Enciklopedija | Tehnologija mlinarstva i pekarstva


Zrno je plod žita u čiji sastav ulaze endosperm, omotač i klica a kod nekih kultura i plevica koja može biti srasla sa omotačem ili odvojena.

U sastav zrnene mase pored zrna osnovne kulture ulaze još i različite primese, zrna drugih žita i međuzrni prostor. Pored toga zrnenu masu čine živi i mrtvi insekti, kao i druge štetočine.

Ovim delom su obuhvaćene opšte karakteristike zrna i zrnene mase, koje su zajedničke za sva žita, i to one osobine koje su značajne sa stanovišta čuvanja i prerade, a to su oblik i veličina zrna, građa i hemijski sastav, fizičke osobine zrna i zrnene mase, strukturne i mehaničke osobine, aerodinamičke osobine, sorpcione i termičke osobine.

Oblik i veličina zrna

Oblik I veličina zrna igraju veliku ulogu u preradi zrna, a naročito u operaciji izdvajanja primesa iz osnovne mase zrna.

Oblik zrna je karakterističan za svaku vrstu žita. Kod većine preovlađuje izduženi elipsoidni oblik sa uzdužnom brazdicom koja je kod nekih žita dublja, a kod nekih plića. Elipsoidni oblik zrna imaju pšenica, raž, ječam, ovas i pirinač. Kod sirka i prosa oblik zrna je sferičan dok je kod najznačajnijeg tipa kukuruza zubana oblik zrna poliedričan.

Najpoželjniji oblik za preradu zrna je oblik lopte. Okrugla zrna se lakše površinski obrađuju i daju bolje iskorišćenje, jer je specifična površina manja nego kod izduženih zrna.

Najznačajniji pokazatelj oblika je sferičnost S koja pokazuje koliko zrno po obliku odstupa od lopte, a brojčano sferičnost je jednaka odnosu površine lopte i površine zrna sa istom zapreminom.

gde su:
Vz – zapremina zrna (mm3) koja se odredi piknometrijski, ili se izračuna iz dimenzija zrna: Vz =k∙a∙b∙l, gde su: a,b i l – širina, debljina i dužina zrna (mm), k – koeficijent oblika koji iznosi: za pšenicu i ječam 0.52, za raž i ovas 0.42, za kukuruz 0.55, za sirak 0.56

Pz – površina zrna (mm ) koja se izračunava po empirijskoj formuli za pšenicu: Pz=12.6 (I+3R), gde su: l – dužina zrna (mm), R – koeficijent oblika koji iznosi R=(5a+6b)/60, a – širina zrna (mm), b – debljina zrna (mm), l – dužina zrna (mm).

Pored sferičnosti, značajan pokazatelj oblika je odnos zapremine i površine zrna. Sto je zrno sferičnije to je odnos zapremine i površine veći.

Veličina ili krupnoća je takođe vrlo značajan pokazatelj, jer ukazuje na mogućnosti zrna u pogledu iskorišćenja u postupku prerade. Krupnije zrno po pravilu ima veći udeo endosperma, a time i veće potencijalne mogućnosti za dobijanje brašna i krupice. Međutim, treba naglasiti da ta pravila važe za jednu vrstu, tip i sortu, dok poređenja između vrsta, tipova i sorte gubi smisao. Na primer, odnos endosperma i omotača veći je kod pšenice nego kod kukuruza, iako je zrno kukuruza znatno veće od zrna pšenice. Dobar primer su i neke sitnozrne sorte pšenice, kod kojih je omotač vrlo tanak, pa je odnos endosperma i omotača veći nego kod nekih pšenica sa znatno krupnijim zrnom.

Krupnoća zrna se određuje na različite načine. Kao merilo krupnoće najčešće se uzima apsolutna masa ili masa 1000 zrna. Ona se odredjuje upotrebom poluautomatskog uredjaja za brojanje; izbroji se 1000 zrna a zatim izmeri njihova masa, ili se izbroje zrna u predhodno izmerenom uzorku a masa 1000 zrna preračuna iz ovog podatka. Brojanje obuhvata zdrava I cela zrna, dok se polomljena odvajaju I sve primese. Masa se može korigovati na suvu materiju ili bilo koji sadržaj vlage. Drugi način za utvrđivanje krupnoće jeste rešetanje kroz slog rešeta različitih perforacija, pri čemu se dobijaju frakcije različite po veličini. Udeo pojedinih frakcija ukazuje na krupnoću.

