К физическим свойствам зерна и семян относятся: форма зерна, линейные размеры и крупность, объем, выполненность и щуплость, выравненность, масса 1000. зерен, стекловидность, плотность, пленчатость и лузжистость, натура, механические повреждения зерна, трещиноватость, механические свойства, аэродинамические свойства, зараженность вредителями, засоренность
Существуют следующие формы зерна: шарообразная, чечевицеобразная, эллипсоид вращения; форма с различными размерами в трех направлениях (длина, ширина, толщина)
Линейные размеры – длинна, ширина, толщина зерновки. Длинна расстояние между основанием и верхушкой зерновки. Ширина – наибольшее расстояние между боковыми сторонами. Толщина – расстояние между спинкой и брюшной стороной зерновки. Интегральный п-ль крупности 
, где a,b,l – линейные р-ры. Классифицируют: крупные-L>4мм.,средниеL=2,5-4 мм, мелкие 2,5>L/
Объём необходим для расчета скважистости зерновой массы, для определения режимов очитки и измельчения, считается, что чем больше V зерновки, тем выход готовой продукции. V з-на определяется путём погружения навески з-на в мерную колбу, где находится жидкость не вызывающая набухания з-на (толуол). Объём одной зерновки может быть: пшеница – 12-36 мм3, рож – 10-30 мм3, ячмень – 20-40 мм3, гречиха – 9-20 мм3. Объём зерна учитывается через такой п-ль как сферичность (отношении объёма к площади поперечного сечения зерновки (пшеница – 0,52-0,85мм, рож – 0,45-0,75мм), установлено что качество клейковины влияет на объём зерновки., при ухудшении качества клейковины уменьшается объём зерновки.
Выполненность. Выполненными называются зёрна, достигшие при полном созревании выравненности всех структур характерного для данного сорта. Выполненными могут быть мелкие и нормально развитые зёрна. Щуплым называется зёрна недостаточно выполненные, неестественно сморщенные в следствии неблагоприятных условий при формировании зерновки. На предприятии щуплость и выполненность не определяют. В научных исследованиях определяют отношение параметра поперечного сечения зерна и периметра окружности равной площади – коэф. крупности.(для нормального зернак=1.11)
Выравненность: степень однородности отдельных зёрен составляющих зерновую массу по отдельным показателям качества (влажности, цвету,хим.составу). Выравненность определяют 2-мя способами: 1-массе максимального остатка на сите 2- максимальной суммарной массе остатков на двух смежных ситах.
Масса 1000 зёрен: х-т количество веществ, содержащихся в зерне, и оценивает крупность зерна, при высокой М1000 меньшее кол-во оболочек и зародыша. М1000 определяют на сухое вещество.М100=(100-W)*M1000 сыр в-ва/100. Пшеница 10-75 гр, рож 10-45 гр, ячмень 20-55 гр., гречиха 15-40 гр. М1000 связанна с крупностью, стекловидностью, плотностью з-на, содержанием эндосперма, чем выше эти п-ли, тем выше М1000. При увеличении М1000 увеличивается выход готовой продукции и улучшается её качество.
Стекловидность – косвенный показатель характеризующий содержание белка в зерне. Стекловидность усчитывается при выборе режимов ГТО. По стекловидности зерновая масса подразделяется на след группы: 1- высокостекловидные (Ст>60%), 2-среднестекловидное (СТ 40-60%), 3-низкостекловидное (Ст< 40%). Сущ понятие ложная стекловидность (неумелое хранение или неправильная сушка), которая появляется в результате закалки рыхлого эндосперма. При переработке такое з-но растирается как мыльный парашек, определяется в результате замачивания з-на и последующего растирания в руках. Внутренняя часть зерновки – в виде мажущейся или жидкой массы.
Плотность зерна. Разницу в плотности зерна и примесей используют при очистке зерна. Плотность определяют при помощи пикнометра. Пшеница-1.33-1,55 г/м3, рож-1.26-1.42 г/см3, гречиха1.22-1.32 г/см3.
Плёнчатость и лузжистость. Плёнчатость - содержание в % в зерне цветковых оболочек (ячмень, просо, рис, овёс), плодовых(гречиха) или семенных (клещевина) оболочек, при х-ке масличных культур плёнчатость заменяется на лузжистость. Содержание оболочек х-т ценность зерна при переработке. Чем меньше оболочек, тем больше в зерне эндосперма, а след. и пит. вещ-в. В крупном зерне содержится меньше оболочек, чем в мелком. Имеется несколько способов определения плёнчатости для просо и сорго применяются лабораторные шелушители, для некоторых культурприменяются шелушильное устойство ГДФ. Овёс-18-46%, ячмень-7-15, просо-12-25%, рис- 16-24% гречиха-18-28, подсолнечник 35-78%.
