www.old.acta-agrophysica.org / monografie
wróć do listy monografii
 
Właściwości fizyczne ziarna kukurydzy cukrowej w aspekcie jego mechanicznego odcinania
(Pobierz wersję PDF )
Mariusz Szymanek, Ignacy Niedziółka, Bohdan Dobrzański jr

Acta Agrophysica 107 (2004)

streszczenie:        Kukurydza jest jedną z ważniejszych upraw roślin zbożowych na świecie i jej ziarno używane jest do produkcji płatków śniadaniowych, prażonej kukurydzy zwanej "popcorn" oraz w postaci mąki do wypieku chleba, a także, kukurydza cukrowa uprawiana jest i sprzedawana jako warzywo. Słodkie kolby kukurydzy o cylindrycznym kształcie mają długość od 20 do 25 cm. Wewnątrz łusek znajdują się równoległe rzędy złoto-żółtych nasion z delikatnymi nitkami biegnącymi wzdłuż nasion ku wierzchołkowi kolby. Nasiona o słodkim i mlecznym miąższu mają delikatną skórkę. Zbiór kolb kukurydzy cukrowej rozpoczyna się, gdy nasiona osiągają wilgotność 70-75%. Dla celów przetwórczych nasiona pozyskiwane są w procesie ich odcinania od kolb kukurydzy.
W prezentowanej monografii zostały przedstawione niektóre metodyczne aspekty procesu odcinania ziarna kukurydzy cukrowej. Badania skoncentrowano na właściwościach fizycznych nasion, które istotne są z punktu widzenia ich odcinania, jak również nad wpływem ustawień parametrów pracy obcinarki na wydajność procesu odcinania ziarna kukurydzy.
Cele badań eksperymentalnych przedstawionych w niniejszym opracowaniu obejmowały:
  • określenie wybranych właściwości fizycznych kolb kukurydzy cukrowej, a w szczególności mechanicznych ziarna badanych odmian,
  • badanie wpływu parametrów pracy obcinarki na jakość procesu cięcia,
  • ocena przydatności odmian i strat podczas procesu obcinania ziarna.
Badania mechanicznych właściwości ziarna były wykonane w warunkach quasi-statycznych i dynamicznych. Testy cięcia, penetracji i ściskania nasion wykonano wykorzystując maszynę wytrzymałościową Instron i rejestrowano siłę, energię, moduł sprężystości oraz deformację względną. Siłę tnąca i energię niezbędną do odcięcia ziarna rejestrowano do momentu osiągnięcia maksymalnej wartości siły. Odcinanie ziarna od kolb w warunkach dynamicznych było realizowane na stanowisku badawczym wyposażonym w obcinarkę. Badania nad wpływem prędkości cięcia, podajnika kolb kukurydzy i prędkość obrotowej głowicy na wydajność ziarna kukurydzy prowadzono podczas procesu odcinania ziarna. Określony został pobór energii, stopień odcięcia ziarna, udział ziarna o różnej wielkości i jakość ziarna uzyskanego w procesie cięcia. Mechaniczne właściwości ziarna określone w wybranych testach udowodniły wysoką zależność granicznych parametrów i położenia nasion na proces cięcia. Wyniki badań wykazały, że prędkość głowicy tnącej miała istotny wpływ na wartość energii i siły, jak również na wydajność odcinania kukurydzy cukrowej. Wzrost prędkości obrotowej głowicy tnącej i podajnika kolb powodował spadek jednostkowej energii procesu średnio o 76% (w zakresie od 92 do 40% oraz udziału ziarna gorszej jakości o około 70% (od 81 do 66%). Z drugiej strony, wzrost parametrów pracy obcinarki powodował wzrost masy odciętego ziarna ku-kurydzy o około 40% (od 23 do 58%). Zaobserwowano dodatni wpływ głębo-kości cięcia (w kierunku osi kolby), który wywoływał wzrost zapotrzebowania energii cięcia. Odcinanie ziarna możliwie blisko w kierunku rdzenia powoduje nie tylko wzrost masy, ale z drugiej strony, wzrost zawartości cukru w odciętej masie z powodu odcinania części ziarna o wysokiej zawartości cukru. Wyniki otrzymane podczas eksperymentów pokazały, że sprawność odcinania procesu może być zwiększona poprzez zmiany parametrów obcinarki i uzyskane wyniki mogą być wykorzystane w praktyce. Matematyczne modele pozwalają wyjaśnić wpływ badanych czynników w procesie odcinania ziarna od rdzeni kolb i mogą być podstawą jego optymalizacji którego kryteriami pozostają zużycie energii i jakość surowca.
słowa kluczowe: Kukurydza cukrowa, kolba kukurydzy, proces cięcia, fizyczne właściwości, pobór energii, jakość ziarna, wydajność cięcia
język oryginału: polski