книги из ГПНТБ / Подготовительные процессы переработки масличных семян

для ширины), причем на осях ординат откладывается абсолют­ ная масса семян в граммах и частота в процентах к массе, а в нижней правой части — собственно корреляционная таблица. Правила пользования корреляционными таблицами приведены в работе [15].

По линейным размерам* можно рассчитать объем, площадь поверхности и коэффициент формы семян подсолнечника, поль­ зуясь следующими эмпирическими формулами:

22

Рис. 14. Корреляционная таблица для ширины и толщины семян подсолнечника:

/ — зависимость-абсолютной массы от толщины, 2 — частота распределения толщины по массе, 3 — зависимость абсолютной массы от ширины, 4 — частота распределения ширины по массе.

23

Т а б л и ц а 8

В табл. 8 представлены пределы колебаний линейных разме­ ров четырех современных сортов семян подсолнечника, завод­ ской смеси и выделенного из заводской смеси ядра [132].

Рис. 15. Корреляционная таблица для ширины и длины семян подсолнечника:

массе.

24 −

В табл. 9 приведены средние линейные размеры некоторых сортов семян подсолнечника [15], в табл. 10— толщина плодо­ вой оболочки семян подсолнечника [205], в табл. 11 и 12 — сред-

Рис. 16. Корреляционная таблица для длины и толщины семян подсолнечника:

/ —-зависимость абсолютной массы от длины, 2 — частота распределения длины по мас­

се, £ —зависимость абсолютной массы от толщины, 4 — частота распределения толщины по массе.

25

ние линейные размеры семян сои [222] и некоторых других мас­ личных культур.

Как видно из табл. 9, вариация средних линейных размеров по сортам относительно небольшая (внутри сортов она значи­ тельнее),.что позволяет строить технологические процессы по единой схеме для всех современных сортов подсолнечника. Ана-

26

логичную картину наблюдаем и по сое (см. табл. 11). Средние линейные размеры семян хлопчатника также варьируют по сор-, там умеренно (см. табл. 12).

у

ПРОЧНОСТЬ СЕМЯН

Под прочностью семян (оболочки) понимается величина на-- грузки, при которой происходит разрушение оболочки. Различа­

свойств различают упругие и пластичные тела (вернее, упругое и пластичное состояние тела). Степень отличия свойств данного тела от вполне упругого характеризуется величиной коэффици­ ента восстановления1, под которым понимают отношение скоро­ сти взаимного удаления центров тяжести тел после удара к ско­ рости их сближения до удара. Если тело обладает способностью, разрушаться под нагрузкой без заметных пластических дефор­ маций, то его относят к хрупким.

Нагрузка может быть статической и динамической. Динами­ ческая нагрузка отличается от статической (постоянной или медленно изменяющейся) очень быстрым нарастанием и сопро­ вождается значительными силами инерции движущихся масс.. При действии ,динамических нагрузок резко увеличивается скорость деформации, что, в частности, повышает сопро­ тивление материала пластической деформации за пределом уп­ ругости [64,76, 89, 135, 140, 213].

При разрушении масличных семян внешние силы могут действовать в различных направлениях. Возможные варианты приложения внешних сил для семян подсолнечника и клещевины показаны на рис. 17 [59].

Упруго-пластичные свойства масличных семян и их обо­ лочек в зависимости от строения, размеров и влажности могут изменяться. Масличное семя представляет собой сложную конструкцию, состоящую из оболочки и ядра, отличных по упру­ го-пластичным свойствам и разделенных воздушной прослойкой, толщина которой изменяется от минимальной (в некоторых слу­ чаях воздушная прослойка вообще отсутствует) до величин, со­

1 В настоящее время в связи с открытием Е. В. Александрова коэффици­ ент восстановления для каждого отдельного случая рассчитывается по кри­ тическим массам' [195].

27

измеримых с деформациями разрушения оболочки. В зависимо­ сти от свойств семян выбирается и промышленный способ их обрушивания.

Так, семена клещевины имеют хрупкую оболочку, неплотно

тельных пределах в зависимо­ сти от величины семян, и менее прочное ядро. Для таких семян усилия разрушения воспринимаются оболочкой и ядром. Проч­ ность низкомасличных семян подсолнечника изучалась в работе [59} при действии статической нагрузки в четырех направле­ ниях до первого надкола оболочки, сопровождавшегося харак­ терным звуком и резким снижением нагрузки (см. рис. 17). Для разных направлений нагружения разрушающие усилия коле­ бались для семян из Молдавии от 41,16 до 53,9 Н на одно семя, для семян из Краснодарского края от 39,2 до 48,02 Н.

