Сорбционная емкость зерна и зерновой массы (часть 1)
28.01.2013 | Автор: Зёрна и зерновая масса в целом являются хорошими сорбентами. Значительная сорбционная емкость зерновой массы прежде всего связана с ее скважистостью. Наличие скважин делает зерновую массу газопроницаемой, и таким образом поверхность каждого зерна участвует в процессах сорбции.
Если считать, что зерно ржи представляет собой приблизительно цилиндр длиной 7 мм и диаметром 3 мм, то поверхность этого зерна будет равна 0,8 см2. Отсюда 1000 зерен будут иметь поверхность 800 см2. При абсолютном весе ржи (вес 1000 зерен), равным 25 г, в килограмме зерна будет содержаться 40 тыс. зерен, следовательно, поверхность 1 кг зерен составляет 800 см2 * 40 = 32 000 см2, что дает на 1 ц 3 200 000 см2, или 320 м2. Таким образом, зерновая масса, занимающая объем меньше 1 м3, имеет поверхность зерен в 320 м2.
Этими данными можно было бы ограничиться, если бы поверхность зерен была совершенно гладкой и замкнутой. Фактически же зерна имеют шероховатую поверхность и плодовую оболочку, состоящую из нескольких слоев клеток, недостаточно плотно прилегающих один к другому. В результате такого губчатого строения пары и газы приходят в соприкосновение не только с поверхностью зерен, но и с клетками нижележащих слоев, так как оболочка зерна является капиллярно-пористой поверхностью. При исчислении получается, что общая активная поверхность зерна ржи составит величину, превышающую его внешнюю поверхность в 20 раз. Следовательно, активная поверхность примерно будет равна: одного зерна ржи 16 см2, 1 г зерен 640 см2 и 1 ц зерновой массы 6400 м2.
Примерно такой же будет величина активной поверхности зерна пшеницы. Пленчатые культуры (овес, ячмень и рис), возможно, имеют еще большую активную поверхность.
Удельная внутренняя поверхность зерна меньше удельной поверхности таких пористых сорбентов, как активированные угли примерно в 10 000 раз (у активированных углей она равна 400—800 м2 на 1 г). Можно предполагать, что процесс сорбция у зерна должен происходить значительно медленней и сопровождаться набуханием (увеличением его размеров).
Процесс сорбции в зерновой массе можно представить так. Молекулы пара или газа, содержащиеся в воздухе межзерновых пространств, диффундируют из скважин между зернами к наружной поверхности зерен через прилегающий к ним пограничный слой. Этот процесс называется внешней диффузией. Затем молекулы пара или газа диффундируют к активной поверхности внутренних слоев зерна. Этот процесс называется внутренней диффузией.
Рубрика: Хранение муки и крупы