Механические свойства зерна. Физические свойства семян и их значение для очистки

Главная

Скуд

Объемная масса.
Сушильное оборудование, как правило, используют вместе с другими установками и машинами для послеуборочной обработки зернового урожая, а также . В зерносушильных комплексах, как правило, используют емкости для влажного (буферного сырого хранения) с конусным дном. Линейки недорогих силосов для хранения зерна будут опубликованы позднее. Зерносушилки — в приоритете…

Для расчета производительности сушильного оборудования, вместимости приемных, резервных и компенсирующих емкостей необходимо знать объемную массу подлежащего обработке зернового материала, т.е. отношение массы материала к занимаемому ею объему. В литературе можно встретить различные названия этого показателя: плотность зерновой массы, натура, насыпная масса и др. Объемную массу (В) обычно выражают в килограммах или тоннах материала в 1 м 3 емкости. На величину объемной массы влияют форма, размеры и плотность отдельных зерен, а также состояние их поверхности. Если поверхность оболочки зерна шероховатая, то зерновая масса может иметь менее плотную укладку, чем при гладкой поверхности, а следовательно, и более низкую величину объемной массы. С изменением влажности зерна изменяется плотность укладки и зерновок, что оказывает влияние на объемную массу. Характер этого влияния у отдельных культур и даже сортов различен. Как правило, при снижении влажности зерна объемная масса повышается (у зерна пшеницы при снижении влажности с 30 до 15% объемная масса повышается на 12-15%). В таблице приведены данные по объемной массе предварительно очищенного зерна различных культур в диапазоне влажности материала 15-30%. Пределы колебания этого показателя обусловлены сортовыми особенностями и изменением влажности материала в указанном диапазоне. При расчете размеров емкостей для временного хранения зерна необходимо ориентироваться на данные по преобладающим культурам (наименьшую объемную массу имеют овес и подсолнечник, наибольшую — просо, клевер, горох).

Объемная масса В и угол естественного откоса а зерна различных культур

Культура	В, кг/м 3	а, град
	Влажность зерна, %
	15-30	15-16	25-30
Пшеница	650-800	28-30	35-38
Ячмень	550-700	30-32	38-42
Рожь	650-800	25-30	35-38
Овес	400-550	32-35	40-45
Пpoco	750-850	20-22	25-29
Рис	450-750	30-32	38-42
Подсолнечник	300-450	32-35	42-45
Горох	700-850	28-30	30-35
Кукуруза	650-800	30-32	35-40
Клевер	750-850	25-30	30-35

Величина объемной массы зависит от способа засыпания зерна в емкость, обусловливающего различную плотность его укладки (различие может достигать 10-12%). Поэтому конструкция лабораторного прибора «пурки» для определения объемной массы зерна — сосуда вместимостью 1 л — обеспечивает эталонный способ равномерного засыпания материала в емкость.

Засоренность зернового вороха также оказывает существенное влияние на его объемную массу. При этом на величину объемной массы влияет не только количество примесей, но и их качественный состав. Крупные примеси могут способствовать разрыхлению зерновой массы, а мелкие — уплотнять ее (за счет заполнения межзернового пространства). Существенное значение имеют также влажность и плотность частиц примесей.

Сыпучесть.
Важнейшим свойством зерновой массы является ее сыпучесть, которая характеризуется углом естественного откоса а и углом трения о различные поверхности. С понижением влажности зерновой массы уменьшается угол ее естественного откоса, т.е. угол между основанием и образующей конуса при свободном падении зерновой массы на горизонтальную плоскость. Зависимость величины угла естественного откоса от влажности зерновой массы различных культур иллюстрируется данными таблицы …

С повышением засоренности материала и плотности его укладки возрастает угол естественного откоса. Например, сильно засоренный зерновой ворох высокой влажности, уплотненный от встряхивания в кузове автомашины, может иметь угол естественного откоса 70-80 град.

Многие операции послеуборочной обработки зернового вороха предусматривают перемещение материала по различным поверхностям: по трубам и лоткам, транспортерной ленте и т.п. В связи с этим важно знать величины углов трения зерновой массы по различным поверхностям и их зависимость от влажности материала. Диапазоны изменения углов трения зерна в интервале влажности 15-35% составляют по металлическим поверхностям 22-35 град, по транспортерной ленте — 25-40.

При монтаже транспортирующих устройств следует использовать данные по углам наклона самотечных труб и их сечениям.

Сопротивление зернового слоя воздушному потоку.
При подборе вентиляторов для сушки и вентилирования зерна необходимо знать величину аэродинамического сопротивления зернового слоя S. Эта величина зависит от толщины зернового слоя б, скорости движения воздуха через зерновую массу V и аэродинамических свойств зерновой массы. Coпротивление зернового слоя можно определить по формуле

S = А б V n ,

где А и n коэффициенты, зависящие от вида зерна.

Культура	Коэффициенты формулы (1.4)		Расчетные величины сопротивления зернового слоя толщиной 1 м при скорости движения воздуха V, м/с
Пшеница	А	n	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5
Пшеница	1410	1,43	0,51	1,38	2,48	3,74	5,13
Рожь	1760	1,41	0,67	1,78	3,16	4,75	6,5
Овес	1640	1,42	0,61	1,63	2,91	4,39	6,02
Ячмень	1440	1,43	0,52	1,41	2,53	3,82	5,25
Кукуруза	670	1,55	0,19	0,54	1,02	1,59	2,24
Просо	2340	1,38	0,95	2,49	4,37	—	—

На величину S влияют плотность укладки зерновой массы при ее засыпке, степень уплотнения зернового слоя в процессе сушки, засоренность материала, а также его влажность, параметры воздуха и др. Особенно большое влияние имеют способ засыпки материала и его засоренность. При неблагоприятном воздействии этих факторов аэродинамическое сопротивление зернового слоя может возрасти на 30- 50%. Для уменьшения этого воздействия целесообразно: при выборе средств загрузки вентилируемых емкостей и сушильных камер отдавать предпочтение тем, которые обеспечивают равномерную рыхлую укладку материала;

перед вентилированием и сушкой зерновой массы проводить предварительную очистку исходного материала с обязательным выделением мелких примесей;

применять «гасители» скорости зерна при его загрузке.

Бахитов Т. А. 1 , Федотов В. А. 2

1 Кандидат технических наук, Оренбургский государственный университет, 2 ORCID: 0000-0002-3692-9722, Кандидат технических наук, Оренбургский государственный университет

ВЛИЯНИЕ СТРУКТУРНО-МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЗЕРНА ПШЕНИЦЫ НА ЕЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Аннотация

В статье рассматриваются вопросы целевого назначения муки из зерна пшеницы в зависимости от степени дисперсности. Описаны различия в формировании помольных партий зерна в соответствии с его структурно-механическими свойствами. Выявлены значимые связи показателя твердозерности зерна и реологическими свойствами теста. Определен характер связей, разработаны уравнения регрессии, позволяющие прогнозировать технологические свойства зерна по его твердозерности. Показана важность оценки структурно-механических характеристик при переработке зерна пшеницы на производстве.

