Технологічна модель підготовки амаранту для зберігання. Наукова робота

Представляємо вашій увазі чергову статтю, написану за мотивами наукової роботи. У ній представлена ​​технологічна модель підготовки амаранту для зберігання. Авторами наукової роботи є І.Ф. Костиков (доктор сільськогосподарських наук, професор кафедри КДУ) і О. В. Кольтюгіна (к.т.н., доцент кафедри «Технології продуктів харчування» ФГБОУ ВПО АлтГТУ ім. І.І. Ползунова). Робота була опублікована у віснику, який видає Алтайський державний технічний університет ім. І.І. Ползунова.
Робота була написана ще в 2010 році. Однак вона ще й досі не втратила свою актуальність. У тому числі і для українських фермерів, враховуючи поступові зміни клімату і занадто спекотні температури повітря в окремих регіонах країни.

Перспективи нової культури

Амарант є відносно новою культурою не тільки для України, але і для Росії, і Казахстану. Багато вчених, дослідників, які займалися її вивченням, відзначають високий вміст в насінні і в самій рослині:

• мінералів;
• вітамінів;
• білка.

Як відзначають автори дослідження, сьогодні в північних регіонах Казахстану проводяться активні селекційні роботи з виведення скоростиглих сортів цієї рослини. Уже сьогодні селекціонерами виведені сорти рослини, які ідеально підходять до певних умов вирощування.

Однак автори відзначають, що для активного і масштабного вирощування амаранту в північних регіонах Казахстану, залишається не дуже добре вивчена особливість рослини, а також відсутність сортів, придатних до кліматичних особливостей регіонів.
Так, при розробці імовірної моделі перспективного для північних регіонів Казахстану сорту, було встановлено, що найбільш важливим параметром є саме швидкість дозрівання. Крім цього враховувалися і особливі кліматичні особливості регіонів, в яких переважає різко континентальний клімат. Дослідники відзначають, що перспективний сорт повинен характеризуватися стійкістю до посухи і високих температур повітря.
І.Ф. Костиков і О. В. Кольтюгіна акцентують увагу на тому, що, наприклад, в 2010 році сформувалися специфічні умови, що враховуються при відборі кращих сортів з підвищеною жаростійкістю. Зокрема, так звана сума «баластних» температур, що перевищують показник в 30 градусів, перевищила позначку в 600 градусів.
Проведені дослідження дозволили отримати результати і виділити окремий зразок сорту, який був переданий у 2011 році на випробування на державному рівні.
Зокрема, в результаті дослідження серед перспективних сортів виділяється сорт Чергинський, виведений ще в 1995 році в Омську. Як зазначено в державному реєстрі по Західно-Сибірському регіону, даний сорт визнаний перспективним в якості використання на лікарські цілі. Оскільки дослідження показали, що в олії, що отримується з цього сорту, вміст такої унікальної речовини, як сквален, досягає 9,9%. При середньому показнику в інших сортах — близько 6%.
Зібраний урожай амарантового насіння досліджувався в розрізі його приймання та обробки. Дослідники відзначають, що проводячи приймання насіння, слід обов’язково визначати показники двох груп:

• органолептичні;
• фізико-хімічні.

Саме вони роблять безпосередній вплив на те, яку саме схему переробки, очищення насіння, слід вибирати.

Які вимоги повинні пред’являтися до насіння амаранту

Дослідники відзначають основні вимоги, які повинні пред’являтися до насіння амаранту:

• відсутність сторонніх запахів;
• відсутність сторонніх присмаків;
• правильна форма зерна;
• кремовий колір;
• блискуча поверхня.

Окремо враховується рівень засміченості насіння. В даному випадку дослідники відзначають важливість прийому до уваги рівня вмісту мінеральних домішок. А ось кількість органічних домішок, до яких відносяться та ж волоть амаранту, брати до уваги не варто.
Не дивлячись на те, що амарант в цілому чудово протистоїть різноманітним комахам і шкідникам, дослідники наголошують на важливості визначення їх вмісту у врожаї.

Що ще потрібно враховувати при обробці амаранту

На момент проведення досліджень і написання роботи, збирання врожаю в регіоні вивчення амаранту проводилася ручним методом. На той момент тільки розроблялися механізовані способи збирання амарантового насіння.
Ручний метод збирання насіння передбачає зрізання волотей та їх відправку на подальшу переробку.
Дослідники акцентують увагу на тому, що обов’язково слід враховувати суттєву різницю в рівні вологості безпосередньо самого насіння і волотей рослини. Але відокремити їх в один прийом не представлялося можливим.
Тому дослідники звернули увагу на те, що попередньо слід висушити зібрані волоті в спеціальних сушарках. Такий підхід дозволить уникнути ймовірну втрату зерна.
Дослідники пишуть, що передбачається застосовування спеціальних барабанних сушарок, у яких буде бункер, в який і виконається збір насіння. Крім того, барабанна сушарка передбачає і втрату вологи, що забезпечить хорошу осипальність зерна.

