Kviečių grūdų sampilo biologinio aktyvumo tyrimai
Jokimaitė, Emilija |
Pastaraisiais dešimtmečiais dėl eksponentinio demografinio augimo pasaulyje didėja maisto poreikis. Nors XX a. antroje pusėje įvykusios ,,žaliosios revoliucijos“ dėka augalinių žaliavų gaunama tiek, kad užtektų patenkinti maisto poreikius, netinkamos sandėliavimo sąlygos sukelia didžiulius produkcijos nuostolius. Didelė drėgmė ir aukšta temperatūra skatina aerobinio ir anaerobinio kvėpavimo procesus maisto žaliavose. Taip pat didėja sausųjų medžiagų nuostoliai, mikrobiologinė tarša, šiltnamio efektą sukeliančių dujų emisijos. Be to, siekiant kompensuoti nuostolius ir užauginti trūkstamą maisto kiekį, yra plečiama žemės ūkio gamyba ir išteklių naudojimas. Tai skatina biologinės įvairovės nykimą, dirvožemio degradaciją, klimato kaitą. Siekiant sumažinti žemės ūkio poveikį klimato kaitai, būtina ištirti veiksnius, sąlygojančius sandėliuojamų augalinių maisto žaliavų nuostolius. Darbo tikslas – nustatyti aplinkos temperatūros ir grūdų drėgnio poveikį kviečių sampilo ekosistemos biologiniam aktyvumui ir jų kokybei. Tyrimai atlikti Vytauto Didžiojo universiteto Mechanikos, energetikos ir biotechnologijų inžinerijos katedros laboratorijoje naudojant 'Creator' veislės 2024 m. derliaus žieminių kviečių grūdus. Atlikus 2019 – 2023 metų grūdų supirkimo įmonių produkcijos priėmimo aktų ir Lietuvos idrometeorologijos tarnybos duomenų analizę, nustatyta į elevatorius pristatytų kviečių grūdų kokybinių rodiklių sklaida ir įvertintos meteorologinės sąlygos derliaus kūlimo metu. Nustatyta, kad sandėliuojamų kviečių kvėpavimo intensyvumas ir išskiriamas CO2 srautas tiesiogiai priklauso nuo grūdų drėgnio ir aplinkos temperatūros: jiems didėjant, kviečiai kvėpuoja intensyviau ir generuoja didesnius tiek šilumos, tiek CO2 srautus. Didžiausias kvėpavimo intensyvumas, kurio metu buvo išskiriami 128,4 ± 10,64 W/t šilumos ir 43,1 ± 3,57 mg/(kg h) anglies dvideginio srautai, nustatytas 23 °C temperatūroje laikomų 25,54 % drėgnio grūdų.
In recent decades, the exponential growth of the global population has led to an increased demand for food. Although the Green Revolution of the late 20th century enabled sufficient production of plant-based raw materials to meet food needs, improper storage conditions continue to cause significant product losses. High moisture levels and elevated temperatures promote both aerobic and anaerobic respiration processes in food raw materials. This results in increased dry matter losses, microbiological contamination, and greenhouse gas emissions. Furthermore, to compensate for these losses and produce the necessary amount of food, agricultural production and resource usage are being expanded—contributing to biodiversity loss, soil degradation, and climate change. To mitigate agriculture’s impact on climate change, it is essential to investigate the factors causing losses in stored plant-based food materials. The aim of this study was to determine the effect of ambient temperature and grain moisture on the biological activity and quality of the wheat bulk ecosystem. The research was carried out in the laboratory of the Department of Mechanical, Energy, and Biotechnological Engineering at Vytautas Magnus University using 2024 harvest winter wheat grains of the 'Creator' variety. By analyzing 2019–2023 data from grain procurement company intake records and the Lithuanian Hydrometeorological Service, the variability in quality parameters of wheat delivered to elevators was assessed in relation to harvest-time meteorological conditions. It was determined that the respiration rate and CO₂ emissions of stored wheat directly depend on grain moisture content and ambient temperature: as these factors increase, the wheat respires more intensively, generating higher heat and CO₂ flows. The highest respiration intensity was recorded at a grain moisture content of 25.54% stored at 23 °C, resulting in heat release of 128.4 ± 10.64 W/t and CO₂ emission of 43.1 ± 3.57 mg/(kg·h).