1. 研究目的与意义
作为在我国仅次于大米的主食,尤其在我国西北方一些以米面为主食的地区,小麦当仁不让地长期占据着主导地位,在食物生产和消费系统中扮演了十分重要的角色。
谷物的含水率是一个决定其储藏及加工品质的重要因素,若储藏及加工过程不考虑含水率对谷物的影响,则可能会造成很多不必要的损失以及麻烦。而本文通过研究含水率对小麦籽粒抗破力与抗破能的影响,以减少在收割、干燥和储运等过程中的损耗,在保证了小麦的产量的基础上,提高小麦的保存品质及利用率。
2. 研究内容和预期目标
1、小麦粒含水率的测定方法
2、研究不同含水率时,小麦粒形变量,破坏力及破坏应力,抗破力及抗破能等情况
3、不同含水率时,小麦粒的抗破力及抗破能参数的比较,总结相应实验结果,得出一般规律
3. 国内外研究现状
到2009年止,国内外许多学者都对西瓜、莲子、番茄、葡萄等农作物的力学特性进行了大量的研究[2]。相反作为主要粮作物的小麦,却没有相应的结合试验与有限元方法的相关研究。Kamst等学者还进行了稻米的应力松弛试验,试验结果证明了稻米属于线性黏弹性体,当稻米的变形速率增大时其挤压强度和弹性模量会随之增大、当温度及含水量增大时其挤压强度和弹性模量会随之减少,并且在稻米含水量较低时温度产生的影响很大[6]。
Adela Cuniberti和Erica Baumler等学者通过平行平板进行了红花种子颗粒的压缩试验,在试验中其加载速率为1mm/min,从而得到了红花种子在不同水分下力与变形的关系曲线图,并且还得出:红花种子在垂直和水平加载方向上的破坏力范围是40N~20N。M.H.Saiedirad等学者研究了小茴香籽在静态压力载荷的作用下种子大小、水分、种子放置取向以及加载速率对其破碎所需要的力和能量所产生的影响,实验结果显示种子在水平和垂直取向上破坏所需的力随着种子水分从5.7%到15% d.b不断增大,分别从58.2降低到28.8N, 从15.7降低到11.96N;同时吸收的能量分别从7.6升高到14.6mJ,从1.8升高到8.6mJ。
另外,Zoerb和Hal等学者对不同含水量条件下小麦、马齿状玉米、豌豆和豆类植物等农作物缓慢压缩的特性进行了研究,实验结果显示温度、含水量、压缩位置和压缩速度都会对谷物的挤压强度产生一定影响,但是实验中没有具体的数据阐明不同含水率对谷物抗破力的影响规律。张洪霞等学者对大米的压缩特性进行了研究,如大米的弹性模量、破坏力以及破坏应力等,并得出大米品种不同时其弹性模量也不同,并且差异十分明显,最大破坏力之间的差异极其明显[7],而后其对稻谷籽粒进行了一系列的应力松弛试验,采用平板加载压头的方法得到了稻米籽粒应力松弛特性的力学指标,并通过回归分析得到了了反映稻米籽粒应力松弛各力学指标随含水率变化而改变的数学模型,研究了稻米籽粒的含水率对其应力松弛特性的影响,得到了以下结论: 不同含水率稻米的松弛模量随含水率的增大而减小,并且稻米的粘弹性不仅与含水率有关,与温度也有关系[8]。
4. 计划与进度安排
2019/01/15-2019/03/10:形成论文全部工作的计划表。查找相关资料,了解国内外研究进展状况、课题的可行性以及意义等必要地准备工作,并形成论述部分的初稿。
2019/03/10-2019/04/20:查找相关资料,设计实验方案并进行实验。
2019/04/20-2019/05/10:完成毕业论文初稿和各种应填写的表格(任务书、开题报告、中期检查、业务总结、毕业论文指导记录、毕业论文日志、毕业论文情况表等)。
5. 参考文献
[1] 赵晶,李博识等.谷物含水率检测方法综述[J].农业科技与信息,2018-08-30.
[2] 李博识,赵晨等.粮食水分检测技术的研究[J].农业科技与信息,2017-01-30.
[3] 张玉荣,刘影,周显青等. 稻米力学特性及其品质关联研究现状及展望[J]. 粮食与饲料工业,2010(9):1-4.
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