劉延彬，吐魯洪·吐尓迪，楊會民，散鋆龍，王學農(nóng)

(1.新疆農(nóng)業(yè)大學機電工程學院，烏魯木齊 830052；2.新疆農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)機械化研究所，烏魯木齊 830091；3. 中國農(nóng)業(yè)大學工學院，北京市 100083)

0 引 言

【研究意義】巴旦木又稱扁桃或薄殼杏仁，屬薔薇科Rosaceae桃屬植物，抗旱、耐瘠薄，是木本油料樹種，且營養(yǎng)及藥用價值很高。主要分布在美國、地中海及中國新疆地區(qū)。新疆是中國唯一的大面積巴旦木種植區(qū)，規(guī)?；耘嘁呀?jīng)有1 300多年歷史，主要分布在喀什地區(qū)的莎車縣、英吉沙縣、疏附縣和葉城縣。新疆巴旦木種植面積達8.67×104hm2(130萬畝)，占新疆特色林果栽培總面積的6.5%，是新疆重要的經(jīng)濟作物[1-6]。【前人研究進展】國內(nèi)對核桃、杏核和板栗等堅果物理特性和力學特性有大量的相關(guān)研究。高警等[7]通過對破殼擠壓方向、加載速率、核桃尺寸、預處理等因素影響下的破殼力進行測定，得出最佳的破殼擠壓方向、加載速率以及核桃尺寸的變化與破殼力的關(guān)系。劉紅力等[8]表明花生沿不同方向加載的破殼能力有顯著差異，加載速率和含水率不同時，變形與破殼載荷也均有所變化。張榮榮等[9]表明在板栗YZ平面的Y方向和Z方向施加載荷的破殼效果優(yōu)于在XZ平面的Z方向施加載荷的方式。喬園園等[10]對兩種核桃破殼方式與殼仁脫離特性進行了研究，分析了不同破殼方式下核桃殼的破碎度與核桃殼仁分離特性的關(guān)系。那雪姣等[11]表明不同品種、不同受壓部位的花生仁破碎力差異顯著，加載速率不同時，花生仁的破碎變形量和最大破碎載荷都隨著加載速率的增大而減小。劉軍[12]表明杏核破殼的最佳截面為杏核所具有的最大應(yīng)力截面，即橢圓截面的最小回轉(zhuǎn)半徑處?！颈狙芯壳腥朦c】中國新疆巴旦木品種種類較多且與國外巴旦木品種類型差別大，但對巴旦木的研究較少，目前尚無有關(guān)巴旦木破殼力學特性的文獻報道。研究3個巴旦木品種的物理特性，進行不同厚度和含水率相關(guān)力學特性試驗。【擬解決的關(guān)鍵問題】研究中國新疆巴旦木的破殼力學特性，觀察和測量不同品種巴旦木外形尺寸、含水率、殼仁結(jié)構(gòu)與間隙、力學特性等。為本地巴旦木破殼機械的設(shè)計與開發(fā)提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支持。

1 材料與方法

1.1 材 料

1.1.1 巴旦木品種

巴旦木品種選用莎車國營二林場的米桑、雙果和晚豐三個品種，人工采收后脫青皮處理，自然晾曬。除去不完整、外殼有裂痕的巴旦木，隨機選取試驗樣本。

1.1.2 設(shè)備

微機電子控制萬能試驗機CMT6103(美特斯工業(yè)系統(tǒng)中國有限公司)，準確度等級：1級；體式顯微分析系統(tǒng) SZX16+DP25(日本)，變倍比：16.4 (0.7×～11.5×) ；冠亞SFY-6鹵素快速水分測定儀(深圳市冠亞電子科技有限公司)，水分含量可讀性：0.01%；精密鼓風干燥箱 BOG-9140A (上海一恒科學儀器有限公司)，溫度分辨率：0.1℃；游標卡尺(深圳暢聯(lián)貿(mào)易有限公司)，精度：0.02 mm。

