Sistem Silobag: Rodríguez, J. C., Bartosik, R. E. Malinarich H.D.
Prevod: N. Spasojević
Izvor: „Mlinpek Zavod“

.

Uvod

Tokom sezone 2000/2001, proizvodnja pšenice, kukuruza, soje i suncukreta u Argentini je iznosila u zbiru 48 miliona tona, dok su procenjeni skladišni kapaciteti iznosili 43 miliona tona. Razlika ove dve veličine ukazivala je na manjak skladišnog prostora od 5 miliona tona, međutim, uzimanjem u obzir proizvodnju sporednih ratarskih kultura, ovaj manjak je bio i mnogo veći. Skladišni kapaciteti na farmama su procenjeni na 13 miliona tona – samo 30% od ukupne sume. To je kreiralo neefikasan posležetveni scenario u kome se, kad se sve uzme u obzir, povećavaju troškovi farmera i umanjuje veličina njihovog profita. Većina farmera nije u mogućnosti da finansira izgradnju permanentnih skladišnih struktura (silosi, isl.) usled visokih početnih troškova i nesigurnosti kreditnih linija. U želji da reše problem skladištenja, pre nekoliko godina, farmeri su prilagodili jedan postojeći sistem, koji je tradicionalno korišćen za skladištenje vlažnog žita u sistem za skladištenje suvog žita. Ova praksa se sastoji u skladištenju žita u hermetičkim plastičnim vrećama gde respiratorni procesi bio – mase (zrno, plesni, insekti itd.) troše kiseonik (O2) i proizvode ugljen-dioksid (CO2). Ova novonastala atmosfera, bogata CO2 i siromašna O2 sprečava, deaktivira, ili redukuje, ne samo reprodukciju i/ili razvojni kapacitet insekata i plesni, nego i aktivnost samog žita i tako doprinosi njegovoj konzervaciji.

Osnovnu prednost u primeni plastičnih džakova za skladištenje žita, farmeri su pronašli u niskim troškovima i malim investicionim ulaganjima. Troškovi markentinga žita tokom perioda žetve su viši nego u ostalom periodu godine. Istraživanja pokazuju da skladištenjem žita u džakovima, umesto u siloskim postrojenjima, u periodu od 3 do 4 meseca, farmeri mogu da uštede 20-25% u slučaju pšenice, 30-35% kod kukuruza i 20-25% u slučaju soje, u zavisnosti od udaljenosti od luke (prijema), sistema marketinga i sl. Pored ovih finansijskih pogodnosti, plastični džakovi omogućavaju skladištenje različitih žita razvrstanih prema kvalitetu (pšenica prema pekarskom kvalitetu), vrsti (različite vrste semena) isl. relativno lako, i potpuno pouzdano. Nadalje, plastični džakovi omogućavaju skladištenje žita na samoj njivi što značajno uvećava dinamiku i efikasnost žetvenih radova. Tokom žetve, transport žita i prijem u skladište predstavljaju ustvari uska grla ovog proizvodnog segmenta. Kamiona nikad nema dovoljno u sezoni žetve, a to uvećava troškove prevoza i probleme logistike u poslovima poljoprivredne proizvodnje. Efekti kašnjenja kod prijema žita u silose se često direkto odražavaju na samu žetvu. Vremenske prilike u jesen – sezona žetve za kukuruz i soju – mogu biti od suštinske važnosti, i gubitak samo jedog dana može prouzrokovati značajne finansijske gubitke i velike logističke probleme. Pogodnosti plastičnih džakova se ne odnose samo na proizvođače. Skadišna postrojenja u džakovima vide fleksibilne sisteme koji uvećavaju njihov kapacitet u zavisnosti od potreba skadištenja u tekućoj godini. U dobroj žetvenoj godini, u džakove se može staviti neko od žita u koje se nije mnogo investiralo, odnosno, ako je žetva podbacila, skladišni prostor se ne ostavlja neiskorišćen, čime se maksimizira njegova upotreba.
Projekcija porasta primene plastičnih džakova za skladištenje u godinama koje dolaze može biti čak i viša nego što je to bilo do sada. Za sezonu 2001/2002, procena je bila da će između 2.3 i 2.6 milona tona žita biti uskladišteno u plastične džakove, a ova procena će imati trend rasta u predstojećim godinama. Iz tog razloga je neophodno prikupiti pouzdane informacije i pomoći ratarima da implementiraju ovu tehniku na pravi način kako bi gubitak kvaliteta sveli na minimum uz istovremeno maksimalno uvećanje dobiti sistema.
.

