糧食的流散特性

1、糧食的流散特性糧食的流散特性主要包括散落性、自動分級、孔隙度等。這是顆粒狀糧食所固有的物理性質(zhì)。糧食具有流散特性的根本原因是糧粒之間的圉12根粒受力分析團(tuán)相互作用力一一圉12根粒受力分析團(tuán)一、散落性糧食在自然形成糧堆時(shí)，向四面流動成為一個(gè)圓錐體的性質(zhì)稱為穆 食的散落性。糧食的顆粒大小、成熟度的差異、雜質(zhì)數(shù)量的多少等都和 散落性密切相關(guān)。糧食散落性的好壞通常用靜止角表示。靜止角是指糧食由高點(diǎn)落下,自然形成圓錐體的斜面與底面水平線之 間的夾角。靜止角與散落性成反比，即散落性好，靜止角??；散落性 差，靜止角大。糧粒在糧堆斜面上停止或運(yùn)動與否，受到糧粒在斜面上受力的制 約。圖2是糧粒在斜面上受力分析圖

2、：重力G可分解為垂直壓力N和 傾斜分力P,如忽略糧粒間高低不平的相互作用力，糧粒在斜面上還受到 摩擦力F,如果糧粒與糧堆的斜面摩擦系數(shù)為f,則摩擦力F為冊化圖 中分力P是使糧粒下落的力，F(xiàn)是阻礙糧粒下滑的力，當(dāng)PF時(shí)，糧粒就 下落，當(dāng)PF時(shí)，糧粒就停留在斜面上。糧粒的大小、形狀、表面光滑成度、容量、雜質(zhì)含量都對糧食的散 落性有影響。粒大、飽滿、圓型粒狀、比重大、表面光滑、雜質(zhì)少的糧 食散落性好，反之則散落性差。不同糧食之間，上述外觀特征明顯不 同，因此，具有不同的散落特性。表中給岀了主要糧種靜止角的大小。表1-1主要糧食的靜止角（度糧種靜止角起靜止角止變動范圍小麥233815大麥284517玉

3、米304010稻谷37458大米233310糙米27281大豆24328黍20255芝麻24308油菜籽20277表中所示，大豆粒大、呈圓型、表面光滑，其散落性比粒形較小、 表面粗糙的稻谷好的多。此外，糧食中含雜量増加，其散落性會降低，糧食水分含量增加散 落性也降低。這是由于糧食水分增加，使糧食表面粘滯，糧粒間的摩擦 力增大的結(jié)果。當(dāng)糧食發(fā)熱霉變后，散落性會完全喪失，形成結(jié)頂。表 1-2給出了同一種大豆含水量、含雜率與散落性的關(guān)系。表1-2 大豆水分含量與含雜率對靜止角的影響糧種水分靜止角含雜率%靜止角大豆11.223.33.025.0大豆17.725.41.023.8糧食散:落性的另一量度是

4、自流角。自流角是糧粒在不同材料斜面 上，開始移動的角度，即糧粒下滑的極隈角度。自流角是一個(gè)相對的 值，它既與糧粒的物理特性有關(guān)，又與測試時(shí)用的材料有關(guān)。同種糧食 在不同的材料上測定的自流角不同，不同種糧食在相同的材料上自流角 也不相同。糧食的自流角是糧堆的外摩擦角。表1-3給岀了三種麥類在 不同材料上的自流角。表-3三種麥類在不同材料上的自流角糧種刨光木板鐵板小麥24-2724-28犬麥26-2725-30燕麥26-2821-25自流角表示的是某種糧食在某種材料上的滑動性能。自流角愈大，滑 動性能愈差；自流角愈小，滑動性能越好。糧食的散落性在糧食儲藏、裝卸運(yùn)輸機(jī)械及儲藏設(shè)施的設(shè)計(jì)中都是一 個(gè)重