Do veličine zrna dolazi se i neposrednim merenjem pomoću mikrometra, ili specijalnim optičkim merilima.

Građa i hemijski sastav

Zrno žita se sastoji iz tri osnovna anatomska dela koja se razlikuju po funkciji, građi, sastavu, strukturi, mehaničkim i svim drugim osobinama. Delovi zrna su endosperm, klica i omotač. Struktura zrna odnosno njegovih anatomskih delova zavisi od ćelijske građe I hemijskog sastava. Različita struktura uslovljava različitu mehaničku otpornost na čemu se zasniva selektivno usitnjavanje zrna u procesu mlevenja. Zahvaljujući tim razlikama zrno može uspešno da se prerađuje mlevenjem i ljuštenjem. Pored navedenih delova, zrna nekih žita imaju još i plevicu, koja može biti srasla sa omotačem zrna, kao što je slučaj kod ječma, ili odvojena, kao kod ovsa.

Uzdužni presjek zrna pšenice: 1-3. Omotač ploda i sjemena, 4. Aleuronski sloj, 5. Endosperm, 6. Klica, 7. Začetak korjenčića, 8. Pupoljak, 9. Štitić, 10. Brazdica.

Tabela 01: Hemijski sastav zrna pšenice

Autor Voda Proteini Masti Ugljenohidrati Celuloza Pepeo
Jonard P. 13.0 12.4 1.9 69.1 1.9 1.7
Volf 14.4 13.0 1.5 66.4 3.0 1.7
Hinka J. 10.0 13.2 1.9 69.0 2.9 1.8
Gerard 13.6 16.8 2.0 63.8 2.2 1.8

Endosperm

Sa stanovišta korišćenja, endosperm predstavlja najznačajniji deo zrna, jer se od njega dobijaju najznačajniji proizvodi, kao što su brašna i krupice ili grizevi. Endosperm čini i najveći deo zrna, kod većine žita iznad 90%. Endosperm zena nastaje iz zametkove klice. Endosperm se sastoji iz dva dela. Spoljni deo čini jedan red prizmatičnih ćelija. takozvani aleuronski sloj, a unutrašnji deo čine parenhimske ćelije pod nazivom jezgra endosperma, ili skrobni endosperm. Po mehaničkim osobinama aleuronski sloj je sličniji omotaču, pa se u procesu mlevenja izdvaja zajedno sa njim i gradi proizvod pod nazivom mekinje, dok se od endosperma dobijaju proizvodi različite granulacije. kao što su različite vrste i tipovi brašna i krupičavih proizvoda ili grizeva.

Kod većine žita aleuronski sloj čini jedan red zbijenih ćelija sa zadebljalim zidovima i jedrom, što znači da su žive. Aleuronske ćelije su ispunjene sitnim zrncima proteina aleirana, od čega je i nastao naziv ćelija. kao i fino dispergovanim kapljicama masti. Pored belančevina i masti, aleuronski sloj je vrlo bogat mineralnim materijama, a naročito fosforom koji se nalazi u obliku fosfatida. Aleronski sloj sadrži još i pigmente, kao i značajne količine enzima. Iz ovoga se može zaključiti da je aleuronski sloj vrlo bogat hranljivim materijama.

Aleuronski sloj obavija celo zrno, izuzev dela gde se nalazi klica. Debljina aleuronskog sloja iznosi 40 – 70 mikometara, što čini 6 – 14% od ukupne mase zrna.

Ispod aleuronskog sloja nalazi se jezgro endosperma koje čine parenhimske ćelije vrlo tankih zidova. Periferne ćelije endosperma, a naročito one u subaleuronskom sloju su sitnije, dok su ćelije centralnih delova znatno krupnije. Ćelije endosperma su ispunjene skrobnim zrncima oko kojih se u više slojeva nalaze lipidi, proteini i lipoproteini.

Između skrobnih zrna nalaze se uklješteni proteini koji čine proteinsku matricu u kojoj su uklopljena skrobna zrna. Ukoliko su skrobna zrna čvrsto upakovana u skrobnu matricu, takav endosperm po preseku ima staklav izgled, a ako su uklopljeni i fini gasni mehurići, presek ima brašnav izgled što ima vrlo bitan uticaj na mehaničke, a zatim i na mlevne osobine zrna.

