Кузьмінський Роман

д.тех.н., в.о. професора ,завідувач кафедри

Соколовський Олег

к.тех.н., доцент

Шеремета Роман

здобувач

Львівський національний аграрний університет

м. Дубляни

МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ НАСІНИН ПШЕНИЦІ ПРИ СТИСКАННІ

У процесі проектування і експлуатації технологічного обладнання важлива роль відводиться геометричним параметрам насінини і вмісту вологи у зерні. При руйнуванні а також при проведенні оптимізації процесу і параметрів продукту переробки є досить вагомі відомості про параметри насінини, зокрема про роботу руйнування при подрібненні, жорсткість, модуль Юнга.

Для зниження енерговитрат при подрібненні насінини необхідно зменшити кількість циклів її деформації, збільшити модуль Юнга, не допускати надмірного подрібнення частинок, знизити пружну деформацію матеріалу робочих органів подрібнювача, підвищити їх жорсткість і зносостійкість.

Процес подрібнення пшениці широко застосовується у переробній та харчовій промисловості [1]. Подрібнення супроводжується неминучим витрачанням зовнішньої енергії [2], яка йде на подолання опору матеріалу насінини, утворення нових поверхонь і об'ємів, тертя, деформацію і знос робочих органів подрібнювачів.

За результатами досліджень отримані характерні для насіннєвого матеріалу різних культур залежності зусилля стискання F від деформації δ рис. 1 [3]. На інтервалі до точки х – виникають пружні деформації, від точки х до у – пружно-пластичні деформації, і в точці у відбувається руйнування, тут досягається критичний рівень деформації.

Модуль пружності також визначають за графіком залежності навантаження від деформації рис. 1. [4]

певної кліматичної зони залежить від міцності зерна, твердозернистості, пластичних властивостей насінини і умов підготовчих технологічних операцій.

На даний час проведено ряд досліджень по встановленню механічних властивостей пшениці. У роботі [6] вивчали кореляцію між вмістом білка і механічними властивостями – силою руйнування, енергією абсорбції та твердістю для п’яти різних сортів турецької пшениці. Із зростанням вмісту білка усі показники механічних властивостей збільшуються.

Вплив сортових відмінностей пшениці на її механічні властивості вивчали в роботах [6-9]. Встановлено, що при підвищенні вологості пшениці сила руйнування лінійно зменшується, а робота – лінійно зростає [9-11]. Досліджувалося вплив орієнтації розміщення насінини пшениці [6] відносно напрямку навантаження – співвідношення сили руйнування коливається в межах 10-50%. Також досліджувався вплив швидкості навантаження – при її збільшенні сила та робота руйнування зменшуються [10, 12].

Література

1. KusiĔska E. 2011. Mechanical properties of texture of mixed flour bread with an admixture of rye grain / E. KusiĔska, A. Starek // TEKA Kom. Mot. i Energ. Roln. – OL PAN. – 2011. – P. 162-172.
2. Dzikia D. The grinding energy as an indicator of wheat milling value / D. Dzikia, G. Cacak-Pietrzak, B. Biernacka at all // Teka. Com. Mot. Energ. Agr. – 2012. – 12(1).– P. 29-33.
3. Ekinci K. Effects of moisture content and compression positions on mechanical properties of carob pod (Ceratonia siliqua L.) / Ekinci K., Yılmaz D., Ertekin C. // African Journal of Agricultural Research. – 2010. – Vol. 5(10). – P. 1015-1021.
4. Nowakowski T. Moduł spręśystości przy zginaniu łodyg wybranych roślin energetycznych / T. Nowakowski, A. Lisowski, J. Klonowski, A. Gendek // Zeszyty problemowe postępów nauk rolniczych. – 2009. – P. 229-237.
5. Safieddin M. Determination of some mechanical properties of castor seed (Ricinus communis L.) to design and fabricate an oil extraction machine. / M. Safieddin, G. Najafi, B. Ghobadian, T. Tavakkoli // J. Agr. Sci. Tech. – 2012. – Vol. 14. – P. 1219-1227.
6. Başlar M. Correlation between the protein content and mechanical properties of wheat / M. Başlar, F. Kalkan, M. Kara, M.F. Ertugay // Turk J Agric For 36. – 2012. – P. 601-607.
7. Elbatawi, I.E. Factors affecting breaking force distribution of wheat kernel before milling / I.E. Elbatawi, G.K. Arafa // Misr J. Ag. Eng. – 2008. – 25(3). – P. 1004-1025.
8. Morris C.F. Compressive strength of wheat endosperm: analysis of endosperm bricks / C.F. Morris, M.J. Pitts, A.D. Bettge, K. Pecka, G. E. King, P. J. McCluskey // Cereal Chem. – 2008. – 85(3). – P. 351–358.
9. Ponce-García N. Effect of moisture content on the viscoelastic properties of individual wheat kernels evaluated by the uniaxial compression test under small strain / N. Ponce-García, B. Ramírez-Wong, P. I. Torres-Chávez at all // Cereal Chem. – 2013. – 90(6). P. 558–563.
10. Gorji A. Fracture resistance of wheat grain as a function of moisture content, loading rate and grain orientation / A. Gorji, A. Rajabipour, H. Tavakoli // AJCS. – 2010. – 4(6). – P. 448-452.
11. Delwiche S.R. Wheat endosperm compressive strength properties as affected by moisture / S.R. Delwiche // Transactions of the ASAE. – 2000. – Vol. 43(2). – P. 365-373.
12. Chandio F.A. Comparison of mechanical properties of wheat and rice straw influenced by loading rates / F.A. Chandio, J. Changying, A.A. Tagar at all // African Journal of Biotechnology. – 2013. - Vol. 12(10). – P. 1068-1077.