У своїй роботі І.Ф. Костиков і О. В. Кольтюгіна відзначають, що відокремлювати насіння від волотей пропонується в спеціальній оббивальній машині циліндричного типу. Такі машини мають ряд переваг — зокрема, в них насіння не піддається тертю і не пошкоджується, що ймовірно в машинах щіткового типу.

Після вилучення з машини насіння амаранту було спрямоване на особливий сепаратор магнітного типу. Він використовується для того, щоб усунути металомагнітні домішки, які негативно позначаються на загальному рівні якості продукції. Після цього суміш насіння і волотей переводилася на сепаратор пневматичного типу.

Зверніть увагу! Дослідники вказують на те, що процес очищення — найбільш важливий момент в процесі приймання насіння. Оскільки якість очищення має безпосередній вплив на загальну якість насіння, на його зберігання.

Навіщо потрібно сепарування

Як зазначається в роботі, сепарування використовується на фабриках і заводах суміжних сфер:

• круп’яних;
• комбікормових;
• борошномельних.
  

І є однією з найбільш важливих операцій. Сепарування являє собою поділ сипучих матеріалів на насіння однорідних фракцій. При цьому враховуються такі фізико-механічні показники насіння, як:

• товщина;
• форма;
• ширина;
• густина;
• пружність;
• та інші.
  

Сепарування важливе ще і з тієї простої причини, що має безпосередній вплив на загальну ефективність всіх технологічних операцій, що проводяться з сировиною.

В ході досліджень було встановлено, що головні домішки, виявлені в сировині, є залишки волоті. Щоб позбутися від них, досить використовувати звичайне сито, однак потрібно правильно підібрати пристосування з отворами потрібного розміру. При підборі сита обов’язково потрібно враховувати структурні і механічні характеристики насіння амаранту. Щоб позбутися від залишок волоті, інших дрібних забруднювачів, було прийнято рішення використовувати сито-повітряне обладнання, в якому встановлені сита в 3-и ряди.

В ході досліджень було встановлено, що поперечний розмір насіння становить 1,44 міліметра. Тому при проведенні операції сепарування виникли певні труднощі. Суть їх полягала в тому, що слід було підібрати сито з отворами такого діаметру, щоб через нього без проблем просівалось зерно, але утримувалися залишки волоті. Тому перше сито було розміром 2 на 20.

До другого сита також пред’являлися особливі вимоги. Так, розмір отворів повинен бути більшим, ніж ширина насіння. Тому дослідники вибрали сито з отворами в 1,6 міліметрів. Воно дозволило виключити забруднювачі, які просіялися на першому етапі, але мають іншу форму, ніж насіння.

І останнє сито мало розмір отворів менший, ніж розміри насіння. Це було зроблено для того, щоб відсіяти дрібне сміття, але утримати саме насіння.

Також в ході досліджень було встановлено, що з насінням все одно проходили дрібні домішки, які за розміром і діаметром були схожі з розміром і діаметром зерна. Щоб видалити їх, потрібно було встановити певну швидкість руху повітря.

Сушіння насіння

Після просіювання і видалення забруднювачів і домішок, слід виконати сушіння насіння амаранту. Його суть полягає в тому, щоб усунути воду. Процес сушіння є незворотнім.

І.Ф. Костиков і О. В. Кольтюгіна вказують, що температура стійкості насіння амаранту при виконанні його сушіння визначається дуже просто — необхідно виявити температуру стійкості білкових речовин.

Крім того, слід враховувати і наступне:

• у зерна теплопровідність менша, ніж у води приблизно в 4-и рази;
• але при цьому даний показник більш ніж в 7 разів вищий, ніж у повітря, рівень вологості якого не досягає показника в 75%.
  

Якщо встановлена ​​температура нагрівання насіння буде перевищена, це спровокує пошкодження насіння:

• відбудеться коагуляція білка;
• втрата життєвих функцій;
• втрата здатності до проростання, оскільки відразу ж буде висушений зародок;
• зниження не тільки кількості, але і загальної якості клейковини, що міститься в зерні.
  

Дослідники відзначили, що рівень температури сушіння зерна амаранту залежить від його подальшого призначення:

• якщо це насіннєве зерно, то температура його нагрівання не повинна перевищувати 45 градусів;
• якщо це продовольче зерно, то температура його нагрівання коливається від 45 до 55 градусів;
• якщо це фуражне зерно, то температура його нагрівання коливається від 50 до 60 градусів.
  

При сушінні дослідники використовували спеціальні шахтні сушарки, в яких рівень вологості зерна був знижений до 7%.

Сушка — вкрай важливий і обов’язковий процес після збору врожаю і подальшої його обробки. Оскільки це дозволяє зберегти загальну якість насіння.