Skrobna zrna pšenice su okrugla sa slabo izraženom slojevitošću. Po veličini, skrobna zrna pšenice se mogu svrstati u tri grupe. Prvu grupu predstavljaju krupna skrobna zrna veličine 18 do 50, srednja od 10 do 18 i sitna ispod 10 mikrometara. U centralnom delu endosperma je najveći udeo krupnih skrobnih zrna, dok je u perifernim delovima veći udeo sitnih.

Veličina skrobnih zrna i udeo pojedinih zrna od velikog su značaja kod mokre prerade pšenice i brašna kada se iz pšeničnog lepka ispira skrob. Količina brašna koja može da se ekstrahuje iz zrna zavisi najviše od procentnog udela endosperma. Krupna zrna povećavaju potencijal prinosa brašna.

Skrobna zrna kukuruza su različitog oblika. U brašnastom delu su ona poliedričnog, a u rožastom delu sferičnog oblika. Skrobna zrna kukuruza su bez primetne slojevitosti, ali su vidljive zrakaste pukotine koje se šire iz centralnog dela.

Skrobna zrna raži slična su skrobnim zrnima pšenice, ali su nešto krupnija i slojevitost je izraženija. Po veličini, skrobna zrna raži svrstavaju se u sitna, sa promerom od 2 do 6 i krupna, sa promerom 30 do 35 mikrometra a ima i vrlo krupnih zrna veličine do 64 mikrometra.
Zrnca ovsenog skroba su poligonalnog oblika, veličine do 6 mikrometara često skupljena u agregate ovalnog oblika veličine 35 do 45 µm.

Pirinčani skrob ima najmanja zrnca od svih žita veličine 3 do 6 µm. Po veličini zrnca su uniformno poliedričnog oblika i često skupljena u agregate.

Skrob čini najveći deo zrna sa udelom od 65 do 80% a celokupna količina je skoncentrisana u jezgru endosperma.

Druga po količini komponenta jezgra endosperma jesu proteini, koji se nalaze u dva oblika. Slojevi proteina koji obavijaju skrobna zrna nazivaju se priljubljeni proteini, a proteini koji ispunjavaju prostor između skrobnih zrna uklješteni proteini. Od njih zavisi hranljiva vrednost I tehnološki kvalitet zrna.To je izraženo kod pšenice čiji protein imaju mogućnost formiranja lepka od čijih osobina zavisi kvalitet hleba I drugih pekarskih proizvoda. Proteini u endospermu su neravnomerno raspoređeni. U centralnom delu endosperma ih je manje dok se količina prema periferiji povećava.

Ostale materije u jezgru endosperma nalaze se u vrlo malim količinama,a naročito u centralnim delovima.

Klica

Predstavlja zametak nove biljke i zauzima mali deo zrna. Kod veličine žita udeo klice iznosi 1,5 – 3% izuzev kod kukuruza kod koga je udeo klice znatno veći. Klica se sastoji iz dva dela. Deo prema endospermu se naziva skutelum i on služi kao prva hrana u razvoju biljke a iznad skuteluma se nalazi embriona osa koju čine klicino stabaoce i listići na jednoj i klicin korenčić na drugoj strani. U procesu prerade nekih žita klica se izdvaja u celosti i koristi kao sirovina za proizvodnju ulja i vitaminskih koncentrata što je slučaj kod prerade kukuruza gde je udeo klice visok. Kod ostalih žita klica se izdvaja u vrlo malim količinama. Najveći deo odlazi u mekinje a manji deo u brašna.

Iako je sastav klice pojedinih žita različit za sva žita je karakteristično bogatstvo hranljivim materijama i znatno povoljniji aminokiselinski sastav belančevina nego kod ostalih delova zrna. Druga karakteristika je visok sadržaj nezasićenih masnih kiselina u uljima klice što je čini veoma nestabilnom I podložnom kvarenju. Po mehaničkim osobinama klica spada u plastična tela. Ovo svojstvo se koristi za formiranje ljuspica u procesu prerade i njihovo odvajanje od čestica endosperma iste veličine.

