1．目的及意义

全世界水果的产量每年都在不断增加，不仅为了满足日益增长的人口数量，更多的是由于人们生活水平的提高，所ＷTO很多国家政府鼓励人们购买水果并设立多种保证水果安全的卫生机构。中国盛产各种水果，其中温带和亚热带的干鲜水果产量在世界产量排名中名列前茅，包括苹果、梨、巧枯、桃等。自纵中国加入ＷＴＯ之后，中国的水果产量进出口产量不仅居于世界第一，进出口贸易额也显著増加。居世界粮农组织统计,2011年我国苹果生产量占世界总产量的47.58％，产量位居世界榜首，同时也是我国出口水果中占主要部分的水果品种。据全国城市农贸中心联合会统计的数据显示，2017年度国内销量前十的水果品种为：西瓜、苹果、葡萄、柑橘、香蕉、猕猴桃、梨、桃、菠萝、芒果。因此，如何在运输到销售的过程中保护苹果是一个很值得研究的话题。

对于苹果这种硬脆性食物产品，最大的损坏无非是保质期以及储存中的损坏，运输过程中造成的破坏等。暂时抛开储存时产生的问题，振动是在运输过程中对苹果等水果影响最大的一种恶性破坏，也是最容易也最多造成经济损失的。苹果振动损伤特性研究及减损包装的设计因此有着很大的研究意义和市场。

Griffiths K等^[1]发现机械振动是导致水果品质下降的最主要的方面。祝青园等^[2]同样发现机械损伤一般有2种，一种是外部积压引起水果内部品质伤害;另一种是果运送过程中的振动导致其内部品质的损伤。Romans^[3]等研究得出机械损伤通常发生在果园到市场的路途中，而水果又以公路运输为主，因此，长途公路运输对水果造成的损耗最大；李萍,王若伊,林顿等人^[4]整理数据得知，运输振动对水果采后运输过程中造成的机械损伤使水果损失达25%～45%，每年水果蔬菜的经济损失高达700亿元。

因此，从生物产物的角度研究，吴琼,周然^[5]发现，振动逆境会加速果的成熟衰老，主要表现在影响果实的外观，果实的水分散失和组织腐烂等方面。另外评价振动后的水果品质指标还有硬度、呼吸乙烯释放速率、细胞膜透性、抗坏血酸含量、活性氧成分、抗氧化活性等。刘春娩^[6]同样对此研究，具体来说，果实在受到机械损伤特别是振动条件下其组织内部会发生不同程度的生理变化，对于呼吸跃变型的富士苹果振动会促使乙帰释放量增加，硬度降低，导致果实过快成熟，缩短储藏周期，果实姐织内部的细胞壁遭到破坏，加速果实腐烂变质，说明振动破坏了果实自身的平衡，但是果实在短期内可抵御外界环境使自身营养物质达到供给水平，之后生理代谢缓慢，进入衰老期。

对于果蔬的仿真振动试验，魏巍,王芳,赵满全等^[7]根据振动的性质，发现需要控制以下几个参数：振动频率，振动加速度，振动时间，其他参数等。只有控制好这几个变量，才能对振动有一个准确的描述，从而精确的进行变量试验。

对于具体而实际的运输，比如大货车运输水果，其实际造成的损伤情况也是相当复杂。赵进宝^[8]研究发现对于红富士苹果这种水果，当其在大货车上进行公路运输时，共振频率从低处到高处呈现递增趋，响应加速度何传递率也是如此。除此之外，Behnam Soleimani,Ebrahim Ahmadi^[9]对生鲜蔬菜在箱运货车内做过同样的研究，发现类似的规律，箱式冷藏车在行驶过程中垂直方向加速度最大，水平的2个方向较弱，车厢内不同部位振动强度不同。董雪临,张超,马越等^[10]同样发现，车厢后上部分振动强度最大，其次为前上和后下，振动强度最弱的为前下；并且，振动强度越高，鲜切生菜品质在货架过程中降低越快。根据这些研究，越位于车厢后面，越位于车厢上面，水果和蔬菜的振动损伤也越大。

振动台模拟是最简单最直接的模拟实际水果运输振动的方法。Guifang Wu,Chunguang Wang^[11]的研究表明，可见光红外光谱技术可以作为一种可靠、快速的方法。同样2017年，Changfeng Ge，LiaoPa^[12]研究出了一种新的概念和测定振动损坏率曲线的方法，描述了损伤率，系统之间，和振动周期N的关系，提出了振动损伤率曲线的概念和技术，以量化磨损损伤，以更好地模拟和预测随机振动环境下的损伤。

除了运输方式和测量方式，包装和缓冲材料对于振动的影响也极大。不同的瓦楞纸板有着不同振动保护效果，胡洋^[13]研究发现，ABC三种瓦楞类型中，A型效果最好，C型次子，B型最差；从理论上来讲，最厚最柔软的A型对于水果这种脆弱的产品最具有保护作用。同样Ran Zhou^[14]发现，泡沫网包装比纸包装包装提供了更大的保护作用。Singh^[15]等比较了瓦楞纸箱和可重复利用的塑料托盘在卡车运输中对成熟芒果的保护作用,结果表明芒果在箱中的排放方式、及堆码结构对芒果损伤影响显著,瓦楞纸箱配合泡沫网套能更好的保护效果,另外,在瓦楞纸箱侧壁开通风孔能有效延长芒果的货架期。B.Jarimopas^[16]等运用自制的摆动冲击试验装置研究了泡沫网套和瓦楞网套对苹果的保护作用,发现单面瓦楞纸板在冲击中能更好的保护苹果。黄祥飞^[17]认为纸箱 衬垫 隔板 泡沫网罩的包装方式能够有效减少梨果实在运输过程中的损伤。
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2. 研究的基本内容与方案

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根据现有的实际状况，需要通过振动台来找到苹果的共振频率，使路面随机试验尽量远离这个频率，同时，更重要的是，通过缓冲包装和运输包装的设计，减小苹果的路面实际振动频率。因为，就目前研究显示，水果等的振动不一定是达到了共振，事实上，多半是时间积累造成的损伤，而且振动频率越高，加速度越大，时间越长，损伤越严重。

苹果单层扫频试验和共振试验：对质量大小比较均一的苹果进行扫频试验和共振试验，发现其共振频率及其加速度传递率峰值的变化情况，研究振动频率、振动加速度对苹果硬度、损伤体积、损伤率和粘弹性的影响，确定对苹果理化品质和损伤特性影响最为严重的振动参数。做定频试验时，实际汽车公路运输过程中，当路面良好时通常其振动加速度为0.2-1g。当加速度值大于1g时，果实就将发生跳动和碰撞，这时振动问题就转化为冲击问题；汽车运输振动能量绝大部分分布在0-200Hz频带内，集中于0-50Hz。综合以上分析，确定梨果实的定频振动试验工况，加速度为0.75g、1g，频率均50Hz，振动时间分别取1h、2h、3h、4h、5h、6h，每种试验5个样品。

根据苹果的振动特性，选择缓冲材料和结构，和排列。缓冲包装的设计为了贴合实际，就目前的市场来看，不可降解发泡塑料杯广泛应用，我们可以进行类比试验，使用EPS，EPE，EPP等发泡塑料，外加上瓦楞纸板对比试验，选择合适的材料。同样我们还可以设计合适的结构，可以有全包裹式和铺垫式，全包裹的也可以有网状和非网状的，铺垫的也可以有分为有凹槽的和无凹槽的，同时也可以改变凹槽形状和堆码的排列方式，是否错开等。