Из полученных данных можно заключить, что прочность се­ мян низкомасличного подсолнечника существенно не зависит от направления прилагаемого усилия разрушения. Это объясняется тем, что при разрушении нагрузку воспринимает в основ­ ном оболочка (наличие достаточного зазора между ядром и оболочкой). Прочность оболочек семян подсолнечника обладает значительной дисперсией (см. рис. 18) [99].Прицриложениина­ грузки в направлении 1 (см. рис. 17) усилия разрушения подчи

28

Между влажностью W семян подсолнечника и удельной ра­ ботой (в кгм/кг) их разрушения Л исследованиями [163, 165] ус­

Согласно работам [59,- 99], размеры семян и толщина оболоч­ ки не оказывают заметного влияния на их прочность. Очевидно, такое суждение относится к семенам старых сортов. Что же ка­ сается семян подсолнечника современных высокомасличных сортов, то с размером семян (их массой) достаточно тесно свя­ зан ряд физико-механических характеристик, в том числе и прочность.

Семена подсолнечника современных сортов различаются внутри отдельных партий и ботанических разновидностей проч­ ностью оболочки и способностью ее отделяться от ядра [53]. При воздействии на высокомасличные сорта семян Зеленка, Степ­ няк, Чернянка 66 и другие статическими нагрузками установле­ на неодинаковая их прочность в направлении разных осей [129]. Наименьшее усилие нагружения до первого надкола оболочки требуется приложить в направлении 1 (см. рис. 17). при этом имеется прямая корреляционная связь между длиной семян и усилиями нагружения в этом направлении. Очевидно, при ста­ тическом нагружении до первого надкола здесь работает только оболочка, так как в этом направлении воздушный зазор между ядром и оболочкой наибольший и близок к величине деформа­ ции [205]. Прочность оболочек значительно меняется, что вид­ но из примера, показанного на рис. 18.

Из рис. 19 видно, что оболочка низкомасличного сорта Круглик А-41 более хрупкая, чем оболочка высокомасличного сорта ВНИИМК 8931.

Для семян подсолнечника новых сортов установлена харак­

шинства исследованных семянок каждой пробы [129]. При этом получены следующие колебания усилий отрыва половинки обо­ лочки от ядра: для семян толщиной 2,25 мм примерно 49-10~2Н в направлении 2 (см. рис. 17) и около 32-10~2Н в направлении 4, а для семян толщиной 4,25 мм — соответственно 22-10-4 и' 29-10_3Н.

29

Таким образом, высокомасличные семена отличаются от низкомасличных меньшей хрупкостью оболочки, зависимостью

Для характеристики от­ личия семян от идеального упругого тела рекомендуется коэф­ фициент

(1 - 1 2 ),

где Н — высота падения семени;

h— высота отскакивания семени.

30

По стали /( = 0,42, по »чугуну /(=0,43 и по фанере /(=0,39. Упруго-пластичные свойства характеризуются общей дефор­

мацией оболочки

где /упр— упругая деформация; /пл — пластическая деформация.

Упругость

I

Пластичность

Я = у ^ .

/упр

При нагрузке до 24,5Н (близко к разрушающей) при влажно­ сти семян 7,7% /упр=0,29 мм, /пл= 0,20 мм, /Общ=0,49 мм; 1 = = 1,45, Я=0,69. При влажности-10,7% /ущ>=0,29, /пл=0,36,

/общ=0,65, /= 0,8,Я =1,2.

Хотя эти данные не отражают полностью упруго-пластичных свойств, — нет зависимости между направлением и относитель­ ной деформацией — тем не менее по ним можно судить, что с уве­ личением влажности семян в изученных пределах уменьшается упругость, но увеличивается пластичность оболочки подсолнеч­ ника.

Исследования упруго-пластических свойств ядравысокомас­ личного подсолнечника [227] показали, что при статическом сжатии оно проявляет свойства упругости, эластичности и пла­ стичности. Преобладающей по величине является остаточная составляющая, которая носит характер разрушения и уплотне­ ния первичной структуры ядра.

В настоящее время изучены усилия разрушения плодовой оболочки семян подсолнечника до первого надкола и до полного разрушения (до отделения^оболочки от ядра) при их динамиче­ ском нагружении в направлении трех осей в зависимости от ве­ личины семян [133]. Наименьшие усилия надкола наблюдаются в направлении оси 1 (см. рис. 17), при этом они увеличиваются по мере возрастания толщины семян. В этом направлении зазор достаточно велик, воспринимает нагрузку в основном лузга и оп­ ределяющим фактором является ее толщина, которая у круп­ ных семян больше. В направлении оси 2 картина аналогична, исключая мелкую фракцию толщиной 2,25 мм. В этом направле­ нии все остальные фракции имеют по сравнению с направлени­ ем 4, больший зазор и основную нагрузку воспринимает также лузга.

В направлении 4 мелкие фракции семян имеют малый зазор, воспринимает нагрузку больше ядро. У крупных фракций во­ спринимает нагрузку в основном лузга и при слабом моменте

31