Тема 2. Фізичні властивості зерна та продуктів його переробки

Загальна характеристика властивостей зернової маси

Зернова маса складається з двох фаз:

- твердої (зерно, насіння сміттєвих та інших культурних рослин, мінеральні домішки тощо),

- повітря міжзернових просторів.

Властивості

Фізичні: сипкість, самосортування, шпаруватість.

Гігроскопічні: здатність до сорбції і десорбції різних парів та газів.

Теплофізичні: теплоємкість, теплопровідність, температуропроводність, термовологопровідність.

Фізичні властивості зернової маси

Сипкість зернової маси характеризується коефіцієнтом зовнішнього та внутрішнього тертя і визначається кутом природного нахилу.

Кут природного нахилу у зернових злаків залежить від стану зерна, і характеризується такими показниками: - форма зерна, - розміри зерна, - характер поверхні, - вологість, - кількості домішок та їх складу.

Кут природного нахилу коливається від 20 до 50°.

Домішки, як правило, знижують сипкість зернової маси. Вологе зерно також має меншу сипкість.

Кут природного нахилу, може бути наступним:

Просо	20-27 º
Жито, пшениця	23-38 º
Кукурудза	30-40 º
Соняшник	31-45 º
Рис - зерно	27-48 º

Самосортування має місце при будь-якому переміщенні зернової маси. При цьому компоненти зернової маси нерівномірно розподіляються. Неоднорідність зерна за формою, питомою вагою, масою 1000 зерен сприяє різній парусності, тобто переміщенню кожної частинки в повітряному потоці.

Велике за розмірами, але з малою питомою вагою, зерно завжди має більшу парусність. Саме на різній парусності окремих частинок зернової маси базується принцип роботи багатьох зерноочисних машин, де проходить відділення легких домішок в повітряному потоці.

Найбільш виражене самосортування зернової маси проходить під час завантажування і розвантажування зерносховищ.

Існує три випадки висипання: нормальне, асиметричне та симетричне.

При нормальному висипанні в першу чергу, рухається вертикальний шар зерна над випускним отвором. Поступово в цей шар втягуються верхні бокові шари ( в силосах з симетрично розміщеними завантажувальними і випускними отворами з відносно великим діаметром).

Асиметричний характер висипання спостерігається в силосах з великим діаметром, але при несиметричному розміщенні завантажувальних і випускних отворів.

Симетричне висипання спостерігається у вузьких силосах. Воно характеризується одночасним рухом всієї зернової маси з дещо швидшим рухом центрального стовпа. Коли в силосі залишається приблизно половина зерна, характер висипання стає нормальним.

Шпаруватість

Впливає на: обмін тепла, збереження життєдіяльності зерна, активне вентилювання, знезараження за допомогою парів отруйних газів дезінсекція.

Характер шпаруватості залежить від:

1. Форми, розмірів, стану поверхні зерна, а також його щільності.

2. Кількості та складу домішок (крупні, дрібні).

3. Вологості зерна (збільшується).

4. Особливостей тої чи іншої культури /овес, пшениця/,

Зерно пшениці має шпаруватість в межах 35-45 %, а насіння соняшника 60-80 %.

В цілому шпаруватість ( ) - це відношення об'єму, зайнятого шпарами, до загального об'єму зернової маси у відсотках:

,

де - загальний об'єм зернової маси,

- дійсний об'єм твердих частинок зернової маси.

Шпаруватість може бути виражена також формулою:

,

де - щільність зернової маси.

Шпаруватість деяких зернових мас:

Соняшник	- 60-80 %	при натурі 325-440 г/л
Рис - зерно	- 55-65 %	при натурі 440-550 г/л
Кукурудза	- 35- 55 %	при натурі 680-820 г/л
Пшениця	35-45 %	при натурі 730-840 г/л
Горох (люпин)	40-45 %	при натурі 750-800 г/л

Знаючи об'єм зернової маси та її шпаруватість можна обчислити об'єм повітря, яке знаходиться в цій зерновій масі. Під час активного вентилювання ця кількість повітря приймається за один обмін.