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緩沖包裝的損傷影響研究

發布日期:2012-02-21 09:18:53

甜瓜受地區氣候影響嚴重且極不耐儲運,瓜農承受著自然與市場的雙重風險.針對此問題國內外在解決實際儲運中所遇到的品質改變、機械損傷問題已有詳細報道,但在具體解決措施上沒有做進一步定量的研究.借鑒前人對緩沖材料的強度、剛性、韌性和彈性的研究,采用緩沖材料對甜瓜進行包裝,貨柜充氣袋是減輕儲運中由于擠壓、沖擊而造成甜瓜損傷的有效措施之一.

本文旨在通過對甜瓜在不同條件下進行靜載壓縮實驗,分析采用緩沖材料包裝前后甜瓜的壓縮特性,對防止和減輕甜瓜在儲藏、運輸和銷售中由于擠壓等機械脅迫而造成的損傷有一定指導意義,同時為緩沖包裝設計提供一定的理論依據.根據甜瓜的果肉脆嫩具有明顯黏彈性以及實際儲運等情況,選擇果實硬度、受壓部位等作為實驗因素,果實硬度根據實際測得值劃分為硬(>11.6×105~12.6×105Pa)、中硬(>10.6×105~11.6×105Pa)、軟(9.6×105~10.6×105Pa).壓縮實驗采用平板壓頭型式,實驗在通風良好的室溫環境下進行.為了減少實驗誤差,同一實驗重復6次.對擇優甜瓜樣品采用EPE、EPS包裝后,裝入自制的高約150mm的正方形瓦楞紙箱中,用膠帶紙加封.

對采用40mm/min的加載速度所獲得的壓縮特性曲線進行對比,以完整形態果實受壓時的生物屈服極限Fy、變形能Uy、破壞極限Fb和破壞能Ub等方面進行機械特性的分析.生物屈服極限Fy為力-變形曲線中生物屈服點S對應的載荷值,變形能Uy是描述物料受壓特性的參數,為確定物料允許變形和變形時吸收能量的大小提供依據,其數值為生物屈服點下方變形曲線與橫坐標圍成的面積.采用WSM-10K計算機控制萬能試驗機測定EPS薄膜與EPE網套的縱向拉伸強度,拉伸速度為20mm/min.集裝箱充氣袋圖1為在果實大小、加載速度相同、且均為裸果的條件下,不同硬度甜瓜受壓后的力-變形曲線,曲線的斜率越大,變形隨力的變化越小,表明甜瓜的抗壓能力越強,反之,則抗壓能力越弱.

由圖1可知,硬度較小的樣品受壓后的變形率較大,且較早出現生物屈服點,進入屈服狀態,但變形率差別不明顯.從破裂情況看,硬度最大的樣品破裂點出現最晚,對應的破裂極限值最大.果實硬度可間接反映果實的成熟度,硬度值越小,表明果實的成熟度越高,其微觀組織越易發生表面破裂.不同部位對壓縮特性的影響圖2為甜瓜不同部位受壓的壓縮特性曲線.在壓縮的過程中,加載的初始階段變形無任何規律,隨著加載的繼續,果梗橫向放置的試樣出現第一個拐點,即生物屈服力最大的是果梗向上擺放的試樣,最后是果梗橫向擺放的試樣.繼續加載,出現了峰值點,即破裂點,依然是S,且破裂力最大的還是果梗向上的甜瓜,而果梗橫向的甜瓜具有明顯的低破裂點.

如圖所示,在相同的加載速度下,用緩沖材料的包裝箱比沒有緩沖材料的包裝箱要有優勢,包裝箱內裝有緩沖材料的果實與沒有緩沖材料的果實相比,前者受壓的最大屈服極限比后者提高了20%~40%,且在相同的載荷下,前者的變形量較后者要小得多.緩沖材料通過泡孔中的氣體滯流和壓縮作用來吸收逸散能量,具有優異的抗壓吸能性能,從而起到了減振緩沖、保護甜瓜的作用.從圖中可以看出,在相同加載速度下,EPS和EPE薄膜分別作為緩沖包裝材料時,前者果實受壓的最大屈服極限比后者增加了約20%,且果實的受損情況明顯減?。f明EPS是具有較好抗壓和復原性能的彈性材料,可用作果蔬理想的緩沖包裝材料.

 
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