1. 研究目的与意义
在农业物料运输、仓储及加工设备的设计过程中,准确掌握物料的物理力学特征是非常必要的。如在计算粮仓载荷时,必须知道粮食的内摩擦、粮粒与仓壁间的摩擦及密度。作为散粒体材料,物料的整体物理力学特征直接与粮粒的特征及粮粒间的相互作用有关。这些特征及相互作用可用一组物理力学参数来描述,包括颗粒间的接触弹性模量、表面摩擦、接触刚度、接触密度等[1]。目前,国内的农业物料物理特性数据基本还是引用前苏联的,对其物性方面的研究报道也十分之少。
大豆的种植起源于中国,东北地区尤其是黑龙江省是大豆的主要种植地区,曾经在全球占有领先地位。历史上,东北大豆的出口曾经达到我国出口总量的80%以上,可见规模之大。但这样的情况并没有持续太久,90年代初黑龙江省的大豆出口量急剧下降,随后的几年也是只降不升,这慢慢使得我国从原来的大豆出口大国变为进口大国。除去经济因素的影响,就从大豆的种植、储藏运输上来讲,越是大规模的进口大豆,我国大豆受到的冲击就越大,进而导致种植面积的下降,仓库积压严重等现象,我国逐渐失去了原有的地位[2]。
实际上,我国所生产的大豆是真正的非转基因大豆,而目前全球市场上大多数外国国家如美国、阿根廷等所生产的都是转基因大豆。虽然转基因大豆在出油率方面要优于我国大豆,但从食品安全的角度上来看,它是非常让人担心的。从这一点上来说,我国大豆非常有优势,在全球社会日益注重健康的今天,非转基因大豆不仅食用起来安全,还含有丰富的蛋白质,我国可以借助这一点另辟蹊径,开拓市场[3]。
2. 研究内容和预期目标
根据前面所讨论的我国大豆的地位以及大都在储藏过程中的特性,本课题针对黄豆进行研究其弹性模量,分析黄豆的物理特性,以更好得种植储藏这一类粮食,这有利于黄豆的加工、储存与运输等方面,有利于我国黄豆产业的发展。
具体主要是对大量精心挑选出来的黄豆的弹性模量进行测量,首先测量黄豆的受力与面积,然后根据公式,通过其与弹性模量的关系,求出黄豆的平均弹性模量。对黄豆弹性模量的研究有助于黄豆的加工、储存与运输等方面,对我国黄豆产业的发展起到促进作用。
3. 国内外研究现状
粮食在运输、储藏及加工过程中都会受到摩擦力与压缩力的作用,长时间的压缩会使粮食发生破裂和永久性的形变,而粮食一旦破裂,就很容易受到微生物或者是昆虫的侵蚀,从而给粮食的品质带来坏的影响。粮食发生的形变会改变粮堆的密度以及孔隙率的大小,导致密度增大和孔隙率减小,最终改变仓内压力的分布,影响粮仓通风效果。研究粮食的弹性模量能够测算出粮食在受力时所发生的形变,因此,在粮食的运输、储藏及加工过程中,测算出粮食的表观接触弹性模量具有重要的意义[5]。
现代农业已不再是仅仅研究如何更好种植粮食、追求产量,它在原有的基础上,增加了对粮食各方面的探索与研究。随着农业的发展,在储藏运输方面,国内外对粮食物理特性的研究越来越多,目的在于保证各种粮食能够在不同的环境下更好地储藏,延长变质时间,增加储藏数量。这些研究主要运用现在物理学方法,着力于研究物料的光学、力学、热学特性等,为食品的生产、加工、储藏、运输、包装和检测等方面提供了理论基础,为现代农业的发展做出了非常重要的贡献 [6]。
然而,在农业物料的物理特性研究方面,国内外的学者们大都把目光投向了稻谷、水果方面。对于豆类农业物料,大量的研究也集中在营养价值以及活性物质的提取等问题上,其物理特性最近几年来很少有研究涉及到。目前,国内的农业物料物理特性数据基本还是引用前苏联的,对其物性方面的研究报道很少。可以说,我国在豆类物料物理特性的测量方面仍然处于起步阶段。因此,本文所探讨的花生仁弹性模量的测定问题,有着特别的意义。
4. 计划与进度安排
我计划:
1.搜集与课题相关的国内外文献资料,认真学习理解。
2.有了一定的基础后与老师进行沟通,了解课题的研究方向、目的,学习研究方法,并确定试验步骤。
5. 参考文献
[1] 姜瑞涉,王俊.农业物料物理特性及其应用[J]. 粮油加工与食品机械,2002,(1):35-37.
[2] 李妍. 黑龙江省大豆出口贸易发展、问题及对策分析[D].对外经济贸易大学,2015.
[3] 刘力. 转基因大豆对我国非转基因大豆的影响[D].华中师范大学,2014.
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