DOPORUČENÍ PRO OŠETŘOVÁNÍ A SKLADOVANÍ ZRNA OBILNIN

Uchování zdravého obilí je závislé na mnoha faktorech, které se netýkají jen stavu zrna a podmínek okolního prostředí. Všechny tyto vlivy se nedají ve svém souhrnu podchytit nějakou normou. Přesto však je vhodné popsat konkrétní doporučení pro ošetření a skladování obilní hmoty.

Obilní hmota
Základ obilné hmoty tvoří semena určitého botanického druhu, podle nichž se obilná hmota nazývá (pšenice, žito, apod.). Obilky nejsou stejné, ale liší se velikostí, plností, tvarem, apod. podle podmínek, v nichž se vyvíjely. Při sklizni a následné manipulaci s obilní hmotou se její nesourodost zvýší, protože část obilek se více či méně poškodí.
Kromě toho obsahuje obilní hmota další složky: zrna jiných druhů obilovin; semena plevelů; organické a anorganické nečistoty, např. části rostlin, hrudky hlíny, organický a minerální prach. Tyto příměsi a nečistoty snižují kvalitu zrna, zvyšují nejednotnost obilní hmoty a mají nepříznivý vliv na skladovatelnost. Semena plevelů, která jsou zpravidla vlhčí, dýchají intenzivněji a mohou způsobit zvlhčení obilné hmoty s případným následným samozahříváním.
Další složkou obilné hmoty jsou mikroorganismy, které jsou velmi početně zastoupeny a za určitých, pro ně vhodných podmínek, se mohou rozmnožit a zhoršovat kvalitu zrna. Mikroorganismy se nachází především na povrchu obilek, kdežto vnitřní část zrna je téměř sterilní, mikroflóra je zastoupena hlavně bakteriemi, plísněmi, kvasinkami a kvasinkovými mikroorganismy. Mikroorganismy jsou schopny překonat nepříznivé období pro jejich rozvoj v latentním stavu.
Významnou složkou obilní hmoty je mezizrnový vzduch, jehož složení a fyzikální parametry se mohou podstatně měnit vlivem působení okolí, což se projevuje na intenzitě biochemických a fyzikálních procesů, probíhající v obilné hmotě. Mezizrnový vzduch může mít odlišné složení než atmosférický vzduch, což může kladným nebo záporným způsobem ovlivnit skladovatelnost zrna.

Fyzikální vlastnosti obilní hmoty
Obilní hmota se vyznačuje těmito fyzikálními vlastnosti:
a) tepelná vodivost
- je schopnost obilek sdílet teplo (vedením nebo prouděním mezizrnového vzduchu - teplonosné medium) v obilné hmotě bez jejich přemísťování.
- součinitel tepelné vodivosti obilné hmoty kolísá v rozmezí ( = 0,14 - 0,23 W . m-1 . K-1)
- má kladný význam v létě (možnost skladovat zrno při nízké teplotě)
- - má záporný význam v zimě (přesušení, výskyt ohnisek samozahřívání)

b) sorpční schopnost - je schopnost poutat plyny a páry různých látek

c) sypkost
- je charakterizována úhlem přirozeného skolnu (), který svírá povrchová plocha obilné hmoty s vodorovnou podložkou a úhlem tření (), což je nejmenší úhel, při němž začne zrno klouzat po nakloněné rovině (závisí na třecích vlastnostech povrchu podložky).
- ovlivňuje dokonalost zaplnění komor obilného sila (OS) způsob jejich gravitačního vyprazdňování i průběhu horizontálního tlaku na stěny OS.

d) plnost a kyprost
- souvisí s tím, že obilní hmota není kompaktní, ale obsahuje větší množství vzduchu

e) samotřídění
- je způsobeno sypkostí a nestejnorodostí pevných částic obilné hmoty
- je proces rozvrstvení jednotlivých částic obilné hmoty podle hmotnosti, velikosti a tvarových znaků. Velká, plná, těžká zrna a příměsi padají svisle a rychle klesnou na dno nebo povrch násypu. Malá zrna a lehké příměsi naopak vířivými proudy vzduchu jsou vrhána ke stěnám komory, kde se hromadí hlavně zadina, lehké příměsi, prach a mikroorganismy.

