Линейные размеры зерна

Зміст

  Введення

1. Залежність фізичних властивостей від розмірів зерна

2. Вплив форми та розмірів на очищення зерна

3. Визначення розмірів, форми і крупності зерна

4. Порівняльний аналіз дрібно насіннєвих культур на основі статистичних характеристик їх розмірів

  Література

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введення

Зерно є основним продуктом сільського господарства. Із зерна виробляють важливі продукти харчування: муку, крупу, хлібні і макаронні вироби. Зерно необхідне для успішного  розвитку тваринництва і птахівництва, що пов'язане із збільшеннямвиробництва м'яса, молока, масла та інших продуктів. Зернові культури служать сировиною  для отримання крохмалю, патоки, спирту і інших продуктів.Всемірне збільшення виробництва зерна - головне завдання сільського господарства. Поряд із збільшенням виробництва зерна особлива увага звертається на поліпшення якості зерна, і перш за все на розширення виробництва твердих і сильних пшениць, а також найважливіших круп'яних і фуражних культур.Для успішного вирішення цих завдань необхідно покращувати використання агротехніки, ширше впроваджувати високоврожайні сорти і гібриди, вдосконалювати структуру посівних площ. Велике значення надається також ефективному використанню добрив, розширення посівів на меліорованих землях і в зонах достатнього зволоження.Оброблювані зернові культури відносять до трьох ботанічним домами - злакових, гречкових та бобових,Сімейство злаковихОсновні хлібні культури - пшеницю, жито, овес, кукурудзу, рис, просо, сорго відносять до родини злакових (Graminial), класу однодольних рослин.Розрізняють дві форми злакових - ярові і озимі. Ярові рослини висівають навесні, за літні місяці вони проходять повний цикл розвитку і восени дають урожай. Озимі рослини сіють восени, до настання зими вони проростають, а навесні продовжують свій життєвий цикл і дозрівають декілька раніше, ніж ярини. Озиму і ярову форми мають пшениця, жито, ячмінь і тритикале. Всі інші злаки бувають тільки яровими. Озимі сорти, як правило, дають вищий урожай, проте їх можна вирощувати в районах з високим сніжним покривом і достатньо м'якими зимами.До біологічних ознаках, що характеризують злакові культури, відносять будову кореня, стебла, листя, квіток і інКорінь злаків - мичкуваті, добре розвинений (довжина корінців досягає 3 м і більше, а кукурудзи та сорго - 8 - 10 м), але у пшениці, жита, ячменю та вівса основна частина кореневої системи розташована на глибині до 20 - 30 см, тому ці злаки особливо чутливі до посухи. Коренева система решти злакових культур йде в землю глибше, тому вони більш посухостійкі.Стебло злаків - соломинка, що складається з трьох - п'яти міжвузля, з'єднаних стебловими вузлами. У ячменю, жита, вівса і м'якої пшениці соломина всередині порожня, що за несприятливих погодних умов призводить до вилягання рослин і великих втрат урожаю, особливо у високорослих рослин. Тому при виведенні нових сортів злаків прагнуть до отримання середньо-і короткостебельних рослин. Стебло твердої пшениці і решти злаків заповнений паренхімні тканиною.Листя злаків ланцетоподібні, з паралельним жилкуванням. У підстави вони згорнуті в трубочки, прикріплені до стеблових вузлів і охоплюють частину стебла. Листя є основними фотосинтезуючими органами; тому їх число, розміри і стан роблять істотний вплив на врожайність.Квітка злаків (за винятком кукурудзи) називається колоском, який складається із стрижня, зав'язі з двома пір'ястими маточки і трьома тичинками. Зовні зав'язь прикривають колоскові луски (плівки), що виконують роль оцвітини. У залежності від довжини тичинкових ниток і будови товкача квітки можуть бути самозапильні і перекрестноопиляємих (жито, кукурудза).Врожайність перекрестноопиляємих злаків менш стійка і залежить від погоди в період цвітіння. Колоски більшості злаків одноцветковие, а у вівса в одному колоску іноді можуть бути зібрані дві-три зав'язі. Зерна, що розвиваються в багатоквітковий колосків, більш дрібні і неоднорідні по крупності. Вони знижують товарні якості, утрудняють переробку зерна.Квітки злаків зібрані в суцвіття. У колоскових злаків (пшениці, жита, ячменю) суцвіттям є складний колос. У пшениці і жита на кожному уступі стрижня складного колоса розвивається по одному зерну, а всього їх в колосі міститься від 30 до 60. У різних сортів ячменю на кожному уступі стрижня може розвиватися як по одному зерну (дворядний), так і по два-три (багаторядний). Багаторядний ячмінь дає неоднорідне по величині зерно.Волотисте злаки - овес, просо, рис, сорго мають суцвіття у вигляді волоті, у якої колоски розташовуються на подовжених розгалужених квітконосах. Кількість зерен у волоті буває від 50 - 60 (овес) до декількох сотень (чумиза). Зазвичай верхівкові колоски зацвітають декілька пізніше, ніж нижні, тому в зерновій масі волотисте злаків часто зустрічаються недозрілі зернівки.

