蓮子(zi)在成為食材之(zhi)前，需要(yao)將其內(nèi)(nei)部味(wei)道苦澀的蓮心(xin)去除(chu)。鮮蓮(lian)子機械去(qu)心通(tong)常采用空(kong)心沖針(zhen)插入蓮仁球端(duan)中心，并借助(zhu)壓縮空氣將(jiang)蓮心從(cong)蓮仁擠出的(de)方法，以保證(zheng)蓮仁和(he)蓮心完整。在(zai)鮮蓮子去心(xin)過程中，鮮蓮(lian)子受沖針(zhen)、氣流等載荷(he)的作用，極易(yi)造成(cheng)蓮仁和蓮心(xin)損傷破碎，進而(er)影響鮮蓮子的(de)加工質(zhì)量(liang)及經(jīng)濟性。為(wei)提高(gao)鮮蓮(lian)子的去(qu)心質(zhì)量(liang)，降低去心加工(gong)中的損傷，蓮(lian)農(nóng)在去心前(qian)通常將蓮子(zi)浸泡在(zai)清水中進行預(yu)處理(li)，以提高去心過(guo)程中蓮心(xin)從蓮子中滑出(chu)的成(cheng)功率。前期研究(jiu)發(fā)現(xiàn)，適(shi)當時長的浸泡(pao)預處理可以(yi)有效提(ti)升鮮(xian)蓮子(zi)的去心(xin)質(zhì)量，而浸(jin)泡時間(jian)過短或過(guo)長，蓮(lian)心去除難度與(yu)破損(sun)概率(lv)增大，不利(li)于保證去心質(zhì)(zhi)量。值得一(yi)提的是，如何確(que)定合適的浸泡(pao)時長(zhang)，目前只能(neng)依靠經(jīng)驗(yan)，其背后的(de)影響(xiang)機理(li)尚不明了，在(zai)缺乏(fa)理論(lun)指導的情況(kuang)下，難以實現(xiàn)(xian)對蓮子優(yōu)質(zhì)去(qu)心工藝的準(zhun)確把控。

有關(guan)花生、稻谷、油菜(cai)籽等種子脫(tuo)粒的文獻研(yan)究表(biao)明，浸泡處理(li)將影響種(zhong)子含水率(lv)，而含水率對(dui)這些(xie)種子的物(wu)理與力(li)學特性將造成(cheng)影響，進而影響(xiang)種子與機(ji)械工具之間(jian)的作用(yong)力，最終(zhong)影響種子的脫(tuo)粒效(xiao)果。蓮子與上(shang)述種子(zi)具有相似性(xing)，去心時(shi)與機具直接接(jie)觸，為降低鮮蓮(lian)子去(qu)心的損傷破(po)碎率(lv)，提高去心質(zhì)量(liang)，有必要(yao)圍繞浸泡(pao)時間與蓮(lian)仁物理(li)與力學特性間(jian)的關系開(kai)展研究。圍繞蓮(lian)子的物理(li)與力學(xue)特性，國(guo)內(nèi)外學者(zhe)開展(zhan)了相關研究(jiu)工作。在干(gan)蓮子(zi)物理特性研究(jiu)方面，趙小廣(guang)等測得(de)了干蓮子的千(qian)粒質(zhì)量(liang)、含水率(lv)、蓮殼厚(hou)度、殼仁間隙、密(mi)度等(deng)物理參數(shù)。馬芝(zhi)麗等(deng)研究(jiu)了不同產(chǎn)區(qū)干(gan)蓮子(zi)的加工(gong)特性，對比(bi)分析了不(bu)同地區(qū)的(de)5 種干殼(ke)蓮子的(de)縱橫徑比(bi)、營養(yǎng)成分、蒸煮(zhu)后的(de)質(zhì)構特性。為解(jie)決干蓮子去(qu)心破碎問題(ti)，馬秋成等測(ce)得了干(gan)蓮仁(ren)的彈性(xing)模量、抗壓強度(du)和擠壓(ya)極限載荷(he)等力學特(te)性參(can)數(shù)，為干蓮(lian)子去(qu)心機設計(ji)提供(gong)了基礎依據(jù)(ju)。

在鮮蓮子物(wu)理與力學特(te)性研究方面(mian)，侯群喜等測定(ding)了不同成(cheng)熟度帶殼鮮蓮(lian)子的外形尺(chi)寸和含(han)水率，并(bing)對鮮蓮子進行(xing)了力學特(te)性試(shi)驗，獲得了不同(tong)軸線方向上的(de)彈性模量、破(po)殼力(li)等力學參(can)數(shù)。張松等(deng)測定(ding)了帶(dai)殼鮮蓮子的(de)剪切力學特性(xing)，獲得了蓮子含(han)水率等因素(su)對鮮蓮子剪切(qie)破裂力的影(ying)響規(guī)律(lv)。朱亨(heng)銀等測量(liang)了鮮蓮子(zi)外殼的切(qie)透力、仁堅實(shi)度等物理(li)與力學特(te)性。HE 等測量了鮮(xian)蓮子剝殼過程(cheng)中避免蓮(lian)仁破(po)裂的(de)最大允許(xu)壓縮力和最小(xiao)必要(yao)剪切力。

上述(shu)鮮蓮(lian)子物(wu)理與力學特(te)性研(yan)究，主要(yao)是為解(jie)決鮮蓮子(zi)剝殼問題(ti)所開展的(de)，研究對(dui)象是包括蓮(lian)殼在內(nèi)的蓮(lian)子整體(ti)，而對蓮仁的研(yan)究相對(dui)較少。由于鮮(xian)蓮子在去(qu)心加工(gong)之前，已將(jiang)蓮殼和蓮膜去(qu)除，去心時去心(xin)工具直接與蓮(lian)仁接觸(chu)，因此必須(xu)獲取蓮仁的物(wu)理與力學特性(xing)。盡管已有文獻(xian)研究了干(gan)蓮仁(ren)的力(li)學特性，但由于(yu)干蓮仁(ren)與鮮蓮(lian)仁的含水(shui)率不(bu)同，其物理與(yu)力學特性存在(zai)較大差異(yi)。因此，為解決(jue)鮮蓮(lian)子去心時的(de)損傷(shang)破碎問題，研究(jiu)鮮蓮仁的物(wu)理與力(li)學性(xing)能及其與(yu)浸泡(pao)時間(jian)之間(jian)的關系(xi)十分必要。

本文對不(bu)同浸(jin)泡時間下(xia)蓮仁(ren)的物(wu)理與力(li)學特性開(kai)展了試驗(yan)研究。分析(xi)了浸(jin)泡時間對(dui)蓮仁(ren)、蓮心(xin)的幾何參數(shù)(shu)以及(ji)蓮仁的硬度、彈(dan)性模量(liang)、抗壓強度和去(qu)心力等(deng)力學特性的影(ying)響規(guī)律，建(jian)立了蓮仁浸泡(pao)時間與蓮仁(ren)物理與力(li)學特性指標的(de)對應關系；基于(yu)課題組(zu)研制的鮮蓮(lian)子空氣(qi)擠出去心(xin)機開(kai)展了針(zhen)對不同浸(jin)泡時間蓮仁(ren)的去心試驗，獲(huo)取了蓮(lian)仁浸泡(pao)時間對蓮仁物(wu)理與力(li)學特(te)性及蓮仁(ren)去心質(zhì)(zhi)量的影響規(guī)(gui)律。研究結果(guo)可為鮮蓮子機(ji)械去心技(ji)術的機理應用(yong)提供(gong)基礎數(shù)(shu)據(jù)支撐。