大豆表观接触弹性模量的测定

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1、第４１卷大豆表观接触弹性模量的测定·９·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＊大豆表观接触弹性模量的测定程绪铎黄之斌夏俞芬（南京财经大学食品科学与工程学院生态储粮实验室２１００４６）摘要利用质构仪按照美国农业与生物工程师协会ＡＳＡＥＳ３６８．４ＤＥＣ２０００（Ｒ２００６）标准，结合大豆的生理结构特点，对２０１１年东北黑龙江产大豆样品分别从长（Ｌ），宽（Ｗ），高（Ｈ）对应的Ｚ、Ｙ、Ｘ三个方向进行了压缩实验，测量了加载载荷与对应变形量的关系，运用ＳＰＳＳ软件对数据进行分析处理．得到大豆的表观接触弹性模量、最大破坏力、最大破坏能、破坏点的变形量、破

2、坏点的变形百分比。关键词大豆颗粒表观弹性模量最大破坏力粮食在运输、储藏及加工过程中均受到摩擦与１０．６８％。压缩，压缩使粮粒产生破裂和永久形变，破裂的粮１．２实验仪器和设备粒容易受到微生物和昆虫的侵蚀，从而影响了粮食Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ质构仪：ＣＴ３（５０ｋｇ），美国产。的品质；粮粒的形变导致粮堆的密度增大和孔隙率游标卡尺：测量精度０．０１ｍｍ，广西产。减小，密度增大改变了粮仓内压力分布，孔隙率减１．３实验方法小影响通风效果，粮粒压缩的最大破坏力、最大破坏能是确定加工机械的最佳工作方式和合理的功率１．３．１实验样品准备室温为１５℃，湿度为配比的重要参数。因此，在粮食在运

3、输、储藏及加６０％，放置５ｄ～６ｄ。工过程中，测定粮粒的表观接触弹性模量、最大破样品水分均匀后，用１０５℃恒温干燥法测定水坏力、最大破坏能、破坏点的变形量、破坏点的变分含量，大豆水分含量为１０．６８％。形百分比等力学参数具有重要的意义。选取２００粒大小和形状相似的大豆。国内外对粮粒的压缩特性国内外有一些研究，１．３．２实验设备配置选择选取压缩模式，压缩如刘传云等对大豆的表观接触弹性模量进行了测范围为５０ｋｇ。定，但他们的测定是单方向压缩的。刘志云等对大压缩底座为ＴＡ－ＲＴ－ＫＩＴ，压缩探头为豆的接触弹性模量进行了测定，但他们将大豆视为ＴＡ１０，直径１２．７ｍｍ，长度３５

4、ｍｍ，圆柱状。圆柱体，马小愚等测定了大豆籽粒力学性质，采用压缩速度为０．０２ｍｍ／ｓ，压缩距离为２ｍｍ，了自制力学性能测试装备，压缩时加载的速度偏触发点为１０ｇ。大，难以准确揭示大豆籽粒静态压缩特性。本论文每次开机实验前，将质构仪试机预热２０ｍｉｎ。结合粮食颗粒的生理结构特点，对大豆颗粒三个方１．３．３实验测定方法向进行压缩实验，测定了大豆的表观接触弹性模（１）用游标卡尺测定大豆的尺寸，见图１，黑量、最大破坏力、最大破坏能、破坏点的变形量、色填充处代表胚。破坏点的变形百分比。用游标卡尺测定大豆的长（Ｌ）、宽（Ｗ）、高（Ｈ），用公式①、②、③计算出大豆的曲率半径１材料和方

5、法ＲＨ、ＲＨ′和ｃｏｓθ。１．１实验材料２２］／Ｈ①ＲＨ＝［（Ｌ／２）＋（Ｈ／２）２２］／Ｈ②大豆：２０１１年东北黑龙江产秋大豆，尺寸见ＲＨ′＝［（Ｗ／２）＋（Ｈ／２）表１，外观形状近似椭圆状，温度１５℃，水分ｃｏｓθ＝（１／ＲＨ′－１／ＲＨ）／（１／ＲＨ′＋１／ＲＨ）③＊基金项目：“十一五”国家科技支撑计划项目（２００９ＢＡＤＡＯＢ０４－５）；江苏省教育厅自然科学基金项目（１１ＫＪＤ５５０００１）通讯地址：南京市栖霞区仙林大学城文苑路３号·１０·粮食储藏２０１２（３）形量曲线的斜率由逐渐增大变为逐渐减小；然后继续以近似线性增加。达到屈服点后，变形量增加而力减小，稍后力

6、与变形量继续以近似线性增加达到破裂点；然后力急剧下降。没有屈服点曲线特征为：开始，力与变形量为近似线性增加，到达ＰＩ点后力与变形量曲线的斜率由逐渐增大变为逐渐减少；然后继续以近似线性增加，达到破裂点；然后图１大豆大小尺寸示意图力开始下降。（２）大豆为椭圆形状颗粒，根据ＡＳＡＥＳ３６８．４ＤＥＣ２０００（Ｒ２００６）标准压缩工具选定条件，选择压缩底座为ＴＡ－ＲＴ－ＫＩＴ，压缩探头为ＴＡ１０进行压缩，符合条件。（３）加载速度：根据ＡＳＡＥＳ３６８．４ＤＥＣ２０００（Ｒ２００６）标准，压缩速度越接近静载荷越好，即压缩速度越小越接近静载荷，选取０．０２ｍｍ／ｓ。（４）根据ＡＳＡ

7、ＥＳ３６８．４ＤＥＣ２０００（Ｒ２００６）标准，每种样品必须重复２０次以上才得到有效结果，因此，本次实验每种压缩方式各选择重复压缩３０图２物料的力与变形量曲线次［５］。（有屈服点和没有屈服点）（５）根据以上的实验数据，按ＡＳＡＥ２．１Ｘ轴压缩，大豆的力与变形量之间的关系Ｓ３６８．４ＤＥＣ２０００（Ｒ２００６）标准要求，用赫兹公式在完成开机预热和预实验后，开始进行３０粒计算大豆的表观接触弹性模量Ｅ。大豆颗粒的Ｘ轴压缩，其压缩示意图如图３所示，２）Ｅ＝０．３３８Ｆ（１－μ［Ｋ／（１／Ｒ／Ｒ）１／３在压缩过程中，要保证大豆放置的位置和压缩角度３