dr hab. inż. Józef Błażewicz prof. nadzw. UP we Wrocławiu

Katedra Technologii Rolnej i Przechowalnictwa

Temat 1:

Procesy zachodzące w surowcach roślinnych w

czasie ich przechowywania.

Wybrane procesy i zjawiska zachodzące w

Wybrane procesy i zjawiska zachodzące w

produktach roślinnych w czasie przechowywania.

produktach roślinnych w czasie przechowywania.

Oddychanie,

dojrzewanie

pożniwne,

kondycjonowanie

i

rekondycjonowanie,

kiełkowanie, hydroliza i biosynteza skrobi,
przemiany hormonów roślinnych, tlen, dwutlenek
węgla, etylen, hormony roślinne,

transpiracja,

przemarzanie,

zaparzanie,

termodyfuzja

wody,

samozagrzewanie

masy

zbożowej,

przewodność

cieplna,

odporność

mechaniczna, sorpcja i desorpcja wody, ubytki
naturalne, ….

Oddychanie tlenowe

C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + energia (ATP)

Oddychanie beztlenowe

Fermentacja etanolowa:

C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2 + kcal + produkty uboczne

Fermentacja propionowa:

CH3CHOHCOOH + bakterie propionowe → 2CH3CH2COOH +

CH3COOH + CO2 + H2O + kcal

(kwas propionowy + bakterie → kwas octowy + woda +

CO2 + energia)

Fermentacja masłowa:

C6H12O6 + bakterie masłowe → CH3CH2CH2COOH + 2CO2 +

2H2 + 15 kcal/mol

(glukoza + bakterie → kwas masłowy)

Reguła van't Hoffa:

Reguła van't Hoffa:

empiryczna reguła wyrażająca zmianę szybkości

empiryczna reguła wyrażająca zmianę szybkości

reakcji w

reakcji w

zależności od temperatury.

zależności od temperatury.

Według tej reguły wzrost temp. o 10 K powoduje 2-

Według tej reguły wzrost temp. o 10 K powoduje 2-

4-krotny wzrost szybkości reakcji.

4-krotny wzrost szybkości reakcji.

Szybkość reakcji chemicznych zależy od:

Szybkość reakcji chemicznych zależy od:

rodzaju reagujących substancji, ilości

rodzaju reagujących substancji, ilości

reagentów,

reagentów,

temperatury (reguła van’t Hoffa),

temperatury (reguła van’t Hoffa),

ciśnienia (dla reagentów w fazie gazowej),

ciśnienia (dla reagentów w fazie gazowej),

katalizatora.

katalizatora.

Punktem zerowym

Punktem zerowym skali Fahrenheita

skali Fahrenheita

jest temperatura zamarzania mieszaniny

jest temperatura zamarzania mieszaniny

salmiaku i lodu a temp. wrzenia wody określono na 212°F. Temperatura zamarzania

salmiaku i lodu a temp. wrzenia wody określono na 212°F. Temperatura zamarzania

wody wynosi 32°F. Interwał temperatury między punktem krzepnięcia wody i

wody wynosi 32°F. Interwał temperatury między punktem krzepnięcia wody i

wrzenia

wrzenia

wody destylowanej pod normalnym ciśnieniem podzielono na 180 równych części

wody destylowanej pod normalnym ciśnieniem podzielono na 180 równych części

(stopni Fahrenheita). 1°F = 5/9 °C.

(stopni Fahrenheita). 1°F = 5/9 °C.

Przejście ze skali Fahrenheita na skalę Celsiusza  przeprowadza się za

Przejście ze skali Fahrenheita na skalę Celsiusza  przeprowadza się za

pomocą formuły:

pomocą formuły:

t°C = (5/9)*(t°F - 32)

t°C = (5/9)*(t°F - 32)

a przejście ze skali Celsjusza na skalę Fahrenheita za pomocą wzoru :

a przejście ze skali Celsjusza na skalę Fahrenheita za pomocą wzoru :

t°F = (1.8 * t°C) + 32.

t°F = (1.8 * t°C) + 32.

(Skala Fahrenheita jest powszechnie stosowana w USA

(Skala Fahrenheita jest powszechnie stosowana w USA

).

).

Temperatura

- podstawowa wielkość określająca stan układu

termodynamicznego wprost proporcjonalna do średniej energii
kinetycznej cząstek (molekuł).

[źródło: Encyklopedia Powszechna PWN, 1976]

Skale termometryczne

to umowne systemy, za pomocą których

opisuje się temperaturę:

W skali Celsjusza

interwał temperatury od punktu krzepnięcia

wody do punktu wrzenia wody (przy ciśnieniu 1 atm) dzieli się na
100 równych części - stopni.

(Skala ta jest powszechnie stosowana na świecie, za

wyjątkiem niektórych byłych kolonii brytyjskich i USA).