Biologické vlastnosti obilní hmoty

Obilní hmota je živý organizmus, jehož nutnou podmínkou existence je neustálá látková výměna. Charakter a intenzita fyziologických procesů, probíhajících v obilní hmotě během skladovaní závisí na složkách, ze kterých se obilní hmota skládá a na parametrech okolního prostředí.
V období posklizňového dozrávání (1,5 až 2 měsíce) biochemickými procesy dochází k úbytku rozpustných látek (cukrů, aminokyselin) a k postupnému snižování intenzity dýchání. V tomto období dochází k syntetickým procesům, např. k snižování aktivity enzymů, k tvorbě složitějších chemických látek, které jsou provázeny uvolněním určitého množství vody, která buď zůstává v zrnu, nebo se vypařuje do okolí. Může docházet k povrchovému zvlhnutí zrna, tzv. „pocení“, které je ve skladovací praxi naprosto nežádoucí, neboť vede ke zvlhnutí vzduchu v mezizrnových prostorách a napomáhá rozvoji mikroorganismů. Dalšími následky dýchání jsou ztráta sušiny, změny ve složení mezizrnového vzduchu a tvorba tepla v obilí. Dýchání je složitý komplex biochemických přeměn, pomocí nichž si buňky opatřují nezbytnou energii oxidací organických látek a je jedním z nejdůležitějších fyziologických procesů živých organismů. Silné aerobní dýchání je nežádoucí, protože množstvím uvolněného tepla může dojít k silnému samozahřívání. Neméně významné pro dýchání je i přístup vzduchu k obilí. Při skladování ubývá v mezizrnových prostorách kyslík a hromadí se oxid uhličitý, který u suchého zrna působí autokonzervačně, ale u vlhkého obilí snižuje jeho životaschopnost.
Klíčení je provázeno intenzivním dýcháním, značným uvolňováním energie, ztrátou sušiny a změnami v chemickém složení zrna, což zhoršuje mlynářsko - pekařskou jakost a výtěžek mlýnských výrobků. Ve skladovací praxi je klíčení nepřípustné a je třeba mu zabránit (snížením vlhkosti, ochlazováním).
Samozahřívání je složitý komplex životních pochodů zrna, mikroorganismů, skladištních škůdců. Je doprovázeno zvýšením teploty obilní hmoty v místě vzniku, kde se teplo kumuluje a teplota tu může dosáhnout hodnoty až po teplotu samovznícení. K samozahřívání je náchylné obilí čerstvě sklizené, obilí nedozrálé, poškozené mrazem, porostlé, s množstvím příměsí plevelů a obilí vlhké nebo mokré popř. zvlhlé. Dále přítomnost značného množství plísní a aktinomycet přispívá ke vzniku a rozvoji zahřívání. Partie obilí, u kterých jednou proběhl proces samozahřívání, nejsou vhodné pro dlouhodobější skladování ani po likvidaci tohoto procesu.
Slehávání obilí bývá spojeno se samozahříváním, obilí má sklon ke zhutnění až s částečnou nebo úplnou ztrátou sypkosti. Slehávání je způsobeno tlakem obilí na spodní vrstvy násypu, zmrznutím mokrého a vlhkého obilí, samozahříváním a fyziologickými procesy obilí. Při slehávání přichází zrna mezi sebou do velmi těsného styku, což může vést k stlačení spodní vrstvy natolik, že se jednotlivá zrna značně deformují.

