Их физико-механические свойства
5.1.Особенности строения частиц сыпучих материалов как объектов механического воздействия
5.2.Основные свойства сыпучих масс в статическом и динамическом состоянии
| 5.1.Особенности строения частиц сыпучих материалов как объектов механического воздействия
| | Вопросы
| Ответы
| | 114. Из каких частей состоит зерно пшеницы?
| Зерно пшеницы состоит из двух оболочек, алейронового слоя, эндосперма и зародыша. Внешняя плодовая оболочка сравнительно легко удаляется, а семенная, состоящая из двух слоев, прочно соединяется с алейроновым слоем. Общая масса оболочек составляет около 9% массы всего зерна. Алейроновый слой состоит из одного ряда клеток, содержащих белок, минеральные вещества и капельки жира. Масса этого слоя составляет 5-7% массы зерна. Эндосперм составляет основную массу зерна и состоит в основном из крахмала и белка. В эндосперме имеются также сахара, витамины и присутствуют ферменты. Зародыш богат белками, витаминами и жировыми веществами и по массе составляет 2-3% массы зерна.
Структура эндосперма оказывает сильное влияние на качество крупинок при измельчении зерна. У твердых сильных сортов пшеницы эндосперм плотный с повышенной степенью стекловидности (до 60%), у мягких сортов - рыхлый мучнистый. Различие в свойствах эндосперма приводит к тому, что твердые пшеницы при помоле дают целые крупинки с острыми гранями, тогда как мучнистое зерно образует порошкообразную муку из слабосвязанных зерен крахмала и белка.
| | 115. В какой части зерна сосредоточено наибольшее количество белка и крахмала?
| Наибольшее количество белка сосредоточено в эндосперме зерна. В алейроновом слое, помимо белка, содержится много липидов, присутствие которых в готовой продукции приводит к снижению срока ее хранения, поэтому оболочки и алейроновый слой при производстве муки или крупы удаляются в отруби или в мучку и используются при производстве комбикормов.
Крахмал, как и белки, формирующие клейковину, присутствует только в эндосперме зерна. Распределение гранул крахмала по величине в сечении зерна оказывает влияние на технологические свойства зерна, проявляющиеся в особенностях поведения зерновой массы при ее измельчении. Модальное значение диаметра крахмальных гранул в субалейроновом слое составляет 10…12 мкм, а в центральной части эндосперма 25 мкм. Диапазон колебаний размеров гранул составляет от 2 до 50 мкм.
| | 116. Каково процентное содержание составляющих муки?
| Сортовая мука в среднем содержит 15-20% белков, 75-80% крахмала, 2-4% сахаров, 0,5-1,0 % жиров, а также витамины, минеральные вещества и пр.
Обойная мука получается измельчением всех частей зерна, включая оболочки, зародыш и алейроновый слой, при этом в отруби выделяют только 1-2% оболочек.
| | 117. Какие технологические операции включает помол муки?
| Технология помола зерна предусматривает две стадии – подготовку к помолу и превращение подготовленного зерна в муку.
Подготовка зерна к помолу заключается в очистке его от примесей, удалении зародышей и мойке зерна. Внешние примеси отделяют с помощью сит, аэродинамическим способом, с помощью триеров, а загрязнения и освобождение зерна от зародышей и оболочек проводят на обоечных и щеточных машинах. Промывают зерно теплой водой в моечных машинах, а затем отволаживают в течение 6-16 часов, что способствует лучшему отделению оболочек при последующем размоле.
Помол муки включает две основные операции – измельчение (дробление) и просеивание продуктов помола. Дробление проводят на вальцовых станках, содержащих рифленые вальцы одинакового диаметра, вращающиеся навстречу друг другу с разными угловыми скоростями. Степень размола частиц регулируется величиной зазора между вальцами, который колеблется от 0,15 до 0,75 мм.
Конечный продукт помола представляет собой смесь различных по добротности и размерам частиц: одни представляют собой чистый эндосперм, другие эндосперм с не отделившейся оболочкой зерна, третьи являются почти чистыми оболочками (отрубями). Поэтому полученную после помола смесь направляют на просеивающие машины для выделения из нее муки, а оставшиеся фракции сортируют и вновь пускают на повторный размол.
