树莓基础物理特性及振动采收参数的试验研究

发布时间：2020-09-11 11:23

　　树莓作为一种新兴水果,即可鲜食又可用于水果加工,具有很高的经济价值和良好的发展前景。但树莓树型较矮,枝条柔软,果实柔嫩多汁,果实主要以人工采摘为主,属劳动密集型产业,近年来随着劳动力成本的逐渐增加,树莓机械化采收已成为阻碍树莓规模化、产业化发展的难点。开展对树莓物理特性及振动采收参数的试验研究,通过分析研究树莓果实的抗压极限可以为如何减少在果实采收、途中运输、鲜果存储等过程中对树莓果实的损坏提供理论依据和参考依据;通过研究不同成熟度、不同采收日期的树莓果实果柄拉断力的不同及振动位置、振幅、频率对树莓采收率,采青率影响规律可以为树莓机械采收系统的研制与设计提供理论和参考依据。本文在这样的背景下,对树莓基础物理特性、振动采收参数和悬浮速度展开研究,主要工作如下:(1)确定了树莓果实的基础物理参数,利用电子天平,游标卡尺对两品种树莓的质量及沿树莓果柄方向(高度)及果柄垂直方向(直径)的尺寸进行测量,其结果表明:DNS-1和Revelie的质量分别为(2.6±1.5)g、(2.9±1.7)g,直径分别为(17.8±4.6)mm、(19.1±5.1)mm,高度分别为(17.5±4.5)mm、(18.7±6.6)mm。(2)确定树莓果实的抗压极限,利用质构仪在沿树莓果柄方向(竖压)及果柄垂直方向(侧压)进行抗压极限测定试验。通过分析压力的变化曲线得到不同成熟度、不同采收日期的树莓果实在两个方向上的最大抗压极限。其结果表明:DNS-1竖压和侧压的抗压极限分别为(1.04±0.58)N、(0.71±0.40)N;Revelie竖压和侧压的抗压极限分别为(1.08±0.48)N、(0.73±0.42)N。在2014年7月16日-8月3日采收期内,随树莓果实成熟度增大,两品种树莓竖压和侧压的抗压极限均呈现显著减小的趋势。随采收日期的推迟两品种树莓每一个成熟度的果实竖压和侧压的抗压极限均大致呈减小趋势。两品种树莓果实在2014年7月16日采收日期的竖压和侧压抗压极限均明显高于其它四个采收日期,在后四个采收日期内竖压和侧压抗压极限的变化趋势逐渐减缓。在同一采收日期、同一成熟度的树莓果实竖压的抗压极限明显高于侧压的抗压极限。(3)确定了不同成熟度树莓果实果柄拉断力的大小以及树莓果实果柄拉断力随采收日期的变化规律。利用质构仪对不同成熟度及不同采收日期的树莓果实进行果柄拉断力试验,通过分析果柄拉断力曲线,得到不同成熟度和不同采收日期树莓果实的果柄拉断力。其结果表明:两品种树莓DNS-1和Revelie果柄抗拉力分别为(1.09±1.02)N、(l.02±1.04)N。在2014年7月16日-8月3日采收期内,两品种的树莓果柄抗拉力随采收日期的推迟大致呈逐渐减小的趋势;其中在7月16日首次采摘的树莓果柄抗拉力明显高于其他四个采收日期,两品种树莓果实均呈现此趋势;在后四个采收日期中,果柄抗拉力的变化趋势明显减小。在采收期内II浅红色、III红色、Ⅳ紫红色和Ⅴ紫黑色四种成熟度中,II不成熟果实果柄抗拉力明显高于其它三种。对于成熟度III、Ⅳ和Ⅴ的树莓果实,不同采收期的果柄抗拉力有一定差异,但差异不大,DNS-1和Revelie两品种之间果柄抗拉力的差异也不大。(4)建立了振动位置、振幅、频率与树莓采收率,采青率的数学模型,利用designexpert分析了三因素对树莓采收率,采青率的影响规律。其结果表明:当振动频率为15-19 Hz,振幅为21-26 mm,振动夹持位置为0.5时,采收率大于70%,采青率小于16%。振动采收部件工作时的最优参数组合为振动位置为0.48,振幅为23 mm,振动频率为18 Hz,此时树莓采收率和采青率分别为71.0%和15.6%。(5)利用农业物料悬浮速度测试试验台进行悬浮试验,建立了树莓成熟果实、未成熟树莓果实、树莓果枝、树莓果托、整叶和单叶的悬浮速度范围,其结果表明:树莓成熟果实、未成熟树莓果实、树莓果枝、树莓果托、整叶和单叶的悬浮速度范围分别为15.4-17.9 m/s,11.2-14.6 m/s,3.6-5.7 m/s,9.8-12.3 m/s,3.1-4.2 m/s,2.2-3.3 m/s。各物料悬浮速度的重叠范围不大,树莓成熟果实的悬浮速度与其它物料有较大差距。
【学位单位】：东北农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：S225.93

【参考文献】