WPŁYW WILGOTNOŚCI NA PROCES ROZDRABNIANIA ZIARNA PSZENICY ZRÓŻNICOWANEGO POD WZGLĘDEM TWARDOŚCI

Transkrypt

1 Inżyniri Rolniz 1(126)/211 WPŁYW WILGOTNOŚCI NA PROCES ROZDRABNIANIA ZIARNA PSZENICY ZRÓŻNICOWANEGO POD WZGLĘDEM TWARDOŚCI Driusz Dziki, Jnusz Lskowski, Bt Birnk, Monik Sistł Ktdr Eksplotji Mszyn Przmysłu Spożywzo, Uniwrsytt Przyrodnizy w Lublini Strszzni. Clm pry było okrślni, w jkim stopniu zmin wilotnośi zirników pszniy o różnj twrdośi wpływ n nrohłonność udrowo rozdrbnini. Mtrił bdwzy stnowiło zirno dwóh odmin pszniy Sld i Nwr o indksi twrdośi HI równym 17,2 i 74,. Zirno doprowdzono do szśiu poziomów wilotnośi (od 1 do 2%, o 2%). Wrz z wzrostm wilotnośi zirn zwiększły się ntomist liniowo wrtośi okrślonyh wskźników nrohłonnośi. Wyższ wrtośi tyh wskźników uzyskiwno zwsz dl zirn pszniy twrdj. Różni w nkłdh nrii n rozdrbnini między zirnm twrdym i miękkim były tym większ, im wyższ był wilotność zirn. Słow kluzow: rozdrbnini, pszni, twrdość, nrohłonność Wstęp Rozdrbnini jst podstwowym prosm w prztwórstwi zbóż, dydująym ni tylko o skłdzi rnulomtryznym ząstk śruty bądź mlw, l równiż o włśiwośih uzysknyh produktów [Ltn i in. 21]. N wynik prosu rozdrbnini poz stosownymi urządznimi mją wpływ włśiwośi fizyzn zirn, w szzólnośi hy mhnizn, któr są dtrminown łówni zynnikim odminowym. Zlżą on równiż brdzo istotni od wilotnośi surow. Wzrost wilotnośi prowdzi z ruły do zwiększni nkłdów nrii n rozdrbnini, w szzólnośi wówzs, kidy dkohzj nstępuj przy wykorzystniu rozdrbnizy bijkowyh i trzowyh [Lskowski i Łysik 1997; Mrks i in. 26]. Nio inzj jst podzs znitni zirn, dzi do wilotnośi ok % nri jdnostkow znitni zwiększ się, zś po przkrozniu to poziomu obsrwuj się spdk nkłdów nrii n znitni [Dxtr i Mrtin 22; Romński i in. 26]. Dzij się tk n skutk pęznini skłdników zirn i nruszni spójnośi mtryy biłkowj [Dxtr i Mrtin 22]. Koljnym brdzo istotnym prmtrm, który w szzólnośi jst brny pod uwę podzs rozdrbnini zirn pszniy jst twrdość. Prmtr tn istotni oddziłuj zrówno n nrohłonność rozdrbnini, jk i n skłd rnulomtryzny śruty bądź mlw [Dziki i Przypk-Ohb 29]. Ntomist niwil jst oprowń nlizująyh wpływ wilotnośi zirn o miękkim i twrdym bilmi n pros udrowo rozdrbnini. Dlto tż w ninijszj pry zjęto się tą tmtyką. 47