5、要因素。儲藏期間散落性的變化，可在一定程度上反映糧食的穩(wěn)定 性。安全儲藏的糧食總是具有良好的散落性。如果糧食岀汗、返潮，水 分增大，霉菌滋生，就會使散落性降低；嚴(yán)重的發(fā)熱結(jié)塊會形成90度角 的直壁狀，完全喪失散落性。散落性好的糧食，在運(yùn)輸過程中容易流散，對于裝車、裝船、入倉岀 庫操作較方便，可節(jié)省勞力與時(shí)間。但是散落性較大的糧食對裝糧容器 的側(cè)壓力也大。裝糧時(shí)對散落性大的糧食就要降低堆裝高度，對散落性 較小的糧食則可酌情增加高度。糧堆對倉壁的側(cè)壓力可按下式簡化計(jì) 算：P=l/2rh2tg（45 - a/2）式中；P每米寬度的倉壁上愛的側(cè)壓力（千克/米；y糧食的 容重（干克/立方米；h糧食的堆高

6、（米;a 一糧食的靜止 角O生產(chǎn)中計(jì)算側(cè)壓力，用于確定不同糧食的堆糧線和堆垛形式，對倉墻 強(qiáng)度不夠的倉房，常采取包打圍的作法。散落性是確定自流設(shè)備的理論依據(jù)。當(dāng)使用輸送機(jī)送糧食時(shí)，輸送機(jī) 皮帶和水平面的夾角應(yīng)小于自流角和靜止角;當(dāng)安裝淌篩和自流管時(shí)， 淌篩面、自流管面和水平面的夾角應(yīng)大于自流角和靜止角，這樣才能保 證設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。I二.自動分級一般說來，任何一批糧食，都是非均質(zhì)的聚集體。糧粒有飽滿的、癟 瘦的、完整的、破碎的，形態(tài)多種多樣。雜質(zhì)也輕重不同，大小不一。 在散落時(shí)彼此受到的摩擦力和重力不同，運(yùn)動狀態(tài)也不同。因此糧食在 震動、移動或入庫時(shí)，同類型、同質(zhì)量的糧粒和雜質(zhì)就集中在糧堆的某

7、 一部分，引起糧堆組成成分的重新分布，這種現(xiàn)象稱為自動分級。例 如.小麥在形成糧堆時(shí)的自動分級現(xiàn)象，從頂部到底部各個(gè)部位的組分 呈現(xiàn)岀有規(guī)律的分布：破碎粒、輕浮夾雜物雜草種子在底部比頂部為 多（見表1-4）o表1-4自然形成糧堆時(shí)的分級情況品質(zhì)指標(biāo)圓錐體頂部圓錐體基部容重（克/升70.766.7纟獨(dú)對重量16.315.2圖1-3糧堆的雜質(zhì)區(qū)圖1-3糧堆的雜質(zhì)區(qū)破碎粒1.842.20較輕雜質(zhì)0.512.14雜草種于0.321.01砂石雜質(zhì)0.130.49癟粒0.090.47自動分級現(xiàn)象的發(fā)生與糧食輸送移動時(shí)的作業(yè)方式、倉庫類型密切相 關(guān)。作業(yè)方式不同，自動分級狀況也不相同；倉房不同，自動分級現(xiàn)象

8、 也不相同。按其作業(yè)方式、倉房類型和糧堆形成的條件可大體分為四種 情況：（一）自然流散成糧堆糧食自高點(diǎn)自然流散成糧堆時(shí)，糧粒與糧粒之間、糧粒與雜質(zhì)之間 以及雜質(zhì)與雜質(zhì)之間受到的重力“摩擦力不同，同時(shí)落下時(shí)受到的氣流 浮力也不相同。這些差異相互作用的結(jié)果使較重的雜質(zhì)落在圓錐體的中 心部位，而校輕的、破碎的糧粒及雜草種子就沿著斜面下滑至圓錐體的 底部。因此，隨著圓錐體的不斷擴(kuò)大，雜質(zhì)就在圓錐糧堆的底部不斷積 累，最終形成基底雜質(zhì)區(qū)（圖1-3。（二房式倉入糧房式倉糧食入庫一般有輸送機(jī)進(jìn)糧和人工入糧兩種。輸送機(jī)進(jìn)糧又分移動式和固定式。若移動式入庫，一般是輸送機(jī)頭先從倉山墻處開始，隨入糧逐步由內(nèi)向外退移