Hermetičko skladištenje

Da bi primenjen skladišni sistem bio koristan, važno je formirati nepodobne uslove u skladišnoj gomili za razvoj insekata i plesni i istovremeno, umanjiti sopstvenu biološku aktivnost uskladištenog žita. Osnovni princip hermetičkog skladištenja je u eliminaciji kiseonika iz ograničenog prostora sve dok to ne umanji, ili deaktivira reproduktivnu aktivnost insekata, štetočina i plesni. Respiracioni procesi biloških komponenti uskladištene gomile (zrno, insekti, plesni itd.) troše kisenik iz okoline, pri čemu se proizvodi uglen dioksid. Hermetično skladište sprečava transport vazduha i gasova u i iz ograničenog prostora, a jednom kad se atmosfera unutar skladišta modifikuje, pogodni uslovi za razvoj štetočina se prekidaju i njihovo odsustvo je garantovano tokom dužeg vremenskog perioda. Energija živim organizmima, potrebna za rast i razvoj, se obezbeđuje iz respiratornih procesa, u kojima se u samom živom organizmu, uz pomoć enzima, pokreće kompleksni niz hemijskih reakcija. U prisustvu kiseonika odvijaju se procesi aerobnog disanja; tu se dešava potpuno sagorevanje ugljenih hidrata, i kompleksnih proizvoda (kao što je na primer skrob), transformišu se u ugljen-dioksid, vodu i energiju. Jedan deo ove energije biće transformisan u toplotu – zbog egzotermne reakcije, a drugi deo će se potrošiti u sintezi drugih jedinjenja (Bogliaccini, 2001).

C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 12H2O + 677 kcal

U odsustvu O2, neki organizmi, kao što su kvasci i bakterije, mogu i dalje da žive i da se razvijaju pri čemu samo delimično razlažu uglen-dioksid i proizvode mlečnu i sirećtnu kiselinu i alkohol. Ova reakcija se zove fermentacija: odigrava se manjim intenzitetom nego u prisustvu kiseonika i odvija se u hermetičkim uslovima pri povišenoj vlazi.

C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2 + 22 kcal

Hermetičko skladištenje hrane je veoma stara tehnika i obavljala se na različite načine tokom vremena. U Argentini se ova tehnika ponovo pojavljuje o obliku plastičnih džakova. I pored toga što se ova tehnika nije razvijala previše brzo, ona se koristila za čuvanje hrane u specijalnim situacijama, ili za čuvanje hrane sa dodatom vrednošću. U Argentini, tokom II Svetsnog rata, pošto je bilo nemoguće izvoziti, a žito je moralo da se sačuva tokom dugog vremenskog perioda, bile su sagrađene hermetičke podzemne ćelije ukupnog kapaciteta od 2 miliona tona. Neka od ovih skladišnih postrojenja su još uvek u upotrebi i, nakon 50 godina, može se izjaviti da su se dokazala pogodna za ovu namenu (Bogliaccini, 2001). U Arkanzasu (USA), pirinač je skladišten pri sadržaju vlage od 12-13% u 18.000m3 ćelijama sa ravnim podom gde je žito bilo pokrivano savijenim filmom koji je skoro potpuno sprečavao difuzuju vazduha. Siebenmorgen i saradnici (1986) su ustanovili da pod ovim okolnostima, disanje žita, insekata, i mikroorganizama proizvodi atmosferu bogatu CO2 i siromašnu O2 čime se inhibira aktivnost insekata i mikroorganizama.
.

Skladištenje u plastičnim džakovima

Plastični džakovi su specijalni slučaj hermetičkih skladišta. Do sada, većina istraživanja se satojala od laboratorijskih ispitivanja u cilju određivanja efekata skladišne vlage na kvalitet pšenice, kukuruza i suncokreta. Iako korisno, ova istraživanja su proizvela preliminarne podatke zato što se temperatura i sastav atmosfere unutar silo džakova razlikuje kod džakova odabranih u laboratorijskim ispitivanjima i komercijalnih veličina džakova. U Argentini još uvek nisu sprovedena naučno vredna ispitivanja na džakovima komercijalno primenjivanih dimenzija. Kako ovaj sistem predstavlja lokalnu adaptaciju tehnike koja se koristi za skladištenje vlažnog zrna, nikakva ispitivanja ovih sistema nisu obavljena ni u inostranstvu.

Cassini (1996) je sproveo ispitivanja kod skladištenja pšenice u hermetičkim plastičnim džakovima pri vlazi od 12%, 14% i 16% i pri 22°C -23°C tokom 60, 116, 136, i 208 dana. Polazna vlaga za pšenicu je bila 12% i ona je ponovo navlažena dok nije dostignuta vrednost od 14% i 16%. Polazna energija klijavosti je bila 94%, i ona je ostala nepromenjena u džakovima sa pšenicom sa 12% vlage tokom 208 dana, dok je sa 14% vlage energija klijavosti opala na 62% odnosno na 3% kod pšenice sa vlagom od 16%. Pekarski kvalitet je takođe promenjen u zavisnosti od vlage u odnosu na vreme skladištenja. Kad je vlaga bila 12%, pekarski kvalitet je ostao nepromenjen tokom celog perioda skladištenja, dok je pri vlazi od 14% primećen izvestan pad kvaliteta. Pri vlazi od 16% ovaj pad je bio značajnije veći. U jednoj drugoj studiji, Cassini (1996), izvedenoj na 20t uvrećene pšenice sa 13% vlage, utvrđeno je da energija klijanja (početna 96%) i pekarski kvalitet nisu pokvareni tokom skladišnog perioda, ali nije navedeno vreme skladištenja. Autor je takođe preporučio da, pri 13% vlage, skladištenje ne treba da bude duže od 60 dana i da se žito mora sušiti na minimum 11% vlage, ako je potreban duži period skladištenja. Bartosik i Rodríguez (1999) su sproveli ispitivanja na uskladištenom kukuruzu u vrećama od 50 kg pri vlazi od 13.6%, 15%, i 17% tokom četiri meseca. Nakon četvoromesečnog eksperimenta, trgovački kvaltet kukuruza (oštećena zrna i zapreminska masa) nije promenjen kod vlage od 13.6%, kod vlage od 15% kvalitet je počeo da se smanjuje počev od drugog meseca skladištenja, dok je kod vlage od 17% kvarenje započelo ranije. Isti autori su sproveli ogled sa 3500-kilogramskim vrećama kukuruza sa 14% vlage. Utvrdili su da dnevne promene temperature imaju uticaja samo na sloj 15-20 cm od površine, ali ne i na ostatak zrna. Nadalje, Cassini (1996) je radio sa suncokretom, ostavljenim u plastične džakove u poljskim uslovima (ne u laboratoriji) pri tri opsega nivoa vlage: 8-10%, 10-12%, and 12-14%. On je referisao da nije bilo porasta temperature semena tokom trajanja eksperimenta. Analiza kvaliteta je pokazala da, kad je vlaga iznosila do 12%, nema značajnog uvećanja kiselosti u prva četiri meseca. Nadalje, seme je bilo dobro sačuvano tokom četiri meseca pri 12-14%, i do sedam meseci kod vlage od 12%. Na kraju eksperimenta, kiselost semena u vrećama je bila 1% – 2.2%, dok je kiselost kontrolnog uzorka, skladištenog u kontejneru, bila 1.6%.
.