Ключевые слова : хлеб, твердозерность зерна, количество и качество клейковины, экспресс-анализ.

Bahitov T. A. 1 , Fedotov V. A. 2

1 PhD in Engineering, Orenburg State University, 2 ORCID: 0000-0002-3692-9722, PhD in Engineering, Orenburg State University

INFLUENCE OF WHEAT GRAIN STRUCTURAL-MECHANICAL PROPERTIES ON ITS TECHNOLOGICAL QUALITY

Abstract

The article examines the questions of the purpose for wheat grain flour depending on the dispersion degree. There are the differences in the formation of grinding grain batches in accordance with its structural and mechanical properties in article. It is revealed significant relationships indicator of grain hardness and rheological properties of the dough. It is determined the nature of the relationship developed by the regression equation used to predict the technological properties of grain hardness. We show the importance of assessing the structural and mechanical characteristics in the processing of wheat grain production.

Keyword : bread, grain hardness, gluten quantity and quality, rapid analysis.

Технологи хлебопекарного и кондитерского производств предъявляют различные требования к муке, используемой для разных видов изделий. Количественные и качественные характеристики углеводно-амилазного и белково-протеиназного комплекса зерна, а отсюда и соотношения компонентов муки подвержены значительным колебаниям, что существенно влияет на ее технологические свойства.

Размеры частиц должны соответствовать целевому назначению муки. Известно, что для высококачественных макаронных изделий предпочтительна мука из твердой пшеницы с преобладанием частиц размером более 250 мкм. В хлебопекарной муке второго сорта количество частиц величиной более 250 мкм не должно превышать 2 %, в высшем и первом сортах ограничивают содержание частиц размером более 140 и более 190 мкм соответственно. Для кексов и некоторых других видов мучных кондитерских изделий желательна мука из мягкозерной низкостекловидной пшеницы с частицами величиной до 30 мкм. Считается, что мука с III драной системы максимально отвечает требованиям, предъявляемым к муке для бараночных изделий (36 – 38 % сырой клейковины со средней упругостью и растяжимостью в пределах 16 – 22 см). Для выпечки хлебобулочный изделий высшего качества (типа саратовского калача, городской булки) требуется мука с упругой клейковиной I группы в количестве 35 – 40 %. Установлено, что мука, содержащая 17 – 26 % сырой клейковины, дает печенье (сахарное и затяжное) лучшего качества, чем мука с 31 – 34 % клейковины, которая была принята за эталон .

В таблице 1 приведена оптимальная характеристика муки для хлебобулочных изделий, печенья, пирожных, кексов, крекеров, бисквитов.

Ряд исследователей считает, что при нормальных условиях произрастания пшеницы ее сила определяется сортом и содержанием белка. Так, зерновые стандарты США подразделяют типы пшеницы (за исключением белозерной) на товарные классы, которые отражают наследственные различия свойств сортов и возможности потенциального использования.

Таблица 1 – Оптимальная характеристика муки для нужд хлебопекарного и кондитерского производств

Целевое назначение зерна	Размеры частиц, мкм	Зольность, %	Содержание белка, %	Качество клейковины
Хлеб	50	0,50	11,5	Сильная
Печенье	30 – 50	0,44	9,5	Слабая
Пирожные	30 – 50	0,44	8,5	Слабая
Крекеры	35 – 50	0,44	9,5	Сильная
Бисквиты	30 – 45	0,40	10,0	Сильная

Независимо от содержания белка сорта твердозерной красной пшеницы дают крупитчатую муку, которую пользуют в основном для хлебопечения. При большом количестве белка мука из высококачественных сортов этих типов пшеницы характеризуется высокими значениями показателей седиментации по Зелени, вязкости, водопоглотительной способности, смесительной ценности и объемного выхода хлеба и других дрожжевых изделий.

Сила муки заметно возрастает с увеличением количества белка. Муку из мягкозерной пшеницы средней силы используют в чистом виде или в смеси с более сильной или более слабой мукой из мягкозерной и твердозерной пшеницы для изготовления печенья, крекеров, пирогов и других целей (таблица 2) .

Сорта мягкозерной пшеницы с небольшим количеством протеина (до 9,5 %) обеспечивают отличное качество муки для изготовления кексов, бисквитов, печенья. Высокие значения содержания белка и степени повреждения крахмала при помоле твердозерных сортов мягкой пшеницы обусловливают целесообразность ее использования для выработки хлебопекарной муки.

Таблица 2 – Целевое назначение зерна в зависимости от физических свойств теста

Известно, что твердозерные сорта отличаются хорошими мукомольными и хлебопекарными свойствами, некоторые из них можно использовать для производства макаронных изделий. При переработке мягкой твердозерной пшеницы получается около 45 % крупки и 10 % полукрупки с зольностью 0,54; 0,80 % и 0,43; 0,60 % соответственно.

Дифференцированный помол целесообразно проводить на мукомольных заводах с несколькими секциями, использующих в качестве улучшителей сорта сильной и наиболее ценной твердозерной пшеницы .

Мука, полученная при хлебопекарном помоле сортов твердозерной пшеницы, отличается большими размерами частиц (крупитчатостью) по сравнению с готовым продуктом из мягкозерной пшеницы. Это обусловливает ухудшение показателя белизны и увеличение времени образования теста. В то же время водопоглотительная способность по фаринографу и водопоглощение при выпечке хлеба, а также щелочеводоудерживающая способность у муки из твердозерной пшеницы, как правило, выше, чем у муки из мягкозерной, что обусловлено повышенными содержанием белка и степенью повреждения крахмала.

Однако в муке, выработанной из сортов сильной и ценной пшеницы со стекловидной консистенцией эндосперма, содержание белка (клейковины) в большинстве случаев превышает оптимальный уровень количества белка в муке, предназначенной для хлебопечения. Как правило, клейковина такой муки слишком упруга и недостаточно растяжима, что также затрудняет выработку высококачественных хлебобулочных изделий. Поэтому для обеспечения требуемых свойств хлебопекарной муки на мукомольных заводах смешивают твердозерную и мягкозерную пшеницу (обычно два – три компонента, на отдельных заводах до десяти). При этом необходимо раздельно подготавливать компоненты помольной партии в соответствии с их структурно-механическими свойствами .

Выявлены значимые связи твердозерности и показателей водопоглотительной способности муки, времени образования теста, устойчивости теста (таблица 3).

Представляет интерес разработка экспресс-анализов степени твердозерности зерна, позволяющие оперативно изменять параметры помола и соотношение зерна в помольных партиях .

Для этого использовались методы оптической микроскопии с целью получения изображения частиц размола зерна, техническое зрение – для поиска и классификации частиц по форме и размеру. Собранные статистические данные позволили разработать способ определения твердозерности зерна пшеницы (патент на изобретение № 2442132).

Особенности технологических свойств сортов твердозерной и мягкозерной пшеницы нужно учитывать при формировании помольных партий зерна. Мукомольные заводы, зная структурно-механические характеристики пшеницы, могут активно влиять на результаты ее переработки в процессе подготовки к помолу и измельчения.