2 Driusz Dziki, Jnusz Lskowski, Bt Birnk, Monik Sistł Cl i zkrs pry Clm pry było okrślni, w jkim stopniu zmin wilotnośi zirników pszniy o różnj twrdośi wpływ n pros udrowo rozdrbnini przprowdzony przy użyiu rozdrbniz bijkowo. W szzólnośi nlizowno skłd rnulomtryzny śruty i wskźniki nrohłonnośi hrktryzują tn pros. Mtrił i mtody bdń Mtrił bdwzy stnowiły dwi odminy zirn pszniy zwyzjnj: Sld (odmin o miękkim zirni i indksi twrdośi HI = 17,2) orz Nwr (odmin o zirnikh twrdyh, HI = 74,). Próbki nwilżno bądź dosuszno do złożonyh poziomów wilotnośi (od 1 do 2%, o 2%). Nwilżni odbywło się poprzz dodtk do próbk zirn wody wodoiąowj o tmprturz otozni. Po dowilżniu zirno dokłdni miszno w spjlnyh pojmnikh przz 3 min, stosują miszdło lbortoryjn wykonn w Instytui Arofizyki PAN w Lublini. Dosuszni zirn przprowdzono w tmprturz 3 o C, przy wykorzystniu suszrki lbortoryjnj. Zirno rozdrbnino, wykorzystują rozdrbniz bijkowy typu POLYMIX-Miro-Hmmrmill MFC. Urządzni współprowło z komputrowym ukłdm rjstrji moy prądu. Dokłdną hrktrystykę stnowisk pomirowo przdstwiono w oprowniu Lskowskio i Łysik [1997]. Rozdrbniz wyposżono w wyminn sito o wilkośi ozk wynosząj 3, mm. Bdni przprowdzono w 1 powtórznih. Uzyskną śrutę poddno nlizi skłdu rnulomtryzno przy wykorzystniu odsiwz Thyr 2 wyposżono w odpowidni zstw sit. Nstępni oblizono śrdni wymir ząstk. Wyznzono nrohłonność jdnostkową rozdrbnini (ilorz nrii rozdrbnini do msy rozdrobniono zirn) orz wskźnik podtnośi zirn n rozdrbnini (ilorz nrii rozdrbnini do pol powirzhni ząstk po rozdrobniniu). Oblizono równiż wskźnik rozdrbnini (stł proporjonlnośi), bzują n torii rozdrbnini przdstwionj przz Sokołowskio. Sposób wyznzni powyższyh wskźników przdstwiony zostł przz Dzikio [28]. Anliz sttystyzn uzysknyh wyników bdń objęł przprowdzni nlizy wrinji i rrsji liniowj. Istotność różni między śrdnimi okrślono, wykorzystują tst Tuky`. Przyjęto poziom istotnośi α =,5. Wyniki bdń i ih nliz N rys. 1. przdstwiono śrdni wymir ząstk śruty uzysknj z rozdrobnini zirn pszniy o różnj wilotnośi. Istotni wyższ wrtośi to prmtru (α=,5) uzyskno w kżdym przypdku dl zirn odminy o twrdym bilmi (Nwr) w porównniu z wrtośimi otrzymnymi dl pszniy miękkij (Sld). Wyniósł on śrdnio w przypdku odminy Sld,58 mm zś w odnisiniu do odminy Nwr,81 mm. Niższ wrtośi śrdnio wymiru ząstki śruty w przypdku odminy Sld wynikją z fktu, ż bilmo pszniy miękkij hrktryzuj się mnijszą dhzją między zirnmi skrobi 48

3 Wpływ wilotnośi... mtryą biłkową w porównniu do zirników twrdyh [Brnlnd i in. 1997]. Powoduj to, ż podzs dkohzji z bilm pszniy miękkij uzyskuj się więj ząstk drobnyh, niż w przypdku pszniy twrdj, tym smym wpływ to n śrdni wymir ząstk. Ntomist wilotność zirn ni mił sttystyzni istotno wpływu n tn prmtr, o spowodown było wyposżnim rozdrbniz w sito, któro otwory wymuszły okrślony stopiń rozdrobnini mtriłu. Inn sytuj jst w przypdku stosowni sit o większj śrdniy otworów lub rozdrbnizy wlowyh, dzi wzrost wilotnośi zirn powoduj zwiększni śrdnio wymiru ząstk śruty [Fn i Cmpbll 23]. Śrdni wymir ząstki [mm],9,8,7,6,5,4,3,2,1 b b b b b b Sld Nwr Wilotność [%] Źródło: oblizni włsn utorów Rys. 1. Fi. 1. Śrdni wymir ząstki śruty uzysknj z zirn odmin pszniy o miękkim (Sld) i twrdym bilmi (Nwr), -b rupy jdnorodn (α=,5) Th vr siz of round rin prtil obtind from wht vrity rin with soft (Sld) nd hrd ndosprm (Nwr), -b homonous roups (α=.5) Enri jdnostkow rozdrbnini pszniy (E r ) zwiększł się liniowo wrz z wzrostm wilotnośi zirn (w) od 28,7 do 51,2 kj k -1 i od 36,8 do 78,5 kj k -1 odpowidnio w przypdku odminy Sld i Nwr (rys. 2), o opisno równnimi rrsji: E rs = 2,29w 4,24; R 2 =,989 (1) E rn = 4,6w + 5,18; R 2 =,989 (2) Przy kżdym z rozptrywnyh poziomów wilotnośi większ wrtośi to prmtru uzyskiwno zwsz w przypdku zirn odminy o twrdym bilmi (Nwr). Zobsrwowno równiż, ż wrz z wzrostm wilotnośi różni między nrią jdnostkową rozdrbnini odminy o twrdym i miękkim bilmi zwiększł się, o potwirdz znz- 49