Efekat hermetičnosti na aktivnost insekata

Respiratorna aktivnost insekata i žita u vrećama izaziva smanjenje količine O2 i porast količine CO2 u rasutom ograničenom prostoru i u hermetičkim uslovima. Što je veća aktivnost u gomili, brža je potrošnja O2 i proizvodnja CO2. Oxley i Wickenden (1963), kako je navedeno u zapisima Bogliaccini (2001), merili su potrošnju O2 i proizvodnju CO2 u zatvorenoj pšenici koja je podvrgnuta delovanju 13 i 133 moljaca (Sitophilus granarius) po jednom kilogramu. Oni su ustanovili da je, kod pšenice inficirane sa 13 moljaca po kilogramu, proizvodnja CO2 porasla tokom prvih 20 dana, pre nego što se stabilizovala na veličini od 14%, dok je sadržaj O2 smanjen približno sa 21% na 2%. Na primeru pšenice inficirane sa 133 moljca po kilogramu, potrošnja O2 bila je mnogo brža, smanjujući se na 3% u samo 5 dana i skoro je dostigla vrednost 0 nakon 10 dana.

Bibliografija upotrebe modifikovane atmosfere za suzbijanje insekata je velika, a značajno je proširena radovima (Annis, 1986). Ovi ogledi su zasnovani na promeni atmosfere dodatkom gasova (N2 ili CO2) u cilju eliminacije O2 i stvaranja nepoželjnih uslova za razvoj insekata i plesni. Literaturni podaci navode da su koncentracije CO2 i O2, vreme izloženosti, vrsta insekata, razvojna faza (jajašce-larva-pulpa-odrasla jedinka), temperatura, i relativna vlaga, osnovni faktori koji utiču na mortalitet insekata u kontrolisanom tretmanu. Istraživanja na temu uništavanja insekata putem kontrolisane, ili modifikovane atmosfere mogu se podeliti na: istraživanja u atmosferi niske koncentracije O2 i istraživanja u atmosferi bogatoj CO2.

Atmosfera sa niskom koncentracijom kiseonika: većina istraživanja se odnosi na atmosferu sa koncentracijom kisonika manjom od 1%. Ove atmosfere se uspostavljaju dodavanjem N2, CO2, ili bilo kog drugog gasa. Većina vrsta obuhvaćena studijom pokazuje 95% smrtnosti, ili više tokom 10 dana izloženosti, kako u atmosferi sa 0.1% tako i u atmosferi sa 1% O2 (Annis, 1986).