10 натура зерна- масса 1л зерна в граммах определяется напурке. На величину натуры влияет: влажность, сод-е и состав примесей, ф-ма з-на, состояние поверхности, крупность, выравненность, зрелость, выполненность, М1000, плотность и плёнчатость. 1 высоконатурное(пшеница> 785 г/л, ячмень> 605 г/л, рож> 715 г/л, овёс > 510 г/л, подсолнечник> 460 г/л) 2-средненатурное 3 низконатурное (пшеница< 745 г/л, ячмень><543 г/л, рож< 675г/л, овёс < 460 г/л) физические св-ва зерновой массы.
К физическим свойствам относятся сыпучесть, самосортирование, скважистость и плотность укладки, сорбционные свойства и тепло-массообменные свойства(теплофизические).
Сыпучесть. Зерновая масса представляет собой дисперсную двухфазную систему: зерно-воздух и относятся сыпучим материалам.
Сыпучесть или подвижность зерновой массы объясняется тем, что в своей основе зерновая масса состоит из отдельных твёрдых мелких частиц: зерно основной культуры, фракции зерновой примеси.Хорошая сыпучесть зерновых масс имеет огромное практическое значение. Потому что правильное использование этого свойства позволяет полностью избежать затрат ручного труда.
Зерновая масса легко перемещается различными транспортными средствами (конвейерами, пневмотранспортными установками), легко помещать зерновую массу в различные по размерам и формам автомобили, суда, ёмкости (склад, бункер, силос). Благодаря сыпучести зерновые массы можно перемещать самотёками. На основе принципа самотека построены все технологические процессы.
Сыпучесть зерновой массы характеризует показателями, которые называют углом трения - наименьший угол, при котором зерновая масса начинает скользить по какой-либо поверхности. При скольжении зерна по зерну этот угол трения называется углом естественного откоса.Сыпучесть и угол естественного откоса зависит от многих факторов: форма, размеры, состояние поверхности зерна, влажность, количество примесей и их видовой состав, материал и состояние поверхности, по которой перемещается зерновая масса.
Наибольшей сыпучестью обладает зерновая масса состоящая из зёрен шарообразной формы, чем больше форма зерна отклонена от формы шара, тем будет меньше его сыпучесть.Чем более шероховата поверхность зерна, тем меньше сыпучесть, тем больше угол естественного откоса.
Примеси в зерновых массах могут увеличить либо уменьшить сыпучесть и это зависит от их характера количества. Если примеси имеют гладкую поверхность(шарообразной формы), то такие примеси будут повышать сыпучесть, однако обычно встречаются примеси(солома, семена сорняков). Они уменьшают её сыпучесть, вплоть до полной её потери такие зерновые массы без предварительной очистки нельзя загружать на хранение.
С увеличением влажности зерновой массы ее сыпучесть уменьшается. Это явление характерно для всего зерно, но для шарообразной формы оно меньше выражено.На сыпучесть оказывает влияние различные факторы, от которых она уменьшается или увеличивается, и потому угол естественного откоса для одной и той же культуры будет лежать в пределах: для пшеницы 23 - 38°, просо20-27°.
Самосортирование – способность зерновых масс терять однородность при перемещении или в свободном падении, т.е. расслоение зерновых масс, происходящее в результате различия свойств составляющих ее частиц (плотность, аэродинамические свойства).
Явление самосортирование проявляется при загрузке и выпуске зерна из емкостей, при перевозках.Явление самосортирования в практике хранения зерна является резко отрицательными и особенно при загрузке, т.к. происходит расслоение: наиболее тяжелые выполненные, крупные зерна сосредотачиваются в нижних и центральных слоях, в то время как мелкие, щуплые, мелкие зерна сосредоточены возле стен и на поверхности силоса.
Таким образом, в результате самосортирования нарушается однородность зерновой массы закладываемой на хранение, что способствует различным неблагоприятным процессам приводящих к порче зерна, т.к. мелкие, щуплые зерна имеют большую влажность.
Таким образом перед загрузкой, зерно обязательно нужно очистить. Существуют также проблемы с выпуском зерна из емкостей, так вследствие самосортирования качество зерновых отдельных порций, выпускаемых из силоса будут не однородными, что сказывается на эффективность переработки зерна, поэтому на мукомольных и крупяных заводах проектируется несколько выпускных отверстий.
