堅(jiān)果畢業(yè)設(shè)計(jì)綜述

1、榛子脫殼技術(shù)的現(xiàn)狀與前景趙洪鑫（河北科技師范學(xué)院機(jī)械電子系）摘要：摘要：近十年來(lái)隨著農(nóng)村商品經(jīng)濟(jì)的發(fā)展經(jīng)濟(jì)林已成為農(nóng)村脫貧致富的熱門產(chǎn)業(yè)。榛子作為該產(chǎn)業(yè)中的小干果樹種也逐漸為人們所認(rèn)識(shí)。然而未加工的榛子所創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益并不樂(lè)觀，對(duì)榛子深加工能夠大大提高榛子的價(jià)值。我國(guó)堅(jiān)果加工機(jī)械在破殼理論以及具體實(shí)現(xiàn)方法方面還有很多方面需要改進(jìn)。文首先介紹了我國(guó)榛子的生產(chǎn)現(xiàn)狀，對(duì)榛樹資源的開(kāi)發(fā)利用。然后，具體分析了當(dāng)今階段我國(guó)堅(jiān)果脫殼技術(shù)的現(xiàn)狀與存在問(wèn)題，

2、以及堅(jiān)果脫殼機(jī)的發(fā)展方向。關(guān)鍵字：關(guān)鍵字：榛子；堅(jiān)果；脫殼；脫殼機(jī)1我國(guó)榛子的生產(chǎn)現(xiàn)狀與榛子的開(kāi)發(fā)價(jià)值1.1我國(guó)榛子的生產(chǎn)現(xiàn)狀近十年來(lái)，隨著農(nóng)村商品經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，經(jīng)濟(jì)林己成為農(nóng)村脫貧致富的熱門產(chǎn)業(yè)。棒子作為該產(chǎn)業(yè)中的小干果樹種，也逐漸為人們所認(rèn)識(shí)[1]。棒子是寶貴的木本糧油資源[2]，含有豐富的脂肪、蛋白質(zhì)、碳水化合物及多種維生素和礦物質(zhì)，不僅是受人喜愛(ài)的干果食品，也可以加工成多種營(yíng)養(yǎng)品，還可榨油、入藥，是我國(guó)出口創(chuàng)匯的傳統(tǒng)商品。隨著經(jīng)濟(jì)

3、林產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和完善，棒子的發(fā)展也勢(shì)在必行。我國(guó)榛屬植物資源十分豐富，己知有22省區(qū)有榛屬植物分布，北達(dá)黑龍江省呼馬縣，南到石南省安寧縣，西到西藏的聶拉木，東達(dá)吉林省的圖們，現(xiàn)有榛林167萬(wàn)hm2，95%是平榛，年產(chǎn)榛果26000t(噸)，但商品性差[3]。1.2榛子的營(yíng)養(yǎng)保健功能，與開(kāi)發(fā)價(jià)值。自古以來(lái)，我國(guó)勞動(dòng)人民就有采集棒果食用的習(xí)慣。棒子果實(shí)口味好[4]，營(yíng)養(yǎng)豐富，其果仁含脂肪5665％，易于為人體吸收的蛋白質(zhì)15%以上，還含有維生

4、素ABE以及鐵、鈣等礦質(zhì)元素。棒仁的營(yíng)養(yǎng)成分為而包的2倍，豬肉的1.5倍，可應(yīng)用于糖果點(diǎn)心、醫(yī)藥及香料制造業(yè)中，山棒子提取的制劑，具有消炎、防腐和擴(kuò)張血管的作用，用于治療高血壓、動(dòng)脈粥樣硬化、肝臟及腎臟疾患。榛子有多種食用方法[5]，既可加工成最普通的椒鹽焙炸類方便食品，還是制造多種巧克力的主要原料既可用作各種食品的增香劑，又可供藥用或作為優(yōu)良化妝品的原料。棒子是國(guó)際貿(mào)易重要的干果之一。2我國(guó)堅(jiān)果脫殼技術(shù)的現(xiàn)狀目前，我國(guó)干殼堅(jiān)果粗加工方

5、法十分落后[6][7][8][9]。在進(jìn)行堅(jiān)果加工時(shí)，其脫殼處理是一個(gè)關(guān)鍵而又困難的工序，因果殼主要由纖維素和半纖維素組成，殼仁間隙小，殼較為堅(jiān)硬、難以剝離。然而研制干殼堅(jiān)果剝殼機(jī)，既可以利用干殼堅(jiān)果曬干后好貯藏的條件，又能開(kāi)展常年性加工，還能緩和淡季市場(chǎng)堅(jiān)果緊俏的矛盾。在脫殼過(guò)程中，果仁破碎的程度與果殼和果仁的物理、機(jī)械特性、堅(jiān)果品種及施加力的大小等因素有關(guān)。市場(chǎng)上的一些堅(jiān)果脫殼設(shè)備往往沒(méi)有綜合考慮上述因素，使堅(jiān)果脫殼效率偏低。國(guó)外早

