Лекция: 7 страница
Фильтрование сиропов. Для более полного выделения взвесей гидролизат фильтруют. Фильтрование проводят на вакуум-фильтах, работающих с микросъемом осадка или автоматических фильтрах-прессах. Фильтрование проводят при температуре гидролизатов 75-80 0С и давлении 0,3-0,5 МПа.
Обесцвечивание фильтрованных сиропов адсорбентами. Целью очистки паточного сиропа адсорбентами является полное его обесцвечивание, устранение запаха и удаление примесей.
В качестве адсорбентов применяют активированный уголь, который удаляет из раствора красящие вещества, золу, соли железа, коллоидные и азотистые вещества, жир и жирные кислоты. Порошкообразный активированный уголь используют в виде водной суспензии концентрацией 25 %, ее вводят в сироп постепенно при температуре сиропа 65-70 0С при постоянном перемешивании. После обработки адсорбент удаляют фильтрованием сиропов.
Сиропы можно очищать также гранулированными углями.
Уваривание жидких сиропов до густых. С этой целью используют выпарные аппараты различных конструкций. Но наибольшее распространение получили выпарные аппараты вертикального типа (ВВ). Перед первым корпусом сироп подогревают до температуры 97 0С, температура кипения сиропа в этом корпусе 100 0С, соответственно во втором корпусе – 86 0С, а в третьем – 67,7 0С.
Уваривание густых сиропов до патоки. Очищенный густой сироп концентрацией сухих веществ 55-57 % уваривают в вакуум-аппаратах до патоки с содержанием сухих веществ не менее 78 %. Процесс уваривания ведут при температуре не выше 60 0С в течение 50-55 минут.
Охлаждение патоки. Охлаждение патоки проводят в специальных холодильниках, которые представляют собой теплообменник, внутри которого размещены змеевики с циркулирующей в них холодной водой. Горячая патока, проходя между трубами змеевиков, охлаждается и самотеком выходит в сборник. Затем патоку фасуют и хранят.
14. Гидролиз крахмала при производстве патоки
В крахмало-паточном производстве; крахмал обычно гидролизуют в виде гидросуспензии (молока) при температуре 100—150°С, применяя в качестве катализатора серную или соляную кислоту. Сначала происходит ослабление и разрыв связей между макромолекулами амилопектина и амилозы, что сопровождается нарушением структуры крахмальных зерен и образованием гомогенной массы. При дальнейшем действии кислоты в полисахаридах разрываются валентные а-1,4 и а-1,6-глюкозидные связи, и по месту их разрыва присоединяется молекула воды.
Реакция гидролиза крахмала может быть выражена схематично следующим химическим уравнением:
В растворимое состояние крахмал переходит сравнительно быстро, а гидролизуется значительно медленнее. Поскольку глюкозидные связи разрываются одновременно в различных частях молекул амилозы и амилопектина, образуются продукты с различной молекулярной массой.
В процессе гидролиза синяя окраска под действием йода, характерная для растворимого крахмала, сначала становится сине-фиолетовой, затем вишнево-красной, характерной соответственно для амило- и эритродекстринов. При образовании ахро- и мальтодекстринов цвет йодного раствора от добавления гидролизата уже не изменяется.
Течение процесса гидролиза крахмала в производственной практике обычно контролируют по окраске, получаемой от прибавления йода.
Скорость кислотного гидролиза крахмала зависит в основном от температуры, вида кислоты и ее концентрации.
Согласно современной теории электролитов соляная и серная кислоты полностью диссоциируют, но активность их водородных ионов из-за проявления межионного притяжения различна. Каталитическая активность кислот пропорциональна не общей концентрации водородных ионов, а только концентрации их активной части. У соляной кислоты она примерно в 2 раза выше, чем у серной.
На каждые 10°С повышения температуры в интервале 100—150°С происходит ускорение процесса гидролиза в 2,7 раза. Так как каталитическая активность кислот пропорциональна активности водородных ионов, то повышение концентрации кислоты приводит к ускорению процесса гидролиза.
