蓮子在成(cheng)為食材之(zhi)前，需要將其內(nèi)(nei)部味(wei)道苦澀的蓮心(xin)去除。鮮(xian)蓮子機(jī)(ji)械去心通常采(cai)用空心沖(chong)針插入蓮(lian)仁球端中(zhong)心，并借(jie)助壓縮(suo)空氣將蓮(lian)心從蓮(lian)仁擠出(chu)的方(fang)法，以(yi)保證蓮仁和(he)蓮心完整(zheng)。在鮮蓮子(zi)去心過程中(zhong)，鮮蓮子受沖針(zhen)、氣流等載荷(he)的作(zuo)用，極易(yi)造成(cheng)蓮仁和(he)蓮心損傷(shang)破碎，進(jìn)而(er)影響(xiang)鮮蓮子的加(jia)工質(zhì)量(liang)及經(jīng)(jing)濟(jì)性。為(wei)提高鮮蓮子的(de)去心(xin)質(zhì)量，降低去心(xin)加工中(zhong)的損傷，蓮農(nóng)在(zai)去心前通(tong)常將蓮子(zi)浸泡在清水中(zhong)進(jìn)行預(yù)處理，以(yi)提高去心過程(cheng)中蓮心(xin)從蓮(lian)子中滑(hua)出的成(cheng)功率。前期研究(jiu)發(fā)現(xiàn)，適(shi)當(dāng)時(shí)長(zhǎng)的(de)浸泡預(yù)處(chu)理可以有(you)效提升鮮蓮(lian)子的(de)去心質(zhì)量(liang)，而浸(jin)泡時(shí)(shi)間過短(duan)或過長(zhǎng)(zhang)，蓮心去除難度(du)與破損概率增(zeng)大，不利(li)于保證去心(xin)質(zhì)量。值得一(yi)提的是(shi)，如何確定合適(shi)的浸泡(pao)時(shí)長(zhǎng)，目前(qian)只能(neng)依靠經(jīng)(jing)驗(yàn)，其背后的(de)影響機(jī)理尚(shang)不明(ming)了，在缺(que)乏理論指導(dǎo)的(de)情況(kuang)下，難以實(shí)現(xiàn)(xian)對(duì)蓮子優(yōu)質(zhì)(zhi)去心工(gong)藝的準(zhǔn)確(que)把控。

有關(guān)花生、稻(dao)谷、油菜(cai)籽等種子脫(tuo)粒的(de)文獻(xiàn)研究表(biao)明，浸(jin)泡處理將(jiang)影響(xiang)種子含(han)水率(lv)，而含水率(lv)對(duì)這(zhe)些種(zhong)子的物理(li)與力學(xué)(xue)特性(xing)將造成(cheng)影響，進(jìn)而影響(xiang)種子與機(jī)械工(gong)具之間(jian)的作用力(li)，最終影(ying)響種子的脫粒(li)效果。蓮子與(yu)上述種子(zi)具有相似性(xing)，去心時(shí)與(yu)機(jī)具直接(jie)接觸，為降低鮮(xian)蓮子去心(xin)的損傷破(po)碎率(lv)，提高(gao)去心質(zhì)量，有必(bi)要圍繞浸(jin)泡時(shí)間(jian)與蓮(lian)仁物理與力(li)學(xué)特性間的(de)關(guān)系(xi)開展研究。圍(wei)繞蓮子的物理(li)與力學(xué)(xue)特性，國(guo)內(nèi)外學(xué)者開展(zhan)了相關(guān)研(yan)究工(gong)作。在干蓮子物(wu)理特性研究(jiu)方面(mian)，趙小廣等測(cè)得(de)了干(gan)蓮子的千粒(li)質(zhì)量、含水(shui)率、蓮殼(ke)厚度、殼(ke)仁間隙、密度等(deng)物理(li)參數(shù)。馬芝麗(li)等研(yan)究了(le)不同產(chǎn)區(qū)干(gan)蓮子(zi)的加工特性(xing)，對(duì)比分析了(le)不同地區(qū)的(de)5 種干殼蓮子(zi)的縱橫徑(jing)比、營(yíng)養(yǎng)成(cheng)分、蒸煮后(hou)的質(zhì)(zhi)構(gòu)特性(xing)。為解決干蓮(lian)子去心破(po)碎問題，馬(ma)秋成等測(cè)得了(le)干蓮仁的(de)彈性模(mo)量、抗壓強(qiáng)(qiang)度和擠壓極(ji)限載荷等力學(xué)(xue)特性(xing)參數(shù)，為干蓮(lian)子去(qu)心機(jī)(ji)設(shè)計(jì)(ji)提供了基(ji)礎(chǔ)依據(jù)。

