對巴旦木物料特性的測試研究

石 鑫，牛長河，吐魯洪·吐爾迪，張 麗

（新疆農業科學院農業機械化研究所，新疆烏魯木齊830091）

我國巴旦木種植區主要分布在新疆南部貧困人口和少數民族相對集中的地區。據2019 年統計數據顯示，目前我國巴旦木種植區主要分布在新疆喀什地區，總種植面積6.51 萬hm2，占新疆特色林果栽培總面積的4.4%，年產量近7.6 萬噸。巴旦木產業要做大做強，必須不斷推進巴旦木生產全程機械化作業進程[1-2]，因此本文研究分析了新疆具有代表性的巴旦木品種的物料特性，為巴旦木加工機械化提供數據基礎。

1 試驗前的準備

對試驗所用的設備游標卡尺（精度為0.01mm）、冠亞SFY-6 鹵素快速水分測定儀、電子拉力試驗機等按相關標準和規定選用，電子拉力試驗機壓力等級應不低于試驗壓力。

2 物料特性的測量

2.1 外形尺寸測量

（1）試驗選擇新疆主栽品種晚豐、雙果和米桑三種，隨機選取未經任何處理同等環境條件下的三個品種各150 粒。用游標卡尺分別測量三個品種的長、寬、厚，通過計算公式求出幾何平均直徑、球度[3]。

通過以下公式進行幾何平均直徑、球度計算：

式中GMD—幾何平均直徑，mm；L—長度，mm；W—寬度，mm；T—厚度，mm；φ—球度，%。

表1 巴旦木外形尺寸

測量數據顯示，同一品種的巴旦木外形尺寸存在差異，不同品種差異更大，要設計機械化的巴旦木加工設備需綜合考慮不同品種以及同一品種巴旦木的外形差異。

2.2 含水率的測定

巴旦木自然條件下的含水率會隨著外界條件的變化而有所不同。所以須先確定三種巴旦木品種的初始含水率。選擇成熟度為70%的三個巴旦木品種，每種選擇樣品100 粒并平均分成5 組進行測試，將巴旦木破碎后將殼仁分離，用快速水分測定儀對殼和仁分別進行測試，最終取含水率得平均值。測得的巴旦木殼及仁的初始含水率見表2：

研究表明巴旦木初始狀態下米桑、雙果和晚豐的殼、仁的含水率分別為6.468%和3.54%，5.844%、和3.55%，6.512%和3.47%。

表2 巴旦木含水率

2.3 殼厚度及殼仁間隙的測量

對巴旦木殼厚度的測定采用切割法將巴旦木切割開，用游標卡尺對巴旦木厚度、殼厚度及巴旦木仁厚度進行測量，再用巴旦木厚度減去巴旦木仁厚度除以2 即可得到巴旦木的殼仁間隙。測量數據見表3。

表3 巴旦木殼厚度及殼仁間隙

研究表明晚豐、米桑和雙果采收后未經干燥加工的巴旦木殼平均厚度分別為2.63mm、2.12mm 和2.47mm；殼仁間隙平均值分別為1.42 mm、2.40 mm 和2.01mm。通過臺架試驗發現巴旦木殼仁間隙越大破殼時巴旦木仁損傷率越低。

2.4 巴旦木彈性模量測試

根據巴旦木外形尺寸將樣品按照厚度分為3 個等級，對不同厚度樣品進行壓縮試驗，計算出不同厚度巴旦木樣品的彈性模量，結果顯示，不同品種以及同一品種不同尺寸的巴旦木彈性模量差異都較大（表4[4]）。

表4 巴旦木彈性模量的測量

3 結論

通過測試研究和數據分析發現不同巴旦木品種物理特性差異很大，同一品種的物理特性也存在較大差異，因此在設計巴旦木脫青皮及破殼機時應充分考慮巴旦木的物理特性的差異，以達到最佳的作業效果。