Таблица 3 – Результаты регрессионного анализа зависимости реологических свойств теста от показателя твердозерности Х, кг/мм²

Список литературы / References

Федотов В.А. Факторы формирования потребительских свойств зерномучных товаров / В. А. Федотов // Вестник Оренбургского государственного университета. – 2011. – № 4. – С. 186-190.
Калачев М.В. Малые предприятия для производства хлебобулочных и макаронных изделий / М. В. Калачев. – М. : ДеЛи принт, 2008. – 288 с.
Медведев П.В. Влияние твердозерности зерна на его макаронные свойства / П. В. Медведев, В. А. Федотов, И. А. Бочкарева // Международный научно-исследовательский журнал. – 2015. – № 11 (42). – С. 68 – 74.
Медведев П.В. Комплексная оценка потребительских свойств зерна и продуктов его переработки / П. В. Медведев, В. А. Федотов, И. А. Бочкарева // Международный научно-исследовательский журнал. – 2015. – № 7-1 (38). – С. 77-80.

Список литературы на английском языке / References in English

Fedotov V.A. Faktory formirovanija potrebitel’skih svojstv zernomuchnyh tovarov / V. A. Fedotov // Vestnik Orenburgskogo gosudarstvennogo universiteta . – 2011. – № 4. – P. 186-190.
Kalachev M.V. Malye predprijatija dlja proizvodstva hlebobulochnyh i makaronnyh izdelij / M. V. Kalachev. – M. : DeLi print, 2008. – 288 p.
Medvedev P.V. Vliianie tverdozernosti zerna na ego makaronny`e svoi`stva / P. V. Medvedev, V. A. Fedotov, I. A. Bochkareva // Mezhdunarodnyj nauchno-issledovatel’skij zhurnal . – 2015. – № 11 (42). – P. 68 – 74.
Medvedev P.V. Kompleksnaja ocenka potrebitel’skih svojstv zerna i produktov ego pererabotki / P. V. Medvedev, V. A. Fedotov, I. A. Bochkareva // Mezhdunarodnyj nauchno-issledovatel’skij zhurnal . – 2015. – № 7-1 (38). – S. 77-80.

Ключевые слова

РАБОЧИЕ ОРГАНЫ / СЕМЕНА / СЕЯЛКА / СВОЙСТВА / ЗЕРНОВЫЕ КУЛЬТУРЫ / СОШНИК / СЕМЯПРОВОД / WORKING ORGANS / SEEDS / SEED / DRILL / PROPERTIES / GRAIN CROPS / OPENER / SEED STEM

Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы - Евченко А.В.

Разработка рабочих органов селекционных машин возможна лишь при достаточном изу-чении физико-механических свойств семян конкретных сортов. Форма и размеры семян изменчивы и зависят как от почвенных, так и от погодных условий в период вегетации. Изу-чение размеров семян, их геометрической формы и структуры их поверхности позволит определить характер взаимодействия едино-го зерна с поверхностями семенного ящика, семяпровода , отражателя семян и ограничи-вающими поверхностями сошника и уточнить параметры конструкции селекционной зерно-вой сеялки . Цель исследования: изучить физи-ко-механические свойства семян районирован-ных и перспективных сортов зерновых куль-тур Тарского района Омской области. Задачи исследования: определить корреляционную за-висимость между признаками (линейными раз-мерами) семян, углы естественного откоса, коэффициенты статистического трения се-мян по различным материалам (сталь, поли-этилен, органическое стекло, техническая ре-зина). Исследованы следующие сорта зерно-вых культур: пшеницы Росинка и Светланка; ячменя Тарский-3; овса Тарский-2. Линей-ные размеры семян определены при помощи микрометра с точностью до 0,01 мм. Влаж-ность определена по ГОСТ Р 50189-92 «Зер-но». Установлены корреляционная зависи-мость между признаками (линейными разме-рами) семян; углы естественного откоса се-мян зерновых культур , находящиеся в преде-лах от 29025/ до 39012/; коэффициенты внут-реннего трения и коэффициенты статиче-ского трения, равные соответственно 0,564-0,815 и 0,234-0,410.

Текст научной работы на тему «Анализ физико-механических свойств семян зерновых культур»

АНАЛИЗ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СЕМЯН ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР

ANALYSIS OF PHYSICAL AND MECHANICAL PROPERTIES OF GRAIN CROPS SEEDS

Евченко А.В. - канд. техн. наук, доц. каф. агрономии и агроинженерии Тарского филиала Омского государственного аграрного университета, г. Тара. E-mail: [email protected]

Разработка рабочих органов селекционных машин возможна лишь при достаточном изучении физико-механических свойств семян конкретных сортов. Форма и размеры семян изменчивы и зависят как от почвенных, так и от погодных условий в период вегетации. Изучение размеров семян, их геометрической формы и структуры их поверхности позволит определить характер взаимодействия единого зерна с поверхностями семенного ящика, семяпровода, отражателя семян и ограничивающими поверхностями сошника и уточнить параметры конструкции селекционной зерновой сеялки. Цель исследования: изучить физико-механические свойства семян районированных и перспективных сортов зерновых культур Тарского района Омской области. Задачи исследования: определить корреляционную зависимость между признаками (линейными размерами) семян, углы естественного откоса, коэффициенты статистического трения семян по различным материалам (сталь, полиэтилен, органическое стекло, техническая резина). Исследованы следующие сорта зерновых культур: пшеницы - Росинка и Светланка; ячменя - Тарский-3; овса - Тарский-2. Линейные размеры семян определены при помощи микрометра с точностью до 0,01 мм. Влажность определена по ГОСТ Р 50189-92 «Зерно». Установлены корреляционная зависимость между признаками (линейными размерами) семян; углы естественного откоса семян зерновых культур, находящиеся в пределах от 29025 до 39012/; коэффициенты внутреннего трения и коэффициенты статического трения, равные соответственно 0,5640,815 и 0,234-0,410.

Ключевые слова: рабочие органы, семена,

Evchenko A.V. - Cand. Tech. Sci., Assoc. Prof., Chair of Agronomy and Agroengineering, Tarsky Branch, Omsk State Agrarian University. Tara. E-mail: [email protected]

сеялка, свойства, зерновые культуры, сошник, семяпровод.

The development of working bodies of selection machines is possible only under adequate study of physical and mechanical properties of seeds of specific varieties. The shape and size of seeds are variable and depend on the soil and the weather conditions during the growing season. The study of the size of seeds, their geometrical shape and their surface structure allows us to determine the nature of the interaction of single grain surfaces of the seed box, seed stem, the seed coulter reflector and the bounding surfaces and refine design parameters of selection grain drill. The objective of the work was to study physical and mechanical properties of seeds zoned and promising varieties of crops of Tarsky district of Omsk region. The purpose was to determine the correlation between signs (linear dimensions) of seeds; to determine the angles of repose; to find out the coefficients of friction of statistical seeds for various materials (steel, polyethylene, organic glass, and technical rubber). The following varieties of crops were investigated: wheat "Rosinka" and "Svetlana"; barley "Tarsky-3"; oats "Tarsky-2". The linear dimensions of seeds determined using a micrometer with an accuracy of 0.01 mm. Humidity was determined according to the State standard 50189-92 "Grain". Correlation dependence between variables (linear dimensions) seeds, installed angle of repose of cereal seeds were in the range of 29025//39012/; the coefficients of internal friction and static friction coefficients respectively were equal to 0.564-0.815 and 0,2340.410.

