栝楼有较大的药用价值和经济价值,栝楼籽粒物理机械特性的研究有很大的研究意义与社会经济效益,不但可为栝楼籽粒的采收、加工、贮运、分级、包装及检测等各种相关处理机械和设施的合理、可靠的设计提供理论依据,而且在栝楼新品的开发、品质的评定及质量控制等方面提供新的方法和途径。本课题利用现有的仪器设备与自制的试验装置,对不同含水率栝楼籽粒的基本物理参数、光学特性、压缩特性、散粒特性以及电导率特性进行了测定,分析了各种物理机械特性随含水率的变化规律,建立了各种物理机械特性与含水率之间的相关关系,并对其机理进行了探讨;同时,分析了试验因素对各种物理机械特性的影响显著性。主要研究结论如下: 1 栝楼籽粒的基本物理特性研究 对不同含水率栝楼籽粒的各种基本物理参数进行了测定,栝楼籽粒含水率范围为6.67%～38.76%(w.b.)。研究表明,1)栝楼籽粒的三轴算术平均径、几何平均径与含水率之间存在较好的线性相关性,相关系数分别为R=0.855与R=0.822。但栝楼籽粒在含水率为30.71%(w.b.)时,各尺寸数值达到最大;2)在各种含水率下,籽粒的球度球度变化不大;3)栝楼籽粒的籽粒密度、千粒重与含水率之间存在显著的线性相关,随着含水率增大而增加,相关系数分别为R=0.988与R=0.999;4)栝楼籽粒的单粒体积、表面积与含水率之间存在较显著的线性相关,相关系数R=0.92与R=0.878;但在含水率为30.71%(w.b.)时,栝楼籽粒的单粒体积、表面积为最大;5)栝楼籽粒的容积密度、孔隙率与含水率之间存在显著的非线性相关,符合一元二次多项式回归,决定系数分别为R~2=0.99与R~2=0.985。 2 栝楼籽粒的压缩特性研究 对不同含水率的栝楼籽粒沿X轴、Y轴与Z轴进行压缩。研究表明,1)轴向压缩时,载荷随着变形量的增加而增大;当栝楼籽粒的外壳在载荷作用下破裂,其载荷达到最大,随后压缩载荷急剧减少;2)栝楼籽粒沿X轴、Y轴、Z轴压缩时所得到的破坏变形量与含水率之间存在显著的线性相关,随着含水率的增大而增大,相关系数R分别为0.965、0.988与0.936;3)在各种含水率下,栝楼籽粒的破坏力、破坏能与刚性量沿X轴压缩最大,沿Y轴压缩最小;沿X轴、Y轴、Z轴压缩所需的破坏力与含水率之间存在显著的非线性相关,符合一元二次多项式回归,决定系数R~2分别为0.986、0.958与0.97;沿X轴、Y轴、Z轴压缩所需的破坏能与含水率之间存在显著的非线性相关,符合一元二次多项式回归,决定系数R~2分别为0.986、0.952与0.95;沿X轴、Y轴、Z轴压缩时籽粒的刚性鼙与含水率之间存在显著的非线性相关,符合一元二次多项式回归,决定系数R~2分别为0.979、0.979与0.954;4)籽粒破坏力、破坏变形量的复因素方差分析表明,含水率间、压缩方向间以及含水率与压缩方向的交互作用的差异达到极显著水平;5)表观检查发现,栝楼籽粒在各种含水率下,沿X轴、Y轴方向压缩,外壳破裂后其果仁不会破碎;而沿Z轴方向压缩,当栝楼籽粒含水率较高时,外壳破裂后容易引起籽仁的破碎。 3 栝楼籽粒的散粒特性研究 对各种含水率的栝楼籽粒的静滑动摩擦角、动滑动摩擦系数、休止角进行了测定。研究表明,1)在不锈钢板、木板(或胶合板)与橡胶板上,栝楼籽粒静滑动摩擦角、动滑动摩擦系数以及休止角随着含水率的增大,先逐渐增大,在含水率为22.69%(w.b.)时数值达到最大,随后又逐渐下降;2)各种含水率的栝楼籽粒,静滑动摩擦角、动滑动摩擦系数以及休止角在橡胶板上最大,木板(或胶合板)次之,而在