Simple item page
 

Effects of Thickness of the Corn Seed Coat on the Strength of Processed Biological Materials

cris.lastimport.scopus2025-10-23T06:55:23Z
cris.virtual.author-orcid#PLACEHOLDER_PARENT_METADATA_VALUE#
cris.virtual.author-orcid#PLACEHOLDER_PARENT_METADATA_VALUE#
cris.virtual.author-orcid#PLACEHOLDER_PARENT_METADATA_VALUE#
cris.virtual.author-orcid#PLACEHOLDER_PARENT_METADATA_VALUE#
cris.virtual.author-orcid#PLACEHOLDER_PARENT_METADATA_VALUE#
cris.virtual.author-orcid0000-0002-2535-8370
cris.virtual.author-orcid#PLACEHOLDER_PARENT_METADATA_VALUE#
cris.virtualsource.author-orcid#PLACEHOLDER_PARENT_METADATA_VALUE#
cris.virtualsource.author-orcid#PLACEHOLDER_PARENT_METADATA_VALUE#
cris.virtualsource.author-orcid#PLACEHOLDER_PARENT_METADATA_VALUE#
cris.virtualsource.author-orcid#PLACEHOLDER_PARENT_METADATA_VALUE#
cris.virtualsource.author-orcid#PLACEHOLDER_PARENT_METADATA_VALUE#
cris.virtualsource.author-orcid898dc715-0fc1-42af-a4d7-0bc909752fee
cris.virtualsource.author-orcid#PLACEHOLDER_PARENT_METADATA_VALUE#
dc.abstract.enThe strength and energy of processed biological materials depend, among others, on their properties. Despite the numerous studies available, the relationship between the internal structure of corn grains and their mechanical properties has not yet been explained. Hence, the aim of the work is to explore the relationship between the internal composition of maize kernels and its mechanical properties by studying the impact of the maize seed coat thickness on its breakage susceptibility. To achieve the assumed goal, selected physical properties (length, width, and thickness) of corn grains were distinguished, and a static compression test was carried out on the Insight 50 kN testing machine (MTS Systems Corporation, Eden Prairie, MN, USA) with a test system for experimental verification of the compression behavior of biological materials. Furthermore, after the compression test, the thickness of the seed coat was measured using a laboratory microscope. It was found that there is a correlation between the thickness of the maize seed coat and force, deformation, and mass-specific energy at the bioyield point. The presented data constitute a foundation for the development of a mechanistic breakage model considering the variable strength properties of the seed coat and endosperm as the structural elements of kernels. Further research should be focused on the determination of the strength properties under dynamic conditions and revealing the relationship between the loading rate, strength properties, and internal structure for several maize varieties, which better reflect the ranges of variability in the real nature of mechanical processing.
dc.abstract.languageen
dc.abstract.plWytrzymałość oraz energia przetworzonych materiałów biologicznych zależą w dużej mierze od ich właściwości. Pomimo licznych dostępnych badań, związek pomiędzy wewnętrzną strukturą ziaren kukurydzy a ich właściwościami mechanicznymi nie został jeszcze w pełni wyjaśniony. Celem niniejszej pracy jest zbadanie zależności pomiędzy składem wewnętrznym ziaren kukurydzy a ich właściwościami mechanicznymi, poprzez analizę wpływu grubości okrywy nasiennej na podatność ziarna na pękanie. W ramach tego celu wyróżniono wybrane właściwości fizyczne ziaren kukurydzy, takie jak długość, szerokość i grubość, a następnie przeprowadzono statyczną próbę ściskania na maszynie wytrzymałościowej Insight 50 kN (MTS Systems Corporation, Eden Prairie, MN, USA) z systemem testowym do eksperymentalnej weryfikacji zachowań materiałów biologicznych podczas ściskania. Po przeprowadzeniu testu ściskania, zmierzono również grubość okrywy nasiennej przy użyciu mikroskopu laboratoryjnego. Wyniki wskazują na istnienie korelacji między grubością okrywy nasiennej a siłą, odkształceniem oraz energią właściwą dla masy w punkcie biopolowym. Przedstawione dane stanowią podstawę do opracowania mechanistycznego modelu pękania, uwzględniającego zmienne właściwości wytrzymałościowe okrywy nasiennej i bielma jako elementów strukturalnych ziarniaków. Dalsze badania powinny koncentrować się na określeniu właściwości wytrzymałościowych w warunkach dynamicznych oraz ujawnieniu zależności między szybkością obciążenia, właściwościami wytrzymałościowymi a strukturą wewnętrzną dla różnych odmian kukurydzy, co pozwoli na lepsze odzwierciedlenie zmienności charakterystycznej dla rzeczywistego procesu obróbki mechanicznej.
