Charakterystyka właściwości fizycznych roślinnych materiałów sypkich istotnych w procesach składowania

roślinne materiały sypkie, składowanie, właściwości fizyczne

W pracy omówiono podstawowe właściwości fizyczne materiałów sypkich pochodzenia roślinnego istotne z punktu widzenia projektowania, obsługi i eksploatacji urządzeń do magazynowania, transportu i obróbki oraz utrzymania wysokiej jakości materiału. Opracowanie ma charakter przeglądu badań prowadzonych w tym zakresie w Instytucie Agrofizyki P AN w Lublinie na tle aktualnej literatury. Szczególną uwagę zwrócono na gęstość materiałów sypkich oraz związane z nią właściwości, takie jak ściśliwość, porowatość, lepkosprężystość oraz opór przepływu powietrza wpływający na przebieg procesów suszenia, wietrzenia bądź schładzania materiału. Rozważono wpływ czynników zależnych od właściwości materiału, jak również czynników technologicznych. Omówiono higroskopijność nasion ilustrując ją przykładem przyrostu naporu wywołanego pochłanianiem wody z otoczenia. Szczególną uwagę zwrócono na wpływ gęstości na właściwości mechaniczne materiału decydujące o rozkładzie parcia i rodzaju przepływu. W pracy omówiono modele plastycznego płynięcia materiałów sypkich. Przytoczono porównanie wyników symulacji komputerowych wykonanych metodą elementów dyskretnych oraz z wykorzystaniem modelu ośrodka mikropolarnego. Szczególną uwagę zwrócono na proces formowania się warstwy ścinania w materiale sypkim podczas dużych odkształceń postaciowych oraz praktyczne tego konsekwencje. Omówiono zalecane przez normę Eurocode 1 eksperymentalne metody wyznaczania parametrów mechanicznych materiałów sypkich, takich jak: gęstość, kąt tarcia wewnętrznego, współczynnik tarcia o materiały konstrukcyjne oraz iloraz naporu. Przedyskutowano specyficzne właściwości mechaniczne materiałów sypkich pochodzenia roślinnego: dużą odkształcalność ziaren ośrodka oraz silną zależność właściwości fizycznych od wilgotności. W pracy wykazano, że eksperymentalne metody wyznaczania właściwości fizycznych, przystosowane na ogół do badania materiałów pochodzenia mineralnego, powinny uwzględniać specyfikę badanych materiałów. Wpływ wielu czynników na wymienione właściwości fizyczne materiałów sypkich ilustrowano przykładami dotyczącymi dwóch kategorii materiałów: ziarna zbóż, uważanego powszechnie za materiał bezkohezyjny oraz produktów spożywczych, takich jak: kasza, mąka czy cukier uznawanych jako typowe materiały kohezyjne.