Způsoby skladování obilnin

Obilí skladujeme volně ložené nebo v obalech.
Skladování zrna v suchém stavu je založen na poznatku, že v obilí s nízkým obsahem vody probíhají všechny fyziologické procesy pomalu, omezuje se do značné míry rozmnožování a škodlivá činnost mikroorganismů a skladištních škůdců. Využívá se metody zchlazování a aktivního větrání.
Technologie skladováním zrna ve zchlazeném stavu vychází z poznatku, že při nízké teplotě se životní činnost všech živých složek snižuje nebo zcela zastavuje. Chlazení chrání zrniny před samozahříváním a za vhodných podmínek vnějšího prostředí je spojeno i se sušícím účinkem. Takovéhoto ošetření se využívá u obilí vlhkého a mokrého, kde je často jediným z možných způsobů jeho ošetření. Ke zchlazování dochází převrstvováním, nebo aktivním větráním.
Skladování zrna za použití aktivního větrání (AV) slouží k ošetřování obilí proudem vháněného vzduchu. Je kombinací způsobů (technologií) skladování zrna v suchém a zchlazeném stavu. Je založeno na propustnosti vzduchu obilnou hmotou. Zrno v násypu zaujímá asi 50 - 60 % objemu a zbytek objemu tvoří vzduch v mezizrnových prostorách. V 1 m3 násypu obilí činí hmotnost zrna cca 700 kg a hmotnost vzduchu v mezizrnových prostorách cca 0,5 kg. Úbytek tlaku na jeden metr výšky sloupce zrnin je cca 80 Pa. Při správně prováděném aktivním větrání je vzduch plynule vyměňován a s ohledem na konečnou hodnotu objemu mezizrnového vzduchu dochází k jeho mnohonásobně opakovaným výměnám. Užitím aktivního větrání je možno dosáhnout snížení teploty (zchlazení), snížení vlhkosti (sušení) a obnovení normálního fyzikálně-chemického stavu a složení vzduchu v mezizrnových prostorách obilního násypu (aerace) k uchování životaschopnosti obilí.
K provozování AV je třeba ventilační soustava sestávající v základním provedení z výkonných ventilátorů, vzduchorozvodné soustavy a ovládacích prvků.
Ventilátory musí splňovat následující požadavky:
- dodávat potřebné množství vzduchu,
- zabezpečit potřebný tlak vzduchu k průchodu obilní hmotou (vrstvou násypu),
- zajistit optimální rychlost průchodu vzduchu obilní hmotou vzhledem k jímavosti vzduchu,
- ve vztahu k ekonomičnosti provozu dosahovat co nejvyšší celkové účinnosti při minimálním příkonu.
Vzduchorozvodné systémy aktivního větrání jsou užívány 3 základní typy v různých variantách konstrukčně-technického provedení:
- Sací systém je výhodný při dochlazování obilí, určeného k dlouhodobému skladování a odsátý vzduch je možno čistit, takže prostory nad obilním násypem jsou současně aspirovány.
- Tlačný systém je vhodný při současném dosoušení a dochlazování zrna, zvláště při větším přetlaku a zvýšení tlaku dochází k poklesu vlhkosti vzduchu a vlivem kompresní práce ventilátorů ke zvýšení teploty vzduchu, což zvyšuje jeho sušící schopnost.
- Kombinovaný systém je vhodný při AV zrna ve vysokých násypných vrstvách, kde teplota vzduchu vstupujícího do obilí je blízká teplotě venkovního vzduchu.

Obecné zásady aktivní ventilace
Vzduch použitý k AV musí mít takovou teplotu a relativní vlhkost, aby teplota rosného bodu byla nižší než teplota obilní hmoty.
U předběžné konzervace je cílem stabilizovat zrno AV ochlazením do doby, než bude usušeno.
Následného ošetření představuje větrání a ochlazování zrna s vlhkostí vhodnou pro jeho skladování s cílem dosažení požadované nízké teploty.

Rozlišujeme tři stupně intenzity AV podle množství vzduchu dodávaného ošetřovaným zásobám:
Málo intenzivní AV- do 5 m3 vzduchu na 1 m3 zrna za 1 hodinu s rychlostí vzduchu při výstupu nad hladinou zrna v obilní komoře nedosahující hodnoty 0,02 m . s-1.
Intenzivní AV- 5 až 10 m3 vzduchu na 1 m3 zrna za 1 hodinu s rychlostí vzduchu při výstupu nad hladinou zrna v obilní komoře vyšší než 0,02 m . s-1. Zajišťuje bezpečné skladování obilí s vlhkostí do 18 %.
Velmi intenzivní AV- pro ošetření čerstvě sklizeného a uskladněného zrna především intenzivním ochlazením nebo dosoušením zrna s vlhkostí nad 18 %.

