Трещиноватость и структурно-механические свойства риса

664.788

ТРЕЩИНОВАТОСТЬ И СТРУКТУРНО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА РИСА

О.Н. ЧЕБОТАРЕВ, А.Ю. ШАЗЗО, М.П. БАХМЕТ,

Т.Н. МАЛЫШКО, И.И. ПОГОРЕЛОВА, В.И. ГЕЗ,

Н.В. МАЦАКОВА

Кубанский государственный технологический университет

Трещиноватость - негативный показатель качества риса, отрицательно влияющий на выход основной продукции рисозаводов - целой недробленой крупы. При значительно меньшей стоимости дробленой крупы в сравнении с недробленой переработка трещиноватого риса приводит к ощутимым экономическим потерям. Трещины разрушают эндосперм ядра риса на разную глубину. При полном разрушении эндосперма или на глубину более половины сечения ядра трещины классифицируются как опасные. При удалении плодовых, семенных оболочек и алейронового слоя (в процессе шлифования-полирования) такие ядра, как правило, превращаются в дробленый продукт. В случае предельного разрушения ядра трещинами, когда разрушается не только эндосперм, но и алейроновый слой, плодовые и семенные оболочки, образуется лом. Такое зерно при удалении цветковых пленок превращается в дробленое. В связи с этим определение прочностных характеристик риса с различной глубиной разрушения эндосперма имеет большое практическое значение. Так, по характеру трещин в рисе можно настраивать режим шлифования и с известной степенью достоверности прогнозировать выход продукции рисозавода.

Нами исследованы прочностные свойства риса с различными по глубине погружения в эндосперм трещинами. В опытах использовали сортовой рис селекции Всероссийского института риса. Глубину трещин определяли с помощью прибора ДМ-3 [1]. Величину разрушающих усилий на сжатие и срез определяли с помощью гидравлического пресса МН-1 для испытания пластмасс на механическую прочность (рисунок: 1 - переключатель шкал нагрузок; 2 - указатель нагру-

зок; 3 - регулятор положения; 4 - исследуемый объект; 5 - пульт управления; 6 - подвижный стол; 7 - индикатор линейной деформации).

Измерения производили при постоянной скорости рабочего стола. При определении усилия трещинооб-разования и полного разрушения на сжатие зерновку укладывали на подвижную часть стола латеральной стороной. Для определения величины разрушающих усилий на срез для зерновых с различной глубиной трещин объект закрепляли в специальном цанговом зажиме. При оценке глубины разрушения эндосперма трещинами ядра риса помещали в световой поток, сфокусированный цилиндрической линзой прибора ДМ-3. Глубину разрушения измеряли относительно поперечного сечения эндосперма ядра и пересчитывали в единицы площади, принимая сечение эндосперма ядра за эллипс.

Таблица 1

Сортриса

Площадь разрушения, %

Лом

100

75

50

25

Краснодарский-424 4,6 6,0 11,3 11,3 3,3

Спальчик 2,7 14,0 12,8 7,2 1,6

Старт 2,0 11,2 16,0 5,6 9,6

Жемчужный 5,3 26,4 14,0 11,6 0,8

Прикубанский 7,3 14,0 9,3 8,0 7,3

В зернах каждого из пяти исследуемых сортов риса (табл. 1) зафиксированы все категории локальных разрушений по глубине проникновения трещин в эндосперм. Так, при вариации общей трещиноватости от 31,9 до 52,8% содержание лома изменялось от 2,0 до 7,3% зерновок, со сквозными трещинами - от 6,0 до 26,4%, с трещинами, разрушающими эндосперм ядра на глубину более половины, - от 9,3 до 16,0%. Таким образом, если прогнозировать выход дробленого ядра в технологии крупы из риса по показателям глубины разрушения, то необходимо суммировать содержание зерен с опасными трещинами (с глубиной разрушения более половины сечения эндосперма) с количеством лома в зерне и вычесть суммарную степень шлифования, которая пропорциональна массе удаляемых с поверхности ядер плодовых, семенных оболочек, алейронового слоя и зародыша в виде тонкодисперсной мучки. Причем степень шлифования необходимо исчислять относительно массы лома и зерен с опасными трещинами.

Величина разрушающих усилий и усилий трещи -нообразования при деформации сжатия для ядер риса представлена в табл. 2.