Keywords: working organs, seeds, seed, drill, properties, grain crops, opener, seed stem.

Введение. Разработка рабочих органов селекционных машин возможна лишь при доста-

точном изучении физико-механических свойств семян конкретных сортов. Формы и размеры семян изменчивы и зависят как от почвенных, так и от погодных условий в период вегетации. При изучении физико-механических свойств семян важны не только средние размеры, но и все показатели изменчивости отдельных свойств семян зерновых культур .

Изучение размеров семян, их геометрической формы и структуры их поверхности позволит определить характер взаимодействия единого зерна с поверхностями семенного ящика, семяпровода, отражателя семян, ограничивающими поверхностями сошника и уточнить параметры конструкции селекционной зерновой сеялки .

Цель исследований. Изучить физико-механические свойства семян районированных и перспективных сортов зерновых культур Тар-ского района Омской области.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1) определить корреляционную зависимость между признаками (линейными размерами) семян;

2) углы естественного откоса;

3) коэффициенты статистического трения семян по различным материалам.

Материал и методы исследований. Исследованы следующие сорта зерновых культур: пшеницы - Росинка и Светланка; ячменя - Тар-ский-3; овса - Тарский-2. Образцы семян были взяты из урожая селекционных делянок ФГБНУ «СибНИИСХ» в 2012-2014 гг.

Методика отбора навески аналогична для всех образцов семян. Из трехкилограммового среднего образца методом крестообразного деления выделена навеска, содержащая 200300 шт. семян, которые затем были измерены и взвешены.

Линейные размеры семян определены при помощи микрометра с точностью до 0,01 мм. Влажность определена по ГОСТ Р 50189-92 «Зерно». Соотношение и связь между линей-

ными размерами семян представлены через корреляционно-регрессионный анализ. Между признаками (размерами) проведено п независимых парных наблюдений, по полученным значениям определены выборочные эмпирические коэффициенты корреляции (К), регрессии (Вух), стандартная ошибка коэффициента корреляции (Эг), критерий существенности коэффициента корреляции (Тг) и ошибка коэффициента регрессии (Эв).

Углы естественного откоса определены при помощи прибора, изготовленного в учебной мастерской филиала. Прибор представляет собой прямоугольный ящик, одна из боковых стенок которого выполнена из органического стекла, с размерами: длина - 365 мм; ширина - 200; высота - 230 мм. В днище ящика имеется прорезь (125 ^ 200 мм), перекрываемая задвижкой. Ящик устанавливается горизонтально и заполняется семенами, затем выдвигается задвижка, и материал высыпается через прорезь на горизонтальную поверхность, образуя конус с углом естественного откоса. Величина углов естественного откоса установлена угломером с точностью ±0,50. Повторность опытов принята восьмикратной, среднее значение углов естественного откоса определено как среднее арифметическое .

Коэффициент внутреннего трения между поверхностями отдельных зерен в их совокупности определен как тангенс угла естественного откоса.

Коэффициенты статического трения определены на наклонной плоскости (рис.1) по четырем материалам: стали, полиэтилену, органическому стеклу и технической резине.

Результаты исследований. В результате проведенных исследований физико-механических свойств семян установлено, что геометрические размеры исследуемых сортов зерновых культур варьируют в широких пределах. Средние и экстремальные размеры их приведены в таблице 1.

Рис. 1. Схема сил, действующих на исследуемый материал: а - угол между наклонной (ось Х) и горизонтальной плоскостями; в - вес груза, установленного на исследуемый материал; N - нормальное давление на исследуемый материал со стороны груза; в¡, вп - проекции веса груза на оси координат Х и У; Т - сила трения семени по стали, полиэтилену, органическому стеклу; технической резине

Таблица 1

Линейные размеры семян зерновых культур урожая 2014 года, мм

Культура и сорт Длина L (максимальный) Ширина В (средний) Толщина А (минимальный)

Пшеница - Росинка 6,75 3,22 2,92

Пшеница - Светланка 6,58 3,46 3,09

Ячмень - Тарский-3 10,05 4,05 2,96

Овес - Тарский-2 11,8 3,32 2,61

Анализ таблицы 1 показывает, что длина семян овса Тарский-2 превышает длину семян пшеницы Светланка более чем на 5 мм. По одноименным размерам - ширине и толщине -семена находятся в узком диапазоне, не пре-

вышающем 1 мм.

Корреляционно-регрессионная связь основных размерных характеристик семян при значении критерия Т05 = 2,07; То,1 = 2,81; Т001 = 3,77 представлена в таблицах 2-5.

Таблица 2

Корреляционно-регрессионная связь пшеницы Росинка

X У R Sr Tr Byx Sв Связь

Толщина Ширина 0,547 0,174 3,14 0,755 0,241 **

Толщина Длина 0,43 0,188 2,28 0,845 0,367 *

Ширина Длина 0,503 0,180 2,79 0,71 0,712 **

Корреляционно-регрессионная связь пшеницы Светланка

X У R Sr Tr Byx Sв Связь

Толщина Ширина 0,657 0,157 4,18 0,650 0,155 ***

Толщина Длина 0,613 0,164 3,73 1,157 0,309 **

Ширина Длина 0,344 0,134 2,56 0,651 0,253 *

Таблица 4

Корреляционно-регрессионная связь ячменя Тарский-3

X У R Sr Byx Sв Связь

Толщина Ширина 0,674 0,140 4,79 0,85 0,177 ***

Толщина Длина 0,262 0,201 1,303 1,069 0,819

Ширина Длина 0,466 0,152 3,06 1,553 1,685 **

Таблица 5

Корреляционно-регрессионная связь овса Тарский-2

X У R Sr Byx Sв Связь

Толщина Ширина 0,694 0,150 4,62 0,697 0,150 ***

Толщина Длина 0,274 0,201 1,363 1,512 1,106

Ширина Длина 0,11 0,207 0,531 0,606 1,138

Анализ таблиц 2, 3 показывает, что семена пшеницы имеют среднюю корреляционную зависимость. У пшеницы сорта Росинка около 24 % изменчивости зависимой переменной (результативного признака) связано с изменчивостью независимой переменной (факториального признака), у пшеницы сорта Светланка - 29 %.

Анализ таблиц 4, 5 показывает различную корреляционную зависимость между признаками (размерами). Так, у ячменя Тарский-3 по признаку «толщина - ширина» и «ширина -длина» средняя корреляционная зависимость, а по признаку «толщина - длина» - слабая. У ов-

са Тарский-2 по признаку «толщина - ширина» средняя корреляционная зависимость, а по остальным признакам - слабая.

