蓮子在成(cheng)為食(shi)材之前，需(xu)要將其內(nèi)部味(wei)道苦澀的(de)蓮心去(qu)除。鮮(xian)蓮子(zi)機(jī)械去(qu)心通常(chang)采用空心沖針(zhen)插入(ru)蓮仁球端中心(xin)，并借助壓縮(suo)空氣(qi)將蓮心從蓮仁(ren)擠出的方(fang)法，以保證(zheng)蓮仁和蓮心完(wan)整。在鮮(xian)蓮子去心過(guo)程中(zhong)，鮮蓮子(zi)受沖針、氣流(liu)等載荷的作(zuo)用，極易造(zao)成蓮仁和(he)蓮心損傷(shang)破碎，進(jìn)(jin)而影響鮮蓮(lian)子的(de)加工(gong)質(zhì)量及經(jīng)(jing)濟(jì)性(xing)。為提高鮮(xian)蓮子的去(qu)心質(zhì)量(liang)，降低去心加工(gong)中的損傷，蓮(lian)農(nóng)在去(qu)心前(qian)通常將蓮子(zi)浸泡在(zai)清水中(zhong)進(jìn)行(xing)預(yù)處理，以提(ti)高去心(xin)過程中蓮(lian)心從蓮(lian)子中(zhong)滑出(chu)的成功率(lv)。前期研究發(fā)現(xiàn)(xian)，適當(dāng)時(shí)長(zhǎng)的(de)浸泡預(yù)處理(li)可以有效(xiao)提升鮮蓮子(zi)的去心質(zhì)(zhi)量，而浸泡(pao)時(shí)間過短或(huo)過長(zhǎng)，蓮心去(qu)除難度(du)與破損概率增(zeng)大，不利于保證(zheng)去心質(zhì)量。值(zhi)得一提的是(shi)，如何確(que)定合適(shi)的浸(jin)泡時(shí)長(zhǎng)，目前只(zhi)能依靠(kao)經(jīng)驗(yàn)(yan)，其背后的(de)影響機(jī)(ji)理尚不(bu)明了，在缺乏(fa)理論指導(dǎo)的情(qing)況下，難以實(shí)(shi)現(xiàn)對(duì)蓮子優(yōu)質(zhì)(zhi)去心工(gong)藝的準(zhǔn)確把控(kong)。

有關(guān)(guan)花生、稻谷、油(you)菜籽等種子(zi)脫粒的文(wen)獻(xiàn)研(yan)究表明(ming)，浸泡處理將(jiang)影響種子含(han)水率，而含(han)水率(lv)對(duì)這些種子的(de)物理與力學(xué)(xue)特性將造成(cheng)影響，進(jìn)而影(ying)響種子與(yu)機(jī)械工(gong)具之間的作用(yong)力，最終影響(xiang)種子的脫(tuo)粒效果(guo)。蓮子與(yu)上述種子具(ju)有相(xiang)似性(xing)，去心時(shí)與(yu)機(jī)具直接(jie)接觸(chu)，為降低鮮蓮子(zi)去心的(de)損傷破碎率，提(ti)高去心質(zhì)量(liang)，有必要(yao)圍繞(rao)浸泡時(shí)(shi)間與蓮仁物理(li)與力學(xué)(xue)特性間的關(guān)系(xi)開展研究。圍(wei)繞蓮(lian)子的物理與(yu)力學(xué)特性，國(guó)(guo)內(nèi)外(wai)學(xué)者(zhe)開展了(le)相關(guān)研究(jiu)工作(zuo)。在干蓮子物理(li)特性研究(jiu)方面(mian)，趙小廣(guang)等測(cè)得了(le)干蓮子(zi)的千粒質(zhì)量、含(han)水率、蓮殼厚(hou)度、殼仁間隙(xi)、密度等物(wu)理參(can)數(shù)。馬芝麗等研(yan)究了不同產(chǎn)(chan)區(qū)干蓮子(zi)的加工特性，對(duì)(dui)比分析了不同(tong)地區(qū)(qu)的5 種干殼蓮子(zi)的縱橫徑比(bi)、營(yíng)養(yǎng)成分、蒸(zheng)煮后的質(zhì)構(gòu)(gou)特性。為解決(jue)干蓮子(zi)去心(xin)破碎問題，馬秋(qiu)成等測(cè)得了干(gan)蓮仁(ren)的彈性模量(liang)、抗壓強(qiáng)度和(he)擠壓極限(xian)載荷(he)等力學(xué)特性參(can)數(shù)，為(wei)干蓮子去心機(jī)(ji)設(shè)計(jì)提(ti)供了基礎(chǔ)(chu)依據(jù)。