Гидролиз крахмала серной кислотой. Гидролиз производится в деревянных гидролизных аппаратах при атмосферном давлении и температуре 102— 105°С. Гидролизный аппарат 1 (рис. 1) имеет форму усеченного конуса. В крышке имеется люк 2 для подачи воды, серной кислоты и крахмального молока. Крахмальное молоко равномерно распределяется по сечению аппарата с помощью зонта 3. По деревянной трубе 4 удаляется в атмосферу пар.
Внутри аппарата над самым его дном находится барботер 6 с отверстиями для нагрева открытым паром, обеспечивающим интенсивное перемешивание. Вокруг барботера расположена трубчатая поверхность нагрева 5 для подогрева глухим паром. Кроме того, имеется вторая поверхность нагрева 8, расположенная над барботером и состоящая из двух змеевиков. Гидролизат выводится в нейтрализатор через спуск 7.
Для гидролиза берут 0,8— 1,0% 100%-ной H2S04 (к массе безводного крахмала).
Рис. 1. Гидролизный аппарат.
Рис. 2. Автоклав (конвертор).
В гидролизном аппарате одновременно происходит два процесса — гидролиз крахмала до необходимого содержания редуцирующих веществ и уваривание продукта до концентрации 55—57°СА.
Окончание процесса гидролиза определяется по йодной пробе (степень осахаривания) и по ареометру (степень уваривания). Общая длительность цикла работы гидролизного аппарата на крахмале хорошего качества 4— 4,5 ч, а при осахаривании низкосортного крахмала 6 ч и более.
Гидролиз крахмала соляной кислотой. Гидролиз производится в автоклавах (конверторах), представляющих собой цилиндрический котел со сферическими крышкой и днищем (рис. 2). Изготовляют их из бронзы или красной меди.
В крышке автоклава имеется три штуцера. По штуцеру 1 из мерников поступают крахмальное молоко, подкисленная вода или промой. Штуцер 4 сообщает автоклав с ловушкой для крахмала 5, а через нее — с атмосферой. На третьем штуцере установлен предохранительный клапан 6. На крышке помещается также манометр 2.
В нижней части автоклава находится кольцевой барботер 7, служащий для подачи основного количества пара при заварке крахмала и для повышения давления при осахаривании. Кроме того, пар поступает по штуцеру 8 для предотвращения образования комочков клейстера ниже барботера. Через трубку 9 и расположенный на ней краник 10 отбирают пробы сиропа. По трубе 3 сироп выдувают в нейтрализатор.
Благодаря более высокой температуре процесс осахаривания в конверторе происходит в 9—10 раз быстрее, чем в гидролизном аппарате. Полный оборот автоклава вместимостью около 5 м3 длится 18—20 мин: затопление барботера подкисленной водой, доведение ее до кипения и заваривание крахмала — от 6 до 8 мин; повышение давления — 3 мин, осахаривание — 3 мин, выдувание готового сиропа в нейтрализатор— 6 мин.
Осахаривание крахмального молока в автоклавах проводят при избыточном давлении 0,28— 0,32 МПа. Концентрация крахмального молока в зависимости от типа вырабатываемой патоки 25—27°Са при производстве высокоосахаренной патоки и 40—44°СА при производстве карамельной патоки.
Соляной кислоты в пересчете на газ Сl расходуется 0,19—0,25% к массе безводного крахмала (концентрация в осахариваемой массе 0,05—0,08%).
Рис. 3. Схема непрерывного осахаривания крахмала
Обычно устанавливают не менее двух автоклавов на линии второго этажа завода. Общий объем конвертора от 2,5 до 13 м3, полезный объем — от 60 до 70% (по крахмальному молоку).
Осахаривание крахмала в заварном аппарате и в автоклаве имеет ряд крупных недостатков, которые устраняются при непрерывных методах осахаривания. Аппараты непрерывного действия имеют меньшие габариты, расходуют меньше пара и позволяют автоматизировать процесс гидролиза. В последние годы в Советском Союзе и за рубежом они постепенно стали вытеснять аппараты периодического действия.