1.2 方 法

1.2.1 測量含水率

三個巴旦木品種各隨機選取50粒并平均分成5組；三個巴旦木品種再各隨機選取100粒，破殼使殼仁分開，殼仁各平均分成5組；得到殼仁混合、殼和仁單獨樣品。用冠亞SFY-6鹵素快速水分測定儀各測試5次，測出殼、仁和殼仁混合的含水率求其平均值。

不同含水率預處理：除試驗樣品外，再選取三個品種巴旦木各40粒放入水中浸泡48 h，自然晾干24 h，鼓風干燥箱烘干溫度設(shè)定為60℃，通過不同時間(40 min、1 h、2 h、3 h)烘干得米桑、雙果和晚豐5個水平的含水率。表1

表1 含水率水平
Table 1 Moisture content level

品種Variety含水率Moisture content (%)米桑 Misang16.5812.958.815.302.29雙果 Shuangguo27.5116.7111.588.264.83晚豐 Wanfeng17 .0010.477.264.871.96

1.2.2 外形尺寸測量

隨機選取未經(jīng)任何處理正常存放條件下的三個品種各160粒。用游標卡尺分別測量三個品種的長度(L)、寬度(W)和厚度(T)，通過計算公式(1～4)求出幾何平均直徑(GMD)、球度(φ)、表面面積(S)和體積(V)[13-16]。圖1

(1)

式中GMD為幾何平均直徑，mm；L為長度，mm；W為寬度，mm；T為厚度，mm。

(2)

式中φ為球度，%。

S=π(GMD)2.

(3)

式中S為表面面積，mm2。

(4)

式中V為體積，mm3。

三個巴旦木品種各隨機選取5粒巴旦木，用同樣方法測量樣本在5個含水率每個水平的外形尺寸，研究不同含水率對巴旦木外形尺寸的影響。表1

1.2.3 殼仁間隙測量

根據(jù)外形尺寸測量結(jié)果，取米桑5個厚度等級、雙果和晚豐均3個厚度等級的巴旦木各5粒。用游標卡尺測量巴旦木厚度尺寸(T)、殼(Tk)和仁(Tr)的厚度尺寸，用公式(5)計算間隙大小取平均值[17-19]。圖1

選取三個巴旦木品種其厚度分布范圍(米桑15～16 mm、雙果14～15 mm、晚豐12～13 mm)最集中的巴旦木各5粒，測出米桑、雙果和晚豐5個含水率水平的每個水平下的巴旦木厚度(T)、殼(Tk)和仁(Tr)的厚度，用公式(5)計算間隙大小取平均值，研究不同厚度和不同含水率對殼仁間隙的影響。表1

Δ=T-Tr-2Tk.

(5)

式中Δ為間隙，mm；T為巴旦木厚度，mm；Tk為殼厚度，mm；Tr為仁厚度，mm。

圖1 巴旦木尺寸和殼仁間隙示意
Fig.1 Clearance of size and shell kernel space of almonds

1.2.4 殼仁結(jié)構(gòu)觀察

選取三個巴旦木品種正常存放條件下各一粒，電鋸在厚度方向切割，用體式顯微鏡觀察切割截面，與其它堅果殼仁結(jié)構(gòu)進行對比。

米桑、雙果和晚豐各取一個樣品，電鋸在厚度方向切割，預處理得到米桑含水率(16.58%、8.81%、2.29%)、雙果含水率(27.51%、11.58%、2.3%)和晚豐含水率(17%、7.26%、1.96%)，用體式顯微鏡觀察樣品在每個含水率水平的殼仁結(jié)構(gòu)并拍照，研究不同含水率對殼仁結(jié)構(gòu)的影響。

1.2.5 力學特性測量

研究表明，米桑按厚度分5個等級、雙果和晚豐均分3個等級，級差1 mm，預處理得到各自5個水平的含水率。研究不同厚度和不同含水率對破殼力學性能的影響[20]。表1

取含水率為5.3%的米桑、4.83%的雙果和4.87%的晚豐，采用厚度方向加載方式，加載速度為10 mm/min，通過對米桑厚度(A1，A2，A3)、雙果厚度(B1，B2，B3)和晚豐厚度(C1，C2，C3)各自3個不同厚度等級的巴旦木進行加載直至破裂，每個等級各進行5次試驗，記錄破殼力值、變形量[21-23]。