Atmosfera bogata ugljen-dioksidom: kad je koncentracija O2 niža od 5%, brzina smrtnosti se povećava. Podaci o efikasnosti uništavanja insekata u atmosferi sa manje od 20% CO2 su konfuzni. Vreme izloženosti potrebno za postizanje totalnog uništenja je nepoznato, ali ono bi trebalo da bude duže od 25 dana (Annis, 1986). Tokom sprejisanja CO2, doza je određena putem koncentracije CO2 uvećanom za vreme izloženosti (ovde opisano kao „CT proizvod“) (Alagusundaram et al, 1995). Pri određenoj temperaturi i sadržaju vlage, smrtnost insekata je uzrokovana koncentracijom gasa i vremenom izloženosti. Za potpuno uištavanje većine štetočina u žitu uskladištenom u atmosferi obogaćenoj CO2, Bank i Annis (1980) su preporučili 12600%h CT odnos proizvoda, dok je Annis (1986) referisao da doza treba da bude uvećana na 16000%h. Teoretski, ova doza može da se postigne bilo kojim odnosom vreme-koncentracija, ali većina istraživača započinje rad sa minimalnom dozom od 40% CO2. Bartosik i saradnici (2001) su utvrdili da će davanjem istog CT odnosa proizvodima, onaj koji primi veću dozu i bude duže izložen biti efektivniji. To može biti poželjno za vreće iz razloga što zabeležena koncentracija CO2 neće biti veoma visoka, ali vreme izloženosti može biti dovoljno dugačko da bi se omogućilo dobro uništavanje štaetočina. Literaturni podaci govore da je uništavanje insekata sa CO2 u malim količinama takođe podjednako efektivno. White i Jayas (1993) postigli su potpuno uništavanje Cryptolestes ferrugineus (Stephens) sa 29% CO2 tokom dve nedelje izloženosti (CT product 9744%h) uz snižavanje temperature od 25°C do 20°C. Pri jednakim smanjenim koncentracijama (20%) i nešto višim temperaturama (25°C±3°C), Cryptolestes ferrugineus (Stephens) mogao se kontrolisati tokom 4-6 nedelja (CT od 13440 pa do 20160%h) (White et al, 1990). Relativna vlaga uskladištene gomile takođe utiče na aktivnost insekata. Pri veoma niskoj relativnoj vlazi, javlja se gubitak vode kroz pokožicu, što prouzrokuje sušenje i povećava smrtnost insekata. Iako postoje vrste koje mogu da izdrže i 10% relativne vlažnosti, većina njih umire. Na primer, moljac u pirinču (Sitophilus orizae) ima kritičnu vrednost relativne vlažnosti od 60% ispod koje se brzina smrtnosti uvećava. Na primeru pšenice, relativna vlaga od 60% odgovara sadržaju vode od 12.9% pri temperaturi od 25°C (Bogliaccini, 2001).

Temperatura ne utiče samo na aktivnost insekata, nego i na ukupnu aktivnost uskladištene gomile. Insekti u žitu predstavljaju osnovni problem u tropskim i subtropskim predelima, ali oni mogu da naprave ozbiljne probleme i u umerenim vremenskim područjima takođe. Insekti u žitu se najviše razvijaju pri temperaturama između 25°C i 30°C (Yanucci, 1996), ali neke vrste mogu da prouzrokuju probleme na temperaturama višim od 10°C (Brooker et al, 1992). Intenzitet disanja žita je takođe uslovljen temperaturom u gomili (Tabela 1).

Temperatura (°C)	Ugljen – dioksid nastao disanjem (mg/100 g žita/24 sata)
4	0,24
25	0,45
35	1,3
45	6,61
55	31,73
65	15,71
75	10,28

Tabela 1. Disanje tvrde prolećne pšenice pri 15% vlage i različitim temperaturama (Bogliaccini, 2001)

Što je niža temperatura u gomili, niža je i biološka aktivnost. Pri niskim temperaturama, aktivnost insekata se smanjuje (rizik od infekcije i potrošnja suve materije se smanjuje) a skladišni uslovi poboljšavaju.
Skladištenje u džakovima ne samo da formira nepogodnu sredinu za razvoj insekata, nego značajno redukuje mogućnost kontaminacije žita. Gomila žita inače, može se kontaminirati na više načina:

1. na polju
2. u postrojenju već inficiranom pre prijema žita
3. neposrednom infekcijom od strane već uskladištenog žita

Skladištenjem u plastičnim džakovima, jedini mogući način infekcije je sa polja. Ako je žito koje dolazi sa polja inficirano insektima, isti će se naći i u džaku zajedno sa zrnom. Drugi pomenuti način za pojavu insekata nije moguć iz razloga što se džakovi ne mogu kontaminirati pre upotrebe. Ovo je veoma važno zato što je ovaj drugi način generalno osnovni način kontaminacije gomile zrna. Treći način kontaminacije se takođe zanemaruje zato što hermetički zatvoreni džakovi predstavljaju barijeru prolazu bilo kakve vrste insekata.
.

Efekti hermetičnosti na aktivnost plesni

Plesnima je za razvoj potrebna prosečna relativna vlaga vazduha iznad 67%. Ova relativna vlažnost odgovara sadržaju vlage kukuruza od 13.6%, pšenice 13.7% i soje 12%, pri temperaturi od 25o C (ASAE, 1988). Najznačjnija oštećenja od strane plesni bi mogla nastati zbog njihove proizvodnje mikotoksina. Toksine ne proizvode sve kolonije plesni zato što to zavisi od substrata, pH vrednosti, koncentracije O2 i CO2, vodoničnog stresa (hydric stress). Međutim, kad su tempratura i vlaga odgovarajući, plesni u uskladištenom žitu će se razvijati i tako uvećavati mogućnost proizvodnje mikotoksina (Bogliaccini, 2001). Moreno i saradnici (1987) su skladištili kukuruzno seme pri različitim uslovima, inficirano i neinficirano plesnima, pri vlazi od 15.7% i 17.1% : pri uslovima okolne sredine, hermetičke sredine i kontrolisane atmosfere (KA 92%-88% CO2).