在鮮(xian)蓮子物(wu)理與力學(xué)(xue)特性(xing)研究方(fang)面，侯(hou)群喜(xi)等測(cè)定(ding)了不同成熟度(du)帶殼(ke)鮮蓮子的外(wai)形尺寸(cun)和含(han)水率，并對(duì)(dui)鮮蓮子進(jìn)行了(le)力學(xué)(xue)特性試(shi)驗(yàn)，獲得了不(bu)同軸線方向上(shang)的彈性模(mo)量、破(po)殼力等力學(xué)參(can)數(shù)。張松等(deng)測(cè)定了帶(dai)殼鮮蓮子的(de)剪切力學(xué)特性(xing)，獲得了蓮子含(han)水率等因素對(duì)(dui)鮮蓮子剪切(qie)破裂力(li)的影響規(guī)律(lv)。朱亨銀等(deng)測(cè)量了(le)鮮蓮子外殼(ke)的切透力、仁堅(jiān)(jian)實(shí)度等物理與(yu)力學(xué)特性。HE 等測(cè)(ce)量了鮮蓮子剝(bo)殼過程中避(bi)免蓮仁破裂(lie)的最(zui)大允許壓縮力(li)和最小必要(yao)剪切力。

上述(shu)鮮蓮子物(wu)理與力學(xué)特(te)性研究(jiu)，主要是(shi)為解決鮮蓮(lian)子剝(bo)殼問題所開(kai)展的，研究對(duì)象(xiang)是包括蓮殼在(zai)內(nèi)的蓮子整體(ti)，而對(duì)蓮仁(ren)的研究(jiu)相對(duì)較(jiao)少。由于鮮蓮(lian)子在去心加(jia)工之前，已將蓮(lian)殼和蓮膜(mo)去除，去心(xin)時(shí)去心(xin)工具直(zhi)接與蓮(lian)仁接觸(chu)，因此(ci)必須(xu)獲取(qu)蓮仁的物理與(yu)力學(xué)(xue)特性。盡(jin)管已(yi)有文獻(xiàn)(xian)研究了干蓮仁(ren)的力學(xué)特性，但(dan)由于干蓮(lian)仁與(yu)鮮蓮仁(ren)的含水率不(bu)同，其物(wu)理與力(li)學(xué)特性存在較(jiao)大差異。因(yin)此，為解(jie)決鮮蓮子(zi)去心時(shí)的損傷(shang)破碎問題，研(yan)究鮮蓮仁的(de)物理與力(li)學(xué)性能及其與(yu)浸泡時(shí)間(jian)之間(jian)的關(guān)系十(shi)分必要。

本文對(duì)不同浸(jin)泡時(shí)(shi)間下蓮仁(ren)的物理與(yu)力學(xué)特性開(kai)展了試(shi)驗(yàn)研究。分析(xi)了浸泡時(shí)間(jian)對(duì)蓮(lian)仁、蓮(lian)心的幾何參數(shù)(shu)以及(ji)蓮仁的硬(ying)度、彈性模量(liang)、抗壓強(qiáng)(qiang)度和(he)去心(xin)力等(deng)力學(xué)特性的(de)影響規(guī)律，建立(li)了蓮(lian)仁浸(jin)泡時(shí)間(jian)與蓮(lian)仁物理與力(li)學(xué)特性指(zhi)標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系(xi)；基于課題組研(yan)制的鮮蓮子(zi)空氣(qi)擠出去心機(jī)(ji)開展了(le)針對(duì)不(bu)同浸(jin)泡時(shí)間(jian)蓮仁的去心(xin)試驗(yàn)(yan)，獲取了(le)蓮仁浸泡時(shí)(shi)間對(duì)蓮仁(ren)物理(li)與力學(xué)特性(xing)及蓮(lian)仁去心質(zhì)量的(de)影響規(guī)律(lv)。研究結(jié)果可為(wei)鮮蓮(lian)子機(jī)械去(qu)心技術(shù)的機(jī)(ji)理應(yīng)用提(ti)供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)(ju)支撐(cheng)。