采用厚度方向加載方式，加載速率為10 mm/min，選擇五個不同含水率水平的米桑厚度A3等級、雙果厚度B2等級和晚豐厚度C2等級的巴旦木進行加載直至破裂，每個水平各進行5次試驗，記錄測量數(shù)值，計算平均值[24-27]。

根據(jù)以上測量數(shù)據(jù)，通過公式(6～8)對能耗(Ea)、彈性模量(E)和功率(P)進行計算[28-29]。

(6)

式中Ea為能耗，mJ；Fr為破殼力，N；Dr為變形量，mm。

(7)

式中E為彈性模量，Pa；μ為泊松比，μ=0.3；R為最小曲率半徑，mm；R’為接觸點的最大曲率半徑，mm；K為系數(shù)，K=1.343。

(8)

式中P為功率，W；V為加載速度，mm/min。

2 結(jié)果與分析

2.1 含水率測量

研究表明，米桑、雙果和晚豐的殼仁混合、殼、仁的含水率分別為5.3%、6.51%和3.5%，4.83%、5.93%和3.56%，4.87%、6.44%和3.42%。殼含水率>殼仁混合含水率>仁含水率，歸因于巴旦木仁含有大量粗蛋白和粗脂肪及部分糖分，因此巴旦木仁的含水率最低。

2.2 巴旦木外形尺寸

研究表明，巴旦木同一品種的外形尺寸存在差異，不同品種差異更大，歸因于巴旦木品種獨有特性及環(huán)境和生長條件的不同。其中，米桑厚度分A1(13～14 mm)、A2(14～15 mm)、A3(15～16 mm)、A4(16～17 mm)和A5(17～18 mm)5個等級，集中在A3，占29.38%；雙果厚度分B1(12～13 mm)、B2(13～14 mm)和B3(14～15 mm)3個等級，集中在B2，占50.63%；晚豐厚度分C1(11～12 mm)、C2(12～13 mm)和C3(13～14 mm)3個等級，集中在C2，占52.5%。球度結(jié)果表明，米桑、雙果和晚豐都離球形形狀很遠，這意味著帶圓孔的分級裝置不適合對巴旦木進行分級，可采用滾筒柵條分級裝置根據(jù)厚度等級控制柵條間隙分段分級。表2、圖2

研究巴旦木三個品種的寬度(W)、長度(L)、厚度(T)之間的聯(lián)系，根據(jù)試驗數(shù)據(jù)進行多元線性回歸分析，根據(jù)最佳擬合模型建立如下方程。

W(米桑)=4.293+0.388L+0.363T.

R2=0.768

(9)

W(雙果)=9.068+0.084L+0.356T.

R2=0.096.

(10)

W(晚豐)=5.027+0.244L+0.282T.

R2=0.423.

(11)

圖2 巴旦木厚度分布
Fig.2 The thickness distribution of almonds
表2 外形尺寸統(tǒng)計
Table 2 Shape size statistics

品種Variety參數(shù)Parameter最大值Max最小值Min平均值Mean方差 D(X)標準差E(X)偏度Skewness峰度Kurtosis米桑Mi sangL/mm44.0027.1033.789.813.130.450.14W/mm28.4218.4022.933.331.830.30 0.04T/mm19.5612.7415.221.831.350.500.08GMD/mm28.0418.7222.753.301.820.32-0.19Φ/%72.7660.6767.445.032.24-0.27-0.26S/mm22 469.261 101.321 635.6369 222263.10.520.05V/mm311 537.863 436.726 279.592 338 5571 5290.720.40晚豐Wan fengL/mm42.1426.8634.197.622.76-0.723.41W/mm20.1714.0016.842.051.430.040.13T/mm22.6610.1012.370.740.86-0.111.26GMD/mm23.5115.6019.221.211.10-0.390.88Φ/%69.7146.8856.306.842.621.309.21S/mm21 735.99764.751 165.1821 030145-0.180.72V/mm36 801.351 988.633 763.22586 570765.880.0210.75雙果Shuang guoL/mm49.8027.6240.999.813.130.450.14W/mm21.0012.6217.303.331.830.300.04T/mm16.4210.8013.511.831.350.500.08GMD/mm24.6917.3521.213.301.820.32-0.19Φ/%67.7142.2751.865.032.24-0.27-0.26S/mm21 914.95945.261 417.1969 222263.100.520.05V/mm37 876.652 732.755 035.982 338 5571 5290.720.40