U hermetičkim uslovima i u KA, plesni se nisu razvijale kod neinficiranog semena, dok je u uslovima spoljašnje sredine razvoj bio izuzetno visok. Snaga klijanja nije bila ugrožena kod neinficiranog zrna u hermetičkim uslovima skladištenja, dok je zabeleženi pad ovog parametra na 14% i 31% u KA i skladištenju pri okolnim uslovima, odgovarajući. Smanjenje snage klijanja u kontrolisanom tretmanu skladištenja može poticati od određenog fitotoksičnog efekta kad koncentracija CO2 pređe vrednost od 60%. Skladište inficiranog semena pokazalo je velik razvoj plesni i smanjenje snage klijanja na 0% u slučaju KA i skladištenja pri uslovima spoljašnje sredine, dok je kod hermetički uskladištenog zrna ovaj efekat bio manje agresivan. Baran i saradnici (1993) su utvrdili da atmosfera bogata CO2 stabilizuje rast plesni i odlaže sintezu mikotoksina u kukuruzu kontaminiranom sa Aspergillus-om.
.

Materijal i metode

Na jednom ranču u Tandil-u (provinciji Buenos Aires-a) sproveden je ogled gde je uskladišteno žito (kukuruz, soja i suncokret) sa različitim sadržajem vlage (12.5% i 16.4%) u plastične džakove (sistem Silobag) tokom perioda od 150 dana, i praćena promena različitih kvalitetnih parametara. Upotrebljeni džakovi su bili 220 fita dugački, 9 fita u prečniku i debljine 235 mikrometara. Najpopularniji džakovi su troslojni, crni iznutra i beli spolja.

Eksperiment je počeo tokom žetve, nastavio se tokom 150 dana i zarvšio
04. 06. 2001. godine.
.

Uzorkovanje

Uzorci su sakupljeni na početku ogleda, 45-og, 80-og dana i na kraju ogleda (150-og dana). Uzorci su uzeti ubadanjem uzorkivača u džak na tri visine (gore, u sredini i dole), na tri različita mesta (3 ponavljanja), pri čemu je formirano 9 poduzoraka od osnovnog uzorka, odnosno 36 uzoraka tokom celog ogleda. Nakon uzorkovanja, rupe na džaku (od uzorkivača) su zatvorene lepljivom trakom radi održavanja hermetičnosti sistema. Polazni uzorci pšenice su uzeti tokom posutpka punjenja džaka, tako da uzeti uzorak reprezentuje celu uskladišetenu masu; ovo se neće postići ako postoji razlika u kalitetu baziranom na lokaciji uzorka u džaku.
.

Procenjeni kvalitetni parametri

Svaki poduzorak je ispitan na parametre kvaliteta kao što su težina, energija i procenat proklijalosti. Ova ispitivanja su sprovođena radi proučavanja efekta uvrećavanja na tržišni kvalitet proizvoda i radi određivanja primenjivosti ove tehnike u cilju skladištenja semenske robe. Pored ovih uopštenih ispitivanja, na svakoj vrsti žita je sprovođena su i dodatna – specifična ispitivanja. Na primeru pšenice, vršena su ispitivanja radi utvrđivanja efekta ovog načina skladištenja na pekarski kvalitet.

Hektolitarska masa: odnos između mase i zapremine žita, i definisana je kao masa 1 hektolitra zrna (100 litara). Ovaj parametar je dobar indikator kondicije za skladištenje, zato što je on jedan od prvih koji se menja kad uslovi skladištenja nisu odgovarajući. On je jedan od pokazatelja tržišnog standarda kvaliteta.

Snaga klijanja: Ovaj parametar se koristi za procenu sposobnosti semena da proizvede novu biljku. Sto zrna se postavi u okruženje standardne temperature i vlage tokom 7 dana, posle čega se izbroje isklijala zrna i rezultat izrazi u procentima. Ovaj pokazatelj je veoma osetljiv i brzo se menja ukoliko je zrno bilo pod „fiziološkim“ uticajem skladišta.
Energija klijanja: test sličan testu klijanja ali je mnogo precizniji.

Pekarski kvalitet: ovaj test ukazuje na kapacitet pšenice za izradu hleba. Obuhvata analizu sadržaja glutena, alveogram i test pečenja. Pomenuta ispitivanja su sprovedena u laboratoriji za određivanje kvaliteta pšenice na eksperimentalnoj farmi u mestu Barrow.
.

Vlaga u skladišnoj vreći

Sadržaj vlage u uzorcima je određen u laboratoriji pomoću sušare. Od momenta uzorkovanja, pa do momenta pristizanja u laboratoriju, uzorci su stajali u hermetički zatvorenim polietilenskim kesama kako im se ne bi menjala originalna vlaga.
.

Temperatura

Praćenje temperature je obavljeno pomoću uređaja koji registruju temperaturu svakog sata za vreme trajanja eksperimenta u obe skladišne vreće, pšenice pri 16.4% i pri 12.5% vlage. Beležene su temperature okoline i temperature zrna. Temperature zrna su merene na tri pozicije (gore, u sredini i dole) u vreći. Temperatura u gornjoj zoni odgovara temperaturi zrna u blizini površine vreće (0 do 10cm), ona u sredini odgovara temperatuni zrna u sredini vreće, a temperatura u donjoj zoni merenja odgovara temperaturi zrna u blizini dna vreće. Sezori za merenje su postavljeni pomoću čeličnih sajli kako bi se postigla željena dubina merenja, a nastali otvori na vreći se zatvoreni kako bi se očuvala hermetičnost sitema skladištenja.
.

