從流變學(xué)的觀點(diǎn)來(lái)看,果蔬屬于勃彈性物體,當(dāng)果蔬組織在屈服極限(生物屈服點(diǎn))以內(nèi)時(shí),表現(xiàn)為黏性流動(dòng)變形及彈性變形相組合的復(fù)雜力學(xué)特性。在流變學(xué)中,典型的黏性體表現(xiàn)為帶有阻尼的塑性,典型的彈性體則在應(yīng)力的作用下呈可以完全恢復(fù)的變形。新鮮果蔬組織的力學(xué)特性則是上述兩種力學(xué)特性的多次組合。其振動(dòng)造成的物理?yè)p傷主要有如下幾種。
如果蔬組織受到高于生物屈服點(diǎn)的應(yīng)力,則會(huì)造成細(xì)胞破裂,造成永久性機(jī)械損傷。因此,果蔬組織的黏彈性與生物屈服點(diǎn)組合成為果蔬組織抵抗運(yùn)輸中主要外力作用(振動(dòng)、擠壓、碰撞)的生物力學(xué)基礎(chǔ)。至于果蔬組織對(duì)摩擦的適應(yīng)性,主要取決于表皮組織的結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度。
振動(dòng)是果蔬運(yùn)輸時(shí)的基本環(huán)境條件。振動(dòng)的物理特征主要為振幅與頻率。振動(dòng)強(qiáng)度以振動(dòng)所產(chǎn)生的加速度來(lái)分級(jí),達(dá)到一個(gè)重力加速度為I級(jí),記為1g,據(jù)日本中村等的研究,Ig以上的振動(dòng)加速度可直接造成果蔬的物理?yè)p傷,lg以下的振動(dòng)也可能造成間接損傷。
一般來(lái)說(shuō),由于果蔬具有良好的黏彈性,可以吸收大量的沖擊能量,因此,作為獨(dú)立個(gè)體的抗沖擊性能很好。如中馬等(1970)曾測(cè)得,高達(dá)45g的加速度才會(huì)造成單個(gè)蘋(píng)果的跌傷。但是,實(shí)際上,1g以上的振動(dòng)加速度就足以引起果蔬的損傷,這是因?yàn)椋涇?chē)車(chē)廂的振動(dòng)常激發(fā)包裝和包裝內(nèi)產(chǎn)品的各種運(yùn)動(dòng)。這些因素的相加效應(yīng)常可在一般的振動(dòng)強(qiáng)度下形成足以對(duì)某些個(gè)體的果蔬造成損傷的沖擊。此外,對(duì)于還不至發(fā)生機(jī)械損傷的振動(dòng),如果反復(fù)增加作用次數(shù),那么果蔬的強(qiáng)度也會(huì)急劇下降。這以后,如果遇到稍大的振動(dòng)沖擊,也有可能使果蔬產(chǎn)品受到損傷(O' Brien, 1965)。中馬等(1970)曾報(bào)道,草莓在運(yùn)輸中,由于微小的振動(dòng),包裝上部的果實(shí)軟化加重,運(yùn)輸距離越長(zhǎng),強(qiáng)度下降越重。振動(dòng)對(duì)果蔬造成的機(jī)械損傷主要有如下原因。
1.運(yùn)輸中的撞擊果蔬在運(yùn)輸中,果蔬的單體之間會(huì)互相撞擊。有人測(cè)定,在卡車(chē)運(yùn)輸中,通常發(fā)生的振動(dòng)加速度多為5級(jí),而在包裝物內(nèi)裝的不緊密或無(wú)內(nèi)包裝物時(shí),振動(dòng)加速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于5級(jí)。因此在長(zhǎng)途運(yùn)輸中,果蔬長(zhǎng)時(shí)間的互相撞擊和振動(dòng),將會(huì)引起果蔬的嚴(yán)重物理?yè)p傷。
2.運(yùn)輸中的二次振動(dòng)一般情況下,果蔬振動(dòng)后,振動(dòng)力被箱子、填充物等所吸收或者產(chǎn)生滑動(dòng),使果蔬所受的沖擊力有所減弱。但是,如果在運(yùn)輸中振動(dòng)次數(shù)較多,由于果蔬在箱內(nèi)下沉,使箱的上部產(chǎn)生了空間,逐漸地使果蔬與箱子產(chǎn)生二次振動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。這種情況在箱子上部最顯著,上部的加速度為下部的2-3倍。其結(jié)果,上部的果蔬輕者變軟、重者受傷。同時(shí),這種損傷與箱子的大小和裝載量有關(guān),箱子越大,裝的越多,損傷越嚴(yán)重。
3.運(yùn)輸中的共振果蔬在運(yùn)輸途中,箱內(nèi)的果實(shí)之間、箱子與箱子之間、箱子與車(chē)之間的振動(dòng)頻率一旦和諧時(shí),就會(huì)產(chǎn)生共振現(xiàn)象。有時(shí),在車(chē)的上部就會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的振動(dòng),共振點(diǎn)每分鐘達(dá)百次以上,上部箱子受到上下、左右方向幾倍的振動(dòng),使果蔬嚴(yán)重?fù)p傷。尤其在道路不平,車(chē)速過(guò)快時(shí),這種共振更加頻繁。另外,車(chē)內(nèi)箱子垛得越高,共振就更嚴(yán)重。還有,即使垛同樣高度,若箱子較小,垛得箱子越多,上面箱子的振動(dòng)也就越大。
4.運(yùn)輸中的壓力果蔬在運(yùn)輸中受到的壓力主要有靜負(fù)重力和反復(fù)加壓力兩種。
在一個(gè)箱子內(nèi)部,下部的果蔬不斷地受到上部果蔬靜負(fù)荷的壓力,箱子越大,這種壓力越大.在同一個(gè)車(chē)內(nèi),下部果箱一方面受到由上部果箱的靜止負(fù)重,另一方面,也受到運(yùn)動(dòng)中的負(fù)重壓,使下部果箱受到很大壓力。這種壓力因果箱的大小,垛的高低而異。
果蔬在運(yùn)輸中,發(fā)生1級(jí)以下的振動(dòng)可能有無(wú)數(shù)次,由于反復(fù)振動(dòng),下部果蔬受到反復(fù)加壓,使果蔬的抗壓強(qiáng)度急劇下降。如果受到較大振動(dòng)沖擊,果蔬就會(huì)受到損傷。在長(zhǎng)途運(yùn)輸中微小的振動(dòng)是難以避免,果蔬的鮮度必然受到影響。但大的振動(dòng)是可以防止的,如道路不平,可采取減速等,防止果蔬反復(fù)加壓。另外,長(zhǎng)途運(yùn)輸用的果箱,應(yīng)根據(jù)所裝果蔬的耐壓特性,選擇大小、形狀和抗壓力不同的果蔬箱。