На рисунках 2-4 представлены вариационные кривые распределения по длине, ширине и толщине 100 штук семян пшеницы, овса, ячменя. Анализ вариационных кривых распределения семян убеждает, что характер распределения имеет закономерность нормального распределения: случайные величины группируются вокруг центра распределения, при удалении которого вправо или влево частоты их постепенно убывают.

Рис. 2. Вариационные кривые распределения длины семян

Рис. 3. Вариационные кривые распределения ширины семян

Рис. 4. Вариационные кривые распределения толщины семян

Коэффициент внутреннего трения между поверхностями отдельных зерен в их совокупности с некоторыми допущениями определен как тангенс угла естественного откоса.

Теоретическими исследованиями доказано, что при свободном пересыпании шаров одинакового диаметра угол естественного откоса может находиться от 25057/ до 70037/. Отсюда следует, что величина угла естественного откоса не зависит от диаметра шаров. Но, как отмечают исследователи, свойства их поверхности влияют на плотность укладки и через нее на величину угла естественного откоса .

Форма исследуемых семян далека от правильной формы шара, однако плотность их

укладки определяется конкретными коэффициентами трения, вследствие этого углы естественного откоса зерновых культур по каждому сорту не имеют значительных различий и варьируют в незначительных пределах. Результаты экспериментов приведены в таблице 6.

Полученные углы естественного откоса семян для всех сортов зерновых культур находятся в пределах от 29025/ до 39012/ и соответственно коэффициенты внутреннего трения равны 0,564-0,815.

В результате обработки экспериментальных данных получены коэффициенты статического трения по фрикционным поверхностям (табл. 7).

Вестник^КрасТЯУ. 2016. № S

Таблица 6

Значение углов естественного откоса Q и коэффициент внутреннего трения семян ^ изучаемых культур

Культура и сорт Абсолютная масса 1000 семян, г Угол естественного откоса, Q Коэффициент внутреннего трения, ^

макс. средний мин. макс. средний мин.

Овес - Тарский-2 43,4 38018/ 35005/ 32010/ 0,789 0,644 0,628

Ячмень - Тарский-3 41,8 39012/ 34018/ 29025/ 0,815 0,682 0,564

Пшеница - Росинка 35,8 36020/ 33015/ 30022/ 0,735 0,655 0,585

Пшеница - Светланка 38,6 37005/ 33050/ 31008/ 0,775 0,670 0,604

Таблица l

Коэффициенты статического трения семян по фрикционным поверхностям

Культура и сорт Влажность, % Коэффициент статического трения

Сталь Полиэтилен Техническая резина Органическое стекло

Пшеница -Росинка 15,4 0,354 0,321 0,410 0,328

Пшеница -Светланка 16,2 0,344 0,302 0,403 0,303

Ячмень -Тарский-3 15,8 0,311 0,271 0,350 0,274

Овес -Тарский-2 16,4 0,325 0,288 0,383 0,234

Анализ таблицы 7 показывает, что различия в величине коэффициентов статического трения по одноименным материалам между культурами незначительное. С изменением фрикционной поверхности коэффициенты статического трения изменяются от 0,234 до 0,410. Наименьший коэффициент статического трения получен при контакте с полиэтиленом и органическим стеклом, максимальный - при контакте с технической резиной.

1. Установлена корреляционная зависимость между признаками (линейными размерами) семян.

2. Установлены углы естественного откоса семян зерновых культур, находящиеся в пределах от 29025/ до 39012/, коэффициенты внутреннего трения равны 0,564-0,815.

3. Установлено, что с изменением фрикционной поверхности коэффициенты статического

трения изменяются от 0,234 до 0,410.

Литература

1. Евченко A.B., Кобяков И.Д. Посевные машины / М-во сельского хоз-ва Российской Федерации, Тарский фил. ФГОУ ВПО «Омский гос. аграрный ун-т». - Омск, 2006.

2. Евченко A.B. Совершенствование рабочих органов пневматических селекционных сеялок: дис. ... канд. техн. наук. - Омск, 2006.

1. Evchenko A.V., Kobjakov I.D. Posevnye mashiny / M-vo sel"skogo hoz-va Rossijskoj Federacii, Tarskij fil. FGOU VPO «Omskij gos. agrarnyj un-t». - Omsk, 2006.

2. Evchenko A.V. Sovershenstvovanie rabochih organov pnevmaticheskih selekcionnyh se-jalok: dis. ... kand. tehn. nauk. - Omsk, 2006.

К физическим свойствам зерна и семян относятся: форма зерна, линейные размеры и крупность, объем, выполненность и щуплость, выравненность, масса 1000. зерен, стекловидность, плотность, пленчатость и лузжистость, натура, механические повреждения зерна, трещиноватость, механические свойства, аэродинамические свойства, зараженность вредителями, засоренность

1 Существуют следующие формы зерна: шарообразная, чечеви-цеобразная, эллипсоид вращения; форма с различными размерами в трех направлениях (длина, ширина, толщина)

2 линейные размеры – длинна, ширина, толщина зерновки. Длинна расстояние между основанием и верхушкой зерновки. Ширина – наибольшее расстояние между боковыми сторонами. Толщина – расстояние между спинкой и брюшной стороной зерновки. Интегральный п-ль крупности , где a,b,l – линейные р-ры. Классифицируют: крупные-L>4мм., средниеL=2,5-4 мм, мелкие 2,5>L/

3 объём з-на необходим для расчета скважистости зерновой массы, для определения режимов очитки и измельчения, считается, что чем больше V зерновки, тем выход готовой продукции. V з-на определяется путём погружения навески з-на в мерную колбу, где нахродится жидкость не вызывающая набухания з-на (толуол). Объём одной зерновки может быть: пшеница – 12-36 мм3, рож – 10-30 мм3, ячмень – 20-40 мм3, гречиха – 9-20 мм3. Объём зерна учитывается через такой п-ль как сферичность (отношении объёма к площади поперечного сечения зерновки (пшеница – 0,52-0,85мм, рож – 0,45-0,75мм), установлено что качество клейковины влияет на объём зерновки., при ухудшении качества клейковины уменьшается объём зерновки.

4 выполненность. Выполненными называются зёрна достигшие при полном созревании выравненности всех структур характерного для данного сорта. Выполненными могут быть мелкие и нормально развитые зёрна. Щуплым называется зёрна недостаточно выполненные, неестественно сморщенные в следствии неблагоприятных условий при формировании зерновки. На предприятии щуплость и выполненность не определяют. В научных исследованиях определяют отношение параметра поперечного сечения зерна и периметра окружности равной площади – коэф. крупности.(для нормального зернак=1.11)

5 выравненность: степень однородности отдельных зёрен составляющих зерновую массу по отдельным показателям качества (вл-ти, цвету,хим.составу. и т д). выравненность определяют 2-мя способами: 1-массе максимального остатка на сите 2- максимальной суммарной массе остатков на двух смежных ситах.