Ugljen – dioksid

Tokom eksperimenta, praćena je koncentracija CO2 kako bi se utvrdilo postizanje koncentracije pri kojoj se odvija prirodno uništavanje insekata. Koncentracije su merene na različitim visinama u vreći radi utvrđivanja da li je koncentracija CO2 ujednačena, ili postoje područja sa nižim koncentracijama koja su potencijalno riskantna za razvoj insekata. CO2 je meren sa ABISSPRINT (Abiss, Viry Chatillon, France) brzim meračem.
.

Aktivnost insekata

Radi određivanja efekta modifikovane atmosfere na aktivnost insekata, na različitim visinama u vreći su postavljeni moljci. Pedeset moljaca (Sitophillus Orizae) u plastičnim mrežicama napunjenih sa zrnima pšenice postavljeno je u plastične cevi sa rupama i postavljeno u masu zrna, tako da su insekti bili izloženi različitim atmosferama u unutrašnjosti vreće, od zona u blizini površine do zona u blizini dna vreće. Za svaku visinu i datum uzorkovanja urađena su tri ponavljanja.
.

Kretanje temperature zrna

Eksperimenat sa pšenicom je započeo 2. januara pri visokoj okolnoj temperaturi. Kad su vreće napunjene, temperatura pšenice je pri vlazi od 16.4% i 12.5% bila 39°C u proseku, kretajući se između 33.0°C i 43.6°C. Zrno je uvrećeno kod približno 43°C, ali zbog kašnjenja prilikom instalacije temperaturnih senzora, u trenutku kad je uređaj za sakupljanje podataka započeo sa registrovanjem temperature, temperatura okolne sredine je već počela da pakazuje svoj uticaj. Stoga je u početku temperatura zrna u gornjim zonama vreće bila niža od onih u ostalim pozicijama.

Od početka eksperimenta, temp. zrna u vreći je opadala prateći pad okolne temperature. Grafik 1 pokazuje da kretanje temperature okolnog prosora može da se podeli na tri oblasti tokom eksperimenta. Između 2. i 11. januara, temperatura je opala sa 35°C na 20°C. U periodu 11. januar – 19. mart, prosečna temperatura je iznosila oko 20°C, a od 19. marta do kraja eksperimenta (4. jun) je ponovo počela da opada, varirajući između 5-10°C. Primećeno je da temperature pšenice vlage 12.5% i 16.4% sa različitih lokacija prate ovaj trend.

U prvoj oblasti, temperatura zrna je opala sa 39°C na 24°C prateći pri tom pad temperature okolne sredine. U drugoj oblasti, temperatura okolne sredine se stabilizovala, a temperatura pšenice je oscilovala oko 18.9°C kod vlage od 12.5 % i 24.7°C kod vlage od 16.4%. Konačno, počev od 19. marta registrovan je lagani pad temperature zrna, u skladu sa opadanjem temperature okolnog prostora sve do kraja eksperimenta kad je pšenica dostigla prosek od oko 11.7°C pri vlazi od 12.5% i 14.5°C pri vazi od 16.4%. Promena temperature zrna sa 12.5% vlage je bila veoma slična kao kod zrna sa 16.4% iako su 80-og i 150-og dana temperature zrna pri 12.5% vlage niže (2.8°C) i odgovarajuće (5.8°C). U obe vreće je primećeno da zrno neposredno uz površinu tesno prati promenu okolne temperature usled razmene toplote sa hladnijom okolnom sredinom. To je razlog što je pšenica u gornjim delovima vreće hladnija od ostatka gomile zrna. Temperatura pšenice u blizini donjih zona vreće smanjivala se takođe od početka eksperimenta, ali je ovo smanjenje manje od onog u gornjim zonama vreće. Toplota zrna u donjim zonama vreće se odavala direktno na zemljište. Zrna u srednjim zonama vreće nisu u mogućnosti da odaju toplotu ni u okolnu sredinu ni u zemlju. Stoga, opadanje temperature u ovoj zoni je sporije nego u ostatku uskladištene gomile zrna. Dnevne promene okolne temperature intenzivnije utiču na zrno samo u gornjim zonama u vreći, manje su u donjim zonama, a najmanje u središnjim zonama vreće.

Kapacitet vreće je od velikog značaja za razmenu toplote sa zrnom. Kad se uporedi sa polaznom temperaturom, temperatura pšenica kod vlage od 12.5% je opala za 15.2°C, 19.3°C i 27.5°C u proseku nakon 45, 80 i 150 dana odgovarajuće; dok je kod zrna vlage 16.4% temperatura u istom periodu opala za 14.4°C, 14.4°C i 24.6°C. Konačna temperatura zrna u obe vreće, tj. sa pšenicom vlage 12.5% odnosno16.4%, je bila dovoljno niska da bi iskazala probleme sa očuvanjem kvaliteta.

.

.