На рис. 3 представлена схема непрерывного осахаривания крахмала, осуществленная на Бесланском крахмало-паточном комбинате. Крахмальное молоко, предварительно подкисленное в мернике, из сборника 1 насосом 2 нагнетается в подогреватели 3 и 4, представляющие собой пять соединенных последовательно трубчатых теплообменников. Из зоны подогрева продукт температурой 144—146°С подается в зону осахаривания 5. В этой зоне установлены вертикально расположенные медные трубы с подводом продукта снизу в каждую секцию.
За время прохождения молока по трубкам теплообменников крахмал осахаривается при температуре около 145°С. Кислый гидролизат поступает в сепаратор 4, где поддерживается давление, близкое к атмосферному. Вследствие перепада давления происходит усиленное испарение воды, и образующийся пар направляется на обогрев выпарных аппаратов, а гидролизат температурой 105—106°С стекает в нейтрализатор.
Похожие материалы:
15. 3 Общие технические требования
Патоку вырабатывают в соответствии с требованиями настоящего стандарта.
3.1 Характеристики
В зависимости от способа производства и углеводного состава патоку подразделяют на следующие виды:
— низкоосахаренная;
— карамельная кислотная;
— карамельная ферментативная;
— мальтозная, в составе которой преобладает мальтоза;
— высокоосахаренная — с массовой долей редуцирующих веществ (глюкозный эквивалент) 45% и более.
3.1.1 По органолептическим и физико-химическим показателям патока должна соответствовать требованиям, указанным в таблице 1.
Цвет при температуре 15—20°С
Запах
Содержание влаги, %, не более
Кислотное число, не более
От матово-белого до светло- коричневого Резкий, специфический
От светло-коричневого до коричневого
Резкий, специфический
От коричневого до темно-коричневого Не нормируется
Содержание неомыляемых
веществ, %, не более Температура застывания жирных кислот, С, не ниже
Содержание веществ, нерастворимых в эфире, %, не более
Примечания
1 Дополнительные требования к качеству патоки могут быть определены по контракту с потребителем.
2 Допускается по договоренности с потребителем устанавливать нормы показателей «Цвет», «Мутность» и «Массовая доля отдельных сахаров (углеводный состав)», которые определяют инструментальным методом (приложения Б, В, Г, Д), а также норму «цвета йодной пробы», которую определяют по 5.2.3.
3 Параметр «массовая доля общей золы» предприятие-изготовитель контролирует периодически не реже одного раза в 10 дней в средней пробе по каждому виду патоки.
4 Для патоки, предназначенной исключительно для сахаристых кондитерских продуктов, допускается «содержание диоксида серы ()» не более 200 мг/кг.
5 По требованию потребителя допускается массовая доля сухого вещества патоки менее 78%.
6 При отклонении массовой доли сухого вещества от нормированной допускается пересчет массы партии патоки на 78% сухого вещества, проводимый по ГОСТ 4680.
3.1.2 Содержание токсичных элементов, пестицидов и радионуклидов не должно превышать допустимые уровни, установленные СанПиН 2.3.2.1078 (1.9.8).
3.1.3 По микробиологическим показателям качество патоки должно соответствовать требованиям, установленным СанПиН 2.3.2.1078 (1.9.8.1).
3.2 Требования к сырью и вспомогательным материалам
3.2.1 Для производства патоки применяют следующие виды сырья:
— крахмальную суспензию с массовой долей сухого вещества 32%-41%;
— крахмал:
кукурузный по ГОСТ Р 51985;
пшеничный по нормативному документу (НД);
ячменный по НД;
ржаной по НД;
сорговый по НД;
картофельный по ГОСТ 7699;
тапиоковый по НД
и другие виды крахмала.
3.2.2 Для производства патоки применяют следующие виды вспомогательных материалов:
— препараты ферментные:
бактериальную альфа-амилазу — амилосубтилин Г18х или Г20х по НД;
термостабильную бактериальную альфа-амилазу по НД;
глюкоамилазу очищенную — глюкаваморин Г18х или Г20х по НД;
грибную альфа-амилазу — амилоризин П10х по НД.
