International scientific e-journal

ΛΌГOΣ. ONLINE

7 (March, 2020)

e-ISSN: 2663-4139
КВ №20521-13361Р

CHEMISTRY

UDC 664.71-11: 633.11

DOI 10.36074/2663-4139.07.02

ВЛИЯНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ СТРУКТУРНО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЗЕРНА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ВЛАЖНОСТИ НА РАВНОМЕРНОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ НАГРУЗКИ ПО ПОВЕРХНОСТИ ДРОБИЛЬНОГО ВАЛА

УСАРКУЛОВА Мохигуль Мирхомиджон кизи

магистрант факультета химической технологии

Ферганский политехнический институт

 

НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ:

 

МАМАТОЖИЕВ Шарип Икромович

канд. сельс. наук, доцент, доцент кафедры «ТХ и ПОСП»

Ферганский политехнический институт

 

РЕСПУБЛИКА УЗБЕКИСТАН


Аннотация. Эта научная работа направлена на изучение влияния изменения структурно-механических свойств зерна пшеницы в зависимости от влажности на технологические процессы и на исследование влияния общей нагрузки на равномерное распределение зерна по поверхности дробильного вала, целью нашей научной работы является поиск оптимальных способов получения муки сорта с высоким качеством и выходом из осенней мягкой пшеницы. В эксперименте использовались «Правила организации и ведения технологических процессов на мельницах» и теоретические, экспериментальные методы. Результаты эксперимента обрабатываются методом расчета. Также в научной работе: определены структурно-механические свойства зерна при подготовке выращиваемых на территории Республики Узбекистан осенних мягких пшеничных зерен к просеиванию муки и сделан вывод о влиянии изменения структурно-механических свойств зерна в зависимости от влажности на равномерное распределение общей нагрузки на поверхность дробильного вала.

Ключевые слова: озимая пшеница, влага, гидротермальная обработка, угол трения зерновой массы, угол естественного наклона, плотность расположения зернистой массы и зазор между ними, свойства зерна..

Введение. Как известно, общее состояние почв, климатические условия всех зерноводческих регионов Республики Узбекистан неоднородны, что приводит к расширению их разновидностей. Такое состояние создает ряд сложностей при хранении и переработке выращиваемых отечественных пшеничных зерен. Это позволит улучшить качество зерна пшеницы, выращиваемого на территории Республики, а также способы получения муки с высоким выходом и качеством с учетом технологических и хлебопекарных свойств. Любое мероприятие, направленное на оптимизацию технологических свойств зерна на предприятиях по переработке зерна, является важным. Для этого необходимо изучить структурно-механические, физико-химические и биохимические свойства зерна, принятого на предприятие, и внедрить их в производство. Актуальность решения вопроса определения изменения структурно-механических свойств зерна в зависимости от влажности в процессе обработки выращиваемых на территории Республики Узбекистан осенних мягких зерен пшеницы оказывает влияние на распределение общей нагрузки на поверхность измельчающего вала.

В качестве научного новшества исследования было изучено влияние местных зерновых культур, выращиваемых в Республике Узбекистан, на равномерное распределение общей нагрузки на поверхность дробильного вала путем изучения изменения структурно-механических свойств в зависимости от влажности.

Обзор литературы. Как известно, структурно-механические свойства зерна включают в себя угол трения, угол естественного наклона, плотность расположения зернистой массы и зазор между ними и другие свойства.

Как пишут в существующей литературе, структурно-механические свойства зерна связывают особенности строения материала с его реакцией на механическое воздействие. Они определяют процессы измельчения зерна, выделения корочки, измельчения зерна, выход и качество измельченных продуктов, расход энергии, идущей на эти процессы. Процесс измельчения при производстве муки и комбикорма требует больших затрат энергии. Основными показателями этих свойств являются прочность и жесткость материалов.

Для зерен определяется микротвёрдость эндосперма. При отделении зерна от эндоспермии и оболочки необходимо следить, чтобы их твёрдость была разной. Это достигается путем выбора специальных режимов гидротермальной обработки. Поэтому при гидротермической обработке при производстве муки повышается твёрдость скорлупы, снижается жесткость эндосперма [1,2].

Зерно-это является дисперсионной фазой. В его состав входят зерно, воздух и другие компоненты. Передача зерна из одной машины в другую на элеваторных, мучных, крупяных и комбикормовых заводах вертикальным способом основана на его текучести. Способность зерна передвигаться под воздействием собственного веса на склонах называется свойством текучести. Свойство текучести зависит от формы зерна, влажности и количества посторонних примесей в его составе. Чем круглее форма зерна, тем больше текучесть (пшено, горох, люпин). Чем больше влажность, тем меньше текучесть. Количество примесей также снижает текучесть. Как правило, текучесть зернистой массы определяется измерением внешних и внутренних коэффициентов трения, измерением углов трения и естественного наклона [3].