Bezwzględna skala temperatury

(skala Kelvina)

:

Punktem zerowym jest 0 bezwzględne, równe w skali Celsjusza

-273.15°. Jednostką temperatury jest tu Kelvin (nie stopień Kelvina)

temperaturę notujemy jako np. 293.5 K, (odpowiada 20,34°C) bez symbolu

stopnia).

Przejście ze skali Celsiusza na Kelvina:

K = t°C + 273,16.

Pomiar temperatury

Pomiar temperatury

może być realizowany na wiele sposobów. W

może być realizowany na wiele sposobów. W

zależności od interakcji pomiędzy obiektem pomiarowym a czujnikiem

zależności od interakcji pomiędzy obiektem pomiarowym a czujnikiem

wyróżnić można:

wyróżnić można:

Pomiar kontaktowy

Pomiar kontaktowy

- czujnik (termometr) styka się z obiektem,

- czujnik (termometr) styka się z obiektem,

którego temperaturę mierzymy;

którego temperaturę mierzymy;

Pomiar bezkontaktowy

Pomiar bezkontaktowy

- poprzez pomiar parametrów

- poprzez pomiar parametrów

promieniowania elektromagnetycznego emitowanego przez

promieniowania elektromagnetycznego emitowanego przez

rozgrzane ciało (promieniowanie cieplne) np. długości fali lub np.

rozgrzane ciało (promieniowanie cieplne) np. długości fali lub np.

ilości emitowanej energii przez obiekt.

ilości emitowanej energii przez obiekt.

W zależności od wykorzystanych do pomiaru właściwości fizycznych

W zależności od wykorzystanych do pomiaru właściwości fizycznych

czujnika pomiarowego wyróżnić można pomiar z wykorzystaniem

czujnika pomiarowego wyróżnić można pomiar z wykorzystaniem

zjawiska:

zjawiska:

odkształcenia

odkształcenia bimetalu

bimetalu

, wytwarzania napięcia elektrycznego na

, wytwarzania napięcia elektrycznego na

styku dwóch metali (

styku dwóch metali (termopara

termopara

), zmiany rezystancji elementu

), zmiany rezystancji elementu

(

(termistor

termistor

), zmiany parametrów złącza półprzewodnikowego

), zmiany parametrów złącza półprzewodnikowego

(

(termometr diodowy

termometr diodowy

), zmiany objętości cieczy lub gazu lub

), zmiany objętości cieczy lub gazu lub

długości ciała stałego (

długości ciała stałego (termometr rtęciowy, cieczowy

termometr rtęciowy, cieczowy

), zmiana

), zmiana

barwy – np.

barwy – np. farba zmieniająca kolor pod wpływem temperatury

farba zmieniająca kolor pod wpływem temperatury

,

,

stożki Segera

stożki Segera

(

(

stożki pirometryczne, trójścienne ostrosłupy ścięte o określonych

stożki pirometryczne, trójścienne ostrosłupy ścięte o określonych

wymiarach, z tak dobranego materiału, że przy ogrzaniu ich do określonej temperatury, zwanej

wymiarach, z tak dobranego materiału, że przy ogrzaniu ich do określonej temperatury, zwanej

temperaturą zgięcia stożka, zginają się dotykając wierzchołkiem podstawki).

temperaturą zgięcia stożka, zginają się dotykając wierzchołkiem podstawki).

1. termopara 2. termistor 3. stożki

1. termopara 2. termistor 3. stożki

Segera

Segera

Parowanie

–

proces zmiany stanu skupienia, przechodzenia z fazy ciekłej danej
substancji w fazę gazową (parę) zachodzący z reguły na powierzchni
cieczy. Procesem odwrotnym do parowania jest

skraplanie pary

.

Transpiracja

Transpiracja

–

–

czynne parowanie wody, wydzielanie wody w formie pary wodnej z

czynne parowanie wody, wydzielanie wody w formie pary wodnej z

użytkowych części roślin. Rośliny oraz użytkowe części roślin

użytkowych części roślin. Rośliny oraz użytkowe części roślin

transpirują przez aparaty szparkowe (

transpirują przez aparaty szparkowe (transpiracja szparkowa

transpiracja szparkowa

), przez

), przez

skórkę (

skórkę (transpiracja kutykularna

transpiracja kutykularna

) lub przez przetchlinki (

) lub przez przetchlinki (transpiracja

transpiracja

przetchlinkowa

przetchlinkowa

).

).

Transpiracja jest procesem fizjologicznym. Ubytek wody z

Transpiracja jest procesem fizjologicznym. Ubytek wody z

powierzchni

roślin

jest

uzupełniany

za

pomocą

systemu

powierzchni

roślin

jest

uzupełniany

za

pomocą

systemu

korzeniowego.

korzeniowego.

Przechowywane użytkowe części roślin

Przechowywane użytkowe części roślin

(mocno uwodnione)

(mocno uwodnione)

nie

nie

mają możliwości uzupełniania odparowanej wody.

mają możliwości uzupełniania odparowanej wody.