6 масса 1000 зёрен: х-т кол-во в-в содержащихся в зерне, и оценивает крупность зерна, при высокой М1000 меньшее кол-во оболочек и зародыша. М1000 определяют на сухое в-во.М100=(100-W)*M1000 сыр в-ва/100. Пшеница 10-75 гр, рож 10-45 гр, ячмень 20-55 гр., гречиха 15-40 гр. М1000 связанна с крупностью, стекловидностью, плотностью з-на, содержанием эндосперма, чем выше эти п-ли, тем выше М1000. При увеличении М1000 увеличивается выход готовой продукции и улучшается её качество.

7 стекловидность – косвенный показатель характеризующий содержание белка в зерне. Стекловидность усчитывается при выборе режимов ГТО. По стекловидности зерновая масса подразделяется на след группы: 1- высокостекловидные (Ст>60%), 2-среднестекловидное (СТ 40-60%), 3-низкостекловидное (Ст< 40%). Сущ понятие ложная стекловидность (неумелое хранение или неправильная сушка), которая появляется в результате закалки рыхлого эндосперма. При переработке такое з-но растирается как мыльный парашек, определяется в результате замачивания з-на и последующего растирания в руках. Внутренняя часть зерновки – в виде мажущейся или жидкой массы.

8 плотность з-на. Разницу в плотности з-на и примесей используют при очистке з-на. Плотность определяют при помощи пикнометра. Пшеница-1.33-1,55 г/м3, рож-1.26-1.42 г/см3, гречиха1.22-1.32 г/см3.

9 плёнчатость и лузжистость. Плёнчатость - сод-е в % в з-не цветковых оболочек (ячмень, просо, рис, овёс), плодовых(гречиха) или семенных (клещевина) оболочек, при х-ке масличных культур плёнчатость заменяется на лузжистость. Сод-е оболочек х-т ценность з-на при переработке. Чем меньше оболочек, тем больше в з-не эндосперма, а след. и пит. вещ-в. В крупном з-не содержится меньше оболочек, чем в мелком. Имеется несколько способов определения плёнчатости для просо и сорго применяются лабораторные шелушители, для некоторых культу применяются шелушильное устойство ГДФ. Овёс-18-46%, ячмень-7-15, просо-12-25%, рис- 16-24% гречиха-18-28, подсолнечник 35-78%.

10 натура з-на- масса 1л з-на в граммах определяется на пурке. На вел-ну натуры влияет: влажность, сод-е и состав примесей, ф-ма з-на, состояние поверхности, крупность, выравненность, зрелость, выполненность, М1000, плотность и плёнчатость. 1 высоконатурное(пшеница> 785 г/л, ячмень> 605 г/л, рож> 715 г/л, овёс > 510 г/л, подсолнечник> 460 г/л) 2-средненатурное 3 низконатурное (пшеница< 745 г/л, ячмень><543 г/л, рож< 675г/л, овёс < 460 г/л) физические св-ва зерновой массы.

К физическим свойствам относятся сыпучесть, самосортирование, скважистость и плотность укладки, сорбционные свойства и тепло-массообменные свойства(теплофизические).

Сыпучесть. Зерновая масса представляет собой дисперсную двухфазную систему: зерно-воздух и относятся сыпучим материалам.

Сыпучесть или подвижность зерновой массы объясняется тем, что в своей основе зерновая масса состоит из отдельных твёрдых мелких частиц: зерно основной культуры, фракции зерновой примеси.

Хорошая сыпучесть зерновых масс имеет огромное практическое значение. Потому что правильное использование этого свойства позволяет полностью избежать затрат ручного труда.

Зерновая масса легко перемещается различными транспортными средствами (конвейерами, пневмотранспортными установками), легко помещать зерновую массу в различные по размерам и формам автомобили, суда, ёмкости (склад, бункер, силос). Благодаря сыпучести зерновые массы можно перемещать самотёками. На основе принципа самотека построены все технологические процессы.

Сыпучесть зерновой массы характеризует показателями, которые называют углом трения - наименьший угол, при котором зерновая масса начинает скользить по какой-либо поверхности. При скольжении зерна по зерну этот угол трения называется углом естественного откоса.

Сыпучесть и угол естественного откоса зависит от многих факторов: форма, размеры, состояние поверхности зерна, влажность, количество примесей и их видовой состав, материал и состояние поверхности, по которой перемещается зерновая масса.

Наибольшей сыпучестью обладает зерновая масса состоящая из зёрен шарообразной формы, чем больше форма зерна отклонена от формы шара, тем будет меньше его сыпучесть.

Чем более шероховата поверхность зерна, тем меньше сыпучесть, тем больше угол естественного откоса.

Примеси в зерновых массах могут увеличить либо уменьшить сыпучесть и это зависит от их характера количества. Если примеси имеют гладкую поверхность(шарообразной формы), то такие примеси будут повышать сыпучесть, однако обычно встречаются примеси(солома, семена сорняков). Они уменьшают её сыпучесть, вплоть до полной её потери такие зерновые массы без предварительной очистки нельзя загружать на хранение.

С увеличением влажности зерновой массы ее сыпучесть уменьшается. Это явление характерно для всего зерно, но для шарообразной формы оно меньше выражено.

На сыпучесть оказывает влияние различные факторы, от которых она уменьшается или увеличивается, и потому угол естественного откоса для одной и той же культуры будет лежать в пределах: для пшеницы 23 - 38°, просо20-27°.

Самосортирование – способность зерновых масс терять однородность при перемещении или в свободном падении, т.е. расслоение зерновых масс, происходящее в результате различия свойств составляющих ее частиц (плотность, аэродинамические св-ва).

Явление самосортирование проявляется при загрузке и выпуске зерна из емкостей, при перевозках.

Явление самосортирования в практике хранения зерна является резко отрицательными и особенно при загрузке, т.к. происходит расслоение: наиболее тяжелые выполненные, крупные зерна сосредотачиваются в нижних и центральных слоях, в то время как мелкие, щуплые, мелкие зерна сосредоточены возле стен и на поверхности силоса.

Таким образом, в результате самосортирования нарушается однородность зерновой массы закладываемой на хранение, что способствует различным неблагоприятным процессам приводящих к порче зерна, т.к. мелкие, щуплые зерна имеют большую влажность.

Таким образом перед загрузкой, зерно обязательно нужно очистить. Существуют также проблемы с выпуском зерна из емкостей, так вследствие самосортирования качество зерновых отдельных порций, выпускаемых из силоса будут не однородными, что сказывается на эффективность переработки зерна, поэтому на мукомольных и крупяных заводах проектируется несколько выпускных отверстий.

Скважистость (S). Зерна укладывается не плотно и между ними имеются пространства заполненные воздухом – скважины.

Скважистость – это часть зерновой массы заполненная скважинами, т.е воздухом.

V 1 – общий объем зерновой массы;

V – истинный объем твердых частиц

Параллельно со скважистостью используется плотность укладки (t), которая определяется:

Плотность укладки – это часть объема зерновой массы, занятая твердыми частицами.