由F檢驗結(jié)果表明，含水率對巴旦木長、寬、厚度尺寸的影響均顯著(P< 0.05)，相關(guān)系數(shù)R2驗證，均大于0.8，因此方程擬合良好?？芍偷┠镜拈L、寬、厚度尺寸與含水率之間呈線性正相關(guān)，隨著含水率的增加而增加，主要是巴旦木吸收水分而膨脹所致。表3

表3 不同含水率下巴旦木外形尺寸變化
Table 3 Change of shape size of almond under different moisture content

品種Variety參數(shù)ParameterF檢驗Test回歸方程Regression equationR2值Value米桑Misang長度 L12.547*y=0.083 x+35.0210.807寬度 W 21.219*y=0.07 x+23.7110.876厚度 T17.162*y=0.048 x+15.030.851雙果Shuangguo長度 L97.612**y=0.068 x+41.0220.970寬度 W31.511*y=0.034 x+17.3660.913厚度 T53.223**y=0.014 x+12.9840.947晚豐Wanfeng長度 L24.856*y=0.072 x+31.6270.892寬度 W18.514*y=0.039 x+15.7160.861厚度 T8.685*y=0.011 x+11.7270.832

注：*.差異顯著(P< 0.05)；**.差異極顯著(P< 0.01)

Note:*Significant difference (P<0.05);**Extremely significant difference (P<0.01)

2.3 殼仁間隙測量

研究表明，米桑、雙果和晚豐的殼仁間隙的最大值、最小值和平均值分別為3.58、2.4和1.92 mm，3.02、2.01和1.4 mm，1.8、1.42和1.26 mm。研究表明，殼仁間隙的變化規(guī)律隨著巴旦木的厚度增大而增大；且隨著含水率的增大而增大，而到正常存放的含水率時，間隙達到最大，然后又隨著含水率的增大而減小。

殼仁間隙的大小與破殼時仁的破碎率有密切關(guān)系。如果巴旦木破壞時變形量大于殼仁間隙，則增大了巴旦木仁破碎的概率。由巴旦木厚度尺寸對破殼時變形量影響可知，米桑、雙果和晚豐變形量為1.10～1.89 mm、1.01～1.38 mm和0.98～1.25 mm，小于殼仁間隙的平均值，因此巴旦木破殼時可保證仁不被壓碎。因此設(shè)計對輥破殼機構(gòu)時，對輥間隙變化應(yīng)控制在[巴旦木不同等級厚度-(0.98～1.89)] mm，可保證較高的破殼率和果仁完整率。圖3

圖3 不同厚度和含水率下殼仁間隙變化Fig.3 Change of shell kernel space under different thickness and moisture content

2.4 殼仁結(jié)構(gòu)觀察

巴旦木與核桃和杏核的截面進行對比可知，巴旦木殼與其他堅果的不同之處在于，巴旦木外殼由木質(zhì)化的粗纖維組成，外表凹凸不平，內(nèi)部有空洞、孔眼，類似蜂窩狀結(jié)構(gòu)，巴旦木殼與杏核和核桃的相比較硬度、韌性都不同，殼比杏核和核桃的軟，但有一定韌性，不容易破碎。因此巴旦木破殼要比杏核和核桃的破殼難度大，單純通過對輥擠壓原理難以實現(xiàn)巴旦木破殼，可采用齒形輥通過擠壓和剪切原理對巴旦木破殼。圖4

