Коэффициенты трения для растительной продукции

продукт Коэффициент а трения по
металлу дереву Резине, поролону
Зерно 0,32…0,47 0,37…0,47  
Свекла 0,48 0,53 0,74
яблоки 0,38…0,49 0,36…0,40 0,44…0,90

Углом естественного откоса называется угол между горизонтальной плоскостью и плоскостью осыпающего груза. Различают угол естественного откоса в покое айв движении а ; для технических расчетов ад -0,74 ап.

Увеличение влажности продукции приводит к увеличению угла естественного откоса. Величины углов естественного откоса для различных грузов приведены в таблице 1.2 при оптимальной влажности хранения.

Угол трения качения плодов и овощей - угол, при котором продукт начинает скатываться с поверхности. Этот угол зависит от формы продукции. Наименьшим углом качения обладают шарообразные продукты, например для яблок он равен 5...6 °. Для продуктов с отличной от шара формой угол трения качения находится в пределах 16...26°

1.2.Угол естественного откоса растительной продукции, град

Продукт ап Ад Продукт ап ад
Зерно ржи, пшеницы, овса 20…50 Мука
картофель 25…35 Свекла
яблоки 40…45 Кукуруза

Самосортирование. Содержание в потоке твердых частиц, различных по размеру и плотности, нарушает ее однородность при перемещении -сыпучесть. При толчках продукции, вибрации, перемещении ленточными транспортерами более легкая продукция уходит вверх, а более тяжелая -вниз, образуя тем самым зоны с различными качественными характеристиками продукции. Аналогичное действие наблюдается при загрузке емкостей с ленточных транспортеров из-за различной крупности и аэродинамической способности

Скважистость. Между различными частицами потока продукции имеется пространства- скважины, заполненные воздухом. Скважимость рассчитывается по формуле:

S=100·(W-v)/W.%

где: W - общий объем потока, м3; v - истинный физический объем продукции в потоке, м3.

Скважистость некоторых видов продукции приведена в таблице 1.3.

Продукт Скважимость, % Продукт Скважимость, %
Подсолничник 60…80 Лен 35…45
Овес 50…70 Кукуруза 35…55
Рис 50…65 Просо 30…50
Гречиха 50…60 Рожь 35…45
Ячмень 45..55 Пшеница 35…45
Плоды, овощи 45…55 Горох 40…45

Размерно-массовые характеристики продукции.

Для плодов, овощей и картофеля основными размерами являются максимальный и минимальный диаметры и высота. Два взаимно перпендикулярных размера в наибольшем поперечном сечении принято называть максимальным и в наименьшем поперечном сечении - минимальным диаметрами плода, а вычисленное среднее значение их - средним диаметром. Размерно-массовые показатели яблок представлены в таблице 1.4.

Важным показателем плода является его масса. При этом зависимость средней массы плода от величины диаметра описывается уравнением вида:

М = А - D n,

где М - масса плода, г; D - максимальный диаметр плода, мм; n - пос­тоянные коэффициенты для каждого вида и сорта.

1.4. Размерно-массовые показатели яблок

Помологически сорт Диаметр, мм Высота, мм Масса, г
макс мин
Антоновка обыкновенная
Пепин шафраныи
Ренет Черненко
Победитель
Северны Синап

Например, для яблок параметры этого уравнения имеют следующие значения: для Антоновки обыкновенной А = 0,0011, n= 2,75; для Пепина шафранного А = 0,0035, n = 2,5.

Насыпная масса плодов определяет массу плодов в единице объ­ема, кг/м3. Она зависит от вида продукции, сорта, качества, зрелости и других параметров (табл. 1.5). Так, например, для яблок в зависимости от помологического сорта насыпная плотность изменяется в пределах 350... 420 кг/м3.

От насыпной плотности зависят удельные нагрузки на пол, тару, оборудование. Величины удельных нагрузок для плодов в различной таре приведены в таблице 1.6.

1.5. Насыпная плотность растительной продукции

Продукт Плотность, кг/м3 продукт Плотность, кг/м3
мин макс мин макс
Соя Арахис
Хлопчатник Горчица
Пшеница Клещевина
Ячмень Конопля
Картофель Лен
Свекла Подсолнечник
Яблоки Рапс

1.6. Расчетные удельные нагрузки продукции в деревянных ящиках и контейнерах, кг/м3

Продукт Ящики Контейнеры Продукт Ящики Контейнеры
Яблоки, груши Картофель -
Виноград - Морковь -
Томаты - Свекла -
Арбузы, дыни - Лук репчатый -
капуста - цитрусовые -

Характеристики прочности растительной продукции.

Травмостойкость -способность продукции переносить внешние механические нагрузки без ее повреждения. Этот показатель оценивается

прочностью - способностью продукции выдерживать без разрушения внешние механические повреждения, характеризующейся в свою очередь твердостью и жесткостью продукции

Жесткость - показатель, представляющий собой усилие, вызывающее деформацию, равную единице длины, и измеряется в Н/мм На рисунке 1.2 на опорной поверхности 1 изображен плод 2, деформируемый плоскостью 3 с усилием F. Форма плода до деформации показана пунктиром После приложения усилия F. плод изменяет свою форму и высоту на величину деформации х. Чем больше величина деформации х при определенном усилии F., тем меньше жесткость J:

J= F./х,Н/мм.

