张堃（食品科学） 银杏果核物性参数的试验研究_白果的功效_白果

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关键词：银杏；物性参数；结构尺寸；压缩破坏载荷；临界压缩量--本文来源于中国银杏网
银杏由于其丰富的营养而深受人们的喜爱,其市场容量不断扩大,各种以银杏为原料的加工产品也在不断地开发和生产[1]。银杏出口需要分级,银杏的深加工亦需要分级和脱壳。目前我国尚无适合广大农村使用的、较为理想的银杏分级、脱壳设备。为了设计出性能优良的银杏分级、脱壳加工设备,首先必须对银杏果核、果仁以及核壳的有关物性参数如外形尺寸、密度、破坏载荷及变形、仁壳间隙等进行测定和研究,以确定加工时所需的分级数及破壳和仁壳分离的最佳方案。--本文来源于中国银杏网
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1材料与方法--本文来源于中国银杏网
1.1供试材料--本文来源于中国银杏网
试验所用银杏为广东省南雄佛手类银杏(Ginkgobiloba),从广东省南雄进出口公司购买。--本文来源于中国银杏网
1.2试验仪器--本文来源于中国银杏网
精度为0.02mm游标卡尺1把,由笔者所在单位实验室提供；液体静力天平测定仪1台,由笔者所在单位实验室提供；压力计1台,日本生产,由华中农业大学食品科学技术系提供。--本文来源于中国银杏网
1.3测试方法--本文来源于中国银杏网
1)结构尺寸的测定。根据银杏核的物理机械特性,银杏在沿宽度方向破碎时效果比较理想,但沿宽度方向破碎需要定位,生产率太低,远不能满足实际生产的需要[2]。因此本试验主要测定银杏核、壳及仁的厚度方向尺寸,并计算出仁壳厚度方向平均间隙。其中核厚以D表示,仁厚以d表示,壳厚以h表示,仁壳厚度方向间隙以$表示,其中各量之间关系为：--本文来源于中国银杏网
D=2h+2$+d(1)--本文来源于中国银杏网
测定银杏核厚度时共取200颗银杏核为样本；测定壳、仁及仁壳间隙等结构尺寸时,按核厚分成4组,每组取样8颗,采用机械力破碎。--本文来源于中国银杏网
2)银杏核的压缩破坏载荷和临界压缩量的测定。测试前将银杏核按厚度尺寸范围不同分成4组,每组取样8颗,采用压力机从厚度方向进行挤压破壳,测定并计算各组厚度方向的压缩破坏载荷及临界压缩量(压缩破坏时的变形量)的平均值。--本文来源于中国银杏网
3)银杏核、壳及仁密度的测定。采用比重天平法测定[3]。首先用液体静力天平测出物料在空气中的质量,然后将物料浸入蒸馏水中,测出物料浸在水中时的质量。由于所测物料的比重可能小于水的比重,则把另一个比水比重大的物料作为配重附加到待测物料上,由下式计算物料密度--本文来源于中国银杏网
Qs=(2)--本文来源于中国银杏网
式中Qs为物料密度；ms为物料与配重的总质量；mo为配重的质量；mol为配重在水中的质量；msl为物料和配重在水中的总质量；Ql为水的密度。--本文来源于中国银杏网
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2结果与分析--本文来源于中国银杏网
2.1银杏核厚度D的分布--本文来源于中国银杏网
杏核厚度分布测定结果如表1。--本文来源于中国银杏网
表1银杏核的厚度分布--本文来源于中国银杏网
Table1Thethicknessdispersionofgingkocore--本文来源于中国银杏网
厚度范围/mm颗数颗数百分比/%--本文来源于中国银杏网
ThicknessrangeGrainnumberPercentageofgrainnumber--本文来源于中国银杏网
[10.5,11)10.5--本文来源于中国银杏网
[11,11.5)31.5--本文来源于中国银杏网
[11.5,12)52.5--本文来源于中国银杏网
[12,12.5)178.5--本文来源于中国银杏网
[12.5,13)2512.5--本文来源于中国银杏网
[13,13.5)4623--本文来源于中国银杏网
[13.5,14)4824--本文来源于中国银杏网
[14,14.5)3620.5--本文来源于中国银杏网
[14.5,15)165--本文来源于中国银杏网
[15,15.5]42--本文来源于中国银杏网
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由表可知,银杏核厚度呈正态分布,经处理后分布密度函数为：--本文来源于中国银杏网
f（D）=（3）--本文来源于中国银杏网
厚度D总体样本分布区间[10.5,15.5],极差5.5mm；厚度在11.5~15.5mm范围内的颗粒数占总数的98%,此区间极差为4mm；厚度在12.5~14.5mm范围内的颗粒数占总数的80%。根据这种分布,并且尽可能避免破壳机配置过多,按级差1mm进行分级,可将其分成4级,即第1级厚度区间为[10.5,12.5),第2级厚度区间[12.5,13.5),第3级厚度区间为[13.5,14.5),第4级厚度区间[14.5,15.5]。各级生产负荷量分别总生产率的13%、35.5%、44.5%及7%,其中最大生产负荷的一级决定整个生产线的生产率。--本文来源于中国银杏网
2.2银杏结构尺寸与压缩破坏载荷和临界压缩量--本文来源于中国银杏网
表2为不同组别银杏结构尺寸、压缩破坏载荷以及临界压缩量E的测定和计算值。--本文来源于中国银杏网
表2银杏结构尺寸、压缩破坏载荷及临界压缩量--本文来源于中国银杏网
