國(guó)內(nèi)核桃脫青皮機(jī)械設(shè)備研究現(xiàn)狀分析

鄭書童，坎 雜，李景彬，郭慶賀

（石河子大學(xué)機(jī)械電氣工程學(xué)院，新疆 石河子 832003）

國(guó)內(nèi)核桃脫青皮機(jī)械設(shè)備研究現(xiàn)狀分析

鄭書童，坎 雜，李景彬，郭慶賀

（石河子大學(xué)機(jī)械電氣工程學(xué)院，新疆 石河子 832003）

采收后的青核桃需及時(shí)脫青皮，否則易導(dǎo)致果仁霉變，因此核桃脫青皮機(jī)械是核桃初加工環(huán)節(jié)中不可或缺的設(shè)備。文中重點(diǎn)介紹了國(guó)內(nèi)目前采用的機(jī)械化脫青皮技術(shù)原理及相關(guān)設(shè)備，分析了設(shè)備的優(yōu)缺點(diǎn)，為后續(xù)核桃脫青皮機(jī)械設(shè)備的進(jìn)一步優(yōu)化與開發(fā)提供了參考對(duì)策與建議。

核桃；脫青皮；裝備；現(xiàn)狀

0 引言

由于核桃具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和藥用功效，越來越受到人們的喜愛。我國(guó)是核桃種植大國(guó)，種植面積已居世界第一[1]，新疆是我國(guó)核桃主產(chǎn)區(qū)之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2011年，新疆全區(qū)種植面積已達(dá)420萬hm2，核桃總產(chǎn)量23．4萬t[2]。核桃成熟后需及時(shí)脫青皮，否則會(huì)導(dǎo)致果仁霉?fàn)€變色，嚴(yán)重影響核桃的品質(zhì)。傳統(tǒng)的核桃脫青皮作業(yè)普遍采用堆漚法手工剝青皮。堆漚易造成污液滲入果殼內(nèi)污染果仁，降低核桃外觀品質(zhì)及商品價(jià)值；手工脫青皮勞動(dòng)強(qiáng)度大，效率低，每小時(shí)僅為30～50 kg，剝皮不完全的核桃需再次堆漚，進(jìn)行第2次手工剝除[3]，且手工剝皮衛(wèi)生條件差，對(duì)人皮膚傷害較大。因此，傳統(tǒng)脫青皮法已不能滿足現(xiàn)有核桃生產(chǎn)需要，發(fā)展機(jī)械脫青皮技術(shù)，提高脫皮效率是核桃產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必經(jīng)之路。

通過整理國(guó)內(nèi)核桃機(jī)械脫青皮技術(shù)相關(guān)資料，目前機(jī)械脫青皮技術(shù)主要分為3類：（1）刮削法；（2）切割法；（3）擠壓法。

1 刮削法脫青皮

刮削法脫青皮的原理是利用刮削部件與青核桃做相對(duì)運(yùn)動(dòng)，通過刮削部件（一般為鋼絲刷）的刮削作用將核桃外層的青皮刮掉，實(shí)現(xiàn)核桃脫青皮。

1.1 已投入應(yīng)用的相關(guān)設(shè)備

新疆機(jī)械研究院股份有限公司劉西寧等人研制的6TXH-3600型青核桃脫皮清洗機(jī)[4]的脫青皮裝置主要由篩條、蓋板、篩條滾筒、凹板、鋼絲刷等組成（圖1）。青皮核桃由人工倒在物料升運(yùn)器喂入口的輸送鏈耙上向上輸送，物料進(jìn)入到工作空腔內(nèi)，滾筒電機(jī)通過減速器和驅(qū)動(dòng)軸帶動(dòng)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)，鋼絲刷和凹板篩條相互配合對(duì)青核桃進(jìn)行刮削、碾壓和揉搓，核桃青皮自核桃上脫落并從篩孔中落下，實(shí)現(xiàn)核桃脫青皮。該機(jī)破碎率小于3%，脫皮率大于85%，操作保養(yǎng)簡(jiǎn)單，維修方便，性能穩(wěn)定可靠，故障率低，但該機(jī)為固定作業(yè)機(jī)具，可移動(dòng)性差，且人工參與成分較多。

新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所楊忠強(qiáng)等人設(shè)計(jì)的核桃脫青皮機(jī)[5]（圖2）主要由喂料口、板刷、鏈板輸送帶、間隙調(diào)節(jié)裝置、傳動(dòng)系統(tǒng)、角度調(diào)節(jié)裝置、出料口等組成。工作時(shí)，青皮核桃經(jīng)喂料口到鏈板輸送帶表面進(jìn)入板刷脫青皮區(qū)，鏈板輸送帶帶動(dòng)青皮核桃前移，與板刷上的鋼絲刷產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使青皮核桃不斷受到擠壓、滾搓和剪切作用，從而將青皮脫離下來。該機(jī)可通過調(diào)節(jié)板刷與鏈板輸送帶的間隙和角度，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同品種及大小的核桃脫青皮，有效提高了青皮脫凈率，降低了核桃破碎率。