Под углом трения зерна называют угол, образовавший наименьшую плоскость и материал, с помощью которого зернышко начинает двигаться по поверхности. Угол трения такой, что зернистая масса начинает как-то скользить по поверхности [4].

Угол естественного наклона зернистой массы называется углом между диаметром основания конуса и его расположением, образуемым падением зернистой массы на горизонтальную плоскость.

Между зерном и его смесями всегда есть свободные промежутки  их называют плотностью расположения, объемной частью, наполненной воздухом, пористостью. Плотность и пористость зернистой массы будеть зависить содержащихся в ней твердых компонентов от формы, размера, состояния поверхности, влажности зернистой массы, формы и размеров склада, способа наполнения и срока хранения. В большинстве случаев повышение влажности приводит к уменьшению плотности зерна и, следовательно, к уменьшению натуры. При определении натуры важна плотность размещения зерна. В Литровом пурке, независимо от субъективного воздействия делителя, обеспечивается плотность расположения зерна с помощью цилиндро-наполнителя, воронка цилиндра и падающей нагрузки [5]. Экспериментальные исследования. Наши экспериментальные исследования проводились в лабораторном отделении АО "Фарғонадонмаҳсулотлари". В эксперименте в целях изучения влияния изменения структурно-механических свойств зерна в зависимости от влажности, на равномерное распределение общей нагрузки на поверхность дробильного вала в технологии измельчения зерна в качестве исследовательского материала использовались из образцы товарного зерна. Для этого первоначально была определена влажность образцов товарного зерна по [6]. Затем были определены структурно-механические свойства зерна: угол трения, угол естественного наклона, плотность расположения зернистой массы и зазор между ними.

Угол естественного наклона зерна- определяемая поверхность материала насыпалась на 50х60 см(сантиметр) 100 гр(грамм) зернистой массы и при медленном подьёме дуги определили с помощью углового транспортира, образовавшего наименьшую плоскость и материал, который начал двигаться вдоль поверхности.

Угол естественного наклона зерна определяли методом Моос. Способ определения уголка естественного наклона зернистой массы Mooс был определен с помощью стеклянной таре, представленной на рисунке 2. Это было определено следующим образом:

Рис. 2. Определить угол естественного наклона зернистой массы в стеклянной таре

 

1/3 части стеклянной таре засыпали крупой, закрывали крышкой и поворачивали на 90 0С(градус)и медленно возвращали в свое состояние. Учитывая, что угол α треугольника, образующего зернистую массу, является ее естественным углом наклона, с помощью линейки были определены катеты треугольника и размеры гипотенузы.

В целях определения плотности расположения зернистой массы и зазора между ними по требованиям ГОСТ 10842-89 определены 1000 единиц массы зерна, по ГОСТу 10840-64 определена натура зерна [7,8]. С учетом того, что общий объем зернистой массы равен 100 массе зерна, умноженной на 100 единиц, на долю зерновой натуры, был определен по следующей формуле.

 

  (1)

Вот:

V-общий объем зернистой массы, см3 (сантиметр);

Р-вес зерна 1000 шт, гр (грамм);

j -зерна натуры, гр/л (грамм / литр). (Определяется в Литровом пурке).

 

Исходя из результатов расчета, плотность расположения зернистой массы и зазор между ними рассчитываются по следующей формуле:

 

(2)

 

    (3)

Здесь:

p-плотность расположения зернистой массы. ᴪ-пористость.

V1-общий объем твердых компонентов в зернистой массе, см3 (в сантиметрах).

V-общий объем зернистой массы, см3 (сантиметр).

Результаты исследования. В результате проведенных экспериментальных исследований по определению угла трения по структурно-механическим свойствам зернистой массы, получены следующие результаты при изучении изменения уголка естественного уклона товарных зерен озимой мягкой пшеницы, выращиваемых в Республике Узбекистан, в зависимости от влажности. Результаты, полученные в исследовании, приведены в 1-ой таблице.

 

Таблица 1. Изменение угла трения зерна в зависимости от влажности

[авторская работа]

 

В результате проведенных экспериментальных исследований по определению уголка естественного наклона от структурно-механических свойств зернистой массы при изучении изменений уголка естественного наклона товарных зерен озимой мягкой пшеницы, выращиваемых в Республике Узбекистан в зависимости от влажности, получены следующие результаты. Результаты, полученные в исследовании, приведены в 2-ой таблице.

