2.2. Сыпучесть зерновых масс некоторых культур

Показатели	Пшеница			Рожь	Кукуруза	Ячмень	Подсолнечник
Влажность, %	15	22	11	18	15 25	11 18	7 25
Угол естест-	30	38	23	34	30 40	28 32	31 45
венного от-
коса, град

Сыпучесть при гладкой поверхности и шарообразной форме частиц (например, семена рапса, проса, гороха) имеет тенденцию к росту. Частицы с шероховатой поверхностью, а также тонкие, продолговатые имеют меньшую сыпучесть. Сыпучесть снижается также при неоднородности частиц, например при наличии в зер­новой массе легких, мелких или шероховатых примесей. Продол­жительное хранение также может снизить сыпучесть продуктов вследствие их уплотнения, а такие явления, как самосогревание и слеживание, могут привести к полной потере сыпучести зерна и продуктов его переработки.

Мука характеризуется меньшей сыпучестью по сравнению с зерном, из которого она выработана. Сыпучесть муки снижается с ростом ее влажности; при влажности 16 % и выше мука практи­чески теряет сыпучесть.

Сыпучесть крупы может быть больше или меньше сыпучести зерна, из которого она выработана. Так, рисовая крупа имеет большую сыпучесть, чем зерно риса, а пшено — меньшую, чем зерно проса.

Рассыпные комбикорма имеют меньшую сыпучесть по сравне­нию с гранулированными, а последние — близкую к средней сы­пучести зерна пшеницы и кукурузы. Повышение влажности и уве­личение периода хранения рассыпных комбикормов приводят к снижению сыпучести. Сыпучесть гранулированных комбикормов снижается с увеличением их диаметра и длины гранул.

Коэффициент внутреннего трения, характеризующий под­вижность сыпучих продуктов, при отсутствии давления выше­лежащих слоев принимают равным тангенсу угла естественного откоса. При наличии давления вышележащих слоев значение коэффициента внутреннего трения уменьшается. Этот коэф­фициент учитывают при расчете горизонтального давления сыпучего материала на стену загруженной емкости (склада или силоса).

Коэффициент внешнего трения равен тангенсу угла внешнего трения, т. е. угла, при котором начинается скольжение сыпучего продукта по какой-либо поверхности. Этот коэффициент учиты­вают при выборе углов наклона самотеков и поверхностей рабочих органов машин, в которых сыпучие материалы перемещаются сверху вниз под действием гравитационных сил.

Самосортирование характеризует явление расслоения входя­щих в смесь сыпучих частиц компонентов, различающихся плот­ностью и парусностью, по отдельным участкам. Это явление на­блюдается, например, при свободном падении зерна из отвер­стия самотека на какую-либо поверхность (зерновую насыпь), при перевозке зерна в кузове автомобиля (в результате встряхи­вания его на неровных участках дороги), при перемещении на конвейерах.

Негативное последствие самосортирования — это нарушение однородности закладываемых на хранение зерновых масс: одно­родность смеси предполагает, что все ее компоненты должны быть равномерно распределены во всем объеме. Особенно нагляд­но это проявляется при загрузке зерна в силос и особенно (как последствие явления самосортирования) при последующем вы­пуске его из силоса. Так, при загрузке в силос струя зерновой сме­си по мере увеличения скорости падения встречает все более воз­растающее сопротивление воздушной среды, оказывающее тормо­зящее действие на все составные компоненты падающей смеси. Смесь начинает расслаиваться, причем наиболее крупные и пол­новесные зерна и семена, а" также минеральные примеси очень мало отклоняются от отвесной траектории и падают на вершину конуса образуемой насыпи. Более легковесные зерна (невыпол­ненные, щуплые) и примеси отклоняются в стороны от траекто­рии тем больше, чем больше их парусность, и падают на середину поверхности зернового конуса и далее на периферийные (при­стенные) участки горизонтального сечения силоса. В результате в центральных слоях силоса концентрируются зерна высокого каче­ства (крупные, полновесные, менее засоренные), а в периферий­ных — низкокачественные зерна и различного рода легковесные примеси, в наибольшей мере заселенные микроорганизмами и ха­рактеризующиеся высокой потенциальной биологической актив­ностью и, как следствие, более подверженные самосогреванию и слеживанию. При выпуске из силоса сначала выходят централь­ные (по вертикальному сечению) столбы с более качественным зерном, а затем периферийные с низкокачественным и засорен­ным зерном.

Способность зерновой массы к самосортированию следует учи­тывать при отборе проб (для проведения анализа качества), при конструировании загрузочных и выпускных устройств силосов и бункеров, а также при организации наблюдения за состоянием хранящегося зерна (особенно в пристенных участках).

Самосортирование отдельных компонентов рассыпных комби­кормов может не только ухудшить их качество, но и в некоторых случаях привести к заболеванию и даже отравлению животных. Основным способом предупреждения самосортирования отдель­ных компонентов комбикормов является гранулирование.

В условиях временного и длительного хранения зерновые мас­сы и продукты его переработки подвергают обработке, связанной с необходимостью продувания через них воздуха (или газа, напри­мер инертного). Оказываемое при этом слоем зерна (или продук­тами его переработки) аэродинамическое сопротивление зависит от толщины слоя L (мм), плотности укладки продукта (скважисто­сти) и скорости воздушного потока V (м/с).

В процессе хранения с целью борьбы с зерновыми вредителями возникает необходимость обработки зерновых масс в воздушном потоке, например, путем термической обработки (в специальных устройствах для быстрого и равномерного нагрева зерна в кипя­щем, падающем или взвешенном слое) или пневмосепарирования в зерноочистительных машинах. Для правильной организа­ции этих процессов (во избежание уноса воздушным потоком полноценного зерна вместе с отходами) необходимо_знать осо­бенности аэродинамических свойств отдельных компонентов зерновых смесей.

Эти свойства зависят от формы и размера частиц, их массы, со­стояния поверхности и положения частицы по отношению к оси воздушного потока, а также от состояния воздушной среды.

Свойство частицы оказывать сопротивление воздушному пото­ку называют парусностью. Для количественной характеристики парусности используют показатель «скорость витания», т. е. ско­рость восходящего воздушного потока, при которой тело (части­ца) удерживается в воздушном потоке во взвешенном состоянии, т. е. не падает и не улетает.

Изменение плотности воздуха (вследствие изменения его тем­пературы) ведет к изменению скорости витания зерна и других компонентов, входящих в состав зерновой массы. Скорость вита­ния возрастает с повышением температуры воздуха, поэтому для практических расчетов используют значения скорости витания, полученные при температуре воздуха 20 °С.