Такое св-во как скважистость имеет огромное значение в хранении зерна:

Скважины заполненные воздухом, а это влияет на многие процессы протекающие в зерне (процессы переноса тепла, влаги, процессы дыхания, обеспечения жизненных функций зерна.

За счет скважин обеспечивается газопроницаемость зерновых масс, что позволяет проводить такие технологические операции как активное вентилирование, газацию, дегазацию. За счет скважин могут осуществляется сорбционные св-ва.

Важна не только величина скважистости, но и ее структура. Структура скважистости - это ее размер и форма. Структура скважистости влияет на уровень воздуха, газопроницаемости зерна, на уровень сопротивления воздуха при активном вентилировании, а также на уровень адсорбции

Чем больше объем занимают скважины в зерновой массе, тем меньше зерна в хранилище и поэтому необходимо увеличивать емкость склада для загрузки всей партии.

Факторы влияющие на скважистость:

Влажность влияет на скважистость двояко. С увеличением влажности уменьшается сыпучесть и увеличивается скважистость, но если увлажнение произошло в хранилище,то это приводит к набуханию зерна и как следствие уменьшению скважистости.

Крупность. Крупное зерно имеет хорошую сыпучесть за счет большей плотности и меньшего количество оболочек и поэтому укладываются более плотно чем мелкие и уменьшаю скважистость.

Шероховатость, морщинистость поверхности уменьшает плотность укладки и увеличивает скважистость и наоборот гладкие зерна укладываются с меньшей скважистости.

Примеси. Крупные – увел. скважистость, мелкие – помещаясь в межзерновом пространстве уменьш. ее. Примеси с шероховатой поверхностью увел. скважистость.

Выравненность. Выровненное зерно укладывается с большей скважистостью, а менее плотное, не выровненное с уменьш. скважистостью.

Форма. Зерно округлой формы укладывается с большей плотностью и уменьш. скважистостью, а удлиненное – укладывается более рыхло, увел. скважистость.

Размер зернохранилищ. Чем больше площадь склада, т.е. высота и ширина, тем выше плотность укладки и менш. скважистость.

Сроки хранения. Чем длиннее срок хранения, тем больше уплотняется масса и скважистость уменш.

В зависимости от этих факторов скважистость зерновых масс может меняться в значительных пределах. Для всех культур скважистость составляет около 50%.

СОРБЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ЗЕРНОВЫХ МАСС. СОРБЦИЯ РАЗЛИЧНЫХ ПАРОВ И ГАЗОВ ЗЕРНОВОЙ МАССЫ

Сорбционные св-ва – это св-ва сорбентов поглощать или выделять ары или газы различных веществ.

Зерно и продукты его переработки обладают этими свойствами. В зерновых массах наблюдаются такие сорбционные явления как:

Адсорбция – явлн. поглощения или выделения паров и газов поверхностью продукта.

Абсорбция - явлн. поглощения или выделения паров и газов всем объемом.

Хемосорбция - явлн. химического взаимодействия паров и газов с вещ-ва зерна.

Капиллярная конденсация - - явл. оседания ожиженых паров и газов на поверхности макро- и микропор.

Зерно и зерновая масса в целом является хорошими сорбентами и имеют значительную сорбционную емкость. Это объясняется следующими причинами:

зерно имеет капиллярно пористую коллоидную структуру;

скважистость.

Зерно является типичным капиллярно пористым коллоидным телом. Между клетками и тканью зерна имеются макро-и микро капилляры и поры. Стенки пор и являются поверхностью участвующую в сорбционных проявлениях – это так наз. активная поверхностью.

Активная поверхность зерновки во много раз превышает истинную поверхность в 200 раз.

Сорбционные процессы особенно характерны для оболочек зерна, т.к. имеют ярко выраженные капиллярно пористую структуру.

Такие процессы как увлажнение, активном вентилирование, сушка, хранение ведут с учетом сорбционных св-в зерна.

Различают 2 случая сорбционных проявлений: 1)сорбция различных паров и газов; 2) сорбция водяных паров (гигроскопичность).

Зерно и зернопродукты обладают хорошими гигроскопичными св-вами и поэтому необходимо учитывать это на всех этапах работы с зерном. При выращивании зерна в поле с сорными растениями (полынь, чеснок), обладающими специфичным запахом, который зерно может сорбировать. Таким образом зерно преобретает полынный или чесночный запах, который трудно удалить (удаляют при мойке зерна).

При транспортировке зерна в непригодной для этого машине (разлитый керосин, бензин) приводит к сорбированию этих вещ-в. Так же при проведении дезинсекции необходимо учесть сорбирование зерном различных химических препаратов вредных не только для насекомых, но и для животных и человека.

Гигроскоп. св-ва – это поглощение или выделение водяных паров.

ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПЛОДОВ, ВИНОГРАДНИКОВ И КОРМОВЫХ КУЛЬТУР

1. Физико-механические свойства яблок, груш и приборы для их изучения.

1.1. Размерно-массовые показатели.

1.2. Сопротивление яблок статическому сжатию.

1.3. Сопротивление яблок динамическому воздействию, допустимая ударная нагрузка.

1.4. Сопротивление плодов циклическим нагрузкам.

1.5. Коэффициент трения скольжения и качения.

1.6. Прочность связи плода с веткой и плодоножкой.

2. Физико-механические свойства сливы.

3. Физико-механические свойства вишни и черешни.

4. Физико-механические свойства кормовых культур, сена, силоса, соломы.

5. Зеленые гидропонные корма (ЗКГ).

6. Приборы, применяемые для изучения физико-механических свойств.

1. Физико-механические свойства плодов

1.1.Размерно-массовые показатели

По форме плоды классифицируют на:

· плоские;

· округлые;

· удлиненные.

В зависимости от отношения

Где Д – максимальный диаметр;

Н – высота;

Плоские К›1

Округлые К1

Удлиненные К‹1

Разница между max и min диаметром повышается с увеличением размера плода (П).

Связь между средней массой и его максимальным диаметром

Где А и П – коэффициенты для каждого сорта

Ренет Симиренко А =0,00026 П =3,13

Ренет шампанский А =0,00026 П =3,07

Антоновка А =0,00037 П =3

Плотность: Симиренко – 0,816 г/см3

Антоновка – 0,792 г/см3

Насыпной вес 617…650 кг/м3.

Удельный вес яблок – 0,74…0,98 г/см3

Груш – 1,17…0,96 г/см3

Вишни – 0,78…1,43 г/см3

1.2. Сопротивление плодов статическому сжатию (плунжер размером 8 мм)

Усилие прокола кожицы: на боку – 0,086 кг/мм2

У основания – 0,1 кг/мм2

У вершины – 0,094 кг/мм2

Ударные нагрузки – маятниковым копром или сбрасыванием:

Энергия – … Дж.

Связь между площадью ушиба и величиной кинетической энергии соударения

Где Т – кинетическая энергия соударения, Дж

S – площадь ушиба на плоде, см2

Т 0 – кинетическая энергия, без следов ушиба.

