蓮子在成為(wei)食材之(zhi)前，需要將(jiang)其內部味(wei)道苦澀的蓮(lian)心去除。鮮(xian)蓮子機械(xie)去心通常采用(yong)空心沖針插入(ru)蓮仁球端中(zhong)心，并借助壓(ya)縮空氣將蓮心(xin)從蓮(lian)仁擠出的(de)方法(fa)，以保證蓮(lian)仁和蓮心(xin)完整(zheng)。在鮮(xian)蓮子去心過(guo)程中，鮮蓮子受(shou)沖針、氣流等載(zai)荷的作用(yong)，極易(yi)造成蓮仁和蓮(lian)心損傷(shang)破碎，進而(er)影響鮮蓮(lian)子的加工質量(liang)及經濟性(xing)。為提高鮮(xian)蓮子的(de)去心質量，降(jiang)低去心加工中(zhong)的損(sun)傷，蓮(lian)農在去(qu)心前通常將蓮(lian)子浸泡在清水(shui)中進行預(yu)處理，以(yi)提高去(qu)心過程中(zhong)蓮心(xin)從蓮(lian)子中滑(hua)出的成(cheng)功率(lv)。前期(qi)研究發(fā)現(xiàn)，適當(dang)時長的浸(jin)泡預處理可(ke)以有(you)效提升(sheng)鮮蓮子(zi)的去心質量，而(er)浸泡(pao)時間過(guo)短或過長，蓮(lian)心去(qu)除難度(du)與破損概率(lv)增大，不(bu)利于保證(zheng)去心質(zhi)量。值(zhi)得一提的是(shi)，如何確定合適(shi)的浸泡時長，目(mu)前只能(neng)依靠(kao)經驗(yan)，其背后的(de)影響機理尚(shang)不明了，在缺乏(fa)理論指導的(de)情況下，難(nan)以實現(xiàn)對(dui)蓮子優(yōu)(you)質去心工(gong)藝的準(zhun)確把控。

有關花生、稻(dao)谷、油(you)菜籽等種(zhong)子脫粒的文(wen)獻研究表(biao)明，浸泡(pao)處理(li)將影響種子含(han)水率(lv)，而含水率(lv)對這些種(zhong)子的(de)物理與力學特(te)性將造(zao)成影響，進而影(ying)響種(zhong)子與(yu)機械(xie)工具之間的作(zuo)用力，最(zui)終影響種(zhong)子的脫粒(li)效果。蓮(lian)子與上(shang)述種子具有(you)相似性，去(qu)心時(shi)與機具直接接(jie)觸，為降低(di)鮮蓮子(zi)去心的(de)損傷(shang)破碎率，提高去(qu)心質量(liang)，有必要圍(wei)繞浸泡時間與(yu)蓮仁物理(li)與力學特性(xing)間的關系開展(zhan)研究。圍(wei)繞蓮子的物(wu)理與力(li)學特性，國內(nei)外學者開(kai)展了相(xiang)關研究(jiu)工作。在干蓮(lian)子物理特性研(yan)究方面，趙小(xiao)廣等測(ce)得了干蓮(lian)子的千粒質(zhi)量、含水率、蓮殼(ke)厚度(du)、殼仁(ren)間隙、密度等物(wu)理參數(shù)(shu)。馬芝麗等研究(jiu)了不同(tong)產區(qū)干蓮子(zi)的加工特性(xing)，對比分析(xi)了不同地(di)區(qū)的5 種(zhong)干殼蓮子的縱(zong)橫徑比、營養(yǎng)(yang)成分、蒸煮后(hou)的質(zhi)構特性(xing)。為解決(jue)干蓮(lian)子去心破(po)碎問題，馬秋(qiu)成等測得了(le)干蓮仁的(de)彈性模量(liang)、抗壓強度和擠(ji)壓極限載(zai)荷等力學(xue)特性參(can)數(shù)，為干蓮子(zi)去心機(ji)設計提供了基(ji)礎依(yi)據(jù)。

在鮮蓮子物理(li)與力(li)學特(te)性研究方(fang)面，侯群喜(xi)等測定了(le)不同(tong)成熟度帶殼(ke)鮮蓮子(zi)的外形尺寸和(he)含水率，并(bing)對鮮(xian)蓮子進行了(le)力學特性試驗(yan)，獲得了不同軸(zhou)線方向上(shang)的彈性模量(liang)、破殼力等力(li)學參(can)數(shù)。張(zhang)松等(deng)測定了帶殼鮮(xian)蓮子的剪(jian)切力學特性，獲(huo)得了蓮子(zi)含水率(lv)等因(yin)素對鮮蓮子(zi)剪切(qie)破裂(lie)力的(de)影響規(guī)律。朱(zhu)亨銀(yin)等測量了鮮蓮(lian)子外殼(ke)的切(qie)透力(li)、仁堅實(shi)度等物(wu)理與(yu)力學特性(xing)。HE 等測量了(le)鮮蓮子剝(bo)殼過(guo)程中避(bi)免蓮仁(ren)破裂的最(zui)大允許(xu)壓縮(suo)力和(he)最小必(bi)要剪切力。

上述鮮蓮子(zi)物理(li)與力(li)學特性研(yan)究，主要是為(wei)解決(jue)鮮蓮子(zi)剝殼問題所(suo)開展的(de)，研究對象(xiang)是包(bao)括蓮殼在內(nei)的蓮(lian)子整體(ti)，而對蓮(lian)仁的研究相對(dui)較少。由(you)于鮮蓮子在去(qu)心加工之前，已(yi)將蓮殼和蓮(lian)膜去除(chu)，去心時(shi)去心工(gong)具直接與(yu)蓮仁(ren)接觸，因(yin)此必(bi)須獲取(qu)蓮仁的(de)物理與力(li)學特性。盡管(guan)已有(you)文獻研(yan)究了(le)干蓮(lian)仁的力(li)學特(te)性，但由于干(gan)蓮仁與鮮(xian)蓮仁(ren)的含水率不同(tong)，其物理與(yu)力學特性存在(zai)較大差異。因(yin)此，為解決鮮(xian)蓮子去心(xin)時的損傷破(po)碎問題，研(yan)究鮮蓮仁的物(wu)理與力學性(xing)能及(ji)其與浸泡時(shi)間之間的關(guan)系十分必要(yao)。

本文對不(bu)同浸泡時(shi)間下蓮仁的物(wu)理與力學特性(xing)開展(zhan)了試驗(yan)研究。分析了(le)浸泡時(shi)間對蓮(lian)仁、蓮心的幾何(he)參數(shù)以及(ji)蓮仁的硬度(du)、彈性模量(liang)、抗壓(ya)強度和去(qu)心力等(deng)力學特性的(de)影響規(guī)律(lv)，建立了蓮仁(ren)浸泡時間與(yu)蓮仁物理(li)與力學特性(xing)指標的對應(ying)關系；基于(yu)課題組(zu)研制(zhi)的鮮蓮(lian)子空氣擠出去(qu)心機(ji)開展了(le)針對不同(tong)浸泡時間蓮(lian)仁的去心試驗(yan)，獲取了蓮(lian)仁浸泡時間(jian)對蓮仁(ren)物理與(yu)力學(xue)特性及蓮仁去(qu)心質量的影(ying)響規(guī)律。研究結(jie)果可(ke)為鮮蓮子機(ji)械去心技術的(de)機理應用提供(gong)基礎數(shù)(shu)據(jù)支撐。