Surowce suche

Surowce suche

(np. ziarno zbóż) mogą uzupełniać odparowaną

(np. ziarno zbóż) mogą uzupełniać odparowaną

wodę poprzez pobieranie jej w formie pary wodnej wprost z

wodę poprzez pobieranie jej w formie pary wodnej wprost z

powietrza dzięki dużej powierzchni sorpcyjnej.

powietrza dzięki dużej powierzchni sorpcyjnej.

Wilgotność powietrza - zawartość pary wodnej w powietrzu.

Maksymalna wilgotność powietrza, czyli maksymalna ilość pary wodnej w

określonej

ilości powietrza zależy od temperatury powietrza. Im wyższa temperatura

powietrza,

tym więcej pary wodnej może się w nim znajdować.

Wilgotność względna powietrza –

wyrażony w procentach stosunek ciśnienia cząsteczkowego pary

wodnej

zawartej w powietrzu do prężności pary wodnej nasyconej w tej

samej temp.

Wilgotność bezwzględna powietrza –

masa pary wodnej wyrażona w gramach zawarta w 1 m³
powietrza.

prężność pary wodnej –

ciśnienie parcjalne (cząstkowe), wywierane przez parę wodną w
powietrzu

Psychrometr Augusta

(konstrukcja z 1828 roku)

1 - termometr suchy, 2 - termometr mokry, 3 - tkanina zwilżająca, 4 -

naczynie z wodą destylowaną. 

Wilgotność względną powietrza oblicza się z następującego

wzoru:

RH = (psm - A * po * (ts - tm)) / pss * 100%

gdzie: psm - ciśnienie nasycenia pary wodnej w temperaturze termometru mokrego [Pa],
pss - ciśnienie nasycenia pary wodnej w temperaturze termometru suchego [Pa],
po - ciśnienie barometryczne [Pa],
ts - temperatura termometru suchego [°C],
tm - temperatura termometru mokrego [°C],
A - stała psychrometryczna zależna od prędkości przepływu powietrza [1/°C].

Wilgotność względna powietrza = A:B X 100

(temp= constans)

Psychometr Augusta



Psychrometr Assmana

1 - termometr suchy, 2 - termometr wilgotny, 3 - tkanina
zwilżająca,

4 - kanał przepływu powietrza, 5 - wentylator 6 -
urządzenie napędowe wentylatora (sprężyna lub silniczek).

Higrometr włosowy

Dokładność pomiaru wynosi od 3 do 5%.

Termohigrograf

Schemat poglądowy systemu monitoringu i sterowania parametrami

klimatu przechowalni.

A, B, C, D

– czujniki pomiarowe dobierane do potrzeb i wyposażenia przechowalni,

E

– koncentratory lub/i regulatory-sterowniki w zależności od stosowanego sytemu,

F

– komputer współpracujący – rejestracja, alarmowanie SMS, komunikacja,

G

– moduł komunikacji GSM,

H

– nadzorowana przechowalnia,

I, J, K

– w przypadku zastosowania regulatora-sterownika urządzenia wykonawcze

(chłodzące, grzewcze, wentylacyjne, itp.).

E

pomiar:

temperatura,
wilgotność względna powietrza,

funkcje:

termometr, higrometr (wilgotnościomierz), cyfrowa transmisja
wyników, wytrzymała i pyłoszczelna obudowa

Termometr-higrometr lb-710 (lb-710h)

funkcja:

miernik stężenia CO2 w powietrzu , metoda pomiaru: NDIR,
wyjście analogowe 4..20mA albo 0,10 V , 1 wyjście przekaźnikowe

Miernik stężenia dwutlenku węgla igm-0171

funkcje:

rejestrator, interfejs mierników LAB-EL,

pomiar:

temperatura, wilgotność, ciśnienie, 16-kanałowa rejestracja
temperatury i wilgotności lub ciśnienia, sygnalizacja przekroczenia
poziomów alarmowych,
odporność na zaniki zasilania, współpraca z komputerem.

Koncentrator LB-731

Systemy monitorowania bazujące na koncentratorze LB-731

Systemy monitorowania bazujące na

koncentratorze LB-731

Przemysłowy system monitorowania

SKŁADOWE SYSTEMU:



Przeglądarka

Internet Explorer w wersji 5.0, Mozilla albo
Netscape w wersji 4.7 lub nowsze z monitorem o
rozdzielczości co najmniej 800x600.



Serwer:

wystarczy komputer PC Celeron około 300MHz
(z pamięcią RAM 128MB, dyskiem HDD 8GB i kartą
wieloportową RS-232).



Do

poszczególnych

portów

COM

komputera

dołączone są koncentratory

LB-731 i LB-473

współpracujące z miernikami.



W serwerze jest wykorzystywane oprogramowanie
pracujące w systemie

LINUX Redhat 8.