Допускается применение других ферментных препаратов соответствующего действия;
— кислоту соляную синтетическую техническую по ГОСТ 857;
— соду кальцинированную техническую по ГОСТ 5100;
— натр едкий технический (сода каустическая) по ГОСТ 2263;
— гидросульфит натрия технический по ГОСТ 246;
— натрия бисульфит технический (водный раствор) по ГОСТ 902;
— пиросульфит натрия технический по ГОСТ 11683;
— натрий сернистокислый пиро (метабисульфит натрия) по НД;
— масло растительное рафинированное дезодорированное: кукурузное по ГОСТ 8808 или подсолнечное по ГОСТ 1129, или другие виды пищевых растительных масел по НД;
— материалы фильтрующие:
кизельгур по НД;
порошок перлитовый фильтровальный по ГОСТ 30566;
уголь активный гранулированный АГ-3 по ГОСТ 20464;
уголь активный осветляющий древесный порошкообразный марки ОУ-Б по ГОСТ 4453;
ткань фильтровальную по ГОСТ 332;
фильтродиагональ хлопчатобумажную по НД.
Допускается применение других реагентов, фильтровальных порошков, осветляющих углей, фильтровальных тканей.
Допускается применение импортных сырья и материалов.
3.2.3 Сырье и вспомогательные материалы должны быть разрешены органами госсанэпиднадзора Минздрава России для производства пищевых продуктов.
- Каждая партия сырья, поступающая для производства патоки, должна сопровождаться удостоверением качества и безопасности.
16. По химическому составу различают 5 групп:
1) зерновые – культуры, богатые крахмалом (пшеница).
2) бобовые – богатые белком (фасоль).
3) Масличные – богатые жиром (мак, лен, подсолнечник).
4) Эфиромасличные.
5) Посевные, кормовые травы.
60% пшеница, ячмень, овес, рожь.
Строение злаков:
В нижней части зерновки располагается зародыш, выступающий в виде небольшого ноготка. Зародыш расположен несколько косо на краю выпуклой части зерна. На противоположной зародышу части, в верхнем конце зерновки у пшеницы, ржи, овса имеется хохолок.
По внутреннему строению зерно состоит из трех основных частей: оболочки, эндосперма и зародыша.
Оболочки богаты клетчаткой и защищают семя от воздействия внешней среды. Различают наружную, плодовую и семенную оболочки.
В эндосперме различают периферический слой, непосредственно прилегающий к оболочке. Этот слой чрезвычайно богат биологически активными веществами, его называют алейроновым слоем. Под алейроновым слоем располагаются крупные тонкостенные клетки разнообразной формы, занимающие всю внутреннюю часть эндосперма.
Эндосперма: пшеница – 80-85%, рожь – 70-75%.
Зародыш: пшеница – 3-4%, кукуруза – до 15%.
1. Пшеница.
Важнейшая зерновая культура. Входит до 20% белковых в-в.
Бывает мягкая (60%) и твердая (5-6%) пшеница.
Пшеница по биологическим особенностям бывает озимой и яровой.
Мягкая пшеница.
Бывает красная разных оттенков и белая.
Имеет овально-округлую форму.
В большинстве случаев зерно частично стекловидное, но имеются полностью стекловидные и мучнистые зерна.
Бороздка сильно развитая, хорошо различимая.
Отношение длины к ширине: 2:1.
Твердая пшеница.
Янтарная.
Форма зерна удлиненная, в поперечном разрезе зерно угловатое.
Преобладают стекловидные зерна. Общая стекловидность – 95-100%.
Бороздка слаборазвита, невооруженным глазом не видна.
Отношение длины к ширине: 3,5:1.
2. Рожь.
Это одна из важнейших продовольственных культур нашей страны. Существует 12 видов. В культуре выращивается только рожь посевная. Рожь в основном озимая культура. Значительное кол-во используется для выработки солода. Высокая биологическая ценность (лизин и др. незаменимые аминокислоты), 3,6 млн. тонн, больше имеет оболочек, стекловидность – не выше 40%, более низкие другие показатели.
3. Ячмень.
Занимает второе место после пшеницы по объему производства. Имеется один вид ячменя, который подразделяется в зависимости от строения колоса на ячмень двухрядный и многорядный. Ячмень имеет как озимую, так и яровую форму. Озимый ячмень – только многорядный.
