對(duì)巴旦木物料特性的測(cè)試研究

石 鑫，牛長(zhǎng)河，吐魯洪·吐?tīng)柕希瑥?麗

（新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所，新疆烏魯木齊830091）

我國(guó)巴旦木種植區(qū)主要分布在新疆南部貧困人口和少數(shù)民族相對(duì)集中的地區(qū)。據(jù)2019 年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，目前我國(guó)巴旦木種植區(qū)主要分布在新疆喀什地區(qū)，總種植面積6.51 萬(wàn)hm2，占新疆特色林果栽培總面積的4.4%，年產(chǎn)量近7.6 萬(wàn)噸。巴旦木產(chǎn)業(yè)要做大做強(qiáng)，必須不斷推進(jìn)巴旦木生產(chǎn)全程機(jī)械化作業(yè)進(jìn)程[1-2]，因此本文研究分析了新疆具有代表性的巴旦木品種的物料特性，為巴旦木加工機(jī)械化提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

1 試驗(yàn)前的準(zhǔn)備

對(duì)試驗(yàn)所用的設(shè)備游標(biāo)卡尺（精度為0.01mm）、冠亞SFY-6 鹵素快速水分測(cè)定儀、電子拉力試驗(yàn)機(jī)等按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定選用，電子拉力試驗(yàn)機(jī)壓力等級(jí)應(yīng)不低于試驗(yàn)壓力。

2 物料特性的測(cè)量

2.1 外形尺寸測(cè)量

（1）試驗(yàn)選擇新疆主栽品種晚豐、雙果和米桑三種，隨機(jī)選取未經(jīng)任何處理同等環(huán)境條件下的三個(gè)品種各150 粒。用游標(biāo)卡尺分別測(cè)量三個(gè)品種的長(zhǎng)、寬、厚，通過(guò)計(jì)算公式求出幾何平均直徑、球度[3]。

通過(guò)以下公式進(jìn)行幾何平均直徑、球度計(jì)算：

式中GMD—幾何平均直徑，mm；L—長(zhǎng)度，mm；W—寬度，mm；T—厚度，mm；φ—球度，%。

表1 巴旦木外形尺寸

測(cè)量數(shù)據(jù)顯示，同一品種的巴旦木外形尺寸存在差異，不同品種差異更大，要設(shè)計(jì)機(jī)械化的巴旦木加工設(shè)備需綜合考慮不同品種以及同一品種巴旦木的外形差異。

2.2 含水率的測(cè)定

巴旦木自然條件下的含水率會(huì)隨著外界條件的變化而有所不同。所以須先確定三種巴旦木品種的初始含水率。選擇成熟度為70%的三個(gè)巴旦木品種，每種選擇樣品100 粒并平均分成5 組進(jìn)行測(cè)試，將巴旦木破碎后將殼仁分離，用快速水分測(cè)定儀對(duì)殼和仁分別進(jìn)行測(cè)試，最終取含水率得平均值。測(cè)得的巴旦木殼及仁的初始含水率見(jiàn)表2：

研究表明巴旦木初始狀態(tài)下米桑、雙果和晚豐的殼、仁的含水率分別為6.468%和3.54%，5.844%、和3.55%，6.512%和3.47%。

表2 巴旦木含水率

2.3 殼厚度及殼仁間隙的測(cè)量

對(duì)巴旦木殼厚度的測(cè)定采用切割法將巴旦木切割開(kāi)，用游標(biāo)卡尺對(duì)巴旦木厚度、殼厚度及巴旦木仁厚度進(jìn)行測(cè)量，再用巴旦木厚度減去巴旦木仁厚度除以2 即可得到巴旦木的殼仁間隙。測(cè)量數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。

表3 巴旦木殼厚度及殼仁間隙

研究表明晚豐、米桑和雙果采收后未經(jīng)干燥加工的巴旦木殼平均厚度分別為2.63mm、2.12mm 和2.47mm；殼仁間隙平均值分別為1.42 mm、2.40 mm 和2.01mm。通過(guò)臺(tái)架試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)巴旦木殼仁間隙越大破殼時(shí)巴旦木仁損傷率越低。

2.4 巴旦木彈性模量測(cè)試

根據(jù)巴旦木外形尺寸將樣品按照厚度分為3 個(gè)等級(jí)，對(duì)不同厚度樣品進(jìn)行壓縮試驗(yàn)，計(jì)算出不同厚度巴旦木樣品的彈性模量，結(jié)果顯示，不同品種以及同一品種不同尺寸的巴旦木彈性模量差異都較大（表4[4]）。

表4 巴旦木彈性模量的測(cè)量

3 結(jié)論

通過(guò)測(cè)試研究和數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)不同巴旦木品種物理特性差異很大，同一品種的物理特性也存在較大差異，因此在設(shè)計(jì)巴旦木脫青皮及破殼機(jī)時(shí)應(yīng)充分考慮巴旦木的物理特性的差異，以達(dá)到最佳的作業(yè)效果。