Omotač zrna

Omotač obavija zrno po celoj površini. Njega čine unutrašnji deo ili semenjača i spoljni deo ili oplodnjača. Pored toga, neka žita imaju i plevicu koja može da bude srasla sa ostalim delom omotača, ili odvojena. Udeo i sastav pojedinih delova omotača kod žita je različit. Kod golozrnih žita udeo semenjače i oplodnjače je veći dok je kod žita sa plevicom udeo ovih delova omotača mali, ali je zato udeo same plevice vrlo visok.

Botanička funkcija omotača je da štiti zrno od spoljašnjih uticaja, iz čega proizlazi i njegova građa, kao i hemijski sastav. Omotač se sastoji od izumrlih drvenastih ćelija sa zadebljalim zidovima, čiju osnovu čine celuloza, hemiceluloza, lignin i druge materije koje omotaču daju veliku čvrstoću. Pored toga, omotač je izuzetno bogat mineralnim materijama. Ovakav sastav omotača čini ga manje vrednim u ishrani, pa se u procesu prerade izdvaja zajedno sa aleuronskim slojem endosperma u obliku mekinja. Međutim, dosadašnja predstava o omotaču kao manje vrednom delu zrna više ne stoji, jer se pokazalo da se i u omotaču nalaze vrlo vredne materije korisne za ljudski organizam. Izuzetak je plevica koja je zaista bezvredna sa prehrambenog stanovišta.

Omotač ječma se razlikuje od omotača pšenice i raži po tome što iznad oplodnjače ima vrlo razvijenu sraslu plevicu, koja čini 7 – 15% u odnosu na zrno i koja je sa prehrambenog stanovišta bezvredna, jer sadrži oko 60% celuloze i oko 10% mineralnih materija. Za ječam je još karakteristično da ne sadrži epidermis.

Oplodnjača kukuruza je karakteristična, jer je razvijenija nego kod ostalih žita. Oplodnjaču kukuruza čini epidermis ispod koga se nalazi sunđerasto tkivo u 7 redova, a ispod njega red cevastih ćelija. Ukupna debljina oplodnjače kukuruza je blizu 0,5 mm, što čini 6 – 10% mase ukupnog zrna.

Sastav omotača zrna proizlazi iz njegove funkcije koja zahteva veliku mehaničku otpornost, koju mu daju celulozne i mineralne materije, koje čine najveći deo omotača. Međutim, pored ovih materija, u omotaču se nalazi i značajna količina pentozona, proteina i masti kao i vitamina, što omotač čini vrlo interesantnim sa stanovišta ishrane. U poslednje vreme poseban značaj se pridaje balastnim materijama koje se nalaze u omotaču zrna, u koje pored celuloze i hemiceluloze spadaju i druge nesvarljive materije koje se visoko cene u savremenoj ishrani. Pojedini delovi omotača ne samo da se razlikuju po građi, već postoje velike razlike i u sastavu. Oplodnjača zrna je bogatija celuloznim materijama i pentozomima, dok je semenjača bogatija proteinima i mineralnim materijama.

Strukturno mehaničke karakteristike zrna i zrnene mase

Najznačajnije fizičke osobine sa stanovišta tehnologije prerade i skladištenja, su gustina, nasipna masa, poroznost i sipkost.

Tvrdoća zrna

Tvrdoća zrna je specifični pokazatelj koji ukazuje na mlevne osobine odnosno meljivost pšenoce. Pojam tvrdoće zrna ne treba mešati sa mehaničkom otpornosti I staklavosti endosperma niti sa tvrdoćom kao botaničkoj pripadnosti odredjenom tipu pšenice.

Tvrdoća kao pokazatelj meljivosti vezana je za ćelijsku gradju zrna odnosno endosperma a ogleda se u veličini I obliku čestica brašna koje se formiraju pri usitnjavanju.

Zrno žita je anizotropno telo sa različitom gustino anatomskih delova, na čemu se bazira i njihovo razdvajanje u procesu mlevenja. Endosperm zrna ima najveću gustinu, a zatim slede omotači klica, Gustina zrna zavisi od više faktora. U prvom redu zavisi od vrste žita, odnosno od prisustva plevice, zatim od ispunjenosti i strukture zrna, kao i od vlažnosti. Zrna bez plevice po pravilu imaju veću gustinu od zrna sa plevicom. Ispunjena i jedra zrna takođe imaju veću gustinu od smežuranih i učmalih. Takođe zrno staklave strukture endosperma ima veću gustinu od brašnavih zrna.