В зерне ячменя содержится мало белка, что делает его ценным сырьем для производства пива. Из ячменя также получают крупы: ячневую и перловую.
4. Овес.
Это яровая культура. Возделывается два вида: посевной и византийский овес. Высокое содержание в овсе белка, жира, клетчатки, витаминов определяет его значительные пищевые и кормовые достоинства.
Из овса получают ряд продуктов для диетического и детского питания: крупы, толокно, галеты, заменители кофе, печенье.
Однако вследствие повышенного содержания липидов продукты, выработанные из овса наименее стойки при хранении.
5. Рис.
Он принадлежит к числу основных зерновых культур.
Основной пищевой продукт более чем для 2 млрд. человек.
Зерно риса богато углеводами, в основном крахмалом, и относительно бедно белком. Используется для выработки крупы, а также для получения муки и крахмала.
Рисовая крупа обладает высокими достоинствами и легко усваивается, что делает ее незаменимым компонентом диетического и детского питания.
Подразделяется на рис обыкновенный и рис короткозерный.
6. Кукуруза.
Это третья по значению в мире зерновая культура (после пшеницы и риса). Особенностью явл. высокая продуктивность.
Около 25% используется в пищу. Остальное зерно служит сырьем для различных отраслей перерабатывающей промышленности или используется для кормления сельскохозяйственных животных.
Велико значение как кормовой культуры.
Подразделяется на 8 подвидов: зубовидная, крахмалисто-сахарная, лопающаяся, восковидная, пленчатая, кремнистая…
7. Просо.
Важнейшая крупяная культура. Получаемую из проса крупу наз. пшеном. Просо также используют для получения солода, применяемого при производстве спирта.
8. Гречиха.
Принадлежит к семейству гречишных. Гречиху возделывают для получения зерна и как медоносное растение. Плоды – трехгранные орешки. Плод, освобождаемый от плодовой оболочки, наз. ядром и используют в качестве крупы. Гречневая крупа обладает высокими вкусовыми свойствами, содержит повышенное кол-во клетчатки и минеральных в-в, что делает ее пригодной для диетического питания.
9. Тритикале.
Межвидовой гибрид, полученный путем скрещивания пшеницы твердой, мягкой и ржи и способный давать плодовитое потомство.
Используется как кормовая культура, повышенная ферментативная активность.
Химический состав пшеницы:
1) углеводы (крахмал) – 3 четверти.
2) Белок – 1/3 – особенностью белка пшеницы явл. получение из нее клейковины (набухшая масса белковых в-в).
Состоит из глютенина (плотная масса) и глиадина (мажущаяся масса).
Во ржи большое содержание водорастворимого белка, в обычных условиях белки не формируют клейковину, т.е. обрабатываются спиртом.
Во ржи крахмала меньше, низкая температура клейстеризации.
В пшенице содержатся — амилаза, во ржи – находится — амилаза (разлагает крахмал до мальтозы).
Во ржи содержатся те же составные компоненты, что и в пшенице.
17.Характеристика основных показателей качества зерна
1.3.1. Признаки свежести.
Нормально вызревшее, здоровое зерно имеет свойственные данному виду и типу морфологические признаки (форму, размер, состояние покровных тканей, блеск, цвет, характеризующих внешний вид), а также запах и вкус (определяется дополнительно). Различные неблагоприятные факторы, складывающиеся при выращивании зерна, активные биологические процессы, происходящие при его неправильном хранении, могут привести к потере свежести и доброкачественности зерна. Зерна с существенными отклонениями в цвете (обесцвеченные или потемневшие) относят как неполноценные к зерновой или сорной примеси.
Свежее зерно не должно иметь посторонних запахов, появление их свидетельствует об отклонениях от нормы в результате неблагоприятных воздействий. Посторонние запахи в зерне разделяют на две группы: сорбционного происхождения (поглощенные) и запахи разложения (как результат нежелательных биологических процессов).
1.3.2. Зараженность вредителями хлебных запасов.