 

Таблица 2. Изменение угла естественного наклона зерна в зависимости от влажности

[авторская работа]

 

В результате проведенных экспериментальных исследований структурно-механических свойств зернистой массы по определению плотности расположения и зазора между ними, получены следующие результаты, когда были изучены особенности расположения и изменения зазора между образцами товарного зерна озимой мягкой пшеницы, выращиваемой в Республике Узбекистан, в зависимости от влажности зерна. Результаты эксперимента представлены в таблице 3.

 

Таблица 3. Изменение плотности расположения зернистой массы и зазора между ними в зависимости от влажности

[авторская работа]

 

Вывод. Изучение влияния изменения структурно-механических свойств зерна в зависимости от влажности на равномерное распределение нагрузки на поверхность дробильного вала без теоретических и экспериментальных исследований не проводится.

Из структурно-механических свойств зернистой массы, полученных в результате теоретических исследований по определению угла трения и угла естественного наклона зерна, стало известно, что методы определения угла естественного наклона и углов трения зерна в стандарт не включены. Причина в том, что существует несколько методов определения. это потому, что один сильно отличается от другого. Также в наших теоретических исследованиях было установлено, что трение зерна делится на три части: трение зерен и способы трения в материале (древесине, резине, металле).

В наших экспериментальных исследованиях было установлено, что трение зерен в металле происходит из-за влажности, так как устройство, равномерно распределяющее поверхность вала в процессе дробления, является металлическим. В ходе эксперимента было установлено, что угол трения зерен пшеницы в металле равномерно распределяется по поверхности дробильного вала, а также важность их взаимного трения, при этом большое значение имеет форма зерна, в зависимости от влажности зерна увеличивается угол трения и угол естественного наклона зернистой массы.

В наших последующих экспериментах изучалась структура зерна-от его механических свойств – плотность расположения зернистой массы и изменение зазора между ними в зависимости от влажности, при увеличении влажности зерна вес зерна увеличился на 1000 штук. С увеличением общего объема зернистой массы уменьшалась плотность расположения зернистой массы, увеличивался разрыв между зерном. Технологический показатель веса зерна 1000 единиц по отношению к натуральному весу, приведенный в правилах организации и ведения технологических процессов на мельницах, является существенным. Как правило, при увеличении веса зерна на 1000 штук его технологические свойства становятся оптимальными. То есть крупность зерна существенно возрастает.

В целом, как следует из правил организации и ведения технологических процессов на мельницах, оптимальная влажность составляет 15,5-16% для местного 4-го класса озимого мягкого пшеничного зерна, выращиваемого на территории Республики Узбекистан по технологии измельчения зерна, при условии, что прозрачность составляет до 40-60%, на мельничных предприятиях эта влажность обеспечивается в результате гидротермальной обработки. Снижение влажности до нижнего предела и увеличение верхнего предела для этого состояния приводит к тому, что общая нагрузка в технологии измельчения зерна не распределяется равномерно по поверхности дробильного вала.

Также в эксперименте соблюдается условие 1, что при увеличении влажности зерна пшеницы в пределах допустимой влажности увеличивается сила трения, повышается вязкость. В результате продукт, который попадает в валлийскую мастерскую, распределяется неравномерно. Это уменьшает срок годности вала. Каждый вал, применяемый в процессе дробления, ремонтируется и обрабатывается в течение 120 дней, то есть открывается новый риф. Чем выше ситуация, тем меньше срок годности вала. В результате сначала получается некачественный продукт. Его переработка приведет к увеличению дополнительных затрат для предприятия. Это нанесет ущерб бюджету предприятия и приведет к увеличению себестоимости готовой продукции. Во-вторых, на каждый вал дается 340-390 дней срока годности. Раньше этого срока придется покупать новый другой вал вместо отработанного вала.

Наблюдая в наших экспериментах по 2- й ситуации, качество готового продукта нарушается из-за того, что полученное зерно не равномерно распределяется. То есть из-за высокой влажности получаемого продукта повышается эластичность продукта, то есть за счет сжатия оболочка измельчается и добавляется мука к отрубям, а количество скорлупы к ней увеличивается. Это также не окажет негативного влияния на бюджет предприятия.


СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ:

 

  • Маматожиев, Ш. И., & Усаркулова, М. М. (2020). Определение процедуры, состава и методики процесса увлажнения пщеницы. Актуальная наука [Сельскохозяйственные науки]: Международный научный журнал.(1(30)), 18-21.

  • Гинзбург, А. С., Дубровский, В. П., Казаков, Е. Д., Окун, Г. С., & Резчиков, В. А. (1969). Влага в зерне. Москва: Колос.

  • Куприц, Я. Н. (1946). Физико-химические основы размола зерна. Москва: Заготиздат.