Основные технологические операции подготовки зерна на мукомольных заводах:
- предварительная очистка от сорных примесей,
- гидротермическая обработка зерновой массы,
- партионное смешивание зерна (составление помольных смесей),
- обработка зерна на обоечных машинах,
- финишная очистка от примесей,
- фракционирование по крупности зерна.
Основные операции размола зерна в сортовую муку:
- грубое дробление зерна,
- сортирование продуктов дробления по крупности частиц,
- вымол оболочек зерна,
- сортирование крупок на ситовеечных машинах,
- обработка крупок на шлифовальных машинах,
- размол чистых крупок в муку,
- вымол оболочечных частиц,
- контрольное просеивание муки.
| | 118. Что собой представляет крупа?
| Крупа представляет собой крупные частицы размером от 1 до 3 мм, получаемые из центральной части зерна после удаления с него пленок, плодовых и семенных оболочек и алейронового слоя. Крупа вырабатывается из нескольких культур. На крупозаводах получают более 20 видов крупы.
Качество крупы характеризуется рядом показателей, основными из которых, независимо от вида крупы, являются влажность, содержание доброкачественных ядер, наличие не шелушенных зерен и сорных примесей.
Общие требования для крупы:
-влажность, %, не более 14;
-содержание ядра, %, не менее 98…99,7;
-наличие не шелушенных зерен, %, не более 0,1…0,5;
-наличие испорченных ядер, %, не более 0,1…0,8;
-наличие сорной примеси, %, не более 0,3…0,7.
| | 119. Каковы основные технологические операции производства круп?
| Основные технологические операции подготовки зерна на крупяных заводах:
- очистка зерна от примесей,
- фракционирование зерна по крупности,
- гидротермическая обработка.
Основные операции производства круп:
- шелушение зерна,
- сортирование продуктов шелушения,
- шлифование крупы,
- полирование крупы.
| | 120. Что собой представляет комбикорм?
| Под комбикормом в соответствии с определением ГОСТ 21669 понимают однородную смесь, состоящую из очищенных и измельченных до требуемой крупности различных кормовых средств растительного и животного происхождения и микродобавок.
| | 5.2.Основные свойства сыпучих масс в статическом и динамическом состоянии
| | 121. Какими показателями оцениваются физико-механические свойства сыпучих материалов?
| Механические свойства сыпучих материалов оцениваются рядом показателей. К таким показателям, оказывающим существенное влияние на технологию обработки, относятся, например, геометрические параметры частиц, их плотность, состояние поверхности, гигроскопичность, сыпучесть, слеживаемость, способность к сводообразованию и пр.
Влияние геометрических характеристик зерна на технологические процессы преобразования его в полуфабрикаты и готовую продукцию проявляется в следующем:
- форма и линейные размеры зерен оказывают большое влияние на процессы тепломассопереноса при термической обработке зерна;
- эффективность смешивания и гранулирования непосредственно зависят от формы (показателя округлости) и линейных размеров зерновых частиц;
- чем крупнее зерно, тем больше выход муки и крупы,
- чем больше выравненность зерна по крупности, тем выше процент выхода годной продукции и стабильность процессов обработки
Стекловидность зерна влияет на выход крупок. Чем выше стекловидность, тем больше выход крупки при дроблении и меньше муки. По стекловидности пшеница делится на три группы: низкостекловидная – менее 40%, среднестекловидная – 40-60% и высокостекловидная - более 60%.
Коэффициент внутреннего трения зерновых культур оказывает влияние на однородность смеси. Чем ближе будут между собой значения коэффициентов трения смешиваемых ингредиентов, тем однородность готовой смеси будет выше.
| | 122. От каких факторов зависит сыпучесть зерна, и что является ее характеристикой?
| Способность зерновых частиц к сыпучести в массе обеспечивает возможность их перемещения различными способами при относительно небольших затратах энергии по сравнению со сплошными твердыми телами. Сыпучесть твердых частиц обусловлена точечными, линейными и поверхностными контактами небольшой протяженности и площади между разными по размерам и форме частицами зернового материала. Небольшие коэффициенты трения и адгезионные силы между поверхностями частиц, смещение центров их тяжести, неплотное соприкосновение частиц, высокая жесткость и относительная прочность зерен способствуют легкому смещению частиц и изменению их положения относительно друг друга. Поэтому зерновые смеси не являются плотносвязными системами. Из-за неплотного прилегания частиц имеется определенная скважность, равная отношению всего объема зернового материала к объему, занимаемому только частицами этого материала.