Nasipna ili zapreminska masa

Zapreminska masa predstavlja masu zrna u jedinici zapremine. Zapreminska masa je uvek manja od gustine, jer u nasutoj masi postoji i međuzrni vazdušni prostor, koji ima skoro hiljadu puta manju gustinu od zrna. Zapreminska masa nije samo fizička veličina, već je i vrlo značajan pokazatelj kvaliteta, i kao takav se koristi od davnina pod nazivom hektolitarska težina ili hektorilitarska masa. Ovo merilo se bazira na tome da zdrava, jedra i suva zrna imaju znatno veću zapreminsku masu od šturih i vlažnih zrna.

Kao fizička veličina, zapreminska masa se koristi u proračunima prostora, transporta i mašina za obradu zrna.

Na zapreminsku masu utiče niz faktora, među kojima su najznačajniji: oblik i veličina zrna, ispunjenost, vlažnost, količina primesa, stanje površine i drugi manje značajni faktori.
Zapreminska masa se određuje pomoću specijalne vage standardizovanim postupkom. Od davnih vremena nasipna masa ili hektolitarska težina važila je kao osnovni pokazatelj kvaliteta zrna.

Poroznost zrnene mase

Poroznost pokazuje koliki je udeo međuzrnog prostora u zrnenoj masi. Izražava se u delovima jedinice, a još češće u procentima. Poroznost se dobija računski iz gustine i zapreminske mase pomoću izraza:

što znači da poroznost direktno zavisi od gustine i zapreminske mase, a indirektno od svih onih faktora koji utiču na gustinu i nasipnu masu. Poroznost, ili udeo praznog prostora, utiče na aerodinamičke osobine zrnene mase. Sto je poroznost veća to će biti manji otpori strujanju vazduha kroz zrnenu masu, što je od posebnog značaja za sušenje aktivnu ventilaciju, hlađenje, fumigaciju i ostale operacije sa zrnenom masom u toku skladištenja i prerade.

Sipkost zrnene mase

Sipkost zrnene mase je od posebnog značaja za skladištenje zrna. Sa povećanjem sipkosti povećava se kapacitet svih uredjaja za čišćenje I transport. Sipkija zrnena masa bolje ispunjava prostor skladišta pa se sa tim povećava I kapacitet skladišta. To je sposobnost zrnene mase da se kreće pod delovanjem određene sile, a najčešće je to sila zemljine teže. Merilo sipkosti su uglovi unutrašnjeg i spoljašnjeg trenja.

Ugao unutrašnjeg trenja je onaj ugao koji stvara izvodnica kupe koju obrazuje zrno pri slobodnom padu.

Ugao unutrašnjeg trenja zavisi od oblika i veličine zrna, hrapavosti površine, vlažnosti zrna i drugih manje značajnih faktora. Ugao unutrašnjeg trenja je značajan u proračunima korisnog prostora u ćelijama i komorama, u proračunima opterećenja zidova i podova skladišta, kao i u proračunima transporta.

Ugao spoljašnjeg trenja je onaj ugao koji treba da ima strma ravan, da bi niz nju počela da klizi zrnena masa. Na ugao spoljašnjeg trenja utiču svi oni faktori koji utiču i na ugao unutrašnjeg trenja, a pored toga i stanje površine niz koju zrnena masa klizi. Veličina ugla spoljašnjeg trenja je od posebnog značaja za proračun transporta, a naročito transporta gravitacionim cevima kao i za dimenzonisanje levkova za isticanje.

Samosortiranje zrnene mase

Samosortiranje je neželjena pojava u zrnenoj masi, koja nastaje pri punjenju i pražnjenju ćelija i komora. Pri centralnom punjenju ćelija, formira se kupa u čijim se središnim delovima zadržava zdravo i jedro, zrno dok štura i smežurana zrna, kao i plevica, klize niz kupu prema zidovima ćelije i komora. Na taj način se u centralnom delu ćelije zadržava krupno i zdravo zrno, dok se uz zidove formiraju slojevi sa velikim sadržajem šturih zrna i lakih primesa.

Isto tako, pri centralnom isticanju iz ćelije najpre ističu centralni teži slojevi, a tek kasnije periferni slojevi sa šturim zrnima i primesama. Zbog pojave samosortiranja teško je formirati homogenu zrnenu masu i praviti mešavine koje će pouzdano odgovarati izračunatom kvalitetu. Za sprečavanje pojave samosortiranja na ulazima i izlazima komora ugrađuju se posebni uređaji pomoću kojih se ove pojave u potpunosti ili u velikoj meri sprečavaju.

