Уборка, сушка и хранение семян сои

Соя и другие бобовые обладают высокой гигроскопичностью. Так при относительной влажности воздуха 95% равновесная влажность сои 20%. Прочная связь влаги с белковым комплексом семян, низкая влагопроводность, ясно выраженная структурная и анатомическая обособленность оболочки при значительных размерах зерна требуют снижения скорости сушки во избежание растрескивания оболочки семян в процессе сушки.

Белок обладает удивительной способностью поглощать влагу. Так 1 г белка способен впитать воду в количестве 1,8 г, т.е. 180% от собственной массы, в то время как крахмал не более 0,7 г (70%). Богданов С.М. (1988 г.), исследуя потребность прорастающих семян в воде, убедительно показал эту разницу. Рис.1. Способность к поглощению воды разными составляющими зерна пшеницы.

Поэтому неудивительно, что пшеница дает «команду» на прорастание при поглощении влаги 42-44% от массы зерновки, а высокобелковые подсолнечник и соя - около 100%.

Графически эти данные показаны на рисунке 5. Хорошо видно, что центральная часть семени сохраняет влажность без изменений длительное время, за которое оболочка, будучи высушенной до 8%, практически не меняет влажность. При конвективном варианте сушки динамика изменения влажности меняется, но порядок уровней обезвоживания сохраняется.

При сушке температура зерна всегда ниже температуры теплоносителя (рис.7). Такая разность при указанных условиях объясняется интенсивным испарением влаги с поверхности зерна, что и удерживает температуру зерна ниже температуры теплоносителя.

При меньшей начальной влажности зерна процесс сближения температуры теплоносителя и зерна происходит быстрее. Этот процесс также зависит от интенсивности конвективного теплообмена. При скорости теплоносителя 0,6-0,7 м/с указанная разница (2-3°С) устанавливается за 10-15 минут, а при сушке в кипящем слое - через 3-5 минут.

Снижение температуры на поверхности зерна объясняется отбором энергии от теплоносителя на разрыв молекул воды при их переходе из жидкой фазы в пар – т.е. в воду газообразную. При этом если рассмотреть вопрос в статике, т.е. при неподвижной семянке, то теплоноситель, обтекая ее, активнее воздействует на поверхность с одной стороны, т.е. градиент температуры в пограничном слое на этой стороне семянки выше, чем на обратной (рис. 6). Это вызывает неравномерность влагоудаления, и при определенных условиях может привести к образованию микротрещин в зерновке.

Величина этого коэффициента позволяет оценить величину влажности поверхности зерна, т.е. его оболочки и средней части зерна. Величина этого коэффициента для мелких семян 0,8-0,9, для пшеницы – 0,7, а для бобовых культур 0,3-0,4. Тогда при средней влажности пшеницы в конце сушки, равной 14%, защитная пленка имеет влажность 14х0,7=10%, а для бобовых, соответственно, при влажности зерна 12% оболочка высушена до 12х0,4=5%. Именно это приводит к растрескиванию оболочки при сушке зернобобовых культур. Для предупреждения этого требуется отлежка с целью влаговыравнивания в зерне.

Естественно, что при изменении температуры окружающего воздуха при фиксированной относительной влажности его (70%) равновесная влажность сои меняется. Рисунок 7. Зависимость влажности семян сои от температуры окружающего воздуха.