4 Driusz Dziki, Jnusz Lskowski, Bt Birnk, Monik Sistł ni wyższ wrtość współzynnik kirunkowo prostj w równniu (2) w porównniu do równni (1). Enri jdnostkow rozdrbnini jst njzęśij wyznznym prmtrm przy hrktrysty prosu dkohzji. Wilu utorów wykzuj, ż twrdość pszniy istotni wpływ n nkłdy nrii n rozdrbnini, różni w nkłdh nrii n dkohzję zirn o twrdym i miękkim bilmi dohodzą do 1% [Pujol i in. 21]. W przypdku rozdrbnizy bijkowyh n tę hę poz wilotnośią istotni oddziłuj równiż wilkość otworów sit, któr dtrminuj stopiń rozdrobnini mtriłu, przy zym zlżność między nrią jdnostkową rozdrbnini wilkośią ząstk po rozdrobniniu ni jst liniow i njzęśij opisuj się ją równnim potęowym. N nrohłonność dkohzji wpływ równiż prędkość bijków. Łysik i in. [21] stwirdzili, ż zwiększni prędkośi bijków powoduj wzrost nkłdów nrii n rozdrbnini, przy jdnozsnym zmnijszniu śrdnio wymir ząstki. 1 Sld Nwr 8 f E r [kj k -1 ] b b d b d Wilotność [%] Źródło: oblizni włsn utorów Rys. 2. Fi. 2. Zlżność między wilotnośią zirn nrią jdnostkową rozdrbnini pszniy o miękkim (Sld) i twrdym bilmi (Nwr), - rupy jdnorodn (α=,5) Dpndn btwn rin humidity nd unit nry for shrddin of wht with soft (Sld) nd hrd ndosprm (Nwr), - homonous roups (α=.5) Zminy wskźnik podtnośi zirn n rozdrbnini (E f ) orz wskźnik rozdrbnini Sokołowskio (K s ) miły podobny przbi jk w przypdku nrohłonnośi jdnostkowj rozdrbnini, przy zym różni między wrtośimi tyh wskźników uzysknymi dl odminy o twrdym i miękkim bilmi były większ (rys. 3 i 4) niż w przypdku nrohłonnośi jdnostkowj. 5

5 Wpływ wilotnośi Sld Nwr j h 12 E f [kj m -2 ] 9 6 b d f Wilotność [%] Źródło: oblizni włsn utorów Rys. 3. Fi. 3. Zlżność między wilotnośią zirn wskźnikim podtnośi n rozdrbnini pszniy o miękkim (Sld) i twrdym bilmi (Nwr), - rupy jdnorodn (α=,5) Dpndn btwn rin humidity nd shrddin susptibility indx for wht with soft (Sld) nd hrd ndosprm (Nwr), - homonous roups (α=.5) 16 Sld Nwr j h K s [kj k -1 mm,5 ] b d f Wilotność [%] Źródło: oblizni włsn utorów Rys. 4. Fi. 4. Zlżność między wilotnośią zirn wskźnikim rozdrbnini Sokołowskio otrzymn dl pszniy o miękkim (Sld) i twrdym bilmi (Nwr), - rupy jdnorodn (α=,5) Dpndn btwn rin humidity nd Sokolowski shrddin indx, obtind for wht with soft (Sld) nd hrd ndosprm (Nwr), - homonous roups (α=.5) 51

6 Driusz Dziki, Jnusz Lskowski, Bt Birnk, Monik Sistł Wrtośi wskźnik E f zwiększły się wrz z wzrostm wilotnośi zirn od 3,6 do 6,3 kj m -2 i od 6,6 do 13,4 kj m -2, odpowidnio w przypdku odminy Sld i Nwr, o opisno liniowymi równnimi rrsji: E fs =,35w +,363; R 2 =,967 (3) E fn =,661w,7; R 2 =,985 (4) Wzrost wilotnośi zirn powodowł równiż zwiększni wskźnik rozdrbnini Sokołowskio śrdnio od 38,5 do 68,2 kj k -1 mm,5 w przypdku odminy Sld i od 67,5 do 14,6 kj k -1 mm,5 w odnisiniu do odminy Nwr. Zlżnośi t równiż miły hrktr liniowy: K Ss = 3,27w + 4,25; R 2 =,972 (5) K Sn = 7,6w 2,33; R 2 =,989 (6) Zrówno wskźnik E f jk i K s odnoszą nkłdy nrii pośrdnio do stopni rozdrobnini zirn, zyli dodtkowo uwzlędniją fktywność prosu dkohzji. Podobni, jk w przypdku nrohłonnośi jdnostkowj rozdrbnini zobsrwowno, ż różni między wskźnikim E f uzyskiwnym dl zirn odminy Nwr i Sld, orz między wskźnikim K S dl tyh odmin zwiększły się wrz z wzrostm wilotnośi zirn. Potwirdzją to wrtośi współzynników kirunkowyh prostj w równnih (3) i (4) orz (5) i (6). Podsumowni N podstwi uzysknyh wyników bdń stwirdzono, ż w przypdku zstosowni do dkohzji rozdrbniz bijkowo wilotność zirn (przdził od 1 do 2%) ni mił istotno wpływu n śrdni wymir ząstk śruty uzyskny dl zirn o twrdj i miękkij strukturz bilm. Wrz z wzrostm wilotnośi pszniy zwiększły się ntomist liniowo wrtośi okrślonyh wskźników nrohłonnośi rozdrbnini tj. nrohłonnośi jdnostkowj rozdrbnini, wskźnik podtnośi zirn n rozdrbnini i wskźnik rozdrbnini Sokołowskio, przy zym wyższ wrtośi tyh wskźników uzyskiwno zwsz dl zirn twrdo, różni w nkłdh nrii n rozdrbnini między zirnm twrdym i miękkim zwiększły się wrz z wzrostm wilotność zirn. Bibliorfi Brnlnd G., Flix I., Lbln A., Konin J., Bodt C., Mriot D., Mhut B Wht hrdnss of Frnh vritis nd it mnin. Industris ds Céréls Vol. 11. s Dxtr J.E., Mrtin D.G. 22. Th ffts of wht moistur ontnt nd rdution roll tmprtur nd diffrntil on th millin proprtis of Cndin Hrd Rd Sprin Wht. Assoition of Oprtiv Millrs Bulltin. July s Dziki D. 28. Anliz wpływu wstępno znitni zirn zbóż n rozdrbnini udrow. Rozprwy nukow AR w Lublini. Z ISSN

