栝樓籽粒的物理機(jī)械特性研究.pdf

1、栝樓有較大的藥用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，栝樓籽粒物理機(jī)械特性的研究有很大的研究意義與社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，不但可為栝樓籽粒的采收、加工、貯運(yùn)、分級(jí)、包裝及檢測(cè)等各種相關(guān)處理機(jī)械和設(shè)施的合理、可靠的設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)，而且在栝樓新品的矸發(fā)、品質(zhì)的評(píng)定及質(zhì)量控制等方面提供新的方法和途徑。本課題利用現(xiàn)有的儀器設(shè)備與自制的試驗(yàn)裝置，對(duì)不同含水率栝樓籽粒的基本物理參數(shù)、光學(xué)特性、壓縮特性、散粒特性以及電導(dǎo)率特性進(jìn)行了測(cè)定，分析了各種物理機(jī)械特性隨含水率的變化規(guī)律，

2、建立了各種物理機(jī)械特性與含水率之間的相關(guān)關(guān)系，并對(duì)其機(jī)理進(jìn)行了探討；同時(shí)，分析了試驗(yàn)因素對(duì)各種物理機(jī)械特性的影響顯著性。主要研究結(jié)論如下： 1栝樓籽粒的基本物理特性研究 對(duì)不同含水率栝樓籽粒的各種基本物理參數(shù)進(jìn)行了測(cè)定，栝樓籽粒含水率范圍為6.67％～38.76％(w.b.)。研究表明，1)栝樓籽粒的三軸算術(shù)平均徑、幾何平均徑與含水率之間存在較好的線性相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)分別為R=0.855與R=0.822。但栝樓籽粒在含水

3、率為30.71％(w.b.)時(shí)，各尺寸數(shù)值達(dá)到最大；2)在各種含水率下，籽粒的球度球度變化不大；3)栝樓籽粒的籽粒密度、千粒重與含水率之間存在顯著的線性相關(guān)，隨著含水率增大而增加，相關(guān)系數(shù)分別為R=0.988與R=0.999；4)栝樓籽粒的單粒體積、表面積與含水率之間存在較顯著的線性相關(guān)，相關(guān)系數(shù)R=0.92與R=0.878；但在含水率為30.71％(w.b.)時(shí)，栝樓籽粒的單粒體積、表面積為最大；5)栝樓籽粒的容積密度、孔隙率與含水率

4、之間存在顯著的非線性相關(guān)，符合一元二次多項(xiàng)式回歸，決定系數(shù)分別為R2=0.99與R2=0.985。 2栝樓籽粒的壓縮特性研究 對(duì)不同含水率的栝樓籽粒沿X軸、Y軸與Z軸進(jìn)行壓縮。研究表明，1)軸向壓縮時(shí)，載荷隨著變形量的增加而增大；當(dāng)栝樓籽粒的外殼在載荷作用下破裂，其載荷達(dá)到最大，隨后壓縮載荷急劇減少；2)栝樓籽粒沿X軸、Y軸、Z軸壓縮時(shí)所得到的破壞變形量與含水率之間存在顯著的線性相關(guān)，隨著含水率的增大而增大，相關(guān)系數(shù)R分

5、別為0.965、0.988與0.936；3)在各種含水率下，栝樓籽粒的破壞力、破壞能與剛性量沿X軸壓縮最大，沿Y軸壓縮最??；沿X軸、Y軸、Z軸壓縮所需的破壞力與含水率之間存在顯著的非線性相關(guān)，符合一元二次多項(xiàng)式回歸，決定系數(shù)R2分別為0.986、0.958與0.97；沿X軸、Y軸、Z軸壓縮所需的破壞能與含水率之間存在顯著的非線性相關(guān)，符合一元二次多項(xiàng)式回歸，決定系數(shù)R2分別為0.986、0.952與0.95；沿X軸、Y軸、Z軸壓縮時(shí)籽粒

6、的剛性量與含水率之間存在顯著的非線性相關(guān)，符合一元二次多項(xiàng)式回歸，決定系數(shù)R2分別為0.979、0.979與0.954；4)籽粒破壞力、破壞變形量的復(fù)因素方差分析表明，含水率間、壓縮方向間以及含水率與壓縮方向的交互作用的差異達(dá)到極顯著水平；5)表觀檢查發(fā)現(xiàn)，栝樓籽粒在各種含水率下，沿X軸、Y軸方向壓縮，外殼破裂后其果仁不會(huì)破碎；而沿Z軸方向壓縮，當(dāng)栝樓籽粒含水率較高時(shí)，外殼破裂后容易引起籽仁的破碎。 3栝樓籽粒的散粒特性研究

7、 對(duì)各種含水率的栝樓籽粒的靜滑動(dòng)摩擦角、動(dòng)滑動(dòng)摩擦系數(shù)、休止角進(jìn)行了測(cè)定。研究表明，1)在不銹鋼板、木板(或膠合板)與橡膠板上，栝樓籽粒靜滑動(dòng)摩擦角、動(dòng)滑動(dòng)摩擦系數(shù)以及休止角隨著含水率的增大，先逐漸增大，在含水率為22.69％(w.b.)時(shí)數(shù)值達(dá)到最大，隨后又逐漸下降；2)各種含水率的栝樓籽粒，靜滑動(dòng)摩擦角、動(dòng)滑動(dòng)摩擦系數(shù)以及休止角在橡膠板上最大，木板(或膠合板)次之，而在不銹鋼板上則為最??；3)栝樓籽粒休止角、動(dòng)滑動(dòng)摩擦系數(shù)以及靜

8、滑動(dòng)摩擦角的復(fù)因素試驗(yàn)方差分析表明，不同含水率間、不同表面材料間以及含水率與表面材料的交互作用的差異達(dá)到極顯著水平。 4栝樓籽粒的光學(xué)特性研究 測(cè)定了各種含水率栝樓籽粒在CLELAB表色系統(tǒng)中的L*、a*、b*等表色參數(shù)，計(jì)算了栝樓籽粒的色調(diào)H*、飽和度C*以及各含水率之間的色差△E*ab。研究表明，1)栝樓籽粒的明度值L*、紅綠值a*、黃藍(lán)值b*以及飽和度C*與含水率之間存在顯著的非線性相關(guān)，符合一元二次多項(xiàng)式回歸，決

9、定系數(shù)分別為R2=0.991、R2=0.988、R2=0.986、R2=0.986；2)栝樓籽粒的色調(diào)H*與含水率之間存在顯著的負(fù)線性相關(guān)，隨著含水率的增大而逐漸減少，相關(guān)系數(shù)R=—0.986；3)在不同含水率之間，栝樓籽粒的明度值、黃藍(lán)值、飽和度的相差較大，紅綠值、色調(diào)的差值較?。蛔蚜Ｉ钤?.67％與14.69％(w.b.)、14.69％與22.69％(w.b.)之間的差異不顯著，其他含水率之間色差存在顯著的差異。 5栝樓籽