Rozlišujeme tři etapy AV podle teploty zrna:
1. etapa - snížení a udržení teploty zrna na 20 až 22 °C po dobu několika týdnů za intenzivního AV, - dochází k max. snížení vlhkosti.
2. etapa - snížení teploty pod 15 °C, dochází ke snižování vlhkosti, omezení dýchání zrna a činnosti mikroorganismů.
3. etapa - snížení teploty pod 10 °C, dosažení požadované skladovací vlhkosti.

Z uvedeného je zřejmé, že pro AV je rozhodujícím sledovaným parametrem jeho teplota, jež by měla být nižší, než teplota zrna. Naopak při následném ošetření zrna AV je rozhodujícím parametrem relativní vlhkost vzduchu, která rozhoduje o efektivnosti procesu AV.

Charakteristiky skladované obilní hmoty:

Obilí suché, posklizňově nevyrovnané
- vlhkost 15 %, teplota se zvyšuje důsledkem „dýchání obilovin“
- pravidelná kontrola a ošetřování AV chladnějším vzduchem nebo přehazováním

Obilí suché, teplé
- vlhkost 15 %, teplota 15 - 25 °C
- vyžaduje postupné zchlazování AV, chlazení účinnější při větším rozdílu teplot
- celková doba skladování by měla být omezena na 6 měsíců

Obilí vlhké - ve sklizňové kvalitě
- vlhkost 17 %, teplota do 25 °C
- aktivním větráním lze upravit bez použití horkovzdušného dosoušení

Obilí vlhké
- vlhkost 17 až 19 %, teplota do 25 °C
- doba uskladnění max. 7 týdnů
- možno volby, zda se bude obilí přednostně chladit, či sušit

Obilí o maximálních vlhkostech
- vlhkost 20 až 25 %, teplota do 25 °C
- doba uskladnění max. 3 týdnů
- vlhkost snižujeme současně probíhajícím chlazením

Nejdůležitější faktory v obilní hmotě
Vlhkost obilí na hromadách je nutno považovat za nejdůležitější faktor průběhu biochemických procesů v zrnu a jeho mikroflóry, protože určuje velmi trvale nejen užitečnou a zpracovatelskou hodnotu zrna, ale i biologické chování zrna v hromadě během skladování. Při určitých vlhkostních poměrech se zrno, jako živý organismus, a mikroflóra na něm, stávají biologicky aktivní. Vycházíme-li z toho, že uskladněné zrno bylo sklizeno ve zralém stavu, potom bylo usušeno a odborně vyčištěno a uskladněno do čistých hygienicky bezvadných hal nebo sil při normální teplotě zrna, potom je možné bezrizikové a bezztrátové dlouhodobější skladování při vlhkosti zrna kolem 13,5 %.
Požadované předpoklady pro bezrizikové skladování zrna představují ideální stav, o který je nutno se v každém případě snažit, ale který není vždy realizovatelný. Proto jsou pro uskladněné partie zrna nutná pečovatelská opatření, aby se na únosnou míru omezily životní projevy zrna a jeho mikroflóry. K tomu patří bezpodmínečně pravidelná sensorická prověrka. V praxi se osvědčila jako optimální bezrizikové a dlouhodobé skladování obilí vlhkost 14 %.
Stupeň zralosti nám určuje enzymatickou aktivitu v zrnu, což se může projevit v samozahřívání obilní hmoty.
U teplota zrna existuje přímý vliv na rychlost průběhu procesů výměny látkové mikroorganismů a zrn. Teploty 25 až 35 °C jsou optimální pro tento proces. Při teplotách pod 20 °C probíhají procesy výměny látkové 4 až 10 x pomaleji než při 25 až 35 °C. Vysoce efektivní je odvod tepla a pokles teploty provzdušňováním.
Příměsi, jako části rostlin, semena plevelů, hrudky hlíny a jiné vedou ke zhutnění násypu obilí, ztěžují výměnu plynů a umožňují vytvářet zóny s vnitřním klimatem. Takto často vzniklá ohniska tepla se nedají provzdušňovat. Optimální hodnota příměsí je kolem 1 % a pod něj.

Klíčením se velmi ovlivní skladovatelnost. Přijatelné pro skladování jsou zrna poškozená klíčením do max. podílu 3%.

Příspěvek vznikl v rámci VZ AF MZLU v Brně č. MSM 432100001.

Dr. Ing. Luboš Sychra
MZLU v Brně