На рис. 1 показаний зовнішній  вигляд зернівки пшениці і рису. Форма зернівки (рис.1а) довгаста або  довгасто-овальна, з боку спинки чітко помітний зародок, який виглядає невеликий овальної вмятинка. З протилежного кінця зерна видно борідка (чубок), утворена виростамі клітин зовнішнього шару оболонок. Довжина волосків і густота борідки є родовою і видовою ознаками справжніх злаків. З боку черевця уздовж всієї зернівки проходить борозенка (жолобок), поглиблюється всередину зернівки на 1/2-1/3 її товщини і іноді створююча там петлю, ускладнюючи відділення оболонок при виробленні сортового борошна.Просоподібні злаки (мал. 1б) можуть мати форму довгасту (рис), округлу (просо, сорго) або клиновидно-овальну (кукурудза). Характерною особливістю цих злаків є відсутність у зернівок борозенки і борідки.

 

 

                                                 

 

   1.Залежність фізичних властивостей від розмірів зерна

Фізичні властивості зернової маси Сипкість і самосортування відносять до фізичних властивостей зерна. Зернова маса складається з безлічі окремих твердих частинок, різних за розміром і щільністю, тому володіє великою рухливістю - сипучістю. Найбільшою сипучістю володіють округлі зерна з гладкою поверхнею (просо, горох), у зерна довгастого з шорсткою поверхнею сипучість знижується. З сипучістю пов'язана здатність зернової маси до самосортування. При будь-якому переміщенні або струшуванні зернова маса «розшаровується». Важкі компоненти - мінеральна домішка, крупні зерна як би «тонуть», опускаються вниз, а легені - органічний сміття, насіння бур'янів і щуплі зерна «спливають». Це може зробити негативний вплив на збереження, оскільки зазвичай насіння смітних трав і щупле зерно мають підвищену енергію дихання, що може призвести до псування зерна при зберіганні. Здатність зернової маси до самосортування враховується при відборі проб для аналізів.Скважістость - заповнені повітрям проміжки між зернами в насипі. Зазвичай шпаруватість виражають у відсотках до загального обсягу даної насипу. Щільність укладання зернової маси в об'ємі сховища і, отже, її шпаруватість залежать від форми, розмірів і стану поверхні зерен, від кількості і характеру домішок, від маси і вологості зернового насипу, форми і розмірів сховища. Однорідне по величині зерно, а також зерно з шорсткою поверхнею мають шпаруватість більшу, ніж зерна різної великої і округлої форми. Так, шпаруватість складає (у%): жита і пшениці - 35 - 45, гречки і рису (зерна) - 50 - 65, вівса - 50 - 70.

 

     2.Вплив форми та розмірів на очищення зерна

   При очищенні зерна та насіння використовують їхні технологічні властивості: аеродинамічні, стан чи форму поверхні, геометричні розміри (довжина, товщина, ширина зерна), щільність, колір та ін. (табл. 7, 8). Процеси розділення компонентів зернової маси в зерноочисних машинах, як правило, відбуваються послідовно, паралельно чи комбіновано.

  Компоненти, що різняться аеродинамічними властивостями (парусністю), виділяють за допомогою повітряного струменя горизонтального (машини первинного очищення) чи вертикального (в насіннєочищувальних колонках, на сортувальних столах та ін.).