圖4 巴旦木與杏核和核桃截面對比
Fig.4 Almond and Apricot pit and Walnut cross section

研究表明，米桑和晚豐殼中的孔眼隨著含水率的增大而增大，雙果殼中的孔眼隨著含水率的增大基本沒有變化。在不同含水率時米桑、雙果和晚豐殼的厚度分別為2.70 mm(2.29%)、2.80 mm(8.81%)和2.94 mm(16.58%)，2.02 mm(2.3%)、2.02 mm(11.58%)和2.04 mm(27.51%)，1.62 mm(1.96%)、1.70 mm(7.26%)和1.80 mm(17%)?？芍咨：屯碡S殼的厚度隨著含水率的增加而增加，雙果幾乎沒有變化。主要因為巴旦木殼是由木質(zhì)化的粗纖維構(gòu)成，具有干縮濕脹的特性，干縮濕脹因不同品種的構(gòu)造和密實程度不同而有差異?？籽鄣拇笮Q定巴旦木殼厚度的大小，孔眼變大，殼厚度變大，從而破殼的過程中變形量變大，影響破殼的能耗和功率。因此，巴旦木破殼作業(yè)時需考慮含水率因素對巴旦木破殼的影響，選擇最適合破殼的含水率。圖5

圖5 殼仁結(jié)構(gòu)隨含水率變化
Fig.5 Change of shell structure with moisture content

2.5 破殼力學特性測量

2.5.1 厚度尺寸對破殼力學特性的影響

研究表明，破殼力、變形量、能耗、彈性模量和功率隨著厚度的增加而變大。厚度等級對各參數(shù)的影響進行方差分析表明：三個品種的厚度等級對破殼力、能耗、和功率極顯著(a=0.05)，對彈性模量影響顯著(a=0.05)，對變形量的影響不顯著(a=0.05)。原因可能是：①同樣結(jié)構(gòu)特征下，隨著巴旦木厚度的增大，相應(yīng)表面面積增大，接觸面積增大，殼的硬度增加，故巴旦木厚度大小對破殼力有顯著影響；②破殼力大小和變形量隨著厚度的增加而增加，變形量變化低于破殼力的變化，故巴旦木厚度大小對能耗和彈性模量有顯著影響；③變形量的大小主要取決于殼的厚度大小，又因巴旦木殼的截面尺寸存在各項差異，殼不同部位的厚度尺寸大小不一，故巴旦木厚度大小對變形量影響不顯著。圖6，表6

圖6 不同厚度下破殼力學特性變化
Fig.6 Change of mechanical properties of shell breaking under different thickness

變形量是確定巴旦木分級級數(shù)和破殼機對輥間隙的依據(jù)。巴旦木分級的級差必須小于壓縮破壞時的變形量才可保證巴旦木破殼。級差和變形量之間差值越大破殼率越高，但級差太小會給機器的調(diào)整和使用帶來困難，而級差太大又會造成巴旦木仁破損率和未破殼率上升。研究表明，巴旦木的分級級差為1 mm是較合理的。表4

表4 巴旦木厚度與對輥間隙的關(guān)系
Table 4 The relationship between the thickness of almond and the roller clearance

品種Varietiy參數(shù) Parameter范圍 Range(mm)厚度 Thickness[11～12][12～13][13～14][14～15][15～16][16～17][17～18]米桑Misang變形量——1.10～1.481.23～1.501.29～1.541.22～1.451.21～1.89對輥間隙——11.512.513.414.515.1雙果Shuangguo變形量—1.01～1.301.11～1.371.11～1.38 ———對輥間隙—10.711.612.6———晚豐Wanfeng變形量0.98～1.051.07～1.161.15～1.25————對輥間隙9.910.811.7————

