تأثير الرطوبة على الحبوب المخزونة

ان عامل الرطوبة من العوامل الرئيسية التي تلعب دورا كبيرا في عمليات الخزن فلا تحدث الفعاليات الحيوية للكائنات الحية بدون حد أدني للرطوبة ويختلف تبعا للكائنات الحية. فلإنبات البذور هناك كمية معينة من الماء او الرطوبة التي تحتاجها لذلك. فمثلا بالنسبة لبذور البقوليات فقد لوحظ بأنه اذا وضعت تلك البذور في الماء لمدة 24 - 48 ساعة فأنها تبدأ بالإنبات ويرافق ذلك بعض التغييرات الكيمياوية في البذور ناتجة عن الزيادة الملحوظة في حامض الاسكوربيك وفي بعض المواد الغذائية الاخرى مثل الكربوهيدرات ( السكروز والكلوكوز والفركتوز ) ولكن عندما تكون الرطوبة الموجودة اقل مما يحتاجها الانبات ينشأ عن ذلك تطور البكتريا والاحياء الدقيقة مسببة بدورها ايضا ارتفاعاً في درجة الحرارة.

(أ) انواع الماء: Types of Water

أن انتاج الرطوبة حاصل من مصدرين رئيسيين:

1- ماء المركب نفسه: وهو الماء الموجود في داخل الخلايا النباتية للحبوب او البذور.

2- الماء الحر Free Water: وهو الماء الموجود على سطوح الخلايا وليس بداخلها.

وان الحبوب بصورة عامة تكون من مواد صلبة جافة مختلطة مع كمية من الماء تتفاوت نسبتها. وبعض هذا الماء يكون ممتزجاً امتزاجا بسيطا بالمادة الصلبة وبعضه يكون متحداً بمكونات الحبوب اتحادا كيمياويا. والماء الحر يكون أسهل انفصالا عن مكونات الحبوب من الماء المتحد كيمياويا.

وعند معاملة الحبوب بطريقة ما لفصل مكوناته المائية كأن تجرش ثم تسخن في تيار من الهواء الجاف فان الماء الحر ينفصل عنها، ولكن في هذه الحالة لا يمكن ان نجزم بشكل قاطع بأن هذا الماء الحر انفصل كله أو نسبة منه فقط أو تنفصل معه نسبة من الماء المتحد كيمياويا. وعلى هذا الاساس يجب دائما ذكر الطريقة التي اتبع فيها تقدير نسبة المكونات المائية للحبوب اي ذكر درجات الحرارة التي عرضت لها الحبوب وكذلك الفترة الزمنية للتعريض.

(ب) المحتوى المائي والرطوبة النسبية:

Moisture Content and Relative Humidity

لكل نوع من أنواع الحبوب مميزاتها الخاصة بالنسبة للتوازن الموجود بين المحتوى المائي فيها وبين بخار الهواء الجوي المحيط او الملامس لها. وهذا ما يطلق عليه بالمحتوى المائي / الرطوبة النسبية في العينة المتوازنة. فعندما تتعرض الحبوب المحتوية على نسبة معينة من الرطوبة الى الهواء تنتقل الرطوبة من الحبوب الى الهواء حتى يصل توازن بين الرطوبة في الحبوب وبين الرطوبة في الهواء ولكل نوع من الحبوب منحنى توازن مميز لها ويدعى: منحني توازن الرطوبة humidity balance curve. وقد بين Oxle سنة 1948 وجود علاقة بين المحتوى الرطوبي النسبي للحنطة ودرجات الحرارة. فحينما تكون الرطوبة النسبية للهواء ثابتة ينقص المحتوى الرطوبي النسبي للحبوب بمعدل 6,0 - 7,0 % لكل 10 درجات زيادة في الحرارة.

وان معدل التقارب في التوازن تعتمد على حالات كثيرة، منها حركة الهواء بين الحبوب والرطوبة النسبية فيه. لذا نجد بأن الهواء الذي يحتوي على رطوبة نسبية قليلة يكون ذا تأثير عال لأغراض التجفيف. والجدول التالي يبين المحتوى الرطوبي المتوازن لعدد من الحبوب في درجات مختلفة من الرطوبة النسبية للهواء المحيط بالخزين وذلك في درجات حرارة ثابتة ( 25 ) م.

