Фракционирование зерна ячменя

Определение пленчатости зерна. В толстостенную склянку помещали 50 взвешенных зёрен ячменя и заливали их 10 мл 5%-ного раствора аммиака, плотно закупоривали и переносили склянку на водяную баню (800С) на 1 час. По окончании указанного времени с зёрен снимали оболочку: сначала спинную часть, начиная от зародыша, затем брюшную. Оболочку, собранную в тарированный бюкс, помещали в сушильный шкаф при температуре 1050С на 3 часа. После охлаждения в эксикаторе бюкс с содержимым взвешивали. При расчёте учитывали, что аммиак выщелачивает вещества оболочки ячменя в среднем на 1/12.

Определение плотности зерна. В плоскодонную мерную колбу вместимостью 50 мл помещали 5 г навески зерна. Зная массу колбы, подсчитывали её массу вместе с навеской зерна, а затем заливали в колбу толуол до отметки и взвешивали колбу. Из полученного результата последнего взвешивания вычитали массу колбы с навеской зерна. Вычислив массу толуола, полученный результат делили на его плотность (V=m/ρ, ρтолуола = 0,866 г/см3). Вычитая полученный объем толуола из известного нам объема колбы, получали объем, который занимает зерно в колбе. Получив все необходимые данные, плотность зерна рассчитывали по формуле ρ = m/V.

Все работы проводились в вытяжном шкафу. Повторность эксперимента четырехкратная. Измерения вели с точностью до четвертого знака после запятой.

Методика фракционирования по аэродинамическим свойствам.

Фракционирование зерна проводили на специализированном аспираторе «Петкус». Аспиратор «Петкус» имеет несложную конструкцию, отображенную на рисунке 1, а принцип его работы очень прост. В процессе сепарации по аэродинамическим свойствам более тяжелые зерна (тяжелая фракция) падают в емкость для тяжелой фракции, не «поддаваясь» потоку воздуха, а зерна легкой фракции пролетают дальше в воздухопровод (сепарирующий канал) и перестают «поддаваться» потоку воздуха тогда, когда его скорость сильно уменьшается в результате прохождения резкого поворота канала, где зерна падают в емкость для легкой фракции.

Скорость воздушного потока аспиратора «Петкус» выражена в единицах его производительности (измеряется в м3 · ч/т) и регулируется изменением положения заслонки канала вентилятора для получения большего количества различных фракций. В нашем исследовании было несколько режимов работы аспиратора, показатель производительности при которых варьировал от 65 до 90 м3 · ч/т.

Рис.1. Схема аспиратора «Петкус»:

1 – загрузочный бункер

2 – вибролоток

3 – сепарирующий канал

4 – разделительная камера

5 – центробежный вентилятор

6 – рукавный фильтр тонкой очистки воздуха

7 – ротаметр грубой регулировки

8 – ротаметр тонкой регулировки

9 – поплавок

10 – штурвал регулировки расхода  воздуха

11 – емкость для легкой фракции

12 – емкость для тяжелой фракции

Методика фракционирования по линейным размерам (толщине).

Фракционирование зерна по линейным размерам осуществляется с помощью сит с отверстиями определённых формы и размеров. На рисунке 2 представлены линейные размеры зерна, по которым его можно фракционировать на решетах, это: а – длина зерна; b – ширина зерна; с – толщина зерна.

Рис. 2. Линейные размеры зерна ячменя

Фракционирование зерна по его длине проводят на ячеистых поверхностях, по толщине – на решетах с прямоугольной формой отверстий, а по ширине – с круглой формой. На рисунке 3 показан один из видов просеивающих приспособлений.

Рис. 3. Цилиндрический триер для просеивания зерна

Нами проводилось фракционирование по толщине зерна, поэтому мы использовали сито с отверстиями прямоугольной формы разного размера, от 3,2*20 мм до 1,5*20 мм.

2.4 Результаты исследований и их обсуждение

Зерновая масса ячменя состоит из зерен, отличающихся по линейным размерам и аэродинамическим свойствам, что говорит о различии их технологический свойств.

Нашей задачей было разделить зерно ячменя на фракции по линейным размерам и аэродинамическим свойствам, выяснив, на сколько фракций можно разделить исходный образец, определить технологические свойства полученных фракций, используя методики, описанные ранее, и сравнить качественные показатели полученных фракций с показателями свойств исходной партии зерна ячменя.

Полученные данные были обработаны, систематизированы и представлены в таблицах.

Результат фракционирования зерна по ширине

В полевом эксперименте 2011 года изучались приемы агротехники, влияющие на свойства ячменя. Всего было восемь вариантов исследуемых партий, в которые входило два сорта ячменя по четыре образца каждого в связи с четырьмя различными приемами агротехники, применяющимся к сортам. Партии зерна исследовали на содержание белка, крупность и процентное содержание мелких зерен. В таблице 5 приведены результаты этих анализов, а также представлена урожайность ячменя.

Из данных таблицы видно, что между изучаемыми вариантами в пределах одного сорта достоверных различий не было в то время, как между сортами по урожайности была существенная разница. Сорт Михайловский в 1,5 раза превзошёл по урожайности сорт Урса.

Содержание белка зависело от образца, и в пяти из шести случаев контроль был существенно превзойдён. Крупность зерна также существенно отличалась у сорта Урса, три варианта отличались от контрольного, и их величина была достоверно ниже. По сорту Михайловский различий по крупности между образцами не было.