Твердость характеризует плотность кожицы и мякоти плодов и определяется сопротивлением проникновению в поверхность образца плунжера со сферическим наконечником.

Коэффициенты трения для растительной продукции - №1 - открытая онлайн библиотека Коэффициенты трения для растительной продукции - №2 - открытая онлайн библиотека

Рис. 1.3. К определению твердости растительной продукции 1-опорная поверхность; 2-деформируемый (сжимаемый) плод; 3-деформирующая поверхность; F - усилие деформации; х - величина деформации плода.

Рис. 1.2. К определению жесткости

растительной продукции:

1 - опорная поверхность;

2 - деформируемый (сжимаемый) плод;

3 - деформирующая поверхность;

F.- усилие деформации;

х - величина деформации плода.

Сопротивление нагрузкам характеризует способность продукции выдерживать эти нагрузки без разрушения (допустимые нагрузки). Сжимающую нагрузку, при которой в нагруженном образце становится заметным появление начальных трещин на кожице, принято называть травмирующей.

Показателем твердости является отношение максимального усилия F m.сопротивления кожицы и (или) мякоти к площади плунжера s:

D = F m./s, Н/мм2.

Частным случаем твердости является сопротивление прокола кожицы Она может характеризовать степень зрелости. Схема определения твердости приведена на рисунке 1.3.

Жесткость и твердость могут определяться при статических (медленно сжимающих) и динамических (ударных, циклических, знакопеременных) нагрузках. Статические нагрузки возникают при хранении в таре, бурте, динамические - при транспортировке.

В таблице 1.7. приведены сопротивления раздавливанию сжимающимнагрузкам (допустимые) и проколу кожицы для некоторых видов продукции.

1.7. Сопротивления раздавливанию сжимающим нагрузкам и проколу плунжером

Продукт Сопротивление Площадь плунжера, мм2
Сжимающим нагрузкам, Н Проколу кожицы, Н/ мм2
Томаты      
Машинный 1   1,96
Ранний 83 1,75
Волгоградский 1,40
Яблоки      
Ренет Симиренко   1,21 1,32
Розмарин белый   2,88 1,32
Сары Синап   2,73 1,32
Слива      
Ранняя синяя 1,38  
Кирке 1,27  
Венгерка калифорнийская 1,48  
Вишня   0,24…0,66  
Черешня   0,12…0,22  

Для проверки воздействия динамических нагрузок на легкоповреждае­мую растительную продукцию применяют метод допустимой высоты паде­ния. Кинетическая энергия соударения плода с какой-либо повер­хностью зависит от массы плода и высоты падения:

Р = m·g·Н,Дж.

где: Р - кинетическая энергия соударения плода в момент падения, Дж; т - масса плода, кг; g - ускорение свободного падения, м/с2.

В момент падения кинетическая энергия плода совершает работу - повреждает плод. Интенсивность повреждения зависит от травмостойкости плода и энергии, поглощенной плодом; высоты падения, массы плода и эластичности поверхности падения. Чем эластичнее поверхность, на которую падает плод, тем больше энергии она поглощает, тем меньше повреждается плод.

Для расчета параметров оборудования и режимов технологии обработки используют понятие допустимой высоты падения плода - высоты, с которой может упасть плод без разрушения или с допустимыми разрушениями кожицы и ткани. Например, для яблок допустимая высота падения на плоскую металлическую пластину лежит в пределах 35... 100 мм,

а при падении на яблоки - на 25 % выше. Для сливы допустимая высота падения равна 200.. .400 мм при падении на металл, а при падении на поролон - 1000 мм.

Теплофизические характеристики растительной продукции.

Теплофизические характеристики используются при расчете оборудо­вания для сушки, вентиляции и переработки растительной продукции.

Удельная теплоемкость характеризует количество тепла, необходимое для нагрева 1 кг продукции на 1 градус. Измеряется удельная теплоемкость в Дж/(кг·К). Удельная теплоемкость растительной продукции приведена в таблице 1.8.

Коэффициент теплопроводности показывает тепловой поток, проходящий через продукцию площадью 1 м2 при разности температуры 1 К на расстоянии 1 м. Коэффициент теплопроводности картофеля, моркови, капусты, свеклы - 0,34...0,52 Вт/(м-К), С увеличением влажности теплопроводность растет.

Коэффициент температуропроводности определяет скорость изменения температуры в материале - его тепловые инерционные свойства. Единица измерения температуропроводности - м2/с. Коэффициент температуропроводности картофеля, моркови, капусты, свеклы - (12,24... 18,04)10"* м2/с. Растительная продукция обладает достаточно низким коэффициентом температуропроводности, поэтому нагрев ее массы происходит медленно.