Партии зерна, зараженные вредителями-насекомыми, считают некондиционными. Наличие насекомых не допускают даже ограничительные кондиции, такое зерно не принимается хлебоприемными предприятиями. Возможна лишь зараженность клещами (1 и 2-й степени), так как они менее опасны, в этом случае устанавливаются скидки с закупочной цены.
Зараженность выражают количеством экземпляров живых вредителей в 1 кг зерна (мертвых – относят к сорной примеси и при определении зараженности не учитывают). В документах, характеризующих качество зерна, обязательно отмечают показатель зараженности. Если в навеске не найдены живые вредители, то положение фиксируют как «зараженность не обнаружена».
1.3.3. Влажность.
Это содержание в зерне гигроскопической воды, выраженное в процентах от массы навески, взятой для анализа. Влажность как показатель качества зерна имеет двоякое значение: экономическое и технологическое. При продаже партия зерна принимается без ограничений, если влажность зерна не превышает ограничительных кондиций (для пшеницы и ячменя – 14,5 %), поскольку в зерне ценятся сухие вещества, а не вода. По взаимной договоренности сторон может приниматься зерно с повышенной влажностью, но в этом случае уменьшается оплачиваемая масса партии зерна, то есть производится натуральная скидка с физической массы в размере один процент за каждый лишний процент воды. Кроме того, взимается плата за сушку зерна и семян.
Технологическое значение влажности огромно. Зерновые культуры длительное время сохраняют с минимальными потерями, если они находятся в сухом состоянии (когда в них нет свободной воды). Для успешной переработки зерна нужна определенная влажность, при большой влажности нельзя успешно размолоть зерно в муку или переработать его в крупу, выделить масло из семян масличных культур.
В зависимости от влажности зерно злаков подразделяют на четыре состояния: сухое (до 14 %), средней сухости (14,1-15,5 %), влажное (15,6-17 %) и сырое (более 17 %). Сухое зерно хорошо сохраняется. Состояние средней сухости характеризуется тем, что появляется небольшое количество свободной воды при критической влажности (14,5-15,5 %), для длительного хранения зерно не пригодно, однако обладает хорошими технологическими качествами для помола. Влажное и сырое зерно подлежит немедленной сушке.
1.3.4. Засоренность (содержание примесей).
Выражается в процентах. Примеси бывают растительного, животного и минерального происхождения, они значительно снижают ценность партии зерна, поэтому большая часть их удаляется при очистке. По степени отрицательного влияния на качество и устойчивость зерна при хранении, на возможность использования его при переработке выделяют два вида примесей: сорную и зерновую (в семенах масличных культур – масличную). Содержание примесей в стандартах нормируется по видам. Для каждого класса зерна установлены ограничительные нормы содержания сорной и зерновой примесей. Причем могут учитываться и выделяться отдельные фракции примесей.
К зерновой примеси относят зерна основной культуры с измененными в худшую сторону свойствами (деформированные, давленые, битые, изъеденные, проросшие, щуплые, зеленые, морозобойные, поврежденные сушкой или самосогреванием), а также зерна других культурных растений, которые по ценности приближаются к зерну основной культуры и могут быть использованы с ним по целевому назначению (например, в зерне пшеницы это зерна ржи и ячменя).
К сорной примеси относят минеральную примесь (земля, песок, галька), органическую (солома, полова), семена сорняков и культурных растений, не отнесенных к зерновой примеси, испорченное зерно основной культуры (загнившее, заплесневевшее, с полностью выеденным эндоспермом) и вредную примесь. Вредная примесь выявляется и нормируется отдельно (ограничительные нормы по ее содержанию очень жесткие), так как она является ядовитой для человека и животных. Это семена некоторых видов сорняков, содержащих токсичные гликозиды, и зерно, пораженное опасными болезнями, например, спорыньей и головней.
1.3.5. Натура.