Table2Thestructuresizeginkgopressivecrushingloadandcriticaginkgopressionofgingko--本文来源于中国银杏网
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厚度范围/mmThicknessrange壳厚平均值/mmAveragevalueofshellthickness仁厚平均值/mmAveragevalueofkernelthickness仁壳间隙平均值/mmAveragevalueofclearancebetweenkernelandshell压缩破坏载荷/ginkgopressivecrushingload临界压缩量E/mmCriticaginkgopression--本文来源于中国银杏网
[10.5,12.5)0.629.120.9198.22.44--本文来源于中国银杏网
[12.5,13.5)0.579.321.32113.12.96--本文来源于中国银杏网
[12.5,13.5)0.6110.261.291233.08--本文来源于中国银杏网
[14.5,15.5]0.710.721.48144.53.11--本文来源于中国银杏网
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测试结果表明,各个尺寸组的核壳厚度无明显变化,最大值为0.7mm,最小值为0.57mm,平均值为0.625mm。壳厚与破坏载荷无明显的关系。仁壳间隙变化规律与破坏载荷变化规律相同,即仁壳间隙随银杏核厚度的增大而增大,相应地,压缩破坏载荷亦随核厚度的增大而增大。银杏核压缩破坏载荷是是确定破壳机功率消耗的主要依据,由于各个尺寸组破坏载荷不同,设计破壳机时应以最大破坏载荷为依据。--本文来源于中国银杏网
银杏核破壳时,破壳机挤压腔间隙的大小是影响破碎率和未脱壳率高低的重要因素[4]。挤压腔间隙大小主要取决于仁壳间隙$的大小和临界压缩量E,若以D表示挤压腔间隙大小,则--本文来源于中国银杏网
D[d+2h(4)--本文来源于中国银杏网
或D[D-2$(5)--本文来源于中国银杏网
则D-D2$(6)--本文来源于中国银杏网
其中D-D即为银杏核在破壳时受到的挤压量。如果银杏核所受到的挤压量未达到银杏核破壳时的临界压缩量的要求,即出现银杏核不脱壳。因此要保证有效破壳,还必须使--本文来源于中国银杏网
D-DE(7)--本文来源于中国银杏网
由表2可以看出,临界压缩量E略大于2$,这主要是因为银杏仁具有一定的弹性,在厚度方向能承受一定的弹性变形。只要使银杏核破壳时的变形量略大于临界压缩量而又在弹性变形的范围内,即至少应有2.44~3.11mm的压缩变形量,就能保证银杏核既能破壳又不碎仁。同时由测量结果还可得出,银杏核破壳时的临界压缩随着银杏核厚度的增大而增大,因此在设计破壳机时,挤压腔的间隙应可调,以适应不同厚度的银杏核的加工。--本文来源于中国银杏网
2.3银杏核、壳和仁的密度--本文来源于中国银杏网
测定结果如表3所示。由表可知,银杏核、仁、壳的密度有一定差异,核密度最小,仁密度最大。因此银杏破壳后如采用重力式清选机来分离未破壳的银杏核以及仁和壳,从理论上讲应是可行的,但有待于试验进一步证实。--本文来源于中国银杏网
表3银杏核、壳和仁的密度--本文来源于中国银杏网
Table3Thedensityofgingkocore,gingkoshellandgingkokernel--本文来源于中国银杏网
物料Material组别Group均值Averagevalue--本文来源于中国银杏网
12345--本文来源于中国银杏网
核Core954891940922917925--本文来源于中国银杏网
仁Kernel138113781407141514041379--本文来源于中国银杏网
壳Shell10511149121399711181106--本文来源于中国银杏网
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3结论--本文来源于中国银杏网
银杏核厚度呈正态分布,分布区间为10.5~15.5mm,其中98%在11.5~15.5mm范围,80%在12.5~14.5mm范围内。银杏核分级的级差以1mm为宜,此时银杏核分成4级即可基本满足要求。--本文来源于中国银杏网
银杏核压缩破坏载荷随核厚度的增大而增大，设计破壳机时可以最大级银杏核的压缩破坏载荷来确定破壳机的功率消耗。为了保证银杏核既能破壳又不碎仁,应使银杏核破壳时的变形量至少有2.44~3.11mm的变形量,而又在仁的弹性变形范围之内,同时破壳机挤压腔间隙应可调,以适应不同厚度级别的银杏核的加工。--本文来源于中国银杏网
银杏核、壳和仁的密度有一定差异,可以采用重力式分选机进行多次分选。--本文来源于中国银杏网
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参考文献--本文来源于中国银杏网
1袁巧霞,刘清生.干燥和冷冻处理对银杏核脱壳效果的影响.华中农业大学学报,2002,21(1)：88~90--本文来源于中国银杏网
2苏迎晨,黄兴国,孙明等.5XJCn350型杏仁加工成套设备的研究与开发.农牧与食品机械,1993,(1)：18~21--本文来源于中国银杏网
3周祖锷.农业物料学.北京：农业出版社,1994.12~14--本文来源于中国银杏网
4李士风.杏核脱壳机工作部件的试验研究.河北农业技术师范学