Promena vlage zrna

Polazna vlaga suve i vlažne pšenice bila je 12.5% i 16.4% odgovarajuće. Nije bilo značajne promene u prosečnoj vlazi u vrećama nakon 150 dana (grafici 3 i 4), što znači da se vreće ponašaju kao pravi hermetički sistem za prolaz vode pošto nije bilo gubitaka niti uvećanja vlage tokom trajanja eksperimenta. Nije bilo znakova slojevite vlažnosti tokom posmatranog vremenskog perioda. Kako nije bilo ulaza vode spolja, i nije bilo ni migracije vode, zrno je moglo da održi svoj kvalitet.

.

.

Promena hektolitarske težine

Masa zrna zavisi od njegove vlage, pa što je viša vlaga težina je manja ((Brooker et al, 1992). Zbog toga, polazna težina je bila viša za suvu pšenicu (82.4 kg/m3) nego za vlažnu (786 kg/m3). Kako su razlike u sadržaju vode ostale nepromenjene tokom vremena, isto važi i za težinu (grafici 5 i 6). Vreme skladištenja i sadržaj vode pokazuju značajnu međusobnu interakciju (10%) i obe promenjive su imale značajne posledice (5%) na hektolitarsku (zapreminsku) masu zrna.

.

Uočen je trend smanjenja mase, koji je bio značajniji kod vlažnog zrna (4 kg/m3 i 13 kg/m3 smanjenja težine 150-og dana kod suvog i vlažnog zrna odgovarajuće). Ovo smanjenje je bilo značajno, ali malo, tako da to nije umanjilo klasu kvaliteta pšenice u skladu sa argentinskim standardom za pšenicu. Nije evidentirana varijacija u težini pšenice u zavisnosti da li je bila locirana u gornjim, srednjim, ili donjim zonama u vreći. To znači da različite temperature u različitim lokacijama zrna nisu uticale na težinu.
.

Pekarski kvalitet

Sadržaj glutena:
Polazni sadržaj glutena je sličan kod vlage 12.5% i 16.4% (30.2% i 29.8% odgovarajuće). Polazni sadržaj vlage imao je značajan uticaj na varijaciju glutena tokom skladištenja. Količina glutena je takođe bila zavisna od položaja zrna u vreći; najznačajnija kod 16.4% vlage, pri čemu zrno u središnjim i donjim zonama pokazuju veliko prosečno smanjenje sadržaja glutena. Zrna u gornjim zonama nisu bila podložna ovoj promeni.

Tokom 150 skladišnih dana registrovan je pad od 2.2% u sadržaju glutena u suvoj pšenici, pri čemu lokacija zrna u vreći nije imala efekta. Suprotno, sadržaj glutena u vlažnoj pšenici je bio mnogo više podložan ovom uticaju. Prosečno smanjenje je bilo 3.8% 45-og dana, 5% 80-og dana i 7.2% 150-og dana. Položaj zrna u vreći imao je značajan efekat kod vlažne pšenice (16.4 % vlage). Sadržaj glutena u gornjim zonama vreće je manje podložan promeni nego u srednjim i donjim zonama vreće, pri čemu je zrno izgubilo osobinu vezivanja vode nakon 45 skladišnih dana.

Izrada hleba:
Utvrđena je velika razlika između polazne zapremine hleba od suve (12.5% vlage) i vlažne (16.4%) pšenice, koja je imala 55 cm3 veću zapreminu od one prve. Zapremina hleba suve pšenice (12.5%) pokazuje povećanje od svoje originalne vrednosti ali nije bilo efekata vezanih za njen položaj u skladišnoj vreći, dok je pšenica sa 16.4% vlage umanjila svoju zapreminu hleba za 97 cm3, uz veliku interakciju između vremena skladištenja i položaja zrna u vreći. U gornjim zonama, zapremina hleba od zrna pšenice je ostala nepromenjena tokom 150 skladišnih dana, dok je u donjim i srednjim zonama, zapremina hleba smanjena na 530 cm3 nakon 45 dana pod toplijim vremenskim uslovima.
Table 4. Evolution of Loaf volume (cm3)
.

Promena koncentracije CO2 i O2

Koncentracija gasova u vreći je merena 5-og i 100-tog skladišnog dana kod sadržaja vlage od 12.5% i 16.4%. Na variranje koncentracije CO2 i O2 uticale su vlaga i dužina skladištenja, dok nije zabeležena razlika na različitim visinama u vreći. U vreći sa pšenicom vlage 16.4% zabeležen je viši nivo repiracije nago kod pšenice sa vlagom 12.5%. Nakon 5 skladišnih dana, vlažna pšenica je imala proseču koncentraciju CO2 od 18.9%, dok je suva pšenica imala 4.4% (77% manje). U istom periodu skladištenja, koncentracija O2 u vlažnom žitu je smanjena na 5.5% (21% je normalni sadržaj O2 u okolnoj sredini), u poređenju sa konc. u suvom žitu gde je bila 14.7%. Nakon 100 skladišnih dana, koncentracija CO2 je bila viša u obe vreće. Vlažna pšenica je povećala koncentraciju CO2 za 17% između 5-og i 100-og dana (22.8%), a u istom periodu povećanje u suvoj pšenici je bilo 66% (13%). Trend koncentracije O2 je bio različit. Kod suve pšenice koncentracija O2 je smanjena na 10.4% nakon 100 dana (29% manje) dok, u vlažnom zrnu, nije bilo promene u koncentraciji O2.