Скважистость (S). Зерна укладывается не плотно и между ними имеются пространства заполненные воздухом – скважины.
Скважистость – это часть зерновой массы заполненная скважинами, т.е воздухом.
,
V1 – общий объем зерновой массы;
V – истинный объем твердых частиц
Параллельно со скважистостью используется плотность укладки (t), которая определяется:
Плотность укладки – это часть объема зерновой массы, занятая твердыми частицами.
S+t=100%
Такое свойство, как скважистость имеет огромное значение в хранении зерна:
Скважины заполненные воздухом, а это влияет на многие процессы протекающие в зерне (процессы переноса тепла, влаги, процессы дыхания, обеспечения жизненных функций зерна.За счет скважин обеспечивается газопроницаемость зерновых масс, что позволяет проводить такие технологические операции как активное вентилирование, газацию, дегазацию. За счет скважин могут осуществляется сорбционные свойства.
Важна не только величина скважистости, но и ее структура. Структура скважистости - это ее размер и форма. Структура скважистости влияет на уровень воздуха, газопроницаемости зерна, на уровень сопротивления воздуха при активном вентилировании, а также на уровень адсорбции
Чем больше объем занимают скважины в зерновой массе, тем меньше зерна в хранилище и поэтому необходимо увеличивать емкость склада для загрузки всей партии.
Факторы влияющие на скважистость:
Влажность влияет на скважистость двояко. С увеличением влажности уменьшается сыпучесть и увеличивается скважистость, но если увлажнение произошло в хранилище,то это приводит к набуханию зерна и как следствие уменьшению скважистости.
Крупность. Крупное зерно имеет хорошую сыпучесть за счет большей плотности и меньшего количество оболочек и поэтому укладываются более плотно чем мелкие и уменьшаю скважистость.
Шероховатость, морщинистость поверхности уменьшает плотность укладки и увеличивает скважистость и наоборот гладкие зерна укладываются с меньшей скважистости.
Примеси. Крупные – увел. скважистость, мелкие – помещаясь в межзерновом пространстве уменьш. ее. Примеси с шероховатой поверхностью увел. скважистость.
Выравненность. Выровненное зерно укладывается с большей скважистостью, а менее плотное, не выровненное с уменьш. скважистостью.
Форма. Зерно округлой формы укладывается с большей плотностью и уменьш. скважистостью, а удлиненное – укладывается более рыхло, увел. скважистость.
Размер зернохранилищ. Чем больше площадь склада, т.е. высота и ширина, тем выше плотность укладки и менш. скважистость.
Сроки хранения. Чем длиннее срок хранения, тем больше уплотняется масса и скважистость уменьшается.
В зависимости от этих факторов скважистость зерновых масс может меняться в значительных пределах. Для всех культур скважистость составляет около 50%.
Зерно и зерновая масса в целом является хорошими сорбентами и имеют значительную сорбционную емкость. Это объясняется следующими причинами:
- зерно имеет капиллярно пористую коллоидную структуру;
- скважистость.
Зерно является типичным капиллярно пористым коллоидным телом. Между клетками и тканью зерна имеются макро-и микрокапилляры и поры. Стенки пор и являются поверхностью участвующую в сорбционных проявлениях – это так наз. активная поверхностью.
Активная поверхность зерновки во много раз превышает истинную поверхность в 200 раз.
Сорбционные процессы особенно характерны для оболочек зерна, т.к. имеют ярко выраженные капиллярно пористую структуру.Такие процессы как увлажнение, активном вентилирование, сушка, хранение ведут с учетом сорбционных свойств зерна.
Различают 2 случая сорбционных проявлений: 1)сорбция различных паров и газов; 2) сорбция водяных паров (гигроскопичность).
Зерно и зернопродукты обладают хорошими гигроскопичными свойствами и поэтому необходимо учитывать это на всех этапах работы с зерном. При выращивании зерна в поле с сорными растениями (полынь, чеснок), обладающими специфичным запахом, который зерно может сорбировать. Таким образом зерно приобретает полынный или чесночный запах, который трудно удалить (удаляют при мойке зерна).
При транспортировке зерна в непригодной для этого машине (разлитый керосин, бензин) приводит к сорбированию этих вещ-в. Так же при проведении дезинсекции необходимо учесть сорбирование зерном различных химических препаратов вредных не только для насекомых, но и для животных и человека.