Где К =4,5…4,6;

Т 0 = 4,0…5,4

Допустимая высота падения на жесткую поверхность 3…3,5 см, при которой не остается следов ушиба – Антоновка – 7…9.

На резину – 20…40 см

На яблоки – 5…7 см.

Коэффициент восстановления – К 0

При ударе о неподвижную поверхность

Где Vо – скорость в начале удара;

Vконеч – скорость в конце удара.

К 0 – для яблока: деревянная поверхность – 0,20…0,27;

яблоко – яблоко – 0,32;

яблоко – слой стружки в 1 см - 0,27…0,34.

1.4. Сопротивление циклическим нагрузкам

После 10 тыс. циклов воздействия ударяющим телом упругие свойства плодов утрачиваются, глубина проникновения в мякоть почти равна эксцентриситету шатуна (А-1,2 мм, частота υ=35 Гц). Площадь нажима 1 см2 достигается у Антоновки при 2500 циклов.

1.5. Коэффициент трения качения Fk Определяется в плоскости наибольшего поперечного диаметра

Где Rn – радиус качения плода;

– угол наклона плоскости, при которой начинается качение.

С помощью линейки Желиговского определяют угол качения и коэффициент трения скольжения

1.6. Прочность связи с плодухой при влажности 86…89%, диаметр плода 52…69 мм, диаметр плодоножки 1,1…2,7 мм; усилие отрыва от 8 до 36Н (0,8…3,6 кг) – размер кроны – 5 м, схема посадки 5х5 м.

Для машинного сбора высоту штамба лучше делать не менее 100 см.

Обрезанные деревья имеют компактную шаровидную форму, под механизированный сбор. У деревьев без обрезки ярусов нет, ветви сгибаются под урожаем, требуют подпора, это затрудняет уборку с помощью комбайнов.

2.Слива

Плоды сливы имеют форму:

У ренклодов – круглые (индекс длины – 0,92…1,01)

У венгерок – продолговатые (индекс – 1,05…1,28)

Вес отдельных плодов – 7,6 …43 г

Удельный вес – 1,003-1,150 кг/м3

Насыпной вес – 670…719 кг/м3

Диаметр плодоножки-1,1…1,6;

Длина – 48…59 мм.

Прочность связи – усилие отрыва, кг (Н ):

Плода от плодоножки – 0,22 (2,2…11,4Н) …1,14 кг;

Плодоножки от ветки 0,54…1,14 кг (5,4…11,4Н)

Твердость прокола кожицы – 0,087…0,101 кг/мм2

– 0,87…1,01 Н/мм2

Сжатие плодов по толщине – 2,24…4,42 кг – ренклоды;

5,08…11,0 кг – венгерки.

При погрузке больше 0,59 кг начинает вытекать сок у плодов без плодоножки, а при 2,24 кг – появляется трещина.

Допускаемая высота свободного падения – 20…40 см – на алюминий и фанеру; 70…80 см – на почву; 100 см – по дереву.

Таблица-Твердости плодов сливы

Из таблицы следует, что требуется вывести сорта созревающие одинаково.

3. Вишня и черешня

Средний вес черешни в зависимости от сорта – 2,02…7,65 г

Вишни – 2,2 …5,5 г

Прочность связи плода с плодоножкой

Твердость плодов, кг/мм2 – 0,024…0,066 – черешня

0,012…0,022 – вишня

Высота деревьев – 6 м – черешня, вишни – 6,4 м

Размер штамба – 15…18 см

Диаметр кроны – вдоль ряда 4,2…7,1 м, поперек – 5,2…6,8 м

4.Физико-механические свойства кормовых культур (силос, сено)

Объемные и массовые показатели силоса

Валки люцерны (Вл – 54%), расстояние между валками 20 м, вес валка – 8,4 кг/м, объемный вес 71,5 кг/м3.

Коэффициент трения разнотравья свежескошенное

Влажность – 58…83% – по стали 0,64…1,47

Бобовые (влажность – 64…71%) – по стали 0,83…1,29

Злаковые (влажность – 54…62%) – по стали 0,56-0,65.

Объемный вес прессованного сена, кг/м3, при влажности 22…26% – 377 кг/м3.

5. Зеленые гидропонные корма (ЗКГ)

ЗГК – 10-дневные проростки культур (ячмень, овес, пшеницы, горох, и др. злаковых и бобовых культур). Их скашивают и всю массу вместе в корнями скармливают в качестве зеленой витаминной подкормки – зимой и ранней весной.

3…4 суток семена проращивают, а затем всходы на стеллажах в течение 7 суток освещают люминесцентными лампами при t-18°…20°С.

Плотность высева – 75…120 тыс. семян на 1 м2 (3…7 кг/м2 всхожих зерен), через 10 суток зеленного корма получают 30 кг/м2 (т. е. в 4…10 раз больше, чем в высеяно).

Полив строго дозирован.

Высота – кукурузы – 30…35 см

Пшеницы, овса, ячменя – 18…20 см

Влажность: 90…95% – в корнях

86…95% – в верхнем слое

Зеленый корм при скармливании имеет мало сухой массы (5…10%)

Коэффициент трения покоя – ячмень – по стали – 0,85…0,92

Коэффициент трения движения – 0,56…0,93.

6. Приборы, применяемые для изучения физико-механических свойств

Экстензометр – ЭТ-5

ДиНамограф-работомер ДР-100

Предназначен для измерения сопротивления растений резанию и изгибу.

Работа, затрачиваемая на деформацию образца и возникающие усилия устанавливаются из диаграмм. – запись прибора "путь – сила".

Максимальная сила сопротивления – 120 кг. Сменные пружины позволяют измерить силы 10, 30, 60, 100 и 120 кг.

Принцип, как и твердомер Ревякина, только бумага для записи вращается с барабана пропорционально перемещению (поступательному) рабочего органа.

Динамограф малых усилий Д-10.

Прибор для замера усилий сжатия-растяжения до 10 кг – 3 диапазона измерения:

I – 0,1-1,0 кг

II – 0,3-3 кг

III – 1-10 кг.

Дисковый прибор трения ДПТ – позволяет измерить силы трения от 50 до 1000 г

Прибор ПТСМ – для определения коэффициента трения сыпучих материалов.

Ротаметрический порционный пневмоклассификатор РПП-30 . Предназначен для изучения аэродинамических свойств семян и разделения семенной смеси на компоненты, а также для оценки качества работы воздушных каналов зерноочистных машин. Вакуум создается вентилятором.

Литература

1. Четвертаков А. В., Брутер И. М., С. Б. Бранд. Машины для товарной обработки плодов. – М.: Машиностроение, 1977.

2. Методика изучения физико-механических свойств с.-х. растений. – М.: ВИСХОМ, 1960.

3. Справочник конструктора с.-х. машин. Том 1. – М.: Машиностроение, 1967.

4. Научные труды ученых университета.

Разделы

Механические свойства зерна. Физические свойства семян и их значение для очистки

Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы - Евченко А.В.

Похожие темы научных работ по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы - Евченко А.В.

Текст научной работы на тему «Анализ физико-механических свойств семян зерновых культур»