Більш докладні дані про режими сушіння насіння промислового призначення представлені в таблиці нижче.

Дослідники відзначають, що насіння амаранту вкрай погано переносить високі температури повітря, тому слід використовувати повітря, нагріте до температури в 50-ть градусів, але при цьому використовувати подальше охолодження.

Також слід постійно відстежувати за температурними показниками в сушарці і якщо будуть виявлені відхилення, необхідно оперативно відреагувати на них.

Якщо рівень вологості зібраного врожаю перевищує 18%, використовується так звана двофазна сушка. Такий метод забезпечує чудову сушку насіння, але при цьому не знижується рівень якості врожаю в цілому. В даному випадку також особлива увага приділяється ефективній роботі вентилятора.

Особливості зберігання насіння амаранту

Закінчувалися дослідження амарантового врожаю особливостями зберігання насіння. Як показали отримані результати, насіння, в якому спостерігалася низька кількість вологи, добре зберігається, практично не втрачає своєї якості.

У той же час, якщо в ньому спостерігається велика кількість вологи, його якість псується, воно саме зігрівається. У зіпсованого насіння з’являється неприємний запах затхлості, що віддає кислинкою.

Тому, щоб насіння не втрачало своєї якості, гранично допустимий рівень вологості становить всього 9%. Але його зберігання повинно проводитися при температурі повітря не вище +12 градусів.

Якщо рівень вологості не перевищує позначки в 8%, а температура навколишнього повітря становить 5 градусів, то насіння буде зберігати свої якості протягом 5-ти років. Підвищення рівня вологості навіть на 1% призводить до зниження терміну зберігання наполовину. Те ж можна сказати і про температурні показники.

З огляду на те, що насіння схильні до проростання, гранично допустимий рівень температури навколишнього повітря не повинен перевищувати 15-ти градусів.

Природно, перед зберіганням насіння повинне бути:

• просіяним;
• почищеним;
• знезараженим.
  

Оптимальний варіант зберігання — тарний метод. Насіння поділяється на окремі партії, після чого укладається в мішки. Самі мішки складаються штабелями один на одного.

Якщо на складі підлога тверда, кам’яна або бетонна, то спочатку на підлогу укладаються піддони або інші дерев’яні вироби. І тільки потім зверху штабелями розкладаються мішки з насінням. При створенні дерев’яного настилу необхідно, щоб відстань між підлогою та настилом становила як мінімум 15-ть сантиметрів.

Допустима висота кожного окремого штабеля — це 4-и мішки. Також потрібно простежити, щоб відстань між штабелями склала як мінімум 70-ть сантиметрів.

Дослідники радять раз в чотири місяці проводити перекладання мішків, змінюючи їх місцями — верхні опускаються вниз, а нижня укладаються вгорі.

Контроль насіння під час зберігання

Щоб не допустити псування врожаю, важливо контролювати його під час зберігання. При контролі враховуються такі показники, як:

• колір насіння;
• відсутність сторонніх запахів;
• температура;
• рівень вологості;
• поява зіпсованого насіння;
• поява проростків;
• зараженість насіння.
  

Найбільш важливими показниками є — температура і рівень вологості. Наприклад, підвищення вологості призводить до зігрівання насіння, що негативно відбивається на їхньому стані та збереженості.

Контроль вологості визначається в залежності від загального стану насіння:

• якщо воно сухе або середньої сухості, охолоджене, контроль виконується щомісячно;
• якщо у ньому виявлено вологість, вогкість — контроль здійснюється кожні два тижні, а також після кожного переміщення мішків з насінням.
  

Контроль температури також залежить від показників насіння амаранту — сухе і середньо-сухе насіння перевіряють кожні чотири дні, а ось насіння з високою вологістю — кожен день.

Окремо беруться проби на контроль зараженості врожаю, який зберігається. Для цього проводять середні проби. Кожну взяту пробу фахівці аналізують окремо. Загальний рівень зараженості визначають по тій взятій пробі, в якій опинилася найвища загальна щільність зараження. Періодичність контролю рівня зараженості залежить від температурних показників.

Підводячи підсумок

Запропонована російськими дослідниками схема підготовки зібраного врожаю амаранту до зберігання може стати стартовим майданчиком для попереднього оцінювання розроблених умов прийому, обробки та зберігання насіння.

Як відзначають в кінці своєї роботи І.Ф. Костиков і О. В. Кольтюгіна, ця схема попередня. Оскільки в майбутньому слід провести детальне уточнення всіх режимів і параметрів.

Ймовірно, що така схема також залежить від того, в яких саме умовах було вирощене насіння, якими саме показниками воно володіє і які кліматичні температури переважають в конкретному регіоні, де воно і буде зберігатися.

Але в будь-якому випадку, отримані дані будуть цікаві для українських фермерів, які тільки підбирають для свого врожаю оптимальні схеми зберігання врожаю.