Ariadne Soares Meira Bücher

Die brasilianische Agrarproduktion übersteigt die Lagerkapazität, so dass der Bau von Silos unumgänglich ist. Die physikalischen und fließtechnischen Eigenschaften des untersuchten Produkts sind für die Silokonstruktion entscheidend. Die vorliegende Arbeit hat zum Ziel, die physikalischen Eigenschaften und den Durchfluss verschiedener Bohnensorten für die Dimensionierung von Vertikalsilos zu bestimmen. Der Versuch wurde im Labor für Ländliche Bauten und Umwelt (LACRA) der Bundesuniversität Campina Grande in der Gemeinde Campina Grande-PB im Zeitraum von Dezember 2014 bis Januar 2015 durchgeführt, wobei verschiedene Bohnensorten analysiert wurden: Carioquinha (Phaseolus vulgaris L.), Schwarz (Phaseolus vulgaris L.) und Macassar (Vigna unguiculata). Die physikalischen Eigenschaften (Feuchtigkeitsgehalt, Granulometrie, Dichte) und die Fließfähigkeit (Winkel und effektiver Winkel der inneren Reibung, durchschnittliche Kohäsion und Reibungswinkel zwischen dem Produkt und den verschiedenen Wandmaterialien des Silos) wurden gemessen, wobei die folgenden Wandmaterialien verwendet wurden: Acryl, glatter Stahl, rauer Stahl, Aluminium und Holz.

Die Lebensmittelindustrie, die pulverförmige Produkte als Rohmaterial hat, sieht sich bei der Konstruktion von Silos zur Lagerung dieser Produkte mit verschiedenen Einschränkungen konfrontiert. Aus diesem Grund ist die angemessene Dimensionierung des Lagersilos für pulverförmige Produkte speziell für diesen Sektor unerlässlich. Vor diesem Hintergrund wurde in der vorliegenden Arbeit die Austragsöffnung für Reis- und Maisstärke sowie für Kartoffel- und Maniokstärke auf der Grundlage der mit der Jenike-Scherzelle und dem Pulverfließprüfgerät ermittelten Fließeigenschaften so dimensioniert, dass die Konstruktion mechanisch und wirtschaftlich so effizient wie möglich ist. Die in den beiden Scherversuchen ermittelten Fließeigenschaften wurden mit den australischen (AS, 1996) und europäischen (Eurocode 1 - BS, 2006) internationalen Normen verglichen, und es wurde festgestellt, dass der im Pulverfließprüfgerät durchgeführte Scherversuch hauptsächlich die Werte des effektiven Reibungswinkels und des Reibungswinkels mit der Wand innerhalb der genormten Werte für Weizenmehl ergab. Die Berechnung der Austragsblende war im Pulverfließprüfgerät jedoch nur für Maniok- und Kartoffelstärke möglich und ergab Werte, die zu einer Unterdimensionierung führen würden.

Die Untersuchung des Drucks, den das gelagerte Produkt auf die Silowände ausübt, ist ein wichtiger Faktor, da er für die Erkennung der Ursachen von Versagen, Brüchen und Kippen von vertikalen Silos entscheidend sein kann. Ziel dieser Arbeit ist es daher, empirisch und experimentell die Drücke entlang des kreisförmigen Querschnitts des vertikalen Metallsilos, die durch das gelagerte Produkt ausgeübt werden, und den Einfluss des H/D-Verhältnisses auf die Darstellung dieser Drücke zu bestimmen. Für die Bestimmung des Horizontal- und Reibungsdrucks wurden Geräte verwendet, die aus Wägezellenpaaren bestehen, die an quadratischen Abschnitten der glatten Silowand mit einer Höhe von 2,5 m und einem Innendurchmesser von 0,64 m sowie des Trichters mit einer Höhe von 0,51 m und einer Neigung von ca. 60° zur Horizontalen befestigt sind und aus glattem Stahl mit einer Dicke von 1 mm bestehen. Die Geräte mit den Kraftmessdosen wurden am Wandabschnitt und an einer vertikalen Stahlstange befestigt, was die Berechnung der seitlichen Drücke entlang der Struktur ermöglichte.

Für eine wirtschaftliche und sichere Konstruktion von Vertikalsilos müssen Faktoren wie das Strömungsmuster, die die Verteilung der Lasten im Silo beeinträchtigen, sorgfältig bewertet werden. Das Hauptziel dieser Untersuchung war es daher, den Einfluss verschiedener Einsätze in unterschiedlichen Höhen auf die Fließeigenschaften und den Geflügelfutterfluss in einem vertikalen Silo zu analysieren. Das Experiment zur Fließcharakterisierung wurde im Labor für Saatgutverarbeitung durchgeführt, die Fließeigenschaften, die Granulometrie und der Feuchtigkeitsgehalt wurden im Labor für ländliche Bauten und Umwelt (LACRA) bestimmt, beide von der Bundesuniversität Campina Grande, Campina Grande - PB, im Zeitraum von Juni bis November 2016.Es wurde ein zylindrisches Silo mit einem Längsschnitt, einer Höhe von 1,1 m und einem Durchmesser von 0,45 m verwendet, das ein Silo mit einem H/D-Verhältnis von 2,4 darstellt, und ein Trichter mit einer Höhe von 0,5 m und einer Neigung von 70º gegenüber der Horizontalen, mit einer Auslauföffnung von 0,06 m. Die vier verwendeten Einsatztypen wurden aus verzinktem Stahl gefertigt: zwei einfache Kegel und zwei Doppelkegel.