الخواص المیکانیکیة لحبوب الذرة

نوع المستند : Original Article

المؤلف

استاذ مساعد هندسة زراعیة بکلیة الزراعة جامعة المنوفیة، مصر.

المستخلص

تم فی هدا البحث دراسة الخواص المیکانیکیة لحبوب صنفین من الذرة المصریة وهما صنف الذرة البیضاء هجین فردی 10 وصنف الذرة الصفراء هجین فردی 155وعلاقتها بمحتوى الرطوبة للحبوب لما له من الأهمیة.
و قد انقسمت الدراسة إلى جزأین رئیسیین، الأول اختص بالحبة الفردیة أما الثانی فقد تعلق بالحبوب فی صورتها الکمیة.  و فی هذا الخصوص کان الهدف من الدراسة الأتی : 
- دراسة سلوک الحبوب الفردیة تحت تأثیر القوی نتیجة لکل من اختبارات الصلابة و الاختراق واختبارا لقوة و الإزاحة عند الانضغاط.
- دراسة سلوک الحبوب الکمیة تحت تأثیر القوی نتیجة لإختبار علاقة الکثافة بالضغط.
و بالتالی اشتملت الخواص المتعلقة بالجزء الأول :
* قوة الصلابة فی الاتجاهین الطولی و العرضی للحبة و علاقتها بکل من الوزن والمحتوی الرطوبة للحبة الفردیة، وقد استخدم جهاز قیاس الصلابة للحبة بسعة 20 کجم ودقة 200 جم (kiya Seisakusho LTD. Tokyo Japan) .
* قوة اختراق منطقة الجنین للحبة وعلاقتها بکل من الوزن والمحتوی الرطوبة للحبة الفردیة وقد استخدم جهاز خاص بقیاس إجهاد الکسر(BMG 1.2 MC)  .
* فی اختبار القوة الإزاحة کل من القوة اللازمة للتحطیم والإزاحة والطاقة اللازمة للتحطیم ومعامل المرونة  خلال مرحلة الخضوع وعلاقتها بمحتوی الرطوبة فی الاتجاهین الطولی والعرضی للحبة الفردیة، وقد استخدم جهاز قیاس الإنسترون لقیاس هذه الخواص (Instron Machine Cole Parner Apparatus,(model G-08232-28). 
واشتملت الخواص المتعلقة بالجزء الثانی :
  الإجهاد الإنفعال الکمی وکذلک اجهاد الضغط وعلاقتة بالکثافة الکمیة لحبوب الذرة عند مستویات رطوبیة مختلفة
وکانت أهم نتائج ا لدراسة الأتی:
أولا اختبارات تأثیر القوى على الحبوب الفردیة:
 
1-الصلابة:

تراوحت قیم صلابة الحبوب الفردیة فی الأتجاة الطولی من 44.598 الی 174.152 نیوتن ومن 38.462 الی 147.758 نیوتن و فی الأتجاة العرضی من55.237 الی184.89 نیوتن ومن66.161  الی   181.542 نیوتن لصنفی الذرة البیضاء و الصفراء علی التوالی .

کما اظهر الأتجاة العرضی مقاومة أعلی للکسر عنة فی الأتجاة الطولی. المحتوی الرطوبی للحبة یتناسب عکسیا مع صلابة الحبوب الفردیة فی ألمدی من 19 الی30% علی أساس رطب بینما یتناسب طردیاً مع وزن الحبة.
2- قوة إختراق منطقة الجنین للحبة:
- تراوحت قیم هذه القوة بین 13.22 و54.013  نیوتن وبین 8.797 و49.023 نیوتن لصنفی الذرة البیضاء و الصفراء علی التوالی فی نفس الوقت کانت لها تناسبا عکسیا مع المحتوی الرطوبی للحبة فی مدی الدراسة المستخدم.
 
3-بتحلیل نتائج منحنیات القوة-الإزاحة عند مدی الرطوبة للحبوب من10 الی35 % وجد انه :
- توجد علاقة عکسیة بین القوة اللازمة لتکسیر الحبة و المحتوی الرطوبی فی حین تزداد هذه القوة بزیادة وزنها.
- الازاحة عند نقطة الخضوع وکذلک عند نقطة التحطیم تزداد بزیادة المحتوی الرطوبی  للحبة.
- کل من قوة التحطیم للحبوب الفردیة و القوة عند نقطة الخضوع تقل خطیا بزیادة المحتوی الرطوبی وکذلک الطاقة اللازمة لتحطیم الحبة فی الاتجاهین. 
- معامل المرونة تناسب عکسیا مع المحتوی الرطوبی  للحبة لصنفی الذرة وعند تأثیر القوة  فی الاتجاهین الطولی و العرضی لها.
ثانیا اختبارات تأثیر القوى على الحبوب الکمیة 
- إختبارات علاقة الکثافة بالضغط
- کان هناک علاقة عکسیة بین کثافة الحبوب الکمیة و المحتوی الرطوبی  عند نفس مستویات الضغوط  لکلا الصنفین من حبوب الذرة .
کانت حبوب الذرة البیضاء أکثر قابلیة للانضغاطیة من الحبوب الصفراء وخاصة عند المحتوی الرطوبی المنخفض للحبوب.

الموضوعات الرئيسية


Eistner, Josef E., 1990. Principal corn kernel damages. USDA Agricultural  Marketing Services. Kansas City District . (Handout) .  
Gomez, F. and C. H. Andrews ,1971. Influence of mechanical injury on seed corn quality. Seed  Technology Laboratory, Mississippi State Univ., Agronomy Abstracts, 1971. Annual Meeting. A.S. of Agronomy, p.43.
Hammerle, J.R., and N.N. Mohsenin. 1970. Tensile relaxation modulus of corn horny endosperm as a function of time, temperature and moisture content . Transactions of the ASAE 13 (3) : 372 – 375. 
Jindal V.K., Herum F.L. and Mensah J.K.A. (1978). Effects of repeated freezing–thawing cycles on the mechanical strength of corn kernels Transactions of the ASAE ,(1978) (2) : 367 – 370
Kawaljit S.S., Narpinder Singha and Nachhattar S.M.,2007.Some properties of corn grains and their flour. Food Chemistry, Vol. 101, Issue3, 2007 pp:938-946
McNulty, P, B. and N. N. Mohsenin. (1976)Compaction behavior of bulk whole corn kernel at preassure up to 34.6 MN/m2 . J. Food Process Eng. 1:75-95.
McNulty, P, B. and N. N. Mohsenin. (1979)Compaction of bulk corn kernel to failure. TRANSACTIONS of  THE ASAE,Vol., 22(2): 264-269.
Ng H.F., Wilcke W.F.,Morey R.V.,Meronuek and Lang J. P.,1998. Mechanical Damage and corn storability. TRANSACTIONS of  THE ASAE,Vol., 41(4): 1095-1100.
Saul Robert A. and James L . Steele, 1966. Why damaged shelled corn costs more to dry. AGRICULTURAL ENGINEERING . June , p. 326.
 Shelef, Land and N.N. Mohsinen ,1969. Effect of moisture content on mechanical properties of shelled corn. Cereal Chemistry, 46 (3) :242-253 . 
Storshin ,R. I. and X. Yang ,1990 . Effectof hybrid and grain damage on estimated dry matter loss for high moisture content shelled corn . TRANSACTIONS of  the ASAE :33 (4) : 1291 - 1298 .
 Zoerb G.C.and Hall C.W.,(1960). Some mechanical and rheological properties of  grains. J.Agric.Engn.Res.,1960 .5:83-92.