9、。因此，飽滿的糧粒和沉重的雜質(zhì)多匯集 于機(jī)頭落下的糧堆中央部位；沿輸送機(jī)兩側(cè)的糧食含有較多的癟粒和較 輕的雜質(zhì)，形成帶狀的雜質(zhì)區(qū)；在皮帶輸送機(jī)下形成糠殼雜質(zhì)區(qū)。若固 定式入庫，糧食入庫就有多個(gè)卸糧點(diǎn)，那么像自然流成堆一樣，在一個(gè) 倉房內(nèi)部形成多個(gè)圓窩狀雜質(zhì)區(qū)，即每個(gè)卸糧點(diǎn)有一個(gè)基底狀雜質(zhì)區(qū)。房式倉人工入糧時(shí)，由于倒糧點(diǎn)分散9邊倒邊勻，自動分級就不明 顯，雜質(zhì)組合比較均勻。（三立筒倉進(jìn)糧立筒倉因筒身較髙，糧粒從高處落下，下落的糧食流動會帶動空氣運(yùn) 動，在倉內(nèi)形成一個(gè)渦旋氣流圖4）,渦旋氣流的運(yùn)動，將糧面細(xì)小 的、較輕的雜質(zhì)吹向筒壁。隨若糧面在倉筒內(nèi)逐漸升高，靠近筒壁處形 成環(huán)狀輕型雜質(zhì)區(qū)。而沉重

10、的雜質(zhì)多集中在落點(diǎn)處，形成一個(gè)柱狀重型 雜質(zhì)區(qū)。出倉時(shí)正好相反，比較飽滿和比重大的糧粒首先流出，靠近倉 壁的癟小籽粒和輕浮雜質(zhì)后流出。所以糧食呂質(zhì)也因?qū)鐐}的先后不同而 差異（表1-5）表1-5筒倉糧食進(jìn)、岀倉自動分級現(xiàn)象作業(yè)部位容重克/升）碎粒不飽滿粒雜質(zhì)進(jìn)倉中心704.11.840.090.60倉壁667.52. 200.473.80岀倉出糧30分鐘6661.801.542.50圉1-4立筒倉自動分級經(jīng)圉1-4立筒倉自動分級經(jīng)35小時(shí)6603.505.02. 98經(jīng)45小時(shí)4961.709.019.90好資料惟薦按自動分級形成的原因，自動分級又可歸納為直力分級=浮力分級和 氣流分級。重力分級

11、的情況明顯地發(fā)生在有震動運(yùn)輸過程中。如散裝糧食長途運(yùn) 輸后，大而輕的物料就會浮在最上面，細(xì)而重的物料就會沉到底部，而 較細(xì)、較輕、較重的物料分于兩者之間，從而形成了分層現(xiàn)象。浮力分級是說明糧粒下落過程受力不同而造成自動分級的。糧粒g由髙點(diǎn)下落，會受到空氣的阻礙作用，空氣對糧粒產(chǎn)生浮力P （見圖1-5。當(dāng)Pg時(shí)，糧粒飄浮走；Pg時(shí)，糧粒下落；P祁時(shí)，糧粒懸浮。顯然，當(dāng)氣流的浮力一定時(shí)，重的糧粒下落速度較快，輕的糧粒下落較p浮力適力國1-5氣施方向堀輕輕重E1-6p浮力適力國1-5氣施方向堀輕輕重E1-6慢。而輕的雜質(zhì)在慢慢的下落過程中，由于物體重力、受力方向的改變也隨時(shí)變化，使校輕的雜質(zhì)飄移落點(diǎn)

12、，從而形成分級 現(xiàn)象。氣流分級通常發(fā)生在露天堆糧的過程中（見圖1-6） o當(dāng)輸送機(jī)在風(fēng)天卸糧時(shí)，在下風(fēng)處就會聚集較多的輕雜質(zhì)，從而形成自動分級現(xiàn)象。這種情況在皮帶輸送機(jī)、揚(yáng)場機(jī)的作業(yè)中都會發(fā)生。自動分級現(xiàn)象使糧堆組分重新分配，這對安全儲糧十分不利。雜質(zhì)較多的部位，往往水分較髙，孔隙度較小，蟲霉易滋生，是極易發(fā)熱霉變 的部位，如不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)還能蔓延危及整堆糧食。因此，對自動分級嚴(yán) 重的地方，要多設(shè)檢測層點(diǎn)，密切注意糧情變化。自動分級中灰塵集中的部位，孔隙度小，吸附性大，在熏蒸害蟲時(shí)， 藥劑滲透困難，影響殺蟲效果。同時(shí)，在通風(fēng)降水降溫過程中，也因空 氣的阻力加大9使風(fēng)速達(dá)不到規(guī)定要求，造成局部溫度

