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澳洲坚果是一种经济价值极高的新型坚果,近年来云南澳洲坚果的产量不断增长,如何提高其生产加工水平也逐渐提上日程。由于我国澳洲坚果产业发展起步较晚,且澳洲坚果结构复杂,国内关于澳洲坚果加工方面的研究非常有限,并且大多还处于初步探索性研究阶段。现有的澳洲坚果加工设备也无法满足需求。物理特性是一切加工的基础,尤其是干燥过程中的物理特性更会对后期加工产生深远的影响。因此,本课题在前人相关研究的基础上,对澳洲坚果干燥过程中的物理特性进行了系统研究,寻找物理参数与力学特性在干燥过程中的变化规律,发现其收缩特性和应力分布随含水率的变化规律,为澳洲坚果的生产加工提供理论基础,以促进其产业的发展。首先对澳洲坚果的含水率、外形尺寸(带壳果、果仁)、壳厚、密度(带壳果、果仁、果壳)、出仁率等基本物理参数进行了测定,然后测定了澳洲坚果果壳在不同含水率、不同方向下的收缩曲线、线应变和湿线膨胀系数,并推导了在干燥过程中果壳的收缩方程。之后研究了不同因素水平下(加载位置、含水率、加载速率)下澳洲坚果的弹性模量与破壳载荷;进行方差分析,获得影响显著的因素;建立了各因素与破壳载荷和弹性模量间回归方程。最后将前文获得的收缩方程与弹性模量应用于内部组织的应力应变模型,获得澳洲坚果果壳在干燥过程中的应力分布规律。结果表明:澳洲坚果干燥曲线是一条典型的指数曲线,带壳果、果仁、果壳的含水率变化趋势不同;带壳果和果仁的水平径最大;宽度向直径与几何平均径最接近;随含水率的降低,带壳果的三径尺寸先增大后减小,果仁的尺寸随之减小;果壳厚度不均匀,顶端厚、中部薄;带壳果和果仁的密度随含水率的降低先增加后减小;澳洲坚果的出仁率随含水率的降低而逐渐减小。果壳的收缩在不同方向上存在差异,收缩程度一般为宽度向<种脐向<水平向;其中线应变与湿线膨胀系数均随含水率的减小而呈非线性增长趋势。果壳收缩量由内至外逐渐增大,收缩不均匀;随含水率的降低收缩量呈曲线增长趋势。加载位置对澳洲坚果破壳载荷与弹性模量的影响显著,含水率的大小对破壳载荷与弹性模量的影响显著,加载速率对力学特性的影响均不显著。破壳载荷与含水率的回归方程为:F=-4.3865M5+116.89M4-1145.1M3+5056.5M2-9653M+6946.3;弹性模量的回归方程为:E=-0.108M5+2.4323M4-18.315M3+49.995M2-17.587M+10.136。切向应力与径向应力的变化规律均与线应变相似,单元层数与应力正相关。含水率在10.9%左右时应力值最大,径向应力的最大值为0.51MPa,切向应力的最大值为0.3MPa。全文结论为:(1)可将澳洲坚果简化为球体,利用尺寸进行分级时可选用宽度向的尺寸;(2)在破壳前应使澳洲坚果经过一定的导向装置,使得加载方向为水平向;加载速率为30~40m/min,坚果含水率约1%~2%左右时破壳的破壳载荷和弹性模量较小。(3)可利用澳洲坚果密度间的差异分离破壳后的果仁、果壳和带壳果。(4)澳洲坚果干燥过程中的裂纹最早出现在果壳表面的种脐线上,是因为径向应力大于切向应力且果壳表层应力大于内层应力。