水分对大豆籽粒压缩特性的影响研究开题报告

1. 研究目的与意义

大豆是我国居民膳食结构中重要的植物蛋白和油脂的主要来源，也是我国畜牧业发展中重要的饲料来源，在我国食物生产和消费系统中扮演了非常重要的角色。它既是一种营养平衡食物，又是优质蛋白质和油脂的来源。它含有34%-45%的蛋白质、19%-22%的脂肪、25%-28%的糖分和多种维生素，且不含胆固醇。大豆对于维护我国油脂供给安全、改善消费者膳食结构和发展畜牧业具有极其重要的意义。

大豆在储藏过程中易受水分影响，吸湿生霉影响产品的品质。另外在粮食运输过程中，经过多次装卸及输送，每次受到相应的冲击载荷作用，会引起它们颗粒破碎。有应力裂纹的大豆易受微生物和昆虫的侵蚀，从而影响它们的利用率和发芽率。因此在粮食运输、仓储及加工设备的设计过程中，准确掌握粮食的物理力学特征是非常必要的。故本课题对大豆在不同水分下应变力，应变能，最大破坏力进行实验测定与研究。进而可以对粮食工程提供全面的、准确的力学参数，减少粮食的损耗。

2. 研究内容和预期目标

1、测定不同水分下大豆的破坏力、破坏能。

2、建立关于破坏力与水分的关系模型。

3. 国内外研究现状

早在20世纪40年代欧、美、日等发达国家就对粮食的力学特性进行了研究，并取得了一定的成果。liu m等人(1969)研究了大豆及大豆种皮在不同含水量、不同温度时的粘弹性，建立了广义maxwell模型，对大豆子叶的力学特性和大豆籽粒的破坏力进行研究，运用应力松弛、压缩、弯曲实验测得了大豆子叶的极限压缩、松弛模量和拉伸强度。zorerb和hall(1960)研究了马齿状玉米、豆类植物含水率不同，在较小速度下缓慢加载时的压力特性，实验结果表明谷物挤压强度与含水率、温度、加载速度和加载位置及物料尺寸等有关。prasad和gupta等人(1967)研究了在准静态压缩载荷作用下稻谷的性质，含水率在12～24%范围内时，随着水分的增加，稻谷的最大压力范围为160.7～40.6n，并呈现逐渐减小的趋势。m.h. saiedirad和a.tabatabaeefar等(1998)研究了静态压力载荷下，含水率、种子大小、加载速度以及种子压缩方位对小茴香籽破碎时的最大破坏力和最大破坏能的影响。

国内对粮食籽粒压缩特性研究起步比较晚，始于20世纪80年代。袁月明等研究了玉米籽粒的力学性质，结果表明当含水率降低时，籽粒的破裂力有所增加，但形变量减小。但是玉米的成分复杂，不容易确定压缩方位，所以玉米籽粒压缩时，平行试验之间的误差较大。张洪霞等对大米的压缩进行了研究，如弹性模量、破坏力及破坏应力，并得到不同品种大米的弹性模量不同，并且差异显著，最大破坏力差异极为显著。李诗龙等研究了油菜籽的形态、结构、细胞组织、散体的密度、摩擦因数、弹性模量和泊松比以及渗透性和吸附性等物理特性，但是对油菜籽的压缩特性没有进行系统的研究。张洪霞采用平板加载压头对稻谷籽粒进行应力松弛试验，获得了稻米籽粒应力松弛特性的力学指标，并研究了含水率对稻米籽粒应力松弛特性的影响，通过多项式回归分析建立了稻米籽粒应力松弛各力学指标随含水率变化关系的数学模型，得到结论: 不同含水率稻米的松弛模量随含水率的增加而减小，并提出稻米的粘弹性，除了与含水率有关以外，还与温度有关。

邵志刚等(2011)进行了大豆的准静态压力破损试验，分析了不同品种、不同受力位置、不同加载速度的相关力学特性，模拟大豆在输送过程中的受力情况，深入研究了大豆输送损伤特征及规律。其研究填补了国内外有关加载速度和压缩方位对大豆的压缩特性影响的空白，但其研究偏向于大豆在输送过程中的损伤问题，对大豆脱粒、贮藏等环节不完全适用。

4. 计划与进度安排

2016/01/15-2016/03/31：形成论文全部工作的计划表。查找相关资料，了解国内外研究进展状况、课题的可行性以及意义等必要地准备工作，并形成论述部分的初稿。

2016/04/01-2016/04/10：查找相关资料，设计实验方案。

2016/04/11-2016/04/30：实验阶段，测定数据，建立模型

5. 参考文献

[1] 赵贵玉，张越杰.黑龙江省大豆生产效率研究[j].吉林农业大学学报，2009，31(3)：350-354.

[2] 石彦国.调整产业结构确保大豆产业健康持续发展[j].中国食品学报， 2010，10(4)：1-7.

[3] 王连铮. 国内外大豆生产的现状和大豆品种创新问题[a].全国首届大豆产业发展对策高层论坛论文集[c]. 北京：国家事务与营养咨询委员会，2006.5-21.