淺談干殼蓮子分級設備現(xiàn)狀及發(fā)展

摘 要：干殼蓮子的分級是殼蓮機械化加工中重要的工序之一。文章首先分析了干殼蓮子分級的工藝要求，然后列舉了幾種市面上常見的干殼蓮子分級設備，對其工作原理、結(jié)構(gòu)組成等進行了簡要的說明，最后對干殼蓮子分級設備的發(fā)展趨勢進行了展望。

關(guān)鍵詞：干殼蓮子；分級；圓筒篩；桿篩

引言

蓮子是我國江南地區(qū)最富有特色的農(nóng)產(chǎn)品之一，具有較高的營養(yǎng)價值[1]。根據(jù)收割時蓮子的成熟度，一般可分為新鮮蓮子和干殼蓮子，其中干殼蓮子由于其水分含量少，儲存時間長，因此其加工量與產(chǎn)量等比新鮮蓮子要大的多[2]。干殼蓮子的分級是殼蓮機械化加工中最重要的工序之一，通過對蓮子按其短軸直徑的分級，然后在將分級之后的蓮子分別送入不同的間距的剝殼機中進行剝殼，能顯著提高蓮子剝殼后的質(zhì)量，相比不分級的蓮子，其剝殼率高，且破損率低。

1 干殼蓮子分級工藝要求

干殼蓮子是一種典型的堅果類農(nóng)產(chǎn)品，其機械剝殼的最常見的方法主要是切割式，通過扁平型刀片或者螺旋刀等對其短軸進行環(huán)切。由于蓮子尺寸的差異，導致機械剝殼時，有的蓮子沒有被刀片切割到，有的蓮子尺寸過大時，會被切割刀具壓碎或擠破，導致蓮子產(chǎn)品質(zhì)量不高。為了提高蓮子的剝殼率，降低破損率，有必要對蓮子進行分級預處理[3-4]。

干殼蓮子分級的主要目的是控制剝殼時刀具切入蓮殼的深度，不同尺寸的蓮子采用不同的剝殼間距。通過分級處理，能保證某一剝殼機中的蓮子的短軸直徑在一定尺寸范圍內(nèi)。切割時，對應該尺寸的蓮子，通過調(diào)整切割刀具與支撐蓮子通道之間的距離，既能保證刀具對蓮殼完全切割，又不至于切割到蓮仁，能顯著提高蓮子剝殼時的整仁率，增加蓮子產(chǎn)品的經(jīng)濟利用價值。如武漢輕工大學丁世云等老師研制的桿篩式蓮子分級機，其結(jié)合蓮子的實際尺寸分布[5]，將蓮子按短軸直徑分為8個級別，大于15.5mm，15-15.5mm，14.5-15mm，13.5-14mm，13-13.5mm，12.5-13mm，小于12.5mm。分級之后蓮子分別進入多頭蓮子剝殼機的8個通道中。

2 幾種干殼蓮子分級設備

2.1 圓筒式蓮子分級機

圓筒式蓮子分級機是一種典型的旋轉(zhuǎn)篩面，將不同篩孔直徑的篩面組合成一圓形滾筒，并按一定傾斜角度安裝，待分級的蓮子置于滾筒內(nèi)。工作時，滾筒在電機的帶動下低速旋轉(zhuǎn)，蓮子在滾筒內(nèi)表面摩擦力的帶動下隨滾筒一起運動，蓮子與篩面之間由于重力和摩擦力的差異，會產(chǎn)生相對運動，當蓮子的短軸直徑小于篩孔直徑時，蓮子即穿過篩面，到達分級的目的。武漢輕工大學易啟偉等人在對干殼蓮子機械化加工技術(shù)與裝備進行研發(fā)時，采用了一種套筒式圓筒分級篩對殼蓮進行分級處理，其結(jié)構(gòu)簡圖如圖1所示。該機的滾筒篩體由三個不同直徑的圓形篩套裝在一起組成，可將蓮子按標準分為4級（小于12mm，12-14mm，14-16mm，大于16mm），其篩孔為長條形，能對蓮子按短軸直徑進行分級。

圓筒式蓮子分級機一般產(chǎn)量較大，單位產(chǎn)量能耗低，但其最大的缺點一是篩面利用率不高，同一時間只有部分蓮子與篩面接觸；二是由于蓮子一般為橢球形，中間直徑較大，兩端直徑較小，因此非常容易發(fā)生堵孔現(xiàn)象，進一步降低了篩面利用率，影響分級效果。

