Тема 4. Визначення шпаруватості, щільності укладання і забезпеченості зернової маси повітрям

Зернова маса при розміщенні в складах або силосах не утворить щільної маси; між її твердими компонентами залишаються вільні проміжки, заповнені повітрям.

Щільність укладання зерна і шпаруватість виражають у відсотках від загального обсягу зернової маси. Щільність укладання і шпаруватість зернової маси мають велике практичне значення при зберіганні. Наявність повітря в міжзерновому просторі впливає на зміну температури і вологості зернової маси і визначає характер фізіологічних процесів, що протікають у ній. Повітря міжзернових просторів, переміщаючись по шпарах, сприяє передачі тепла шляхом конвекції і переміщенню вологи в зерновій масі у виді пари.

Завдяки шпарам у зерновій масі можливі такі види її обробки, як сушіння, активне вентилювання і газація.

Шпаруватість зернової маси має велике значення і для збереження життєздатності насіння, що дуже важливо при збереженні насіннєвих партій. Щільність укладання і шпаруватість зернової маси в сховищах залежать від форми, пружності, розмірів і стану поверхні твердих компонентів зернової маси, кількості і виду домішок в ній, від розміру партії і вологості зернової маси, форми і розмірів сховища, методу його заповнення, а також від терміну збереження. Тому значення щільності укладання і шпаруватості зернової маси можуть змінюватися в досить значних межах.

Щільність укладання (%) виражається формулою

t= (V/V₁)·100,

а шпаруватість (%) — формулою

,

де V — істотнийий обсяг твердих компонентів зернової маси, см³; V_I — загальний обсяг зернової маси, см³.

Спостереження показали, що більш точні і порівнянні дані t і S одержуємо, якщо беремо зернову масу, що складається з 1000 твердих часток (зерна й інші частки), виділених підряд з навішення по методу визначення маси 1000 зерен.

Істотний обсяг 1000 часток V визначають зануренням їх у мірний циліндр, заповнений до визначеного (10...50 см³) обсягу рідиною, що незмочується — гасом. Застосовувати воду не рекомендується тому, що це може привести до перекручування результатів, так як деяка кількість води поглинеться зерном, а також відбудеться неповне змочування зерен і витиснення повітря з зернової маси. Збільшення обсягу рідини в циліндрі після занурення в неї 1000 часток дає шукану величину V.

Загальний обсяг зернової маси V_I (см³) можна виразити через натуру, користуючись формулою для визначення обєму будь-якої сипучої маси,

V₁ = (Р·1000) / ,

де Р — маса 1000 часток, виділених із зернової маси, г;  — натура зерна, г/л (визначається на літровій пурці).

Шпаруватість (%) зернової маси обчислюють по формулі

S =100 — t.

Підставивши в неї значення t і V_I , знайдемо

;

або

.

Визначивши Р, V і  і розрахувавши V_I, знайдемо щільність, шпаруватість і забезпеченість зернової маси повітрям.

Однією з важливих характеристик зернової маси є забезпеченість повітрям, або обсяг повітря, що знаходиться в 1 т зернової маси. Знаючи обсяг повітря в 1 т зерна і помноживши його на масу партії зерна, що зберігається, визначають величину одного обміну повітря. Цей показник використовують при активному вентилюванні зерна. Забезпеченість зернової маси повітрям (см³/м, або м³/т) визначають по формулі

F= (V_I-V) / Р,

де V_I-V — обсяг повітря в зерновій масі, що складається з 1000 часток, см³; Р — маса 1000 часток, г.

Підставивши у формулу значення V_I, одержимо

.

Фактичний обсяг повітря в міжзерновому просторі в зерносховищах залежить не тільки від цих величин (Р, V і  ), але і від щільності укладання зернової маси, що залежить, у свою чергу, від тривалості й умов її збереження.

Ціль роботи. Освоїти методику визначення шпаруватості, щільності укладання і забезпеченості зернової маси повітрям.

Порядок роботи. Одержавши індивідуальне завдання на виконання роботи, приступити до визначення Р, V і  для кожної культури і по них розрахувати t, S і Р. З досліджуваної проби зерна відповідно до ДСТУ 4138—2002 виділити навішення для визначення маси 1000 часток.

Переконавшись в правильності визначення абсолютної маси, визначити абсолютний обєм твердих часток і натуру зерна. Результати записати в такій послідовності: культура — пшениця.

Маса 1000 зерен і інших твердих часток

16,51-16,49=0,02г

, що менше 5%

Абсолютний обєм

у= 74 - 50 = 24 см³.

Об'ємна маса

=781 г/л,

= 780 м л,

г/л.

Загальний обсяг зернової маси

.

Щільність укладання

.

Шпаруватість

Забезпеченість повітрям

Завдання 1. Визначити шпаруватість і забезпеченість повітрям зернової маси (табл. 6).

Таблиця 6.

Визначення шпаруватості і забезпеченості повітрям зернової маси

Культура	Вологість,%	Маса 1000 зерен, г	Абсолютний обєм 1000 зерен, см3	Натура зерна		Шпаруватість	Забезпеченість повітрям
				г/л	кг/л

Обладнання і матеріали, реактиви: зерновій дільник, технічні ваги з наважкам, тарілкові ваги, літрова пурка, мірні циліндри на 100 і 250 см³, аналізні дошки, лабораторні совки, шпателі, зразки зерна, гас.