稻谷籽粒压缩特性的实验研究

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1、第４３卷稻谷籽粒压缩特性的实验研究·２１·檱檱檱檱檱檱檱檱檱殗殗檱檱粮食储藏技术檱檱殗殗檱檱檱檱檱檱檱檱檱＊稻谷籽粒压缩特性的实验研究严晓婕１，２１，２程绪铎（１南京财经大学食品科学与工程学院２１００４６）（２粮食储运国家工程实验室２１００４６）摘要研究了含水率对稻谷籽粒压缩特性的影响，通过Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ质构仪对不同含水率的稻谷籽粒（含水率１０．６３％、１２．２５％、１３．７１％、１５．１８％、１６．５３％ｗ．ｂ）在Ｚ轴（短轴）上的压缩特性进行测定，得出含水率对稻谷压缩特性的影响规律。实验结果表明：随着压缩形变的

2、增加，稻谷籽粒受到的压力逐渐增加，当到达破裂点时达到最大值，随之急剧减小。随着含水率的增加，稻谷籽粒的压缩最大破坏力、最大破坏能、表观接触弹性模量逐渐减小，压缩最大破坏应变逐渐增加。关键词稻谷籽粒压缩特性含水率我国是稻谷生产大国，我国的稻谷种植面积约研究表明稻米是线性粘弹性体，弹性模量和挤压强占粮食作物总面积的１／４，产量约占全国粮食总产度随变形速率增大而增大，随温度及含水率的增大［４］量的１／２，在商品粮中占一半以上。我国幅员辽而减少，在含水率较低时温度影响较大。国内对阔，气候条件复杂，稻谷的储藏问题不容忽视。稻粮食

3、籽粒的压缩特性研究起步较晚，始于２０世纪谷在储藏过程中受到压缩载荷，若粮仓中粮堆高，８０年代。马小愚等（１９８８）利用物料力学性能测深处的稻谷受到的压力很大，当压力超过了稻谷籽试装置研究了大豆籽粒的力学性质，发现同一含水粒能承受的范围，稻谷籽粒就会产生形变，甚至破率的籽粒在沿三轴方向挤压时，其破裂力有显著差裂，从而改变或破坏了它的颗粒质构，也改变了它异；含水率对籽粒的屈服力及破坏力的影响特别显［５］的生理状态和活动环境，影响了其安全储藏，使其著。刘传云等（２００７）利用材料性能测试机按美更容易受微生物的侵蚀，进而影响稻

4、谷的利用率和国农业与生物工程师协会ＡＳＡＥＳ３６８．４ＤＥＣ２０００［１］种子的出芽率。为此，研究稻谷籽粒的压缩特性（Ｒ２００６）标准对大豆样品进行了压力实验，得到是非常必要的。大豆的表观接触弹性模量。并且通过对大豆试样的国外对粮食籽粒的压缩性研究较早，始于２０力与变形量曲线分析，发现大豆样品压缩时没有明世纪６０代。Ｓｈｅｌｅｆ和Ｍｏｈｓｅｎｉｎ等人（１９６７）用拉显的屈服点。在破裂点前，力与变形基本呈线性关［６］伸强度试验机研究了麦粒单轴压缩的力学特性，得系。张洪霞等（２００９）采用平板加载压头对稻米到其力与变形的关

5、系，较早地揭示了粮食籽粒变形籽粒进行应力松弛实验，获得了稻米籽粒应力松弛［２］与压缩作用力的关系。Ｐｒａｓａｄ和Ｇｕｐｔａ等人特性的力学指标，并研究了含水率对稻米籽粒应力（１９６７）研究了在准静态压缩载荷作用下稻谷的性松弛特性的影响，通过多项式回归分析建立了稻米质，含水率在１２％～２４％范围内时，随着含水率籽粒应力松弛各力学指标随含水率变化关系的数学的增加，稻谷的最大压力范围为１６０．７Ｎ～模型，结果表明不同含水率稻米的松弛模量随含水［３］４０．６Ｎ，并呈现逐渐减小的趋势。Ｋａｍｓｔ和率的增加而减小，且稻米的粘弹性还与

6、温度有关［７］Ｂｏｎａｚｚｉｌ等（２００２）进行了稻米的应力松弛试验，。＊基金项目：公益性行业科研专项（２０１３１３００１）、国家自然科学基金（３１３７１８６５）通讯地址：南京市栖霞区仙林大学城文苑路３号·２２·粮食储藏２０１４（１）由此可见，国内外的这些研究给出的实验参数零零散散，不完整。稻谷的品种在不断地变化，并对籽粒的压缩特性有着重要的影响。因此，本文针对南京产的新型稻谷品种，对其籽粒压缩时的压缩特性参数（最大破坏力、最大破坏能、最大破坏应变、表观接触弹性模量）进行测定，并研究了含水率对稻谷籽粒压缩特性的影响。１

7、材料与方法１．１实验材料本实验所用稻谷为南京产的籼稻，原始含水率图１凸形物料的力与变形量曲线为１０．６３％ｗ．ｂ，尺寸见表１。表１样品尺寸（有屈服点和没有屈服点）２２］／Ｚ①Ｒ＝［（Ｘ／２）＋（Ｚ／２）样品Ｘ（ｍｍ）Ｙ（ｍｍ）Ｚ（ｍｍ）２２］／Ｚ②平均值９．２８３３３．２３７９２．２３４９Ｒ′＝［（Ｙ／２）＋（Ｚ／２）标准差０．４１４５０．３１６７０．２３３２ｃｏｓθ＝（１／Ｒ′－１／Ｒ）／（１／Ｒ′＋１／Ｒ）③标准误０．００４６０．００３５０．００２６１．２实验仪器Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ质构仪：ＣＴ３（５０ｋｇ），美国

8、产；游标卡尺：测量精度０．０１ｍｍ，桂林产；ＨＧ２０２－２（２Ａ／２ＡＤ）电热干燥箱：南京产；ＡＬ２０４型图２稻谷籽粒尺寸示意图分析天平：上海产；ＪＳＦＤ－粉碎机：上海产。１．３．２由于稻谷为椭圆形状籽粒，根据ＡＳＡＥＳ３６８．４ＤＥＣ２０００（Ｒ２００６）标准的压缩工具选定条１．３实验原理件，选择压缩底座为ＴＡ－ＲＴ－ＫＩＴ，压