Таблица 2

Сорт риса Усилие на сжатие, кг

трещинообразования разрушения

тіп тах среднее тіп тах среднее

Краснодаре кий-42 4 3,4 6,6 5,26 6,0 12,2 9,7

Спальчик 3,0 7,8 5,38 6,4 12,8 10,90

Старт 3,2 8,2 5,69 6,4 14,6 11,54

Жемчужный 3,8 9,2 5,20 6,0 12,9 10,60

Прикубанский 3,0 8,2 5,97 6,8 13,6 10,20

Средние значения усилий трещинообразования и полного разрушения ядер разных сортов риса достаточно близки, что свидетельствует о приблизительно одинаковой микроструктуре и химическом составе ядер риса. Очевидно также, что статическое нагружение при деформации сжатия не может в полной мере моделировать усилия, которые возникают в процессе обработки ядра и приводят к разрушениям. Как в операции шелушения, так и в операции шлифования в большей мере имеют место деформации среза.

В связи с этим было исследовано влияние глубины трещин на величину разрушающих усилий при деформации среза (табл. 3).

Таблица 3

Сорт риса Площадь разруш ения, %

0 25 50 75 100

Краснодарс кий- 42 4 2,5 1,83 1,55 1,29 0,64

Спальчик 2,6 1,66 1,37 1,27 1,22

Старт 2,1 1,66 1,35 0,78 0,67

Жемчужный 2,29 1,47 1,35 1,1 0,83

Прикубанский 1,96 1,78 1,67 1,33 0,85

Установлено, что даже для риса без трещин величина разрушающего усилия на срез меньше, чем величина разрушающего усилия на сжатие более чем в 4 раза. По мере увеличения глубины трещины (площади

разрушения) величина разрушающего усилия на срез резко снижается. Так, если для рисовых ядер без трещин величина разрушающего усилия на срез варьирует от 1,96 до 2,6 кг, то при сквозных - от 0,64 до 1,22 кг, т. е. уменьшилась в 2,5-3 раза. При глубине разрушения менее половины сечения зерновка при благоприятных режимных параметрах шелушения и шлифования может не разрушиться на части. Об этом свидетельствуют и достаточно близкие по значениям величины разрушающих усилий на срез для зерновок без трещин и с разрушением эндосперма менее половины сечения ядра.

ВЫВОДЫ

1. Трещины разрушают эндосперм риса на разную глубину; наиболее опасны трещины, разрушающие зерновку на глубину более половины сечения эндосперма.

2. По количеству зерновок с опасными трещинами можно прогнозировать выход продукции в технологии рисовой крупы.

3. Величина разрушающих усилий на срез более чем в 4 раза меньше, чем величина разрушающих усилий на сжатие.

4. По мере увеличения глубины трещин величины разрушающего усилия на срез снижаются; наиболее заметно снижение при увеличении глубины трещины более половины сечения ядра.

ЛИТЕРАТУРА

1. А. с. 382957 СССР. Прибор для визуального определения трещиноватости зерна риса / О.Н. Чеботарев, Н.А. Ильвицкий, Х.Л. Ке -шаниди. - Опубл. в БИ. - 1973. - № 231.

Кафедра пищевой инженерии и высоких технологий

Поступила П.07.05 г.

664.724.002.2

АКТИВИЗАЦИЯ СПЛОШНОГО САМОСОГРЕВАНИЯ ЗЕРНОВОЙ МАССЫ КАК СИНЕРГЕТИЧЕСКИ АКТИВНОЙ СРЕДЫ

С.В. УСАТИКОВ, А.Ю. ШАЗЗО, М.А. ТИВКОВ

Кубанский государственный технологический университет

Самосогревание зерновой массы традиционно рассматривается как составная часть тепломассообменных процессов в капиллярно-пористой коллоидной среде [1]. Методологической основой для моделирования процессов самосогревания принят синергетический подход к мультистабильным активным средам [1-6]. В этих работах показана эффективность применения данного математического аппарата для прогнозирования процесса сплошного самосогревания при хранении в невентилируемых емкостях различных геометрических форм и размеров, изучены условия акти-

визации сплошного самосогревания в невентилируе-мых емкостях и распространение волны активизации, получены аналитические соотношения для очагов самосогревания, приводящих к формированию волны активизации и возникновению процесса сплошного самосогревания.

Существующие модели явления самосогревания основаны на теории взаимосвязанного тепловлагопе-реноса А.В. Лыкова или на теории многофазной фильтрации [1, 2]. В теории А.В. Лыкова вводятся потенциалы теплопереноса (температура) и влагоперено-са (зависящего от формы связи влаги с материалом), а также соответствующие коэффициенты переноса. Достоинствами этой теории являются ее общность и про-