在鮮蓮(lian)子物(wu)理與力學(xué)特(te)性研究方面(mian)，侯群喜(xi)等測(cè)定(ding)了不同成熟(shu)度帶殼鮮蓮(lian)子的外形尺(chi)寸和含(han)水率，并對(duì)(dui)鮮蓮(lian)子進(jìn)行了力學(xué)(xue)特性試驗(yàn)，獲(huo)得了不同(tong)軸線方向上(shang)的彈性模量(liang)、破殼力等力(li)學(xué)參數(shù)。張(zhang)松等測(cè)定了帶(dai)殼鮮(xian)蓮子的(de)剪切力學(xué)特性(xing)，獲得了蓮(lian)子含水(shui)率等因(yin)素對(duì)(dui)鮮蓮子(zi)剪切破裂(lie)力的影(ying)響規(guī)律。朱亨銀(yin)等測(cè)量了鮮蓮(lian)子外(wai)殼的(de)切透(tou)力、仁堅(jiān)(jian)實(shí)度等物(wu)理與(yu)力學(xué)特性(xing)。HE 等測(cè)量了(le)鮮蓮子剝(bo)殼過程(cheng)中避(bi)免蓮仁破裂(lie)的最(zui)大允(yun)許壓縮力(li)和最(zui)小必要(yao)剪切(qie)力。

上述(shu)鮮蓮子物理與(yu)力學(xué)特(te)性研究，主要(yao)是為解(jie)決鮮蓮子(zi)剝殼問題所開(kai)展的，研究對(duì)(dui)象是包括(kuo)蓮殼(ke)在內(nèi)的蓮(lian)子整體，而對(duì)(dui)蓮仁(ren)的研究相對(duì)較(jiao)少。由于鮮(xian)蓮子在去心加(jia)工之前，已將蓮(lian)殼和蓮(lian)膜去(qu)除，去心時(shí)(shi)去心(xin)工具直接與蓮(lian)仁接觸，因(yin)此必須獲(huo)取蓮仁的(de)物理與力學(xué)特(te)性。盡管已有文(wen)獻(xiàn)研究(jiu)了干蓮仁的(de)力學(xué)特性(xing)，但由于干(gan)蓮仁與鮮(xian)蓮仁的含(han)水率不同，其物(wu)理與(yu)力學(xué)(xue)特性存在(zai)較大差異。因此(ci)，為解(jie)決鮮蓮(lian)子去(qu)心時(shí)的(de)損傷破碎問(wen)題，研(yan)究鮮蓮仁的物(wu)理與力學(xué)性能(neng)及其與浸泡(pao)時(shí)間(jian)之間的關(guān)系(xi)十分必要(yao)。

本文對(duì)不同(tong)浸泡時(shí)間下(xia)蓮仁的物理(li)與力學(xué)特性(xing)開展(zhan)了試驗(yàn)研究。分(fen)析了(le)浸泡時(shí)間(jian)對(duì)蓮仁(ren)、蓮心(xin)的幾何參(can)數(shù)以及蓮仁的(de)硬度、彈性模量(liang)、抗壓(ya)強(qiáng)度和去(qu)心力等力學(xué)特(te)性的影響規(guī)(gui)律，建(jian)立了(le)蓮仁浸(jin)泡時(shí)間與蓮(lian)仁物理(li)與力學(xué)特(te)性指標(biāo)的對(duì)應(yīng)(ying)關(guān)系；基(ji)于課題組研(yan)制的鮮(xian)蓮子(zi)空氣擠出去(qu)心機(jī)開展(zhan)了針對(duì)不(bu)同浸(jin)泡時(shí)間(jian)蓮仁的去心試(shi)驗(yàn)，獲取了蓮仁(ren)浸泡時(shí)間對(duì)(dui)蓮仁物(wu)理與(yu)力學(xué)(xue)特性及蓮仁(ren)去心(xin)質(zhì)量(liang)的影(ying)響規(guī)(gui)律。研究結(jié)(jie)果可(ke)為鮮(xian)蓮子機(jī)械去心(xin)技術(shù)的機(jī)(ji)理應(yīng)(ying)用提供基(ji)礎(chǔ)數(shù)(shu)據(jù)支撐(cheng)。