Сыпучесть зерновой массы зависит от ряда факторов: вида зерновых материалов, засоренности массы, ее влажности, изменяющейся во времени насыпной плотности, адгезии и др. Характеристикой сыпучести может служить угол откоса, равный углу между образующей и горизонтальной плоскостью вороха.
| | 123. Что понимается под скоростью витания частицы?
| Для отделения более легких, чем зерна, посторонних примесей, пыли, сорняков и пр. используют их различия в аэродинамическом поведении. Каждая частица характеризуется определенной скоростью витания, под которой понимается такая скорость воздушного потока, которая удерживает частицу во взвешенном состоянии, удерживая ее от быстрого падения. Скорость витания несимметричных частиц зависит от силы обтекания воздушным потоком. Сила обтекания раскладывается на лобовое сопротивление (характеризует парусность частицы), направленное параллельно потоку и зависящее от формы частиц, площади поперечного сечения по миделю, массы, плотности, состояния внешней поверхности и пр., и на подъемную силу, направленную перпендикулярно вектору скорости потока. На различии в скорости витания полноценного зерна и сорных примесей основан способ аэродинамической очистки зерновой массы.
Например, величина коэффициента сопротивления тел различной формы может колебаться в следующих пределах: частица в виде эллипсоида вращения вытянутой формы – 0,05-0,1; частица в виде полусферы – 0,34-1,33; в виде цилиндра (в зависимости от соотношения длины к радиусу) – от 0,63 до 1,2; в виде каплевидного тела – от 0,06 до 0,09.
Для свободной частицы, которая находится в движущемся вертикально вверх потоке во взвешенном состоянии  , где  - сопротивление потока,  - вес частицы,  - критическая скорость движения потока, при которой тело находится во взвешенном состоянии.
| | 124. Какие показатели характеризуют структурно-механические свойства зерна?
| От соотношения структурно-механических свойств зерна зависят технологические параметры процессов измельчения, шелушения и шлифования крупяных культур, выхода готовой продукции после операции дробления, энергоемкость процессов обработки зерновой массы и др.
К основным структурно-механическим показателям зерновых культур относятся их прочность и твердость.
Прочность характеризует способность сопротивления материала разрушению под действием внешних усилий. Количественно прочность материала может быть оценена расходом энергии на единицу образованной поверхности (технологический показатель эффективности того или иного процесса обработки), а также методами и средствами реологии и сопротивления материалов.
Например, при естественной влажности прочность эндосперма зерна составляет 10…30 кг/см2, оболочек – 260…325 кг/см2, алейронового слоя – 88…133 кг/см2. При повышении влажности увеличивается пластичность зерна и возрастает деформация до наступления момента разрушения, в результате растет сопротивление измельчению зерновой массы.
Под твердостью зерна понимается способность локального сопротивления местным деформациям. Микротвердость зерна характеризуется величиной отпечатка алмазной пирамидки на срезе зерна и составляет для оболочек пшеницы 5-7 кг/мм2, эндосперма – 7-17кг/мм2.
| | 125. Какие показатели характеризуют теплофизические свойства зерна?
| Теплофизические свойства зерновой массы, такие как теплоемкость, теплопроводность, термовлагопроводность, должны учитываться при хранении и транспортировании зерна, исключая ее самосогревание и прорастание зерен. Удельная теплоемкость зерновой массы возрастает с увеличением влажности, температуропроводность также вначале увеличивается, затем проходит через максимум и начинает снижаться.
| | 126. Какими показателями оцениваются технологические свойства зерна?
| Технологические свойства зерна определяются следующими показателями:
- выходом готовой продукции, в т.ч. по сортовой;
- качеством готовой продукции;
- удельными эксплуатационными расходами.