2.2 柵欄式蓮子分級機

柵欄式蓮子分級機是在圓筒式蓮子分級機的基礎(chǔ)上改進設計而來，與傳統(tǒng)的圓筒篩采用的圓形或者長條形孔不同，柵欄式分級機采用三節(jié)或者更多柵欄取代了傳統(tǒng)的圓形篩面。湘潭縣宏興隆湘蓮食雜有限公司的賀書紅發(fā)明了一種柵欄式蓮子分級機[6]，該機主要由進料斗、分級篩筒、筒體柵欄、減速器、電機、機架、出料斗、行走車輪等組成，其結(jié)構(gòu)簡圖如圖2所示。分級篩筒的筒體由三段柵欄構(gòu)成，每段筒體篩欄的間隙逐漸變小，每段柵欄下方都有出料斗，可將蓮子分成4個不同尺寸級別。整體篩筒安裝在機架上，機架傾斜安裝，其中位置較高的一端有進料斗；另一端為傳動機構(gòu)，由驅(qū)動電機及減速器等構(gòu)成。機器的底部安裝有行走車輪，方便移動。

柵欄式蓮子分級機采用了柵欄的結(jié)構(gòu)，在一定程度上避免了蓮子容易堵孔缺點，結(jié)構(gòu)簡單，運行維護成本低，但該機分級精度不高，限制了其使用范圍。

1.進料斗；2.分級篩筒；3.筒體柵欄；4.減速器；5.皮帶；6.電機；

7.機架；8.行走車輪；9.出料斗；10.主軸

圖2 柵欄式蓮子分級機

2.3 桿篩式蓮子分級機

桿篩式蓮子分級機主要利用兩根同向旋轉(zhuǎn)的篩桿對蓮子進行分級的。武漢輕工大學丁世云等人研制了一種桿篩式蓮子分級機[]，該機主要由進料斗、傳動系統(tǒng)、排序上料螺桿、篩桿、導流桿、出料管、機架等部分組成，其結(jié)構(gòu)簡圖如圖3所示。

1.進料斗；2.傳動系統(tǒng)；3.排序上料螺桿；4.支撐座；5.篩桿；

6.導流桿；7.出料管；8.機架

圖3 桿篩式蓮子分級機結(jié)構(gòu)簡圖

該機的主要工作原理如下：待分級的干殼蓮子，在輸送機構(gòu)中被螺旋輥和光輥的作用下，依次進入到兩根篩桿和導流桿構(gòu)成的篩分通道中，由于兩篩桿同向旋轉(zhuǎn)，蓮子邊調(diào)整姿態(tài)邊向前進。由于兩根篩桿之間的間隙逐漸變大，當蓮子的短軸直徑小于篩桿間隙時，蓮子通過不同的出料管排出，完成蓮子的分級。

該機結(jié)構(gòu)簡單，占地面積小，能耗低，且分級之后的蓮子精度高，但該機由于蓮子以直線單列進入篩桿中進行分級，因此產(chǎn)量低，僅適合小批量蓮子的加工生產(chǎn)。

3 蓮子分級設備發(fā)展趨勢

現(xiàn)有的蓮子分級設備在一定程度上加速了蓮子機械化加工過程，但是也存在諸多問題，如加工的單一性，不能柔性加工等。另外，分級設備的自動調(diào)整性也不強，分級精度不夠等。

隨著計算機技術(shù)的高速發(fā)展，基于機器視覺的各種分級機械也層出不窮，蓮子的分級也可采用機器視覺等光電自動感應技術(shù)，改善現(xiàn)有的蓮子機械分級的瓶頸問題，且能實現(xiàn)循環(huán)分選——將未分級好的蓮子通過后續(xù)檢測裝置重新回到進料端，繼續(xù)進行分級處理?；跈C器視覺CCD光電分選和傳感器技術(shù)的蓮子分級機是未來蓮子分級設備的發(fā)展趨勢。

4 結(jié)束語

干殼蓮子分級作為殼蓮機械化加工中重要的工藝環(huán)節(jié)，對干殼蓮子的加工及殼蓮產(chǎn)品質(zhì)量有非常重要的影響。文章對幾種典型的干殼蓮子分級設備進行了介紹，說明了其工作原理，分析了其優(yōu)缺點，并對干殼蓮子分級設備發(fā)展趨勢進行了展望。

參考文獻

[1]鄭寶東，鄭金鬼，曾紹校.我國主要蓮子品種營養(yǎng)成分的分析[J].營養(yǎng)學報，2003，25（2）：153-156.

[2]易啟偉，王旺平，張永林.干殼蓮子剝殼穿心機械化加工技術(shù)與裝備[J].食品與機械，2010（4）：81-83.

[3]杜錚，宗力.干殼蓮子螺桿分級機設計與分級試驗[J].農(nóng)機化研究，2009（9）：117-119.

[4]杜錚，宗力.蓮子分級設備的研究與應用現(xiàn)狀分析[J].湖北農(nóng)業(yè)科學，2009（4）：978-981.

[5]丁世云，胡志剛，王旺平.蓮子分級桿篩設計與分級試驗[J].武漢工業(yè)學院學報，2008（1）：20-22.

[6]賀書紅.全自動蓮子分級裝置[P].中國專利：2007200626978.0，200

7.

作者簡介：劉思琪，女，武漢輕工大學動物科學與營養(yǎng)工程學院學生。