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成熟期南丰蜜橘力学特性试验

检测样品:蜜橘检测项目:力学特性

方案概述:为了明确成熟期南丰蜜橘在采摘、运输和贮藏过程损机理,开展了南丰蜜橘力特验究,通过蜜橘挤压和穿刺验,其应力应变规律,为蜜橘采摘损伤机理和蜜橘采摘装备提供参考。

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更新时间2021年11月08日

上传企业北京盈盛恒泰科技有限责任公司

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实验材料与设备

试验用南丰蜜橘同批次购买于江西农业大学水果市场,果实无病害、无损伤、表皮和成熟度一致。

试验设备有:TMS-Pro 质构仪(美国 FTC 公司)

利用 TMS-Pro 质构仪分别对南丰蜜橘开展挤压和穿刺试验,穿刺探头选用直径2mm的圆柱体,设置运行最小感应力为0.1N,运行速度为30mm/min,回程速度为50mm/min,每个处理重复10次,获得蜜橘表皮损伤的挤压应力和穿刺应力。

实验结果与分析

南丰蜜橘挤压损伤的应力——应变分析

将蜜橘水平放置在质构仪底部托盘上,设定参数,运行机器,获得其应力—变形曲线,如图 1 所示,根据挤压试验结果,得到挤压应力,如表 2 所示。

 

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南丰蜜橘穿刺损伤应力——应变分析

当圆柱形穿刺探头作用在蜜橘表皮时, 由于皮薄,其应力较小,随着穿刺应力增大,表皮被刺破时,其曲线发生第一次突变,应力急剧减小;当探头继续穿刺,接触果肉时,穿透内部果皮和果肉,产生第二个和第三个突变,直至穿透整个果瓣,形成断崖式的急剧变化曲线,如图 2 所示。 

 

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从穿刺曲线峰值可看出,表皮穿刺应力大于果瓣穿刺应力,即第1个峰值大于第2个峰值,表明蜜橘外部表皮硬度大于内部果瓣。重复10次试验,获得其穿刺应力,如表 3 所示。

 

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实验结论与探讨

蜜橘表皮的挤压应力为20.60N~69.60N,平均挤压应力为35.77N,方差结果表明蜜橘表皮挤压应力差异性较大,蜜橘穿刺应力为 1.46N~2.59N,平均穿刺压力为2.08N。因此,南丰蜜橘在采摘、运输和贮藏过程中,其挤压应力不超过20.60N,穿刺压强不超过0.16MPa。本结论可为南丰蜜橘损伤机理研究和采摘装置研制提供参考。

文献来源:江西省现代农业装备重点实验室

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