圖1 6TXH-3600型青核桃脫皮清洗機(jī)結(jié)構(gòu)示意

圖2 核桃脫青皮機(jī)結(jié)構(gòu)示意

1.2 相關(guān)專利設(shè)備

陜西省農(nóng)業(yè)機(jī)械研究所劉東琴等人研制的青核桃脫皮機(jī)[6]（圖3）主要由機(jī)體、入料斗、噴淋水管、上柵板、螺旋毛刷輥、下柵板、出料斗等組成。工作時(shí)，將青核桃由入料斗喂入，青核桃進(jìn)入上柵板以及下柵板與螺旋毛刷輥之間的空間，在螺旋毛刷輥鋼絲刷的梳刷以及柵板的擠壓、摩擦作用下將核桃青皮剝離。其他相關(guān)研究還有昆明理工大學(xué)的張兆國(guó)等人研制的青核桃去皮清洗一體機(jī)[7]，鳳縣秦鑫機(jī)械制造有限責(zé)任公司馬騏等人研制的青皮核桃脫皮機(jī)[8]，常振民研制的鋼刷青核桃脫皮機(jī)[9]等。

2 切割法脫青皮

切割法脫青皮原理：在刀片與青核桃作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的過程中，刀片將青核桃表層的青皮割裂，青皮在摩擦力的作用下與核桃殼脫離，達(dá)到脫青皮的目的。

2.1 已投入應(yīng)用的相關(guān)設(shè)備

馮宏波等人研制的5QHT-500型青核桃脫皮清洗機(jī)[10]（圖4）主要由機(jī)架、旋切滾刀、可調(diào)格柵、固定格柵等組成。工作時(shí)，螺旋線排列的旋切滾刀轉(zhuǎn)動(dòng)，青核桃從喂料口喂入，落在旋切滾筒與格柵之間的間隙內(nèi)，在滾刀的切割和滾筒與格柵的擠壓、摩擦作用下將核桃青皮剝離。該脫皮機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，對(duì)不同尺寸青核桃具有較強(qiáng)的適用性，破殼率小于3%，脫凈率高達(dá)99%，核桃加工商、經(jīng)銷商、農(nóng)戶和小型加工企業(yè)均適用，市場(chǎng)需求潛力大。

圖3 青核桃脫皮機(jī)結(jié)構(gòu)示意

圖4 5QHT-500型青核桃脫皮清洗機(jī)結(jié)構(gòu)示意

2.2 相關(guān)專利設(shè)備

謝志宏研制的立式青核桃脫皮機(jī)[11]（圖5）主要由機(jī)架、料筒、轉(zhuǎn)刀筒、剝皮裝置、脫皮刀片、清渣片、鋼絲刷、保護(hù)層、振動(dòng)篩等組成。工作時(shí)，青核桃由進(jìn)料口倒入料筒中，旋轉(zhuǎn)的螺旋形脫皮刀片與靜止的料筒內(nèi)壁配合對(duì)青皮核桃進(jìn)行切削和擠壓，從而將核桃的果與青皮剝離。該機(jī)的硅膠保護(hù)層和刀片的形狀呈螺旋形，使得核桃在料筒中的行程變長(zhǎng)，切削時(shí)間延長(zhǎng)，而且經(jīng)切削作用后的核桃旋轉(zhuǎn)到鋼絲刷位置后，鋼絲刷繼續(xù)對(duì)核桃上殘留的青皮進(jìn)行刷除，保證了核桃青皮脫凈率，提高了生產(chǎn)效率。該類機(jī)械其他相關(guān)研究還有劉維永設(shè)計(jì)的一種青核桃脫皮機(jī)[12]；王一設(shè)計(jì)青核桃脫皮機(jī)[13]等。

圖5 立式青核桃脫皮機(jī)結(jié)構(gòu)示意

3 擠壓法脫青皮

擠壓法脫青皮原理是通過擠壓力的作用使青核桃表層的青皮破裂，再將其與核桃殼分離的方法。

陜西省農(nóng)業(yè)機(jī)械研究所王維研制的齒輪齒圈式青核桃去皮機(jī)[14]（圖6）主要由機(jī)架、柵條滾筒、進(jìn)出料口等組成。工作時(shí)，將待加工的青皮核桃用上料輸送機(jī)一次性加入柵條滾筒，柵條滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)青核桃自轉(zhuǎn)，核桃與核桃之間、核桃與篩網(wǎng)之間具有擠壓、揉搓、摩擦等作用，核桃青皮在以上作用下被剝離。該機(jī)適應(yīng)性強(qiáng)，不受成熟度影響，經(jīng)試驗(yàn)得知，該機(jī)青皮脫凈率大于95%，破碎率小于1%，但不能實(shí)現(xiàn)連續(xù)作業(yè)，降低了工作效率。