جدول يبين المحتوى الرطوبي المتوازن لعدد من الحبوب في درجات مختلفة من الرطوبة النسبية للهواء المحيط بالخزين ( 25 ) درجة مئوية وذلك في درجات حرارة ثابتة ( 25 ) درجة مئوية

( جـ ) المحتوى الرطوبي للخزن الأمين:

Moisture Content for Safe Storage

من الضروري معرفة المحتوى الرطوبي لأي نوع من الحبوب أو المواد الغذائية الاخرى قبل البدء بعملية خزنها لان الفساد والتلف الذي يحصل في المخازن يعتمد بالدرجة الأولى على مستوى الرطوبة في الحبوب او في الحبوب المخزونة. لهذا نجد دائما بأنه في عمليات بيع وشراء الحبوب تؤخذ رطوبة الحبوب بنظر الاعتبار. فمثلا لو اخذنا كيساً من الذرة يزن 90 كغم وتحتوي حبوبه على 12٫5 % رطوبة فهذا يعني احتوائه على 11,5 لتر من الماء وعلى هذا الاساس يقدّر المشتري او التاجر قيمة الحبوب. فكلما كانت الرطوبة عالية في الحبوب كانت المادة الغذائية قليلة الوزن.

وعند عمليات الخزن نجد أن الحبوب اما ان تأخذ الرطوبة أو تفقدها، حيث أن فقدان الوزن عند عمليات التخزين يتغير تبعا للظروف المناخية ونوعية الخزن المتبع. اما بالنسبة لتطور الاحياء الدقيقة داخل المخازن فأننا نجد أن هنالك مستوى من الرطوبة تساعد في تطورها. لذا يمكن منع الفساد أو التلف الذي يحصل بسبب الفطريات والبكتريا بجعل المحتوى الرطوبي في المحصول في توازن مع اقل من 60% رطوبة نسبية. لذا نجد بان العلاقة بين الحرارة والرطوبة النسبية للهواء والمحتوى الرطوبي للحبوب مهم جدا لعلاقة ذلك بالإنبات وتطور الحشرات والفطريات. وبصورة عامة يمكن القول بأنه يمكن تقليل نسبة تلف الحبوب في المخازن باستعمال حرارة عالية ورطوبة منخفضة. والعكس صحيح باستعمال الحرارة المنخفضة ورطوبة عالية وبذلك نكون قد هيأنا ظروف خزن امينة للحبوب ومنتجاتها.

وقد وجد بأن رطوبة نسبية فوق الـ 65 أو الـ 70٪ تساعد على نمو وتطور الفطريات ونتيجة لذلك ترتفع درجة حرارة الحبوب وقد تصل الى 63 م. وتعرف هذه الظاهرة بتسخين الحبوب الرطب damp grain heating وعندما تكون الرطوبة النسبية تحت 70٪ فان ذلك يلائم تكاثر الحشرات وزيادة نسبة الاصابة بها، ويرافق الاصابة الحشرية زيادة في الحرارة نتيجة نشاطها وعمليات التنفس فيها ويمكن ان تصل الى 42 م وتموت معظم الحشرات اذا ما تعرضت لهذه الدرجة الحرارية لفترة طويلة عدا خنفساء الخابرا Trogoderma granarium التي تقاوم الحرارة العالية نسبيا، وتسمى هذه الظاهرة بـ تسخين الحبوب الجاف grain heating dry.

( د ) : تقدير الرطوبة في الحبوب ومنتجاتها

Estimate of Moisture in Grains and their Products

لما كانت الرطوبة من أهم العوامل التي تحدد سلامة الحبوب ومنتجاتها اثناء الخزن فانه من الاهمية تقديرها بشيء من الدقة وذلك لما يتعرض له هذا التقدير في غالبية الاحيان من اخطاء. وقد كانت افضلية اختيار طريقة ما لتقدير الرطوبة على اخرى هي تلك الطريقة التي تعطي نسبة أكبر من الرطوبة متجاهلين ما قد ينشأ من اخطاء كنتيجة لتحليل بعض مكونات الحبة او تطاير بعض المواد الطيارة بالحبوب أو على العكس عدم تطاير الماء الموجود كله كنتيجة لقوة التصاق جزء منة بمكونات الحبة. كما نجد بأن السهولة والسرعة من العوامل التي تحدد اختيار طريقة ما او تفضيل جهاز على آخر.