13、、水分偏高。在糧食儲藏過程中也可利用自動分級有利的一方面。如利用氣流分級 清理糧食，使用篩子震動去掉重雜質(zhì)等。防止自動分級最積極的辦法是預(yù)先清理糧食。此外，在糧倉上安裝一 些機(jī)械裝置，使糧食均勻地向四周散落，減輕自動分級現(xiàn)象。如皮帶輸 送機(jī)頭部的拋糧機(jī)構(gòu)，在卸糧時(shí)扇面不斷旋轉(zhuǎn)，借助糧流慣性沖力，將 糧食均勻地拋岀。也可在入糧口安裝錐形散糧器或旋轉(zhuǎn)散糧器。立筒倉 采用中心管進(jìn)糧與中心管卸糧的方式，可以有效減緩糧食分級現(xiàn)象。三、孔隙度孔隙度是由糧粒本身結(jié)構(gòu)與糧堆中糧粒間存在空間所造成的。在整個(gè) 糧堆中，糧粒所占體積百分比叫做密度，孔隙所占的百分比叫做孔隙 度。從宏觀上講，糧堆中的孔隙是糧粒與糧粒之

14、間的空間9這是糧食在儲 藏中維持正常有氧呼吸，進(jìn)行水分、熱量交換的基礎(chǔ)。從微觀上講，構(gòu) 成孔隙的一個(gè)容易被忽視的因素是糧粒內(nèi)部存在的微扎它雖然在整個(gè) 孔隙度中占有較少的比例，但它的作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)復(fù)雜于宏觀的孔隙。這些微 孔是糧食呼吸代謝、吸濕、解吸、吸著、吸收的基礎(chǔ)，也和糧食干燥密 切相關(guān)。利用水銀孔隙測定計(jì)可測定單位糧食微孔的總體積。在糧食儲藏中，檢驗(yàn)定等的主要依據(jù)之一是單位體積內(nèi)某種糧食的重 量，即容重。這是和孔隙度密切相關(guān)的物理量。容重與孔隙度成反比。 幾種糧食的比重、容重、孔隙度見表1-6.表1-6幾種糧食的比重、容重、孔隙度糧種比重容重（千克/立方米）孔隙度小麥1.22-1.35687-7

15、8135-45大米1.33-1.36800-82143玉米1. 11-1.25675-80735-55大豆1.14-1.23658-76238-43油菜籽1.11-1.38607-83538-40面粉1.30594-60540-60花生仁1.01600-65140-48糧食的孔隙皮和密度都用百分比來表示?？筛鶕?jù)糧食的容重和比重來推算；密度二容重/比重*10調(diào) 孔隙度二（1-容重/比重*10氓 或=（ICO-密度）糧食孔隙度的大小受許多因素的影響，糧粒形態(tài)、大小、表面狀態(tài)、 含水量、雜質(zhì)的特征與數(shù)量、堆髙、儲藏條件等都能影響糧堆的孔隙度 和密度。糧粒大、完整、表面粗糙的，孔隙度就大；粒小、破砰粒多、 表面光滑的，孔隙度就小。含細(xì)小雜質(zhì)多的糧食，可降低糧堆的孔隙 度。對于一個(gè)糧堆，各部位的孔隙度是不一樣的。特別是自動分級明顯 的部位更為突出。糧堆底層所受壓力大，孔隙度較小。此外，糧堆吸濕 膨脹后，也會造成孔隙度降低。糧食的密度與孔隙度在糧食儲藏上具有重要的意義?？紫抖鹊拇嬖?， 決定了糧堆氣體交換的可能性，是糧粒正常生命活動的環(huán)境?？紫吨锌?氣的流通，糧堆內(nèi)濕熱易散發(fā)，糧食就耐儲藏；如果孔隙度小，氣體交 換不足，當(dāng)某些部位濕熱高時(shí)，糧堆內(nèi)就會濕熱郁積不散，易引起發(fā) 熱霉變。所以糧堆中有一定的孔隙度，對保證糧食安全儲藏是必要 的。根據(jù)糧堆內(nèi)部的氣體可交換的性