6、在20世紀(jì)60年代初，就著手研制堅(jiān)果剝殼機(jī)具，至80年代初，美國(guó)、意大利、法國(guó)等已相繼推出了各種堅(jiān)果剝殼機(jī)。如夏威夷果剝殼機(jī)、杏仁剝殼機(jī)等。經(jīng)過(guò)數(shù)十年的發(fā)展，堅(jiān)果剝殼機(jī)具已日趨成熱。目前，正朝著機(jī)電一體化方向發(fā)展。但我國(guó)堅(jiān)果剝殼機(jī)具發(fā)展緩慢，遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于種植業(yè)的發(fā)展。在一些生產(chǎn)應(yīng)用的機(jī)具中，存在如下幾個(gè)突出的問(wèn)題。因而，難以推廣應(yīng)用[10][11][12]。（1）剝殼率低。不少剝殼機(jī)漏剝或剝殼不完全，果仁去凈率不高，有些剝殼機(jī)剝殼率只有5

7、0﹪。圖2為對(duì)輥窩眼式開(kāi)口裝置簡(jiǎn)圖[21][22][23]，每個(gè)輥上的同一個(gè)圓周上平均分布著8個(gè)窩眼。窩眼在整個(gè)擠壓輥表而上呈交錯(cuò)排列，窩眼縱向間距為54mm，所有窩眼開(kāi)口半徑均為30mm，但不在同一圓周上的窩眼的深度都不相同，H從13mm依次增加0.5mm直到20mm為止，對(duì)輥的長(zhǎng)度L=870mm。該裝置能對(duì)小同大小的核桃進(jìn)行定距離擠壓，因此，很好地滿足了擠壓要求。同時(shí)擠壓時(shí)用窩眼抓取核桃，抓取可靠，核桃擠壓時(shí)小會(huì)竄動(dòng)，能進(jìn)行可靠的擠

8、壓。2.2.3雙齒盤齒板式綿核桃破殼裝置圖3為綿核桃剝殼取仁原理圖[24][25][26]。齒盤1旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)綿核桃邊旋轉(zhuǎn)邊擠進(jìn)由齒盤1.偏心圓弧齒板3組成的剝殼區(qū)域，受到擠壓作用，核桃表面產(chǎn)生裂紋并逐漸擴(kuò)展，直至最終完全破裂，碎殼和仁從最小間隙處掉下。由于該裝置很好地滿足了“四點(diǎn)加壓”原理，而且實(shí)現(xiàn)了核桃的滾動(dòng)擠壓，因此破裂效果好、碎仁率低。該裝置破殼取仁的性能指標(biāo)如下:最大生產(chǎn)率為180kgh，破殼率在90%以上，高路出仁率為7090%

9、，其中路出仁率為3040%2.2.4變形恒定破殼裝置圖4變形恒定破殼裝置破殼原理圖[27][28]。該破殼裝置是由一對(duì)螺紋螺旋方向相反的滾柱組成的，在滾柱面上切制有螺距恒定的梯形螺紋，螺紋滾柱在結(jié)構(gòu)上保證了核桃的實(shí)際變形能隨果徑的增大而增大。當(dāng)核桃?jiàn)A在一對(duì)左、右螺紋之間時(shí)，形成了四點(diǎn)加壓。不同果徑的核桃可在不同間隙處破殼。為避免核桃與滾柱間發(fā)生相對(duì)滑移，滾柱面進(jìn)行了“滾花”處理。2.2.5內(nèi)外磨核桃破殼裝置圖5是帶有齒槽的內(nèi)外磨核桃破殼

10、裝置破殼原理圖[29]。外磨3固定在機(jī)架上，內(nèi)磨2在電機(jī)的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)。核桃在內(nèi)外磨之間的間隙內(nèi)破裂脫殼，當(dāng)破碎到合適的粒度后，由擋板4與內(nèi)磨2下底之間的縫隙落到落料板上。因該機(jī)不能自適應(yīng)核桃的大小，又由于目前核桃的品種不純、大小不一，因此該機(jī)在實(shí)際使用中存在一定缺陷，破裂果徑不同的核桃，需更換尺寸大小不同的內(nèi)外磨。3效果改進(jìn)方法的探討為尋求解決目前剝殼機(jī)具普遍存在的突出問(wèn)題的方法，研制開(kāi)發(fā)出適用的剝殼機(jī)具，以下進(jìn)行了改進(jìn)剝殼方法的探討[

11、30][31]。美國(guó)一家研究機(jī)構(gòu)對(duì)夏威夷果的剝殼進(jìn)行研究時(shí)發(fā)現(xiàn)，在對(duì)這類堅(jiān)果進(jìn)行破殼取仁時(shí)，則堅(jiān)果外殼必然受到一個(gè)足夠使其破碎的力的作用。在該力作用下，其外殼將產(chǎn)生變形。這個(gè)變形被稱之為失效變形。研究發(fā)現(xiàn)，在保證能破殼的前提下，失效變形越小，破碎時(shí)獲得的整仁率就越高。通過(guò)減少失效變形，將明顯提高堅(jiān)果的破殼質(zhì)量和果仁的回收率。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)破殼前若在堅(jiān)果上沿著厚度方向切上一圈V型凹槽，則將明顯地降低果殼的強(qiáng)度，從而減少失效變形，