陜西省農(nóng)業(yè)機(jī)械研究所王亞妮研制的核桃去皮機(jī)[15]（圖7）主要由料斗、主動(dòng)輥筒、出皮板、出料板等組成。工作時(shí)，通過主動(dòng)輥轉(zhuǎn)動(dòng)將料斗內(nèi)的青皮核桃?guī)肴テ^(qū)域-輥筒與壓板之間的間隙，該間隙小于帶青皮的核桃而大于去掉青皮的原核桃，間隙大小可通過限位機(jī)構(gòu)調(diào)整，彈簧對(duì)壓板產(chǎn)生一定的預(yù)緊力，通過壓板與輥筒對(duì)青核桃的擠壓、滾動(dòng)碾搓作用將核桃青皮去掉。該設(shè)備簡(jiǎn)單實(shí)用，去皮行程短，去皮效率高，但該設(shè)備去掉的青皮外形尺寸較大，不易于核桃分離，需要人工分檢輔助作業(yè)。

圖6 齒輪齒圈式脫青皮機(jī)結(jié)構(gòu)示意

圖7 青核桃去皮機(jī)結(jié)構(gòu)示意

4 結(jié)語

綜上所述，相比傳統(tǒng)的堆漚法手工剝青皮，核桃脫青皮機(jī)械大大減輕了人工勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了脫青皮效率，且多數(shù)機(jī)型價(jià)格低廉、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，購置成本低，但部分機(jī)型無法實(shí)現(xiàn)連續(xù)作業(yè)，且機(jī)具針對(duì)不同品種的核桃適應(yīng)性有待提高。因此，針對(duì)我國(guó)核桃脫青皮機(jī)械研究現(xiàn)狀，亟需開發(fā)完成一套能連續(xù)作業(yè)、自動(dòng)化程度高、效率高，且適應(yīng)不同品種核桃脫青皮的裝備，該設(shè)備的開發(fā)對(duì)于今后核桃初加工產(chǎn)業(yè)邁向規(guī)模化、現(xiàn)代化具有重要意義。

[1]蔣建兵，王璽，王蕓蕓．世界核桃產(chǎn)銷形勢(shì)分析[J]．山西果樹，2012（01）:58～59．

[2]實(shí)施產(chǎn)業(yè)化戰(zhàn)略大力推進(jìn)新疆核桃產(chǎn)業(yè)發(fā)展．[EB/OL]．http://www．xjnb．gov．cn/news/Show．a(chǎn)sp?id=14256．

[3]溫黎軍，朱紅祥．阿克蘇核桃采后處理技術(shù)[J]．山西果樹，2014（02）:51．

[4]劉西寧，程明．6TXH-3600型青核桃脫皮清洗機(jī)的研制[J]．新疆農(nóng)機(jī)化，2012（01）:23～24．

[5]楊忠強(qiáng)，李忠新，楊莉玲，劉奎，朱占江，劉佳．核桃脫青皮機(jī)的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J]．中國(guó)農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào)，2013（05）:190～194．

[6]劉東琴，盧軍黨，王亞妮，田智輝，王佩，鄒超．一種青核桃脫皮機(jī)[P]．陜西：CN104287059A,2015-01-21．

[7]張兆國(guó)，馬佳樂，張永成．一種青核桃去皮清洗一體機(jī)[P]．云南：CN104256858A,2015-01-07．

[8]馬騏，雒永春．青皮核桃脫皮機(jī)[P]．陜西：CN104432420A, 2015-03-25．

[9]常振民，常濤，常雷，常振生．鋼刷青核桃脫皮機(jī)[P]．北京：CN104621683A，2015-05-20．

[10]馮宏波，史毅偉，張瓊化．5QHT-500型青核桃脫皮清洗機(jī)的研制[J]．當(dāng)代農(nóng)機(jī)，2012（09）:58～59．

[11]謝志宏．一種立式青核桃脫皮機(jī)[P]．云南：CN1046 64558A，2015-06-03．

[12]劉維永．一種青核桃脫皮機(jī)：中國(guó)，201220160189．7[P]．2012-04-13．

[13]王一．一種青核桃脫皮機(jī)[P]．云南：CN204070440U，2015-01-07．

[14]王維，劉東琴，王亞妮，徐國(guó)寧．一種實(shí)用型青核桃去皮機(jī)的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J]．包裝與食品機(jī)械，2014（03）:14～16．

[15]王亞妮，盧軍黨，王維，田智輝，賀功民，曹京蘭．一種青核桃去皮機(jī)的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究[J]．包裝與食品機(jī)械，2014（01）:32～34．

Research Status of the Green Walnut Peeling Equipment

Zheng Shutong,Kan Za,Li Jingbin,Guo Qinghe
（College of Mechanical and Electronic Engineering，Shihezi University，Shihezi 832000，China）

Green walnut need to be peeled timely after harvest or the nuts will be moldy,So the green walnut peeling machine has become an indispensible equipment during walnut preliminary working process.This paper focuses on existing domestic technology principle of the mechanical peeling and related equipment,analysesand pointsout the advantagesand disadvantagesof these equipment.Thistext providessuggestionsand references for further optimization and further development ofwalnut peeling machine.

Walnut；Peeling；Equipment；Status

10．13620/j．cnki．issn1007-7782．2015．05．003

S226．4

A

1007-7782（2015）05-0009-04

2015-09-15

兵團(tuán)科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)（2011CC003）

坎 雜