  Для нормальної роботи зерноочисних машин регулюють силу струменя повітря, періодично очищають фільтри та пилозбірники. При обробці вологого зерновороху швидкість повітряного струменя збільшують. Вертикально повітря подається у пневматичних сортувальних гірках, де воно надходить знизу під металеву сітку і розділяє зернову масу за щільністю та коефіцієнтом тертя.На пневматичних сортувальних столах зернова маса, яка пройшла первинну обробку, розділяється на чотири фракції. Із зерна пшениці, ячменю, гречки та вівса тут можна видалити насіння дикої редьки та інші важковідділювані домішки. Через різну щільність, розмір, форму компонентів вони розшаровуються у зерновій масі: нижній шар — часточки з великою щільністю, які мають значний ступінь зчеплення з робочою поверхнею деки і під дією сил тертя переміщуються у напрямку коливань деки; верхній розміщується в бік опушеного краю деки під дією власної маси. Однак між нижнім та верхнім шарами може бути ще 2 — 4 окремі фракції.Перед початком роботи сортувальних столів потрібно перевірити цілість робочої сітки, кут поздовжнього (5 — 6°) та поперечного (2 — 3°) нахилу деки. На початку роботи встановлюють відповідну частоту коливання деки за рівномірним розміщенням зернової маси на її поверхні: більш товстий шар зерна біля верхньої крайки деки — велика частота коливання, товстий біля нижньої крайки деки — мала. Слід зазначити, що при великій частоті коливання зернова маса переміщується не плавно, а стрибкоподібно. Проте збільшення поздовжнього кута нахилу деки зменшує швидкість руху матеріалу. Якщо кут нахилу деки відрегульовано правильно, то шар насіння під завантажувальним вікном для крупнонасінних культур повинен бути до 6 см, а для дрібнонасінних — до 3 см. Нормальною вважається подача повітря, коли зернова маса доведена до стану легкого «кипіння».

  Домішки зернової маси, які відрізняються від основного зерна геометричними розмірами (довжина, ширина, товщина), виділяються на решетах. Якщо в масі зерна злакових є компоненти, які різняться шириною, то їх можна виділити на ситах з круглими отворами; за товщиною — на ситах з довгастими отворами. Наприклад, насіння жита та пирію мало різниться за шириною і значно — за товщиною, тому його розділяють на ситах з довгастими отворами. На роботу решітного стану впливає частота його коливання, її збільшують при високій вологості та малій сипкості зернової маси.Компоненти зернової маси з різною довжиною розділяють на дискових або циліндричних трієрах. На вівсюжних трієрах короткі зерна (домішки), потрапляючи в комірки решета, піднімаються в них на більшу висоту і випадають у лоток, а довгі — виводяться сходом по циліндру. На кукільному трієрі навпаки. Для якісної роботи трієра регулюють положення крайки лотка й аналізують вихід зерна. Лоток починають регулювати з крайнього верхнього чи нижнього положення, поступово опускаючи чи піднімаючи його та контролюючи чистоту виходу насіння. Трієрні циліндри можуть працювати за схемою одинарної чи подвійної дії, коли ставлять відповідно однакові чи різні циліндри.

   Під час встановлення трієрів треба обов'язково перевіряти горизонтальність рами, правильність розмірів отворів решіт. Наприклад, для пшениці при видаленні коротких домішок діаметр отворів становить 5,0 і 5,6 мм, довгих — 8,5 та 9,5 мм. Частота обертів трієрних циліндрів для пшениці, жита, ячменю, вівса, гречки дорівнює 40 — 45, для проса 30 — 40 за хвилину. Дискові трієри бувають вів-сюжні або кукільні і різняться розмірами комірок.

  За станом поверхні і формою зерна і насіння (гладеньке, бугристе, шорстке, опушене, пористе; плоске, довгасте, тригранне або кулясте) зернову суміш розділяють на фрикційних (гірках) та гвинтових сепараторах.На фрикційних сепараторах з поздовжнім чи поперечним рухом полотна суміш зерна розділяється за станом поверхні та формою зерна: гладенькі й округлі зернини скочуються раніше, а плоскі з шорсткою поверхнею захоплюються полотном і розділяються на фракції. Гірка складається з двох полотен (з байки, бархату або іншого матеріалу), які встановлені під кутом (від 2 до 6,5°) до горизонту й утворюють лоток, нахилений по ходу руху основного насіння. Під час роботи гірки утворюються чотири фракції різних компонентів зернової маси: очищене насіння; зерно 2-го і 3-го сортів основної культури; смітні домішки.

   На гвинтових сепараторах (змійках) розділяють вико-овес та бурякове насіння від насіння дикої редьки. В цьому разі більш кругле насіння набуває великої швидкості і переміщується на зовнішню гвинтову доріжку, а плоске — на внутрішню доріжку сепаратора.

