Informacje ogólne
Magazynowanie, obróbka i przetwarzanie materiałów sypkich (rolniczych, farmaceutycznych, mineralnych) jako interdyscyplinarny obszar technologii łączy zainteresowania wielu dziedzin nauki i techniki takich jak: fizyka, chemia, mechanika, rolnictwo, inżynieria materiałowa. Wsród nich rolnictwo i przemysł spożywczy to, obok przemysłu chemicznego i farmaceutycznego, najwięksi producenci i przetwórcy materiałów sypkich. Urządzenia technologiczne do obróbki i przetwarzania materiałów sypkich powinny spełniać dwa podstawowe wymagania: zapewniać utrzymanie wysokiej jakości przetwarzanych materiałów oraz prawidłowy i bezpieczny przebieg przeprowadzanych operacji.
Materiały sypkie wyraznie odróżniaja się od typowych stanów skupienia materii: gazu, cieczy i ciała stałego. Często wyrażany jest pogląd, że materiał sypki zachowuje się jak oddzielny stan skupienia. Na poparcie tego poglądu wskazywane są trzy charakterystyczne oddziaływania typowe dla materiałów sypkich: istnienie tarcia statycznego, niesprężyste zderzenia oraz praktycznie zerowa energia ruchów termicznych w porównaniu do energii potencjalnej pola grawitacyjnego. Niezwykle złożone zachowanie się materiałów sypkich, mieszanina dobrze już zrozumianych, a także wciąż jeszcze nie poznanych praw fizycznych rządzacych zachowaniem się tych materiałów nastręcza wiele poważnych problemów praktyce inżynierskiej, która radzić musi sobie na swój własny sposób.
Rosnąca ilość operacji technologicznych z udziałem materiałów sypkich spowodowała w ostatnich dziesięcioleciach pilną potrzebę szukania nowych rozwiązań w sferze techniki i teorii oraz zwiększone zainteresowanie badaniem właściwości fizycznych tych materiałów. Opracowanie efektywnych metod projektowania procesów technologicznych wymaga dokładnej znajomości właściwości fizycznych obrabianego materiału oraz poprawnego rozumienia oddziaływań zachodzących w relacji z materiałami konstrukcyjnymi. Szczególnie dużego znaczenia nabiera doskonalenie metod pomiaru właściwości fizycznych. Mimo znacznego postępu w rozwoju metod pomiarowych wyniki badań właściwości fizycznych materiałów sypkich prowadzone w różnych laboratoriach różnią się znacznie między sobą. Istotnym zródłem rozrzutu wyników jest duża ilość rozpowszechnionych metod pomiarowych oraz brak ujednoliconej procedury pomiarowej. Ponadto częstym zródłem zmienności jest również nie w pełni kontrolowany wpływ takich czynników, jak: wilgotność, gęstość, struktura upakowania, historia obciążenia.
Materiały sypkie pochodzenia roślinnego stanowią spójną grupę materiałów wyróżniającą się dużą odkształcalnością ziaren ośrodka oraz bardzo silną zależnością cech mechanicznych od wilgotności. W odróżnieniu od materiałów pochodzenia mineralnego wilgotność wnika do wnętrza ziaren, co prowadzi często do jakościowej zmiany właściwości fizycznych.
