Дополнительное подсушивание ячменя

Современная технология уборки ячменя комбайнами, доставка на солодовню в короткие сроки больших партий ячменя и невозможность ускоренного охлаждения и подсушивания ячменя в вентилируемых силосах привели к почти повсеместному внедрению дополнительного его подсушивания. При надлежащей обработке зерно не только способно к длительному хранению - в нем существенно увеличивается энергия прорастания. Такое подсушивание должно производиться как можно раньше.

Искусственное снижение влажности ячменя возможно только при определенных условиях - ячмень должен полностью созреть на стебле; необходимо провести предварительную очистку, так как семена сорняков и другие примеси более гигроскопичны по сравнению с ячменем и хуже поддаются сушке. Сушку затрудняют также оболочки зерна, препятствующие отведению водяного пара.

При условии, что надежное хранение ячменя можно обеспечить только при влажности 12 %, процесс сушки должен быть ориентирован на достижение этого значения влажности. Сушка до 10 %-ной влажности не только нерентабельна, но и сопряжена с риском нарушения способности зерна к прорастанию.

Дополнительное подсушивание зерна осуществляется путем нагревания или охлаждения. Из экономических соображений предпочтение отдают сушке нагреванием. Задача при этом состоит в том, чтобы путем нагревания повысить давление водяного пара в зерне таким образом, чтобы оно превышало давление воздуха для сушки. Чем больше эта разница, тем интенсивнее и глубже протекает удаление влаги, однако сильное нагревание ячменя связано с существенными ограничениями, поскольку ячмень очень чувствителен к температурам выше 50 °С. Температура подсушивания зерна должна быть тем ниже, чем выше содержание влага в начале сушки. Если ячмень с влажностью 16 % можно нагревать до 49 °С, то при его влажности около 22 % допускается температура лишь 34 °С. Во избежание повреждения зерна очень влажный материал целесообразно подсушивать в два этапа: например, с 20 до 16 %, а затем с 16 до 12 % .

Проблема сушки теплым воздухом состоит в том, что осуществить равномерное просушивание зерна отнюдь не просто. Внешние слои зерна легко становятся хрупкими и сжимаются еще до того, как влага проникнет наружу через капилляры. Поэтому при непрерывной сушке ячмень нагревают в отделении предварительного нагрева, благодаря чему вода, содержащаяся в клеточных тканях зерна, расширяется и проникает в капилляры, ведущие от центра через внешний слой. Оттуда влагу можно легко отвести в отдельном сушильном отделении с помощью теплого воздуха. Направление воздушного потока несколько раз меняют и подводят воздух сначала к более подсушенной стороне слоя зерен, а затем к менее подсушенной (со стороны отвода воздуха). При повышенной влажности зерна и при использовании более высоких температур это может привести к нарушению способности зерна к прорастанию.

1.2.5.1. Сушилки непрерывного действия состоят из нескольких отделений: отделения предварительного нагрева, двух зон сушки и одного отделения охлаждения наружным воздухом. Потребление тепла и электроэнергии таких сушилок (например, шахтной сушилки) можно принять при расходе воздуха 1500 м³ / 1 т в час за 300 000 кДж (70 000 ккал) и 2,5 (кВт · ч)/т соответственно. Продолжительность цикла сушки составляет 90 мин при использовании воздуха температурой 65-85 °С.

1.2.5.2. Для сушки ячменя также подходит солодосушилка (прежде всего, однорешеточная высокопроизводительная сушилка с опрокидывающейся решеткой), поскольку при этом могут быть снижены трудозатраты. За 6 ч на 1 м² решетки можно высушить 400 кг ячменя, понизив его влажность с 20 до 15 %. Температура воздуха с оптимальной скоростью поднимается с 35 до 45 °С. Естественно, что при этом наблюдается разница в содержании влаги в нижнем слое ячменя (около 12 %) и верхнем (около 17 %), но ее можно выровнять при интенсивном перемешивании зерна при опорожнении сушилки и последующем транспортировании. Для сушки 1 т ячменя необходимо 255 000 кДж (60 000 ккал) тепловой и 7-8 кВт · ч электроэнергии. При трехсменной работе с учетом продолжительности подачи, сушки и разгрузки можно провести 3 цикла сушки в сутки. Контрольным критерием хода сушки является разница температур подводимого и отводимого воздуха. Суточная производительность сушилки с поверхностью решетки 50 м² составляет 60 т при загрузке ячменя 20 т, что соответствует производительности сушилки непрерывного действия 2,5 т/ч.