Таблица 5

Результаты анализов по сортам Урса и Михайловский

Вариант	Урожайность, т/га	Белок, %	Крупность, %	Мелкие зерна, %
Урса N60 + 0 + 0	3,10	15,32	91,09	1,12
Урса N60 + N30 + 0	3,18	15,47	88,62	1,40
Урса N60 + N60 + 0	3,21	16,73	87,93	1,41
Урса N60 + 0 + N30	3,19	16,32	88,96	1,47
Михайловский N60 + 0 + 0	5,17	14,03	94,10	0,9
Михайловский N60 + N30 + 0	5,20	14,98	94,21	0,98
Михайловский N60 + N60 + 0	5,34	15,80	94,24	0,73
Михайловский N60 + 0 + N30	5,26	14,83	94,40	0,53
НСР0,05	0,54	0,41	1,24	0,23

Относительно процентного содержания мелких зерен. По сорту Урса три образца  достоверно отличались от контроля. Их величина была выше, что не является положительным признаком. У сорта Михайловский один образец достоверно не отличался от контроля, а по двум другим образцам показатели содержания мелких зерен были значительно ниже контроля.

Возникла потребность проверить на белковость отдельно крупное и отдельно мелкое зерно. Крупным зерном является весь сход зерна с сита с размером отверстий 2,5 мм, а мелким зерном является проход через сито с размером отверстий 2,2 мм.

В таблице 6 приведена белковость крупного и мелкого зерна, и установлено различие между фракциями и их отличие от белковости исходного образца. Мы видим, что различия есть и большинство из них существенны. При этом белковость крупного зерна была ниже белковости исходного образца и только в трех из восьми случаев эта белковость была на уровне исходного образца, а белковость мелкой фракции существенно превосходила белковость исходного образца.

Таблица 6

Результаты сравнительного анализа содержания белка в крупной и мелкой фракциях

Вариант	Содержание белка							НСР0,05
	Ис-ход-ный	Крупное			Мелкое
		МДФ, %	Факти-ческое	±	МДФ, %	Факти-ческое	±	0,54
Урса N60 + 0 + 0	15,32	91,09	14,25	-1,07	1,12	17,02	+1,70
Урса N60 + N30 + 0	15,47	88,62	15,42	-0,05	1,40	17,63	+2,16
Урса N60 + N60 + 0	16,73	87,93	16,10	-0,63	1,41	18,29	+1,56
Урса N60 + 0 + N30	16,32	88,96	15,47	-0,85	1,47	17,35	+1,03
Михайловский N60 + 0 + 0	14,03	94,10	13,86	-0,17	0,90	15,46	+1,43
Михайловский N60 + N30 + 0	14,98	94,21	14,53	-0,45	0,98	16,11	+1,13
Михайловский N60 + N60 + 0	15,80	94,24	15,12	-0,68	0,73	16,89	+1,09
Михайловский N60 + 0 + N30	14,83	94,40	14,72	-0,11	0,53	16,09	+1,26

 

Нас очень заинтересовало то, что белковость у крупного зерна не всегда был существенно ниже белковости исходного образца, поэтому мы решили провести еще один анализ. Взяв крупную фракцию мы разделили её на две фракции, пропустив через сито с размером отверстий 2,8 мм, получив сход с сита 2,8 мм и сход с сита 2,5 мм. Показатели белковости по этим фракциям отображены в таблице 7, в которой приведено сравнение белковости фракций с белковостью исходного образца и сравнение фракций между собой. Из полученных результатов мы видим, что белковость фракции сходом с сита 2,8 мм в двух случаях не отличается достоверно от исходной фракции, а в остальных 6 случаях существенно различается. Во всех случаях белковость зерна сход с  2,8мм ниже белковости исходного образца. Белковость фракции сход с сита 2,5 мм больше белковости исходного образца по всем вариантам, но достоверно отличается только в 3 случаях. Различие между фракциями сход с 2,8 мм и 2,5 мм достоверно в 7 из 8 случаев, что говорит о том, что фракционирование на решетах по признаку белковости является эффективным.

Таблица 7

Результаты сравнительного анализа содержания белка во фракциях сход с сит с шириной отверстий 2,8 мм и 2,5 мм

Вариант	Содержание белка						НСР 0,05
	Сход с 2,5 + сход с 2,8	Сход с 2,8		Сход с 2,5		Разность 2,5 – 2,8
		Фактическое	±	Фактическое	±
Михайловский N60 + 0 + 0	13,86	13,58	-0,28	13,78	+0,12	+0,4	0,41
Михайловский N60 + N30 + 0	14,53	14,05	-0,48	14,61	+0,08	+0,56
Михайловский N60 + N60 + 0	15,12	14,64	-0,48	15,57	+0,45	+0,93
Михайловский N60 + 0 + N30	14,72	14,03	-0,69	14,96	+0,24	+0,93
Урса N60 + 0 + 0	14,72	14,28	-0,44	15,25	+0,53	+0,97
Урса N60 + N30 + 0	15,22	14,52	-0,70	15,71	+0,49	+1,19
Урса N60 + N60 + 0	16,64	16,07	-0,57	16,86	+0,22	+0,79
Урса N60 + 0 + N30	15,47	14,68	-0,79	15,80	+0,33	+1,12

 

Выяснив это мы продолжили эксперимент. Мы взяли  три образца, сорт Урса урожая 2009 и 2011 годов и сорт Михайловский урожая 2011. Разделили эти образцы на ситах и получили фракции проход с сита с шириной отверстий 2,5 мм и сход с сит с размером отверстий 2,5; 2,8; 3,0; 3,2 мм. Затем мы определили белковость каждого образца и сравнили её с белковостью исходного образца и привели эти данный в таблице 8.