Это масса зерна в определенном объеме, чаще всего измеряется в граммах на 1 литр (г/л). Натура определяется для зерна хлебных злаков. Различная натура пшеницы, ржи, ячменя и овса объясняется неодинаковой плотностью укладки и плотностью разных частей зерна. В связи с этим голозерные культуры (пшеница и рожь) имеют более высокую натуру, чем пленчатые (ячмень и овес). Кроме того, натура определяется различной выполненностью зерна, влажностью и засоренностью. Выполненность зерна имеет большое технологическое значение. В выполненном зерне (с высокой натурой) содержится больше эндосперма (ядра) и меньше доля оболочек, а значит больше выход муки и крупы при переработке. Таким образом, натура характеризует мукомольные и крупяные качества зерна.
Натуру определяют на специальных приборах – пурках. Показатели натуры (объемной массы) используют для примерного расчета потребной вместимости силосов и складов или для приблизительного определения физической массы хранимой партии зерна. Для высоконатурного зерна, по сравнению с низконатурным, требуется меньшая складская емкость.
Натура зерна пшеницы в среднем составляет 750-780 г/л, ржи –
700-720 г/л, ячменя – 600-630 г/л, овса – 460-500 г/л.
1. Физические свойства зерновой массы
Хорошее знание физических свойств зерновой массы — непременное условие творческого, нешаблонного подхода к выполнению основных технологических операций послеуборочной обработки зерна, включая активное вентилирование, очистку, сушку и хранение. К таким физическим свойствам относят: сыпучесть, самосортирование и скважистость.
Сыпучесть. Зерну большинства культур свойственна сравнительно высокая подвижность — сыпучесть. Благодаря этому зерновая масса способна заполнять хранилища различной конфигурации и при наличии выхода истекать из него, что эффективно используется для самотечной выгрузки зерна. С учетом нормативов сыпучести зерновой массы сконструированы все самотечные трубы агрегатов и комплексов (ЗАВ, КЗС), многие элементы зерноочистительных машин, триерные цилиндры, короба шахтных зерносушилок.
Большинство современных сооружений для обработки и переработки зерна проектируют в несколько этажей с тем, чтобы в более полной мере использовать самотек зерновой массы. Однако с сыпучестью связано высокое избыточное давление зерна на стены хранилищ, что повышает требования к механической прочности таких сооружений.
Сыпучесть зерна характеризуется углом естественного откоса и углом трения. При свободном ссыпании зерна на горизонтальную поверхность образуется конус, крутизна которого неодинакова для разных культур. Она и является критерием сыпучести. Угол между образующей конуса насыпи зерна и ее основанием называют углом естественного откоса, или углом ската зерна по зерну. Чем он меньше, тем больше сыпучесть зерна. Для практических целей имеет значение и такой показатель сыпучести, как угол трения, т.е. минимальный угол, при котором зерно начинает перемещаться по какой-либо поверхности.
Наименьшим углом трения и углом естественного откоса, т.е. наибольшей сыпучестью, обладают зерновые массы, состоящие из округлых зерен с гладкой поверхностью (просо, горох, вика). Величина угла естественного откоса у этих культур находится в пределах 20… 30°, а угол ската 2… 14° (горох). Зерна продолговатой формы менее сыпучи. Угол естественного откоса зерновой массы приведен в таблице 1. Большинство примесей снижает сыпучесть зерновой массы.
На сыпучесть большое влияние оказывает влажность зерновой массы. У большинства культур с повышением влажности сыпучесть зерна понижается. Зерновая масса с высокой влажностью склонна к быстрому слеживанию, т.е. К утрате сыпучести. Поэтому не рекомендуется загружать в вентилируемые бункера зерно влажностью выше 22...24 %, а в зерносушилки шахтного типа — влажностью выше 30%.
Угол естественного откоса и угол трения зерновой массы
Культура
Угол естественного откоса, град
Угол трения, град
по дереву
по сгальному листу
Пшеница
23...38
20...25
17...20
Рожь
23...38
20.
Ячмень
27...48
20...27
Овес
31...54
15...35
18...36
Горох
22...28
2...14
2… 14
Ухудшение, сыпучести высоковлажного зерна вызывает соответствующее ухудшение сепарационной способности и значительное снижение производительности зерноочистительных машин. Разработаны специальные нормативы, учитывающие изменение пропускной способности зерноочистительных машин при, обработке зерна разной влажности и засоренности.