Влияние теплофизических факторов на технологические свойства зерна

10.05.2015

Теплофизические свойства связаны с физико-химическими и биохимическими особенностями зерна пшеницы, являющегося сложным капиллярно-пористым, высокополимерным телом. Оно термобильно, поскольку отличается плохой проводимостью тепла и сильным сопротивлением переносу влаги. Указанные свойства неотделимы от структуры зерна, а также от клеток тканей его составных частей.
Должного технологического эффекта достигают, если учитывают исходные теплофизические свойства зерна, поступающего в приемное устройство зерноочистительного отделения, и искусственный тепловой фактор, который используют в сочетании с увлажнением зерна при подготовке его к помолу. Значение этого фактора особенно велико при направленном кондиционировании и создании оптимального соотношения упругих и пластических деформаций составных частей зерна. Это положительно сказывается на свойствах промежуточных продуктов в процессе их образования, шлифования и размола, на ослаблении молекулярных сил сцепления частиц продукта, улучшающем их сыпучесть и севкость, на повышении эффективности отделения остатка эндосперма от частиц оболочек, на снижении энергоемкости помола зерна в целом.
К теплофизическим факторам, влияющим на технологические свойства зерна, относят: коэффициент теплопроводности λ, коэффициент температуропроводности а и удельную теплоемкость С.
Значение λ=0,080—0,0116 ккал/м*ч*град, при прочих равных условиях, зависит от величины влажности W. Чем выше W, тем больше λ, которая вначале растет быстро, а затем медленнее. Наличие воздушных прослоек между зернами в массе служит причиной слабой передачи тепла от зерна к зерну, в результате чего тепловая обработка всей зерновой массы в термических установках протекает неравномерно.
Значение а = 3,25 ÷ 3,69*10в4 м3/г, выражающее способность зерна к приращению или отдаче тепла, зависит от вида (твердая или мягкая) и типа пшеницы с присущими ей биологическими свойствами и от влажности. Чем выше W, тем большее значение приобретает а, однако это происходит до определенного предела, когда а=mах, а затем снижается. Я.Н. Куприц установил, что а=mах соответствует границе адсорбционно-связанной и капиллярной воды в зерне.
Удельная теплоемкость зерна с = 0,35—0,50 ккал/кг*град. Величина С характеризует аккумулирующие свойства зерна, которые в значительной степени зависят от его влажности и температуры. Ho данным А.С. Гинзбурга и В.П. Дубровского, отдельное зерно поглощает тепло быстрее, чем зерновая масса,, что объясняется той же слабой теплопередачей от зерна к зерну.
Одновременно с тепловыми коэффициентами следует учитывать и теплопроводность, т. е. то обстоятельство, что в зерне пшеницы поток при наличии градиента температуры органически связан с перемещением влаги, которая движется по направлению потока тепла. С повышением температуры зерна увеличивается его теплопроводность.
В связи с этим очень важно тепловое воздействие на зерно для доведения его на мукомольных заводах с минусовой температуры до положительной (с температуры — 6—8° до +15° и выше). Благодаря этому интенсифицируется очистка поверхности зерна и вследствие расширения капилляров оболочек облегчается проникновение в него воды, а следовательно, зерно изменяется в нужном для технологии направлении.