  Первинне очищення зерна проводять на трирешітних машинах, принцип роботи яких, залежно від призначення, ґрунтується на комбінованій дії повітряного потоку та решіт. У високопродуктивних ворохоочисниках (В3-50 та ін.) основним є повітряний потік різної сили у верхньому й нижньому ситових кузовах. При цьому великі легкі домішки відділяються на верхньому, а дрібні важкі — на нижньому ситових кузовах. Високопродуктивною є машина МЗП-50, в якій сита нерухомі, а повітряний потік, що подається знизу, виносить домішки в осаджувальну камеру, де очищений від легких домішок ворох надходить на внутрішню поверхню барабана з відповідними розмірами отворів сита, розділяючись на сход і прохід. Інші вітрорешітні машини, які працюють окремо або в комплексах технологічних ліній, мають два або три решітних стани. Перші решета машин призначені для виділення великих домішок, а основне зерно з них проходом потрапляє на нижні решета, які виділяють дрібні домішки і дрібне зерно, а сходом рухається основна маса крупного зерна.

  Зернова маса у сепараторах шафного типу також розділяється за геометричними розмірами та аеродинамічними властивостями. Шафна конструкція сепаратора з висувними решітними рамами полегшує його обслуговування, а коловий поступальний рух його робочих органів забезпечує самосортування зерна. В цьому разі збільшення площі решітної поверхні сприяє зниженню питомого навантаження, внаслідок чого зерно розділяється на дві фракції, що полегшує його подальшу обробку.

 

 

3.Визначення розмірів, форми і крупності зерна

  Форма і крупність зерна є непрямими показниками, орієнтовно оцінюють його борошномельні властивості. Розміри і форма зерна мають велике значення при очищенні і переробці пшениці. Важливими характеристиками зерна служать-його лінійні розміри (довжина, ширина, товщина).Довжина - відстань між верхівкою і підставою зерна, ширина - найбільша відстань між бічними сторонами, товщина - відстань між черевної і спинний сторонами. Черевний вважається сторона, на якій знаходиться борозенка. Встановлення розмірів зерна є початковим етапом вивчення його якості. Розміри зернівок пшениці варіюють у наступних. межах: довжина 4,2-8,6 мм, ширина 1,6-4,0, товщина-1, 5 - 3,8 мм.Встановлено, що найбільшою мірою з борошномельними властивостями пов'язана товщина зерна (коефіцієнт кореляції 0,99). При зменшенні розмірів зерна збільшується відносна частка алейронового шару, зародка і оболонок. Зміст оболонок і їх товщина роблять великий вплив на вихід борошна. В середньому їх вміст коливається від 7,4 до 8,9%, причому істотний вплив на цю величину справляють як сортові особливості, так і умови зростання. Знаючи співвідношення між ендоспермом і оболонками, можна оцінити вихід борошна. Однак відсутність експресних методів визначення даного співвідношення не дозволяє використовувати цей показник на практиці.Форма зерна м'якої пшениці буває овальна (відношення довжини до ширини 2: 1), овально-подовжена, яйцеподібна. Для борошномельної промисловості найбільший інтерес представляє зерно, що наближається за формою до кулі, так як в цьому випадку на оболонки доводиться менша частка зернівки, ніж при будь-якій іншій; формі, і вихід борошна вище. Крім того, округле зерно з неглибокою борозенкою розмелюється легше, ніж подовжене.Лінійні розміри зерна визначають вимірювальними приладами: мікрометром, штангенциркулем, спеціальним індикатором .Можна також укладати зерна на міліметровий папір по довжині, ширині або товщині (при визначенні товщини їх наклеюють) і визначати середній розмір одного зерна.

4.Порівняльний аналіз дрібно насіннєвих культур на основі статистичних характеристик їх розмірів

Оскільки  останнім часом зростає виробництво  дрібнонасінневих культур, то виникає необхідність у визначенні оптимальних режимів їх післязбиральної обробки, а саме моделюванні процесів сепарування,вентилювання, сушіння, вибору режимних параметрів термічної обробки та зберігання, а також визначенні розмірів ємностей для тривалого зберігання зерна, проектуванні діаметрів самопливів та ін.

Основними усередненими параметрами зернистого шару, від яких залежать всі інші характеристики, 
вважають його шпаруватість і питому поверхню, які в свою чергу залежать від співвідношення розмірів елемента шару, форми ємності та інших факторів форми, шо визначаються гранулометричним складом. Для характеристик окремих зернин і шару зерна встановлено стандартні вимірювання їх характеристики: геометричні розміри зерен (Іхах Ь)\ маса 1000 зерен; густина зернин; об’ємна маса шару зерна.