Aerodinamička svojstva zrna i zrnene mase

Pod aerodinamičkim osobinama podrazumevaju se otpori koje pruža pojedinačno zrno ili zrnena masa, kao i ponašanje zrna u struji vazduha ili nekog drugog gasa. Najznačajniji pokazatelji aerodinamičkih osobina zrna i zrnene mase su brzina lebdenja pojedinačnog zrna i otpori koje pruža zrnena masa struji fluida.

Brzina lebdenja je ona brzina uzlazne struje vazduha u kojoj zrno ostaje u stanju lebdenja. To se postiže onda kada se gravitaciona sila koja deluje na zrno izjednači sa silom trenja i potiska. Brzina lebdenja zrna iznosi 8 do 12 m/s.Kulture sa sitnijim zrnom koje imaju sposobnost gušćeg pakovanja pružaju veći otpor, dok kulture sa većom poroznošću pružaju manji otpor.

Aerodinamički otpor zavisi od brzine sa kojom vazduh struji kroz zrnenu masu odnosno od brzine filtracije. Ovaj pokazatelj je od velikog značaja za proračun sušenja, aktivne ventilacije, fluidizacije transporta kao i drugih operacija.

Aerodinamički otpori zavise od poroznosti zrnene mase i brzine strujanja vazduha kroz nju. Sa povećanjem brzine strujanja vazduha rastu i aerodinamički otpori.

Brzina pri kojoj čestica, odnosno zrno odleće sa strujom vazduha naziva se početna brzina transporta vt. Ova brzina za pojedinačne čestice odgovara brzini lebdenja, ali za stešnjene uslove kada se čestice međusobno dodiruju, brzina transporta je nešto veća. Zbog toga se kod vazdušnog transporta koriste brzine koje su za 1,5 do 2 puta veće od kritičnih brzina, odnosno od brzine lebdenja. Otpori koje pruža zrno u zoni transporta zavise od velikog broja faktora, kao što su brzina, koncentracija, konfiguracija i hrapavost površine cevi, preseka cevi i dr. Aerodinamičke karakteristike zrna i zrnene mase u zoni transporta su od velikog značaja za fluidni transport, koji je postao jedan od najznačajnih vidova transporta uopšte.

Termičke i difuzione osobine zrna i zrnene mase

Zrno i zrnena masa se odlikuju dobrim termoizolacionim osobinama. Ove osobine su u određenim slučajevima dobra, a u nekim loša karakteristika. Kada je reč o sušenju i hlađenju, tj. kada toplota treba što lakše da se preda ili oduzme od zrna, poželjna je dobra toplotna provodljivost, dok su u slučaju da ohlađeno zrno treba što duže zadržati u hladnom stanju poželjna termoizolaciona svojstva. U pogledu toplotne provodljivosti velika je razlika između pojedinačnog zrna i zrnene mase. Kod pojedinačnog zrna toplota se prenosi sa spoljne sredine na površinu zrna, a sa površine se provodi prema unutrašnjosti, dok se kod zrnene mase toplota provodi i kroz čvrstu fazu koju čini zrno, kao i kroz gasovitu fazu koju čini međuzrni prostor. Zbog toga je toplotna provodljivost pojedinačnog zrna znatno veća od toplotne provodljivosti zrnene mase.

Termičke karakteristike zrna i zrnene mase određene su specifičnom toplotom, toplotnom provodljivosti i temperaturnom provodljivosti.

Specifična toplota pokazuje koliko je potrebno dovesti toplote zrnu ili zrnenoj masi da bi mu se temperatura povećala za jedan kelvin. Specifična toplota zavisi u prvom redu od vlažnosti zrna, ali i od ostalih faktora, kao što su temperatura, tip zrna, sastav i struktura. S obzirom da je uticaj vlažnosti vrlo veliki u termičkim proračunima neophodno je unositi specifičnu toplotu koja se odnosi na određeni nivo vlažnosti. Specifična toplota zrna žita iznosi 1.8 do 2.0 J/kg ili dva do dva ipo puta manje nego što je specifična toplota vode.

Koeficijent toplotne provodljivosti pokazuje sposobnost nekog tela da provodi toplotu.

