從蘋果內傷看水果包裝和運輸

李 越

不久前，經營果品的陳老板又接到一起退貨∶只見外觀好端端的蘋果，削開皮里邊卻露出一塊塊黑褐色斑點，待到把這些壞區全削去，看起來很大的蘋果便所剩無幾。奇怪的是，這些里邊已經壞了的蘋果從外觀上看不出一點痕跡。再一檢查，倉庫里大部分蘋果都發生了類似問題。面對這種情況，陳老板很是困惑。

懂得力學的人不難回答這個問題，毛病出在包裝和運輸中。在裝箱時人們總想多裝以減少包裝的使用量，提高單位包裝箱的盛裝效率。殊不知裝得多了，造成紙箱凸出。在堆碼的過程中，處于紙箱底部的蘋果可能就給壓壞了。而且當車輛駛過顛簸不平的路面，由于振動加大了壓力，處在紙箱底部的蘋果難免遭殃。

但是，這又怎能解釋那些蘋果表面上是好的、內部卻受傷的現象呢？蘋果的“內傷”問題正好是個典型的接觸問題。假定相互接觸的蘋果為兩個半徑為R的彈性球，兩個球之間作用壓力為P。這時接觸處由于球的變形已不再是一點，而是一個半徑為R的圓，根據接觸理論分析可以得出結論——球體內部的剪應力最大。

最大剪應力不發生在表面而在深層，而且半徑和壓力愈大，深度也愈大。實際接觸物體形狀雖然各式各樣，但上述規律基本相同，這就是蘋果的外表完好卻內傷累累的原因。只要超過一定高度，總有一大層蘋果難逃這種厄運，每年因此而扔掉的蘋果數以萬噸。由此可見，改善包裝和運輸條件才是拯救這批蘋果的根本辦法。

怎么才能有效地避免這些蘋果不必要的損壞呢？

首先，需要降低蘋果的堆壓高度。也就是說，要降低紙箱的高度。事實證明，降低紙箱高度是減少蘋果損壞最主要的措施。降低水果紙箱的高度，目的就是最大限度地減小蘋果所受到的其他蘋果的重力作用下的擠壓。從陳老板倉庫存放蘋果的檢查情況來看，盡管從表面上看都是完好的，但箱底的蘋果有受到強烈擠壓的痕跡。這一點就說明了問題所在。

其次，紙箱里面的蘋果不能裝得太滿。原則上，上層紙箱的支持力應當完全由下層紙箱提供，而不能讓水果受到哪怕一點的支持壓力。由于陳老板倉庫里的蘋果每箱都裝得滿滿的，箱蓋嚴重凸出，才造成上層蘋果直接壓下層蘋果。如果上層蘋果的重力完全由下層蘋果承擔，當堆碼達到12層（倉庫堆碼）之后，相當一部分蘋果就受到了巨大的壓力。這就是造成蘋果發生擠壓的直接原因。

最后，就是要減少運輸過程中的能量吸收破壞。由于蘋果包裹的是UP發泡材料，緩沖性能比較好，但吸收振動的能力不足，使得在搖晃過程中，其能量都轉化成為對蘋果的破壞力。于是乎，經過長時間的運輸之后，蘋果就被嚴重損壞。比較好的方法是選擇吸收振動能量強的緩沖材料，從而防止發生剪應力的破壞。

當然，這種事情不但會發生在蘋果身上，其他種類的水果也可能發生這種情況。解決的方法可用八個字概括∶“低箱、低裝、防震、緩沖”。一般來說，只要滿足了這個原則，這種導致果品內損傷剪應力問題就不會出現。