1. 3. Структурно-механические свойства

Структурно-механические свойства характеризуют поведение зерна при механическом воздействии на него. Они определяют особенности проведения таких операций, как измельчение, шелушение и шлифование, предопределяют выход и качество продуктов измельчения, расход энергии на измельчение и др.

Прочность зерна представляет собой способность его противостоять разрушению под воздействием приложенных усилий. Различия в плотности зерна разных культур могут достигать 50 %. Причем прочность мелкого зерна на 30…60 % выше, чем крупного. Отмечаются существенные колебания прочности зерна в зависимости от сорта, района произрастания и др. Прочность оболочек зерна в 10…20 раз больше по сравнению с эндоспермом. При повышении влажности и температуры разрушающее усилие сжатия снижается, причем основное влияние оказывает влажность. При её воздействии зерно до разрушения деформируется сильнее, что указывает на постепенное увеличение пластичности зерна и уменьшение его хрупкости. В результате сопротивляемость зерна измельчению возрастает. При отрицательной температуре усилие разрушения повышается, а деформация уменьшается. Таким образом, разрушение влажного зерна происходит иначе, чем сухого.

Одна из основных задач гидротермической обработки зерна при производстве муки – это повышение прочности оболочек и снижение прочности эндосперма. Прочность эндосперма снижается вследствие его разрыхления из-за воздействия на зерно водой и теплом. Незначительное увлажнение и кратковременное отволаживание перед измельчением значительно повышают прочность оболочек, что способствует получению крупных, хорошо вымалываемых отрубей. Подвергнутое гидротермической обработке (ГТО) зерно разрушается легче, причем снижение разрушающего усилия более заметно в стекловидном зерне.

В крупяном производстве режимы гидротермической обработки выбирают такие, чтобы прочность ядра была повышена, а прочность цветковых пленок – снижена. В результате улучшается шелушение зерна и повышается выход целого ядра.

Под твердостью зерна понимают способность поверхностных его слоёв сопротивляться местным деформациям. При увеличении влажности микротвердость зерна уменьшается, а при снижении температуры, наоборот, возрастает, что соответствует повышению хрупкости зерна.

Релаксационные свойства характеризуют поведение зерна при механической обработке. Механическая релаксация представляет собой изменение напряженного состояния материала при переходе от неравновесного расположения элементов его структуры к равновесному. На скорость релаксации оказывают влияние температура и влажность.

Структурно-механические свойства зерна и его анатомических частей учитываются при организации технологического процесса муки, крупы, комбикормов, при выборе системы машин и режимов их работы.

При проведении ГТО свойства анатомических частей зерна подвергаются направленному изменению с целью достижения как можно большей разницы между прочностью оболочек и эндосперма, что способствует большему выходу высокосортных продуктов. Посредством установления определенных режимов гидротермической обработки технолог может осуществлять направленное изменение структурно-механических свойств зерна и тем самым повышать эффективность технологического процесса.