Другими вариантами сушки является сушка в ящичных прицепах или в вентилируемом силосе. В обоих случаях для нагревания и сушки зерна подключают нагреватель с вентилятором, а охлаждение и вентилирование осуществляют наружным воздухом.

До сих пор было принято охлаждать ячмень после сушки наружным воздухом, а затем доставлять его к месту хранения. Хорошо зарекомендовала себя технология, при которой ячмень, подсушенный до влажности 12%, хранят в силосе при температуре 35 °С до прекращения состояния покоя, что происходит в течение 3-14 сут. Процесс контролируют каждые 3 сут с помощью форсированного теста с пробой 4 и 8 мл. Сразу же после прекращения состояния покоя зерно охлаждают путем перемешивания. Такая технология способствует также уменьшению водочувствительности ячменя.

Можно также охлаждать поступающий из сушилки ячмень сухим воздухом до температуры 6-8 °С с последующем хранении зерна в силосе.

1.2.5.3. Сушка ячменя холодным воздухом по экономическим причинам не нашла широкого распространения. Она могла бы быть целесообразнее сушки с нагревом, так как при одинаковой степени поглощения влаги зерно можно дополнительно охладить. Холодное зерно хранится лучше, чем нагретое - процесс обмена веществ существенно замедляется, а размножение вредителей приостанавливается. Эти факторы используются при консервировании ячменя холодом. У свежеубранного или водочувствительного ячменя существует опасность не прекращения, а консервации периода покоя, что называют вторичным периодом покоя при прорастании.

Вредители ячменя

Вредители ячменя наносят большой вред хранящемуся зерну, увеличивая потерн сухих веществ и риск снижения качества в связи с повышением влажности ячменя. Вредители попадают в ячмень уже в поле или во время хранения. Так, спорынья в виде мицелия гриба Claviceps purpurea попадает в ячмень, а затем, несмотря на очистку, - в солод и дает при затирании вредные вещества. Значительно снижают ценность зерна как пищевого продукта Aspergillus, Cephalosporium и Penicillium. Ряд микроскопических грибов, попадающих в зерно еще в поле, - Fusarium culmorum, Fusarium graminearium, Fusarium avenaceum - появляются на переувлажненном дождем ячмене и продуцируют продукты обмена веществ, которые в готовом пиве могут вызывать явление избыточного ценообразования (гашинг-эффект). Мицелиальный гриб Fusarium попадает в ячмень при влажной погоде, проникает в эндосперм, образует там мицелий и расщепляет высокомолекулярные соединения. Токсины, отрицательно влияющие на всхожесть ячменя, продуцируются и рядом других микроскопических грибов, попадающих в зерно еще в поле, но продолжающих развиваться в период хранения. При солодоращении токсины могут исчезать. Токсин, выделяемый плесневым грибом Fusarium, может снижать α-амилазную активность и препятствовать развитию зародыша листка и корешка. Торможение роста зависит от концентрации токсина.

К значительно большим потерям приводят те вредители, которые появляются именно в хранящемся зерне, а именно долгоносики и мотыльки. Амбарный долгоносик откладывает яйца в ячменное зерно. При кладке яиц женская особь просверливает хоботком в зерне крошечное отверстие (обычно со стороны зародыша), откладывает яйцо в эндосперме зерна и заклеивает отверстие. Образующаяся личинка частично пожирает эндосперм, превращается после 4-кратной смены кожи в куколку и в конце - в долгоносика. Заражение распространяется до тех пор, пока не будет приостановлено резким изменением внешних условий или пока температура в кучах зерна не повысится до смертельного для насекомых уровня. Как правило, амбарный долгоносик переносится большей частью на кораблях, транспортных средствах с тарой (мешки и др.) и этими путями заносится на предприятия. Пораженное зерно подлежит безусловному возврату поставщику.

Долгоносика можно частично удалить или избавиться от него с помощью частого перемещения и очистки, а также путем вентиляции ячменя, однако использование химических средств борьбы намного эффективнее. Оно может осуществляться путем опрыскивания, окуривания пли контактными инсектицидами. Условием их применения является возможность полного удаления, а также то, что они не должны изменять ни физиологический процесс прорастания, ни ферментативные реакции, ни вкус готового пива и не должны быть противопоказаны по своему действию на организм человека.

Для надежной защиты хранящегося зерна от поражения вредителями и для их уничтожения большие силосы необходимо оборудовать окуривающей установкой.