Удельная теплота дыхания - теплота, выделяемая растительной продукцией массой 1 т при дыхании, Вт/т. В зависимости от влажности продукции, ее температуры, зрелости и других факторов хранения удельная теплота изменяется в широких пределах (табл. 1.8).

Интенсивность дыхания - количество выделенного углекислого газа, приходящегося на 1 кг продукции в течение 1 ч, м3/(кг-ч).

Интенсивность дыхания зависит от температуры хранения. В соответствии с формулой Гора зависимость интенсивности дыхания от температу­ры является экспоненциальной зависимостью вида:

R =R( )·ехр(Вtx)

где R.R( )· - интенсивность дыхания плодов и овощей при О °С и при температуре хранения, м3/(кг-ч); tх - температура хранения, °С; В - температурный коэффициент скорости дыхания продукции, 1/°С. Температурный коэффициент скорости дыхания В для каждого вида плодов и овощей является величиной постоянной, которая характеризует скорость распада веществ и позволяет судить о сроках хранения.

В таблице 1.9 приведены коэффициенты для расчета интенсивности ды­хания плодоовощной продукции.

Оптические характеристики растительной продукции.

Спектральный коэффициент отражения оптическою излучения - оптическая характеристика поверхности продукции, равная от-

1.8. Удельная теплота дыхания и теплоемкость растительной продукции

Продукт Количество теплоты дыхания, Вт/т при температуре, С˚ Удельная теплоемкость, кДж/(кг К)
Яблоки ранние 3,83
Яблоки поздние 3,83
Груши ранние 3,69
Груши поздние 3,69
Абрикосы 3,83
Персики 3,65
Черешня 3,83
Слива 3,56
Виноград 3,67
Капуста белокочанная 3,90
Картофель 3,55
Морковь 3,54
Свекла 3,62
Лук 3,10
Чеснок 3,47
Огурцы 3,98
Томаты 4,03
Зерно             1,55

1.9. Характеристика дыхания плодов

Вид продукции R() В 1/˚С
Мг/(кг·ч)·105 М 3(кг·ч)
Апельсины 3,96 2,016 0,0733
Бананы 7,90 4,092 0,0782
Виноград 4,89 2,489 0,1287
Сливы 7,03 3,579 0,1149
Яблоки 4,48 2,281 0,0932
Картофель 3,74 1,904 0,30617

ношению мощности отраженного от поверхности излучения к мощности, падающей на эту поверхность для определенной длины волны:

p(л)=100· R()(л)/ Rp(л),

где р(л) - коэффициент отражения оптического излучения, %; л - длина волны излучения, мм; R()(л), Rp(л), - отраженная от поверхности и пада­ющая на нее мощность излучения, Вт.

Для разных длин волн оптического излучения коэффициент отражения растительного продукта изменяется в широких пределах в зависимости от вида, зрелости, поврежденности поверхности, влажности и других физических параметров. В таблице 1.10 приведены коэффициенты отражения растительной продукции для некоторых диапазонов длин волн

Для диапазона длин волн X = 400...750 нм (видимый диапазон оптиче-|ского излучения) существует понятие цвета продукции. В ряде случаев цвет определяет зрелость продукции (томаты, вишня, черешня, перец и т. д.), а окраска поверхности оказывает влияние на сохраняемость продукции (яблоки, груши). Окрашенные плоды имеют большую конкурентоспособность на рынке и лучшую травмостойкостъ и лежкоспособность.

Эффективность систем контроля за технологическими процессами производства и переработки сельскохозяйственной продукции, таких как плоды, овощи, картофель, соки, вина и др., в ряде случаев обеспечиваются с помощью устройств определения цвета. Это относится прежде всего к контролю цвета томатов, вишни и сливы при сортировании по степени зрелости, яблок - при сортировании на товарные сорта по окраске, размеру, величине пятен повреждения и т. п.

1.10. Коэффициенты отражения поверхности растительной продукции

Продукт Коэффициент отражения р, %, на длине волны л, нм
200…400 400…750 750…1300 1300…2200
Яблоки 6…20 20...75 10...85 <10
Апельсины <10 4...70 40..85 10…40
Томаты - 3...80 10..70 2…35
Слива - 10...35 40...95 -
Вишня - 15...60 40...85 -
Смородина - 10...50 30...85 -
Малина - 10...55 30...80 -
Земляника 3...14 15...60 40...90 -
Картофель <10 4...85 30...80 10…40
Лук репчатый - 3...45 30...55 2…30
табак 1...9 10...60 - -

Характеристикой цвета являются координаты цвета X, У,Z-

величины энергии в отраженном излучении, попадающем в оптическое ус­тройство (глаз) соответственно в синей, зеленой и красной областях спектра. На практике применяют относительные величины координат цветности:

х = Х/(Х+У+Z); у = У/(Х+У+Z); г=Z/(Х+У+Z).

В таблице 1.11 приведены координаты цветности продукции разного ка­чества.

Электропроводность растительной продукции.

Для целей оценки качества ткани плода по электрическим характеристикам в первую очередь используют структурную релаксацию биологичес-