Ovi podaci pokazuju da je sistem“Silobag“ u stanju da modifikuje gasnu atmosferu ka obogaćenju koncentracije CO2 i smanjenju koncentaracije O2, da je održi modifikovanu tokom dužeg vremena skladištenja. Stoga, „Silobag“ sistem skladištenja oslikava zaista pravu tehniku skladištenja u modifikovanoj gasnoj atmosferi.
.

Promena broja insekata

U obe vreće pšenice (12.5% i 1.6.4% vlage), nisu primećeni živi insekti tokon 150 dana skladištenja. Bibliografski podaci navode da su koncentracija CO2 i O2, vreme izloženosti, vrsta insekata, životno doba insekata, temperatura i relativna vlaga primarni faktori koji utiču na smrtnost insekata u KA ogledima na insektima. Annis (1986) je obradio većinu od ovih uticajnih faktora. U njegovim testovima, odnos koncentracije i vremena (CT proizvod) je upotrebljen radi prikaza primljene doze (Alagusundaram et al., 1995). Na datoj temperaturi i sadržaju vlage, mortalitet je bio uslovljen koncentracijom gasa i vremenom izloženosti.

Istraživanja su utvrdila (White and Jayas, 1993) da je sa CT vrednošću od 9744%h postignuta potpuna smrtnost insekata. Bartosik et al. (2001) su utvrdili da niža doza CO2 tokom dužeg vremena izloženosti može biti efikasnija od više doze primenjene tokom kraćeg vremena izloženosti. Procenjena koncentracija CO2 u vreći tokom prvih 45 dana skladištenja bila je 8.7% (prvi uzorak je uzet 45-og dana od početka testa). Rezultat je bio CT vrednost od 9396 %h (1080 h * 8.7%). Vlažna pšenica je imala procenjenu vrednost CO2 koncentracije od 20.9% nakon 45 dana sa CT od 24960 %h (1080 hs * 20.9%). Ovi nivoi CT proizvodi su bili dovoljno visoki da prouzrokuju mortalitet insekata.
.

Zaključci

– Temperatura zrna u hermetički zatvorenoj plastičnoj vreći prati promenu spoljašnje temperature i smanjenje je ostvareno tokom kasnog leta i jeseni. Promena temperature je bila u funkciji lokacije pšenice u vreći. Zrna u gornjim zonama beležila su sniženje temperature od 39ºC do 20ºC u danima koji su sledili nakon uskladištenja žita u vreće. Za pad temperature zrna u donjim i srednjim zonama, na ispod 25ºC, trebalo je 30 i 50 dana odgovarajuće. Razlike u temperaturama su vezane za različitu brzinu prostiranja toplote u zavisnosti od lokacije zrna u vreći (gore, sredina, dole).

– Nije bilo promene u srednjem sadržaju vlage tokom 150 dana eskperimenta, ni u vlažnoj ni u suvoj pšenici. Nije detektovana nikakva eksterna, niti interna migracija vode.
– Registrovan je mali gubitak mase nakon 150 dana skladištenja, koji je bio mnogo značajniji kod vlažne, nego kod suve pšenice. Smanjenje nije promenilo kvalitetnu klasu pšenice prema argentinskom standardu pšenice.

– Energija klijanja i snaga klijanja ostale su nepromenjene kod suve pšenice i nisu utvrđene nikakve zavisnosti u odnosu na položaj pšenice u skladišnoj vreći. U vlažnoj pšenici, klijavost je značajno umanjena u srednjim i donjim zonama skladištenja nakon 45 dana, a 80-og dana je umanjenje bilo značajno i u gornjoj zoni skladištenja. Sadržaj vlage i delovanje temperature uzrokovali su pad u testu klijanja, što je prouzrokovalo isti rezultat u sadržaju glutena i zapremini hleba.

– Zrno sa 12.5% vlage nema značajne promene u pekarskom kvalitetu, dok je ono sa 16.4% pogođeno uglavnom u srednjim i donjim zonama u vreći. Vremenski period od 150 dana izgleda da nije kritičan za konzervaciju zrna sa 12.5% valge, dok je za zrno sa 16.4% vlage uočen pad u nekim kvalitetnim pokazateljima nakon 45-og dana skladištenja. Postupak skladištenja, usled kombinacije visoke temperature i visoke vlage, uticao je na pekarski kvalitet uskladištene pšenice sa 16.4% vlage.

– Disanje pšenice poizvelo je povećanje od 13% i 23% sadržaja CO2 i smanjenje od 10.4% i 5.6% sadržaja O2 100-tog dana kod suve i vlažne pšenice odgovarajuće. Varijacije u koncentraciji su bile značajnije kod vlažne nego kod suve pšenice. Nisu registrovane nikakve razlike u koncentraciji gasa u zavisnosti od lokacije zrna u skladišnoj vreći, što znači da nije bilo raslojavanja gasova.

– Nisu registrovani živi insekti u vreći sa vlažnom (16.4%) i suvom (12.5%) pšenicom ni u jednom periodu sprovođenja testa. To može da sugeriše da je odnos između koncentracije CO2 u vreći i vremena izloženosti ovoj koncentraciji bilo dovoljno toksično da prouzrokuje 100%-tnu smrtnost insekata.