Выход и качество готовой продукции, а также удельные эксплуатационные расходы могут быть спрогнозированы по показателям физико-механических, химических и структурно-механических свойств исходной зерновой массы.
| | 127. Какими свойствами характеризуется траектория движения свободной частицы постоянной массы?
| Известные дифференциальные уравнения движения центра тяжести свободной частицы постоянной массы в прямоугольной системе координат в случае неподвижной среды имеют вид  ,
где  - координаты точек траектории движения,  - масса движущейся частицы,  - сила сопротивления среды,  - сила тяжести,  - угол наклона к горизонту касательной к траектории движения.
Из данных уравнений вытекают следующие свойства элементов траектории движения частицы:
- если угол  , то скорость движения ни в одной точке траектории не равна нулю;
- угол наклона касательной к траектории уменьшается по мере движения частицы вдоль траектории;
- горизонтальная скорость движения частицы убывает по мере продвижения ее вдоль траектории;
- кривизна траектории равна  ;
Силы, действующие на частицу  на участке траектории с кривизной 
- для одной и той же ординаты на восходящем и нисходящем участках траектории ее элементы связаны следующими неравенствами  ,  .
| | 128. Какими законами можно описать сопротивление среды при движении частиц?
| Сопротивление среды движению частицы можно рассматривать как функцию от скорости ее движения  . Если кривая изменения скорости в зависимости от сопротивления среды не имеет перегибов, т.е. если  ни на одном из участков, то закон изменения сопротивления среды от скорости будет монотонным.
По Ньютону сопротивление среды движению тела подчиняется квадратичному закону  , где  - коэффициент, характеризующий свойства среды и тела.
Если в квадратичном законе для коэффициента принять функциональную зависимость  , то получится степенной закон  или  , где  , - любое число, начиная со значения  .
Могут быть приняты модели линейного ( ), постоянного или рационального законов сопротивления среды.
Постоянное сопротивление движению оказывают, например, силы трения, не зависящие от скорости движения частицы.
При рациональном законе сопротивления среды сила сопротивления выражается зависимостью вида  , где  - постоянные величины, характеризующие аэродинамические свойства среды и движущейся частицы.
| | 129. Какими параметрами определяется величина давления сыпучего материала в бункере?
| Величина давления материала по высоте бункера изменяется по экспоненте и зависит от размеров сечения емкости
 .
При 
 , где  - высота бункера накопителя,  ,  - объемная масса материала в бункере, - размеры сечения бункера.
|
Тема 6. Физико-механические свойства сырья,
Обзор компонентов Multisim Компоненты – это основа любой схемы, это все элементы, из которых она состоит. Multisim оперирует с двумя категориями...
|
Композиция из абстрактных геометрических фигур Данная композиция состоит из линий, штриховки, абстрактных геометрических форм...
|
Важнейшие способы обработки и анализа рядов динамики Не во всех случаях эмпирические данные рядов динамики позволяют определить тенденцию изменения явления во времени...
|
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА Статика является частью теоретической механики, изучающей условия, при которых тело находится под действием заданной системы сил...
|
|
Классификация и основные элементы конструкций теплового оборудования Многообразие способов тепловой обработки продуктов предопределяет широкую номенклатуру тепловых аппаратов...
Именные части речи, их общие и отличительные признаки Именные части речи в русском языке — это имя существительное, имя прилагательное, имя числительное, местоимение...
Интуитивное мышление Мышление — это психический процесс, обеспечивающий познание сущности предметов и явлений и самого субъекта...
|
|
Гидравлический расчёт трубопроводов Пример 3.4. Вентиляционная труба d=0,1м (100 мм) имеет длину l=100 м. Определить давление, которое должен развивать вентилятор,
если расход воздуха, подаваемый по трубе, . Давление на выходе . Местных сопротивлений по пути не имеется. Температура...
Огоньки» в основной период В основной период смены могут проводиться три вида «огоньков»: «огонек-анализ», тематический «огонек» и «конфликтный» огонек...
Упражнение Джеффа. Это список вопросов или утверждений, отвечая на которые участник может раскрыть свой внутренний мир перед другими участниками и узнать о других участниках больше...
|
|
