenia. Efektem tak prowadzonego procesu jest niezapewnienie utrzymania wilgotności na odpowiednio niskim poziomie z uwagi na tzw. wilgotność równowagową. W celu ustalenia rzeczywistych wilgotności ziarna coraz powszechniejsze staje się stosowanie przez rolników testerów wilgotności i mierników temperatury. Są to niewielkie, elektroniczne urządzenia, za pomocą których można szybko sprawdzić aktualną wartość tych parametrów.

Przekroczona graniczna zawartość wody (tabela 1) musi być obniżona, aż do osiągnięcia przez ziarno wilgotności bezpiecznej zapewniającej prawidłowe przechowywanie. Obniżenie wilgotności ziarna ogranicza, a nawet hamuje zarówno procesy życiowe” ziarna jak również rozwój mikroorganizmów i szkodników. Powszechnie stosowanym sposobem obniżenia wysokiej wilgotności ziarna jest suszenie. Rozpowszechniły się dwa sposoby suszenia nisko- i wysokotemperaturowe. Fotografia 2 prezentuje suszarnię daszkową wraz ze zbiornikiem operacyjnym jako przykład suszarni wysokotemperaturowej.

Prawidłowe wysuszenie i schłodzenie ziarna nie zapewnia pewności długookresowego przechowywania bez zmian jakościowych ziarna. Ma na to wpływ zmienność warunków atmosferycznych w trakcie składowania ziarna w silosie lub magazynie płaskim. W rezultacie zmian temperatury na zewnątrz magazynu wywołanych, np. porami roku czy lokalnym miejscowym nasłonecznieniem może dochodzić do znacznych niekontrolowanych wzrostów temperatury ziarna w części całej składowanej masy. Takie lokalne zmiany temperatury wywołują powolny ruch powietrza w przestrzeniach międzyziarnowych. Powietrze z cieplejszych warstw ziarna przemieszcza się w kierunku warstw chłodniejszych.

Powietrze to niesie ze sobą niewielką ilość wilgoci, które oddaje ziarnu w miejscu schładzania. W nawilżanych w ten sposób warstwach ziarna uaktywniane są procesy życiowe, m. in. pleśni. Zjawisko to niejednokrotnie niezauważone w porę, prowadzi do zepsucia lub obniżenia jakości ziarna. Inną przyczyną zawilgocenia i doprowadzenia do spleśnienia ziarna może być zawilgocenie przestrzeni pod perforowaną podłogą, na której leży masa ziarna. Zjawisko to może być spowodowane zaciekaniem wody lub złą izolacją podłoża.

Procesem ograniczającym efekt powstawania różnic temperaturowych w ziarnie jest aktywna wentylacja. Głównym parametrem procesu aktywnej wentylacji jest wartość natężenia przepływu powietrza, która powinna być dobrana do wilgotności ziarna i czasu wentylacji. Niejednokrotnie w praktyce zboże przewietrzane jest przy zastosowaniu zwykłych wentylatorów powietrzem atmosferycznym. W przypadku nieumiejętnego prowadzenia tego procesu istnieje ryzyko nawilżenia ziarna w wyniku dążenia do stanu nowej wyższej wilgotności równowagowej. Z tego powodu podstawowe zasady podczas przewietrzania to:
– nigdy nie przewietrzać ziarna suchego wilgotnym powietrzem,
– nigdy nie przewietrzać ziarna chłodniejszego ciepłym powietrzem.

Najlepsze warunki do chłodzenia ziarna (prowadzenia aktywnej wentylacji) powietrzem atmosferycznym występują we wrześniu i październiku. Latem chłodzenie jest możliwe tylko nocą. Silosy zbożowe należy systematycznie kontrolować, szczególnie w okresie występowania wysokich temperatur. Proces ten jest ściśle uzależniony od wilgotności względnej i temperatury powietrza otaczającego ziarno. W określonych warunkach otoczenia wilgotność ziarna maleje do tzw. wilgotności równowagowej (tabela 2). Przytoczone w tabeli 2 dane wskazują, że w sprzyjających warunkach pogodowych, możemy osiągnąć wilgotność ziarna 13-14% podczas przedmuchiwania go powietrzem atmosferycznym, ale jednocześnie ziarno może nawilgacać się do niekorzystnych poziomów, gdy wilgotność względna powietrza przekracza 65%.


Dr inż. Lesław Janowicz EC BREC/IBMER