不同厚度等級的組間差異分析顯示出，三個巴旦木品種的厚度等級1與2和3均極顯著差異，2和3顯著差異(a=0.05)?？梢钥闯鲭S著厚度尺寸的增大，厚度大小對巴旦木破殼力學性能影響變小，但影響均為顯著。因此為了提高破殼率和果仁完整率，巴旦木破殼前根據(jù)厚度大小分類是必要的。

2.5.2 含水率對破殼力學性能的影響

研究表明，米桑的破殼力、變形量、彈性模量和功率隨著含水率的增加分別減小、增加、降低和降低。當含水率從2.29%增加到16.58%時，破殼力從848.2 N減小到563.42 N，主要由于含水率增長時，殼變軟所致；變形量從1.53 mm增加到2.09 mm，而且米桑品種的變形要比其他兩個品種大，這表明米桑相比另兩個品種，外殼更有彈性，而且更不易破碎；彈性模量從3 456.77 Pa降到1 412.57 Pa，功率從0.071 7 W降到0.047 W。通過方差性檢驗可知，P<0.05，因此含水率對米桑的破殼力、變形量、彈性模量和功率影響顯著，而且存在二階非線性的函數(shù)關(guān)系(公式12～15)，R2均大于0.8，擬合度良好。然而能耗隨著含水率的增加毫無規(guī)律可循，但可知米桑含水率在8.81%時能耗最低，P>0.05，因此含水率對能耗無顯著性影響。表5、6

y(破殼力)=-0.554x2-6.627x+844.675.

R2=0.826.

(12)

y(變形量)=0.004x2-0.043x+1.598.

R2=0.964.

(13)

y(彈性模量)=-8.09x2+10.8x+3444.09.

R2=0.991.

(14)

y(功率)=-(4.613e+5)x2-0.001x+0.07.

R2=0.826.

(15)

表5 不同含水率下破殼力學特性變化
Table 5 Change of mechanical properties of shell breaking under different moisture content

品種Variety含水率Moisture content(%)破殼力Breakage force(N)變形量Deformation quantity(mm)能耗Ea(mJ)彈性模Modulus of elasticity(MPa)功率Power(W)米桑Misang2.29848.201.53648.8744.670.070 75.30758.251.50567.9368.610.063 28.81736.931.52561.5495.420.061 412.95705.761.84650.00100.580.058 816.58563.422.09589.34109.310.047 0雙果Shuangguo4.83166.751.34111.3914.740.013 98.26171.301.80154.0025.450.014 311.58123.641.92118.9411.960.010 316.71171.251.44123.3018.260.014 327.51106.111.5079.4227.730.008 8晚豐Wanfeng1.96254.720.98124.3031.020.021 24.87232.561.14132.5647.670.019 47.26226.001.17132.6648.510.018 810.47213.601.14122.1851.930.017 817.00208.571.49155.5971.370.017 4

研究表明，雙果的破殼力、變形量、能耗、彈性模量和功率隨著含水率的增加均無規(guī)律可循。但可知，含水率在8.26%和16.71%時，破殼力最大為171 N，在27.51%時，破殼力最小為106.11 N；雙果的變形量從1.28 mm增加到1.92 mm再降低到1.50 mm；雙果含水率在27.51%時能耗最低，79.42 N·mm；雙果含水率在16.71%時彈性模量和功率增加，在其它含水率增長情況下，彈性模量和功率降低。通過方差性檢驗可知，P>0.05，因此含水率對雙果破殼力學性能的影響不顯著。表5、6

研究表明，晚豐的破殼力、變形量、彈性模量和功率隨著含水率的增加分別減小、增加、降低和降低。當含水率從1.96%增加到17%時，破殼力從254.72 N減小到208.57 N，僅是米桑破殼力的1/3，因為晚豐殼的硬度低于米桑殼的硬度；變形量從0.98 mm增加到1.49 mm；彈性模量從2 256.80 Pa降到980.84 Pa，功率從0.021 2 W降到0.017 4 W。通過方差性檢驗可知，P<0.05，因此含水率對米桑的破殼力、變形量、彈性模量和功率影響顯著，而且存在二階非線性的函數(shù)關(guān)系(公式16～19)，R2均大于0.8，擬合度良好。然而能耗隨著含水率的增加毫無規(guī)律可循，但可知晚豐含水率在10.47%時能耗最低，P>0.05，因此含水率對能耗無顯著性影響。表5、6

y(破殼力)=0.256x2-8.013x+268.28.

