Величина критичної вологості 15% зумовлена тим, що зерно складається переважно з крохмалю, білків і клітковини. Крохмалем зв'язується близько 12% води, білками близько 19%, клітковиною близько 16%, тому цілим зерном може зв'язуватися деякий середня кількість води, що і відповідає зазначеним вище 15%.
Вода, що міститься в зерні, настільки міцно з'єднується з колоїдами, що вже не може виконувати функції розчинника, а перетворюється в зв'язану воду.
При нормальних умовах зберігання зв'язана вода не робить несприятливого впливу і не порушує стан спокою. Однак тканини зерна, що володіють гігроскопічністю, в разі надмірної вологості навколишнього повітря здатні поглинати її. Процес поглинання водяної пари відбувається до тих пір, поки між вологістю зерна і вологістю навколишнього повітря не встановиться рівновага. Волога зерна в цих умовах носить назву рівноважної. Вона залежить від відносної вологості навколишнього повітря і помітно змінюється в залежності від її величини.
Швидше за всіх поглинає вологу зародок, потім оболонка зерна і найповільніше ендосперм, тому зародок буває найбільш вологим. Він реагує дуже швидко на кожну зміну відносної вологості повітря підвищенням або пониженням вмісту вологи.
Зерно дуже швидко поглинає вологу з різних домішок, особливо з насіння бур'янів, уламків стебел і т.п. в яких в період збирання міститься більше води, ніж в зрілому зерні ячменю. Цим викликається необхідність обов'язкового очищення ячменю перед надходженням його на зберігання.
Рівноважна волога лежить в основі розподілу вологи в масі зберігається ячменю; волога з більш теплих ділянок переміщається в більш холодні.
Важливим фактором, що впливає на стан зерна при зберіганні, крім вологості, є температура навколишнього повітря. Чим вона вища, тим нижче рівноважна вологість зерна при одній і тій же відносній вологості повітря.
Підвищення температури повітря в звичайних умовах зберігання зерна тягне за собою посилення дихання. Навіть при низькій температурі (10-11 0 С) відбувається дихання зерна, а отже, і втрати речовин, що витрачаються на цей процес. Так, кількість вуглекислого газу, що виділяється зерном при постійній вологості (14-15%), на один кг ячменю за 24 години при температурі 18 0 С становить 1,4 мг, при 30 0 С - 7,5 мг, при 40 0 С - 30 мг, при 52 0 С - 24,9 мг.
Більш висока температура призводить до різкого порушення всіх функцій зерна і поступово до його загибелі. У більшості злаків, в тому числі і у ячменю, цю межу лежить при температурі понад 55 0 С, коли відбувається коагуляція білків в плазмі клітин і життєдіяльність їх припиняється.
Результатом ненормальних умов зберігання є самосогревание зерна, яке має велике практичне значення, так як призводить до псування ячменю. Причиною самозігрівання є підвищення вологості зернової маси. В результаті чого посилюється дихання зерна, температура шару підвищується, що призводить до посилення життєдіяльності мікроорганізмів, розвиток яких підсилює самосогревание зернової маси. Зерно, що знаходяться в другій і третій стадіях самозігрівання, для пивоваріння непридатне.
Особливо сильний вплив самосогревание надає на схожість зерна. При підвищенні температури тільки до 23 0 С прорастаемость знижувалася з 93 до 67%, а подальше нагрівання до 31-46 0 С тягло за собою зниження прорастаемость до 50% і нижче. Перехід аеробного дихання в анаеробний процес супроводжується накопиченням продуктів, що є токсичними для зародка. В результаті чого життєздатність його послаблюється.
Засобом попередження самозігрівання служить сушка, провітрювання і охолодження зернової маси.
Крім самозігрівання, при зберіганні зерна може відбуватися його запотівання. Запотівання спостерігається в сухому і вологому зерні. Однією з причин запотівання сухого зерна є зміна властивостей колоїдних гелів в часі. При зберіганні відбувається поступове зменшення гидрофильной здатності колоїдів зерна. У крохмалю і білків, які є основними складовими речовинами зерна, знижується здатність зв'язувати воду. В результаті цього з'являється вільна волога, яка виділяється на поверхні зерна.
Другою причиною запотівання зерна є синтетичні процеси, які супроводжуються також виділенням деякого кількість води:
Виділилася при цьому вода залишається в зерновій масі, конденсується, що призводить до збільшення відносної вологості повітря міжзернових просторів. Для попередження запотівання вдаються до сильного провітрювання зернової маси сухим повітрям (активна вентиляція), зниження висоти насипу зернової маси, перекачуванні зернової маси з силосу в силос при ретельному очищенню зерна.
Таким чином, основними факторами, що визначають перебіг життєвих процесів у зерновій масі при зберіганні, є:
- вологість зернової маси;
- вологість навколишнього середовища;
- ступінь аерації зернової маси.
Застосовують в основному два способи зберігання, засновані на принципі анабіозу:
- зберігання зернових мас в сухому стані, тобто з вологістю нижче критичної;
- зберігання зернових мас в охолодженому стані, коли температура маси зерна знижена до меж, які суттєво гальмують вплив на всі життєві функції зерна.
Спосіб зберігання зернових мас в сухому стані заснований на принципі зневоднення зерна до вологості істотно нижче критичної (11-12%), коли життєдіяльність зерна зведена до мінімуму, причому при таких умовах виключається розвиток мікроорганізмів і комах. Даний спосіб використовують для довгострокового зберігання зерна та насіння (протягом декількох років).
Спосіб зберігання зернових мас в охолодженому стані заснований на використанні низьких температур, при яких різко знижується життєдіяльність зернової маси. Зерно знаходиться в охолодженому стані першого ступеня, якщо температура всіх верств насипу нижче 10 0 С. Більш консервирующим вважається охолодження, коли температура нижче 0 0 С (друга ступінь).
Для охолодження зерна широко застосовують примусове про-дування зернової маси повітрям без її перемішування - актив-ве вентилювання.
Приступаючи до вентилювання зернової маси з метою охолоджув-ня, необхідно знати фактичний стан зерна і погодні умо-вия. Тому спочатку визначають вологість, температуру зерна і повітря, за якими встановлюють доцільність вентилювання.
Для активного вентилювання зерна використовують стаціонарні, напольно-переносні (пересувні) і пересувні трубні уста-новки. Ця техніка призначена для вентилювання зерна в скла-дах з горизонтальними і похилими підлогами, а також в силосах елеваторів.
Таким чином, для збереження ячменю нормальної якості необхідними умовами є низька вологість (нижче критичної), низька температура (нижче 10 0 С), вентилювання зернової маси.