وفيما يلي أهم مصادر الخطأ التي تشترك فيها معظم طرق تقدير الرطوبة:

أ- مصادر الخطأ:

لما كانت الحبوب بصورة عامة مؤلفة من حبات ذات حجوم واضحة كبيرة وهي متجانسة في تركيبها الكيمياوي كانت أول خطوة في تقدير الرطوبة هي طحنها. والطحن قد يضيف بعض الأخطاء الى التقدير الذاتي من زيادة أو فقد. كما وان اخذ العينات من الحبوب وحفظها لهذا الغرض قد تضيف بعض الاخطاء.

ب- اخذ العينة وحفظها:

يمكن تقسيم طرق اخذ العينات الى قسمين وهما:

1- أخذ العينات من الكومة نفسها وتقدير رطوبتها في المخزن.

2- اخذ كمية من هذه العينات لأجراء الاختبار عليها في المختبر.

وعادة تؤخذ العينات من المخازن بطريقة عادية بسيطة بالرغم من التفاوت في درجات رطوبة حبوب الاجزاء المختلفة من المخازن. فعند أخذ العينات من المخازن يجب اخذها من أماكن متفرقة كي تمثل العينة بقدر الامكان الكمية كلها.

وبعد اخذ العينة يراعى حفظها في اناء محكم القفل يملا لنهايته. وان اهم خطوة يجب اجراؤها في هذا المجال هي سرعة اجراء تقدير المكونات المائية بعد جمع العينة مباشرة. وقد لوحظ بأن الدقيق يحتاج الى عناية أكبر في حفظه من الحبوب السليمة. اما الخطأ الذي ينشأ عند اعادة أخذ عينة داخل المختبر فيمكن تقليله الى حد كبير باتباع بعض الطرق المختبرية الخاصة. وعادة تجري تقديرات مزدوجة، الأمر الذي يزيد من صحة التقدير المعطى في حد ذاته. ولكن تحت أحسن الظروف يكون هناك بعض الخطأ كنتيجة لأخذ العينة اصلا من الكومة. فقد اثبتت الابحاث وجود خطأ ثابت يقدر بحوالي 0.11 % في حالة اخذ العينات من القمح وتقدير المكونات المائية في كل منها على حدة. لذا قاننا نؤكد بأن الطرق المختبرية لتقدير الرطوبة انما تشير فقط الى العينة المختبرية، أما طريقة اخذ العينة من الكومة اصلا فهي الاجراء الوحيد المسؤول عن رطوبة الحبوب الحقيقية.

ج- طحن العينة : Sample grinding

اذا كان لا بد من طحن العينة لتقدير رطوبتها فمن المحتمل جدا توقع خطأ نتيجة فقد أو زيادة في الرطوبة. ولذلك تتبع طريقة التقدير على دفعتين لا سيما اذا ارتفعت رطوبة الحبوب عن 12 %، فيؤخذ من العينة 100 غرام أو أكثر ويوضع على صينية مناسبة حتى يتم التوازن بين رطوبة الحبوب والهواء الجوي، ويقدر الفقد في الرطوبة ثم تؤخذ منها عينة لتقدير الرطوبة المتبقية، والاعتراض الوحيد على اتباع هذه الطريقة هي اطالة الوقت اللازم للتحليل فقد يلزم 72 ساعة لكي تحصل العينات على توازن مع الجو في حالة استعمال مراوح.

د- تمتص الحبوب المطحونة جيدا وكذلك الطحين رطوبة الهواء الجوي بسهولة في حالة جفافها تماما. ولتجنب الكثير من الاخطاء التي تحدث بعد التجفيف تؤخذ الاحتياطات الآتية:

1 - استعمال اطباق تقدير الرطوبة ذات الاغطية المحكمة.

2 - قفل الاطباق بأحكام اثناء فتح الغرف.

3 - نقل الاطباق سريعا الى المجفف.

4 - عدم الوزن الا بعد ان تبرد.

وغيرها من الاحتياطات الاخرى كان يكون الشخص ملما بخواص الاجهزة والمواد التي يستعملها.