dc.affiliationWydział Nauk o Żywności i Żywieniu
dc.affiliation.instituteKatedra Mleczarstwa i Inżynierii Procesowej
dc.contributor.authorGierz, Łukasz
dc.contributor.authorKruszelnicka, Weronika
dc.contributor.authorŁykowski, Wiktor
dc.contributor.authorSteike, Mikołaj
dc.contributor.authorWichliński, Michał
dc.contributor.authorEstrada, Quirino
dc.contributor.authorPrzybył, Krzysztof
dc.date.access2025-01-13
dc.date.accessioned2025-01-13T12:12:37Z
dc.date.available2025-01-13T12:12:37Z
dc.date.copyright2025-01-07
dc.date.issued2025
dc.description.abstract<jats:p>The strength and energy of processed biological materials depend, among others, on their properties. Despite the numerous studies available, the relationship between the internal structure of corn grains and their mechanical properties has not yet been explained. Hence, the aim of the work is to explore the relationship between the internal composition of maize kernels and its mechanical properties by studying the impact of the maize seed coat thickness on its breakage susceptibility. To achieve the assumed goal, selected physical properties (length, width, and thickness) of corn grains were distinguished, and a static compression test was carried out on the Insight 50 kN testing machine (MTS Systems Corporation, Eden Prairie, MN, USA) with a test system for experimental verification of the compression behavior of biological materials. Furthermore, after the compression test, the thickness of the seed coat was measured using a laboratory microscope. It was found that there is a correlation between the thickness of the maize seed coat and force, deformation, and mass-specific energy at the bioyield point. The presented data constitute a foundation for the development of a mechanistic breakage model considering the variable strength properties of the seed coat and endosperm as the structural elements of kernels. Further research should be focused on the determination of the strength properties under dynamic conditions and revealing the relationship between the loading rate, strength properties, and internal structure for several maize varieties, which better reflect the ranges of variability in the real nature of mechanical processing.</jats:p>
dc.description.accesstimeat_publication
dc.description.bibliographyil., bibliogr.
dc.description.financepublication_nocost
dc.description.financecost0,00
dc.description.if3,1
dc.description.number2
dc.description.points140
dc.description.reviewreview
dc.description.versionfinal_published
dc.description.volume18
dc.identifier.doi10.3390/ma18020222
dc.identifier.issn1996-1944
dc.identifier.urihttps://sciencerep.up.poznan.pl/handle/item/2330
dc.identifier.weblinkhttps://www.mdpi.com/1996-1944/18/2/222
dc.languageen
dc.pbn.affiliationfood and nutrition technology
dc.relation.ispartofMaterials
dc.relation.pagesart. 222
dc.rightsCC-BY
dc.sciencecloudsend
dc.share.typeOPEN_JOURNAL
dc.subject.enDEM
dc.subject.encomminution
dc.subject.enangle of repose
dc.subject.enrestitution coefficient
dc.subject.enbreakage probability
dc.subject.enbiomaterials
dc.subject.languageen
dc.subject.otherDEM
dc.subject.otherrozdrobnienie
dc.subject.otherkąt usypu
dc.subject.otherwspółczynnik restytucji
dc.subject.otherprawdopodobieństwo pęknięcia
dc.subject.otherbiomateriały
dc.titleEffects of Thickness of the Corn Seed Coat on the Strength of Processed Biological Materials
dc.typeJournalArticle
dspace.entity.typePublication
oaire.citation.issue2
oaire.citation.volume18