Toplotna provodljivost je vrlo značajna termička karakteristika koja pokazuje kojom brzinom se toplota prostire kroz zrno i zrnenu masu. Merilo toplotne provodljivosti jeste koeficijent toplotne provodljivosti 1, koji pokazuje kolika se količina toplote pronese kroz sloj debljine 1 m i površine 1 m2, ako je razlika za vreme od 1 sekunde.

Toplotna provodljivost zrnene mase znatno se razlikuje od toplotne provodljivosti zrna ,jer kod zrnene mase toplota mora da prođe i kroz zrno i kroz međuzrni prostor, pri čemu se prenosi znatno usporavaju. Pored toga, toplotna provodljivost zavisi i od vlažnosti, temperature i nekih drugih manje značajnih faktora. Koeficijent toplotne provodljivosti zrnene mase je oko četiri puta manji zbog slabe provodljivosti vazduha koji se nalazi u međuzrnom prostoru.

Temperaturna provodljivost a pokazuje kojom brzinom se prostire temperaturno polje, tj. kojom brzinom raste temperatura zrna i zrnene mase. Temperaturna provodljivost zavisi od toplotne provodljivosti, gustine tela i specifične toplote.

Što je toplotna provodljivost veća to je i temperaturna provodljivost veća, tj. telo se brže zagreva. Isto tako, sa porastom gustine i specifične toplote temperaturna provodljivost opada. Dimenzije temperaturne provodljivosti su m2/s, ali s obzirom da je to vrlo mala veličina, najčešće se koristi m2/h.

Merilo difuzionih osobina zrna je koeficijent difuzije. Koeficijent difuzije pokazuje kojom brzinom voda prodire kroz zrno ako postoji razlika u vlažnosti između pojedinih delova zrna. Koeficijent difuzije se izražava u metrima u sekundi a pokazuje koliko vode prodifunduje kroz površinu od jednog metra kvadratnog u jednoj sekundi ako je razlika koncentracija na rastojanju od jednog metra jedan kilogram po metru kubnom. Za temperaturu od 20 do 55⁰C koeficijent difuzije iznosi 2.5 do 7.9 x 10-10 m/s2.

Pod sorpcionim osobinama u najširem smislu podrazumeva se sposobnost zrna da vrši razmenu materije, u prvom redu sa okolinom u kojoj se nalazi, a difuzija je kretanje vode u samom zrnu. Razmena vode sa okolinom i kretanje vode u samom zrnu su vrlo složeni procesi. Na njih utiče niz faktora biohemijske, fizičkohemijske i termodinamičke prirode, pa je i matematička interpretacija ovih procesa vrlo komplikovana. Krajnji rezultat ovih procesa je dinamička ravnoteža koja se postiže između zrna i zrnene sredine u kojoj se ono nalazi u pogledu vlažnosti.

Kod uspostavljene dinamičke ravnoteže broj molekula vode koji ode sa površine zrna jednak je broju molekula koji iz vazduha dospe na površinu zrna, pa se sadržaj vode u zrnu ne menja. Dinamička ravno- teža se uspostavlja kada parcijalni pritisak vodene pare u vazduhu odgovara naponu vodene pare u zrnu:

PP = PV

Kada se ova ravnoteža poremeti, tj. kada parcijalni pritisak vodene pare postane veći od onog koji je bio kod uspostavljene ravnoteže, povećaće se broj molekula koji dospeva na površinu zrna u odnosu na broj molekula koji sa nje odlazi i zrno će početi da vlaži. Ova pojava se naziva sorpcija ili vlaženje, a suprotna pojava sorpciji je desorpcija ili sušenje.

Vlažnost zrna u momentu uspostavljanja ravnoteže naziva se ravnotežna vlažnost W. Ravnotežna vlažnost desorpcije (sušenja Wrd) uvek je veća od ravnotežne vlažnosti sorpcije (vlaženja W).
Ravnotežna vlažnost zavisi od sastava i tipa zrna kao i od temperature zrna i vazduha koji ga okružuje.

Napravi novu temu u “Tehnologija mlinarstva i pekarstva”

Napišite komentar



<a href="" title="" rel="" target=""> <blockquote cite=""> <code> <pre> <em> <strong> <del datetime=""> <ul> <ol start=""> <li> <img src="" border="" alt="" height="" width="">