R2=0.826.

(16)

y(變形量)=0.001x2+0.12x+0.993.

R2=0.791.

(17)

y(彈性模量)=3.06x2+-132.99x+2396.43.

R2=0.907.

(18)

y(功率)=(2.211e-5)x2-0.001x+0.002 2.

R2=0.979.

(19)

表6 厚度和含水率對各性能影響的方差顯著性
Table 6 Variance significance of thickness and moisture content on Performance

品種Variety顯著性 Saliency破殼力Breakage force變形量Deformation quantity能耗Ea彈性模量Modulus of elasticity功率Power厚度T含水率Moisture content厚度T含水率Moisture content厚度T含水率Moisture content厚度T含水率Moisture content厚度T含水率Moisture content米桑Misang0.0010.0130.0510.0160.0090.8510.0230.0010.0010.013雙果Shuangguo00.2830.7460.2900.0100.0620.0150.09200.119晚豐Wanfeng0.0060.0110.1240.0150.0030.2570.0260.0440.0060.011

3 討 論

Kalyoncu 和 Sen(1999)對10個巴旦木品種的破殼力和巴旦木大小的關(guān)系進行試驗。Khazaei(2001)等研究表明破殼力變化范圍、能耗和功率要求分別在1 391～526 N，70～209 3 mJ和0.015～5.121 W，巴旦木大小和加載方向?qū)ζ茪ちτ酗@著影響。Aydin[29]研究表明，巴旦木的破殼力隨著含水率的增加而降低。Valverde等[30]研究表明，巴旦木灌溉種植方式對它的物理特性有明顯影響。研究表明，巴旦木厚度大小和含水率對破殼力學特性影響顯著，但此次試驗沒考慮加載方向影響因素，因目前破殼方向均在厚度方向。雙果破殼力隨著含水率的增加變化無規(guī)律，不同品種間破殼力、能耗和功率均不同，這可能與每一個品種的物理特性差異性相關(guān)，對不同品種破殼時，裝置需設(shè)計對應(yīng)參數(shù)。

4 結(jié) 論

4.1 不同巴旦木品種間物理特性差異很大，同一品種的物理特性也存在較大差異。

4.2 對輥間隙變化應(yīng)控制在[巴旦木不同等級厚度-(0.98～1.89)] mm，可保證較高的破殼率和果仁完整率。

4.3 巴旦木外殼由木質(zhì)化粗纖維組成，外表凹凸不平，內(nèi)部有空洞、孔眼，類似蜂窩狀結(jié)構(gòu)，巴旦木殼與杏核和核桃的相比較硬度、韌性都不同，殼比杏核和核桃的軟，但有一定韌性，不容易破碎，可采用齒形輥通過擠壓和剪切原理對巴旦木破殼。

4.4 巴旦木厚度對巴旦木殼仁間隙、破殼力、能耗、能耗模量和功率影響顯著，巴旦木破殼前應(yīng)按厚度尺寸進行分級，厚度尺寸級差以1 mm為宜，米桑分5級，雙果和晚豐均分3級。

4.5 含水率對外形尺寸、殼仁間隙和對米桑及晚豐品種破殼性能影響顯著。米桑含水率在2.29%時，破殼力最大為848.2 N，功率最大為0.070 7 W；含水率在16.58%時，破殼力最小為563.42 N，功率最小為0.047 W。雙果含水率在8.26%時，破殼力最大為171.3 N，功率最大為0.014 3 W；含水率在27.51%時，破殼力最小為106.11 N，功率最小為0.008 8 W。晚豐含水率在1.96%時，破殼力最大為254.72 N，功率最大為0.021 2 W；含水率在17%時，破殼力最小為208.57 N，功率最小為0.017 4 W。