  • Маматожиев, Ш. И., Усаркулова, М., & Дадажонов, З. З. (2020). Определение изменения угла трения зерна в зависимости от влажности. Актуальная наука [Сельскохозяйственные науки]: Международный научный журнал(1(30)), 22-24.

  • Хаитов, Р. А., Зупаров, Р. И., Раджабова, В. Э., & Шукуров, З. З. (2000). Дон ва дон маҳсулотларининг сифатини баҳолаш ҳамда назорат қилиш. Тошкент: Университет.

  • ГОСТ 13586.5-93. (б.д.). Зерно. Метод определения влажности.

  • ГОСТ 10842-89. (б.д.). Зерно. Методы определения массы 1000 зерен.

  • ГОСТ 10840-64. (б.д.). Зерно. Методы определения натуры (Изм. 1,2).


INFLUENCE OF CHANGES IN THE STRUCTURAL AND MECHANICAL PROPERTIES OF GRAIN DEPENDING ON HUMIDITY ON THE UNIFORM DISTRIBUTION OF THE LOAD ON THE SURFACE OF THE CRUSHING SHAFT

USARKULOVA Mohigul Mirhomidjon kizi,
Master’s student of the Faculty of Chemical Technology
Fergana Polytechnic Institute
REPUBLIC OF UZBEKISTAN

SCIENTIFIC ADVISER:

MAMATOJIEV Sharip Ikromovich,
Ph.D. (Agricultural sciences), Associate professor, Associate professor of the Department «TS and PPOP»
Fergana Polytechnic Institute
REPUBLIC OF UZBEKISTAN

Abstract.
This scientific work is aimed at studying the effect of changes in the structural and mechanical properties of wheat grain depending on humidity on technological processes and on the study of the effect of the total load on the uniform distribution of grain on the surface of the crushing shaft, the aim of our scientific work is to find optimal ways to obtain varieties of flour with high quality and output from autumn soft wheat. The experiment used the "Rules for the organization and management of technological processes in mills" and theoretical, experimental methods. The results of the experiment are processed by the calculation method. Also in the scientific work: the structural and mechanical properties of grain are determined in the preparation of autumn soft wheat grains grown in the Republic of Uzbekistan for sifting flour and concluded that the change in the structural and mechanical properties of grain depending on humidity on the uniform distribution of the total load n and the surface of the crushing shaft.


Keywords: winter wheat, moisture, hydrothermal treatment, the angle of friction of the grain mass, the angle of natural slope, the density of the location of the granular mass and the gap between them, grain properties.
ВПЛИВ ЗМІНИ СТРУКТУРНО-МЕХАНІЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ЗЕРНА ЗАЛЕЖНО ВІД ВОЛОГОСТІ НА РІВНОМІРНИЙ РОЗПОДІЛ НАВАНТАЖЕННЯ ПО ПОВЕРХНІ ДРОБИЛЬНОГО ВАЛУ

УСАРКУЛОВА Могігул Мірхоміджон Кізі,
магістрант хіміко-технологічного факультету
Ферганський політехнічний інститут
РЕСПУБЛІКА УЗБЕКИСТАН

НАУКОВИЙ КЕРІВНИК:

МАМАТОЖІЄВ Шаріп Ікромович,
канд. агро. наук, доцент, доцент кафедри «ТС та ППОП»
Ферганський політехнічний інститут
РЕСПУБЛІКА УЗБЕКИСТАН

Анотація.
Ця наукова робота спрямована на вивчення впливу зміни структурно-механічних властивостей зерна пшениці залежно від вологості на технологічні процеси і на дослідження впливу загального навантаження на рівномірний розподіл зерна по поверхні дробильного вала, метою нашої наукової роботи є пошук оптимальних способів отримання борошна сорту з високою якістю і виходом з осінньої м'якої пшениці. В експерименті використовувалися "Правила організації і ведення технологічних процесів на млинах" і теоретичні, експериментальні методи. Результати експерименту обробляються методом розрахунку. Також у науковій роботі: визначено структурно-механічні властивості зерна при підготовці вирощуваних на території Республіки Узбекистан осінніх м'яких пшеничних зерен до просіювання борошна і зроблено висновок про вплив зміни структурно-механічних властивостей зерна в залежності від вологості на рівномірний розподіл загального навантаження н а поверхня дробильного вала.


Ключові слова: озима пшениця, волога, гідротермальних обробка, кут тертя зернової маси, кут природного нахилу, щільність розташування зернистої маси і зазор між ними, властивості зерна.

© Усаркулова М.М., 2020

© Usarkulova M., 2020

 

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

PUBLISHED : 13.03.2020