堅果畢業(yè)設計綜述

1、榛子脫殼技術(shù)的現(xiàn)狀與前景趙洪鑫（河北科技師范學院機械電子系）摘要：摘要：近十年來隨著農(nóng)村商品經(jīng)濟的發(fā)展經(jīng)濟林已成為農(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識。然而未加工的榛子所創(chuàng)經(jīng)濟效益并不樂觀，對榛子深加工能夠大大提高榛子的價值。我國堅果加工機械在破殼理論以及具體實現(xiàn)方法方面還有很多方面需要改進。文首先介紹了我國榛子的生產(chǎn)現(xiàn)狀，對榛樹資源的開發(fā)利用。然后，具體分析了當今階段我國堅果脫殼技術(shù)的現(xiàn)狀與存在問題，

2、以及堅果脫殼機的發(fā)展方向。關鍵字：關鍵字：榛子；堅果；脫殼；脫殼機1我國榛子的生產(chǎn)現(xiàn)狀與榛子的開發(fā)價值1.1我國榛子的生產(chǎn)現(xiàn)狀近十年來，隨著農(nóng)村商品經(jīng)濟的發(fā)展，經(jīng)濟林己成為農(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，也逐漸為人們所認識[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)，不僅是受人喜愛的干果食品，也可以加工成多種營養(yǎng)品，還可榨油、入藥，是我國出口創(chuàng)匯的傳統(tǒng)商品。隨著經(jīng)濟

3、林產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和完善，棒子的發(fā)展也勢在必行。我國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，東達吉林省的圖們，現(xiàn)有榛林167萬hm2，95%是平榛，年產(chǎn)榛果26000t(噸)，但商品性差[3]。1.2榛子的營養(yǎng)保健功能，與開發(fā)價值。自古以來，我國勞動人民就有采集棒果食用的習慣。棒子果實口味好[4]，營養(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。棒仁的營養(yǎng)成分為而包的2倍，豬肉的1.5倍，可應用于糖果點心、醫(yī)藥及香料制造業(yè)中，山棒子提取的制劑，具有消炎、防腐和擴張血管的作用，用于治療高血壓、動脈粥樣硬化、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。棒子是國際貿(mào)易重要的干果之一。2我國堅果脫殼技術(shù)的現(xiàn)狀目前，我國干殼堅果粗加工方

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

6、在20世紀60年代初，就著手研制堅果剝殼機具，至80年代初，美國、意大利、法國等已相繼推出了各種堅果剝殼機。如夏威夷果剝殼機、杏仁剝殼機等。經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，堅果剝殼機具已日趨成熱。目前，正朝著機電一體化方向發(fā)展。但我國堅果剝殼機具發(fā)展緩慢，遠遠落后于種植業(yè)的發(fā)展。在一些生產(chǎn)應用的機具中，存在如下幾個突出的問題。因而，難以推廣應用[10][11][12]。（1）剝殼率低。不少剝殼機漏剝或剝殼不完全，果仁去凈率不高，有些剝殼機剝殼率只有5

7、0﹪。圖2為對輥窩眼式開口裝置簡圖[21][22][23]，每個輥上的同一個圓周上平均分布著8個窩眼。窩眼在整個擠壓輥表而上呈交錯排列，窩眼縱向間距為54mm，所有窩眼開口半徑均為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，對輥的長度L=870mm。該裝置能對小同大小的核桃進行定距離擠壓，因此，很好地滿足了擠壓要求。同時擠壓時用窩眼抓取核桃，抓取可靠，核桃擠壓時小會竄動，能進行可靠的擠

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)帶動綿核桃邊旋轉(zhuǎn)邊擠進由齒盤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“四點加壓”原理，而且實現(xiàn)了核桃的滾動擠壓，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)上保證了核桃的實際變形能隨果徑的增大而增大。當核桃夾在一對左、右螺紋之間時，形成了四點加壓。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)生相對滑移，滾柱面進行了“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固定在機架上，內(nèi)磨2在電機的帶動下轉(zhuǎn)動。核桃在內(nèi)外磨之間的間隙內(nèi)破裂脫殼，當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。因該機不能自適應核桃的大小，又由于目前核桃的品種不純、大小不一，因此該機在實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效果改進方法的探討為尋求解決目前剝殼機具普遍存在的突出問題的方法，研制開發(fā)出適用的剝殼機具，以下進行了改進剝殼方法的探討[

11、30][31]。美國一家研究機構(gòu)對夏威夷果的剝殼進行研究時發(fā)現(xiàn)，在對這類堅果進行破殼取仁時，則堅果外殼必然受到一個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，破碎時獲得的整仁率就越高。通過減少失效變形，將明顯提高堅果的破殼質(zhì)量和果仁的回收率。在此基礎上，通過試驗發(fā)現(xiàn)破殼前若在堅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度，從而減少失效變形，