7 Wpływ wilotnośi... Dziki D., Przypk-Ohb D. 29. On nrohłonnośi rozdrbnini zirn pszniy zróżniowno pod wzlędm twrdośi. Inżyniri Rolniz. Nr 5(114). s Fn Ch., Cmpbll G.M. 23. On prditin rollr millin prformn V: fft of moistur ontnt on th prtil siz distribution from first brk millin of wht. Journl of Crl Sin. Vol. 37. s Lskowski J., Łysik G Rltionships btwn rsistn hrtristis of brly krnls nd nry onsumption durin rindin on hmmr mill. Intrntionl Arophysis. Vol. 11. s Lskowski J., Łysik G Stnowisko do bdń prosu rozdrbnini surowów bioloiznyh. Postępy Thniki Prztwórstw Spożywzo. Nr. 1/2. s Lskowski J., Łysik G., Łojwsk H. 21. Wpływ prędkośi bijków n zużyi nrii rozdrbnini wybrnyh surowów zbożowyh. Inżyniri Rolniz. Nr 13(33). s Ltn C., Smson M.-F., Lssrr T.-M, Churnd M., Abssis J. 21. Prodution of strh with vry low protin ontnt from soft nd hrd wht flours by jt millin nd ir lssifition. Crl Chmistry. Vol. 79. s Mrks N., Sobol Z., Brn D. 26. Wpływ wilotnośi n nrohłonność prosu rozdrbnini zirn zbóż. Inżyniri Rolniz. Nr 3(78). s Pujol R, Ltr C., Lmprur A., Churnd M., Mbil F., Abssis J. 2. Dsription of miromill with instrumnttion hndip msurin rindin hrtristis of wht krnl, Crl Chmistry. Vol. 77. s Romński L., Stop R., Nimi A., Wirioh M. 26. Wpływ wilotnośi i tmprtury zirników pszniy n nrohłonność znitni. Inżyniri Rolniz. Nr 4(79). s THE INFLUENCE OF HUMIDITY ON THE PROCESS INVOLVING SHREDDING OF WHEAT GRAIN DIVERSIFIED IN HARDNESS Abstrt. Th purpos of th work ws to dtrmin to wht xtnt th hn in humidity of wht sds hrtrisd by diffrnt hrdnss ffts prussiv shrddin nry onsumption. Tstd mtril inludd rins of two wht vritis: Sld nd Nwr, with hrdnss indx HI vlus: 17.2 nd 74., rsptivly. Grin ws brouht to six humidity lvls (from 1 to 2%, vry 2%). At th sm tim, th vlus of spifi nry onsumption inditors wr rowin linrly with th inrsin rin humidity. Hihr vlus of ths inditors wr lwys obtind for hrd wht rin. Diffrns in nry xpnditurs for shrddin btwn hrd nd soft rin wr rowin with inrsin rin humidity. Ky words: shrddin, wht, hrdnss, nry onsumption Adrs do korspondnji: Driusz Dziki; -mil: driusz.dziki@up.lublin.pl, Ktdr Eksplotji Mszyn Przmysłu Spożywzo, Uniwrsytt Przyrodnizy w Lublini ul. Doświdzln Lublin 53