大豆堆压缩特性的实验研究

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1、第４３卷大豆堆压缩特性的实验研究·３３·檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱殗殗檱檱谷物化学与品质分析檱檱殗殗檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱＊大豆堆压缩特性的实验研究单贺年１，２１，２１，２冯家畅程绪铎（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）摘要使用ＴＳＺ－６Ａ型应变控制式三轴仪对不同围压（８ｋＰａ～２００ｋＰａ）、不同含水率（９．８％、１１％、１３．５％、１４．８％、１５．８％ｗ．ｂ．）的黑龙江省大豆堆的体积变化和体变模量进行了测定，分析了围压与含水率对大豆堆体变模量的影响。体变模量随着围压（８ｋＰａ

2、～２００ｋＰａ）的增大而增大，大豆实验结果表明：对含水率为９．８％ｗ．ｂ～１５．８％ｗ．ｂ、围压为８ｋＰａ～２００ｋＰａ的大豆堆，其体变模量范围为２２７．９４ｋＰａ～６１０．５８ｋＰａ。相同含水率的大豆堆的体变模量随着围压（８ｋＰａ～２００ｋＰａ）的增大而增大；同一围压下，大豆堆体变模量随着含水率（９．８％ｗ．ｂ～１５．８％ｗ．ｂ）的增大而减小。关键词大豆堆体变模量围压含水率大豆是我国的主要油料作物。近年来，随着社代，Ｓｈｅｌｅｆ和Ｍｏｈｓｅｎｉｎ（１９６７）等人用拉伸强度会的发展及人民生活水平的提高，人们对食品的质试验机研究了麦粒单轴

3、压缩的力学特性，整个籽粒量提出更高的要求，包括对大豆的食用质量，加工分别用平行板、光滑的球形压头、柱形压头加载，质量，营养质量及外观质量等。由于大豆在干燥、切去两端的样本用平行板加载，得到其力－变形关［１］碾磨及储藏过程中均受到压缩载荷，引起内部应力系。马小愚教授（１９８８）研究了大豆籽粒在承受及密度的增加，从而容易导致其产生破裂及永久变挤压和冲击时含水量及品种对其力学性质的影响，形，影响品质。另外，在大豆、菜籽的运输途中，并于１９９９年对东北地区大面积生产的几个品种大经过多次装卸及输送，每次受到相应的冲击载荷作豆与小麦籽粒进行了力学流

4、变学性质的试验研究，［２］用，都会引起颗粒破碎。有应力裂纹的大豆容易受给出了性能数据及有关影响因素。Ｍ．Ｌｉｕ和到微生物和昆虫的侵蚀，从而影响它们的利用率和Ｈａｇｈｉｇｈｉ（１９８９）等人研究了大豆及大豆种皮在不种子的出芽率。大豆在外力作用下，其内部的应力同温度和不同含水量下的粘弹性，建立了广义［３］发生变化，从而导致其堆高、体积、形状、密度发Ｍａｘｗｅｌｌ模型。袁月明等人（１９９６）进行了玉米生变化，这种性质称为粮食的压缩特性。因此，研籽粒力学性质的试验研究，结果表明不同品种的玉究和掌握大豆的压缩特性，可以有效减少它们在储米籽粒沿不同

5、方向的抗破裂能力有显著差异，其抗存及运输等环节中的损失，提高加工品质。破裂能力主要取决于角质胚乳和种皮的力学特性；体变模量是指粮食在外力作用下，其体积变化当含水率降低时，籽粒的破裂力有所增加，但变形［４］与围压之比，它表征在应力作用下粮食体积压缩的减小。Ｋａｍｓｔ（２００２）进行了稻米的应力松弛实难易程度，是粮食的一个重要的压缩参数。验，研究表明稻米是线性粘弹性体，弹性模量和挤对粮食籽粒的压缩性研究始于２０世纪６０年压强度随变形速率增大而增大，随温度及含水量增＊基金项目：粮食公益性行业科研专项（２０１３１３００１）通讯地址：南京市栖霞区

6、仙林大学城文苑路３号·３４·粮食储藏２０１４（５）［５］３大而减少，在含水量较低时温度影响较大。张洪（ｃｍ）；ｋ———样品的体变模量（ｋＰａ）。霞、马小愚（２００４）通过实验得出大米压缩的力学１．２实验仪器指标，如弹性模量、破坏力及破坏应力等，并研究本实验采用的是南京生产的应变控制式三轴得到不同品种大米的弹性模量差异为显著，破坏力仪，具体示意图见图２。［６］差异为极显著，而破坏应力没有显著差异。李诗龙（２００５）研究了油菜籽的形态、结构、细胞组织、散体的密度、摩擦因数、弹性模量和泊松比以［７］及渗透性和吸附性等物理特性。国内外对粮食籽粒

7、的压缩特性研究较多，但是对粮堆的压缩特性研究较少。现有的研究也只是给出体积变化与压力变化的关系曲线，而未给出具体［８］的体变模量。本文采用应变控制式三轴仪，对大豆的体变模量进行测定，研究围压对大豆体变模量注：①周围压力系统；②周围压力阀；③排水阀；④的影响。体变管；⑤排水管；⑥轴向位移表；⑦测力计；⑧排１材料与方法气孔；⑨轴向加压设备；⑩压力室；孔压阀；量管阀；孔压传感器；量管；孔压测量系统；离１．１实验原理合器；手轮粮堆的体变模量是指粮食颗粒群在外力作用图２应变控制式三轴仪下，其体积随着应力的增大而增大，变化时的应力１．３实验材料与体

8、积变化之比。本实验用三轴仪给予粮堆各方向本实验所用大豆是黑龙江省的大豆，原始含水的应力，通过应力的改变，观察大豆粮堆体积的变率９．８％ｗ．ｂ，容重为６７８ｇ／Ｌ，其大中小粒径分化。通过体变模量的定义计算出大