堅果剝殼方法的研究與應(yīng)用現(xiàn)狀

宋建雙等

摘要：以堅果機械剝殼技術(shù)為切入點，系統(tǒng)論述擠壓法、撞擊法、撕搓法和碾搓法的剝殼原理、影響因素及適用范圍，簡單介紹典型機械剝殼機構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成，為堅果機械剝殼技術(shù)的發(fā)展及剝殼設(shè)備的開發(fā)提供參考。

關(guān)鍵詞：堅果；機械；剝殼；方法

中圖分類號：S226.4 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1161（2014）06-0042-02

堅果營養(yǎng)豐富，且多數(shù)具有藥用價值，深受人們青睞，隨著人民生活水平的提高，其市場需求量呈逐年增加的趨勢。堅果是一種特殊的農(nóng)業(yè)物料，通常具有堅硬或柔韌的外殼，如核桃、板栗、杏仁、蓮子、白果、松籽、瓜子等。堅果仁外層的果殼主要由木素、纖維素和半纖維素組成，特點是質(zhì)地堅硬、外形不規(guī)則，較難實現(xiàn)果殼與果仁的高質(zhì)量剝離。因此，堅果機械剝殼一直是堅果深加工行業(yè)面臨的重要技術(shù)難題。不同種類堅果的外殼組成成分和性質(zhì)差異較大，導(dǎo)致其力學(xué)特性有很大差別，剝殼方法也不盡相同。系統(tǒng)闡述各種堅果機械剝殼方法的原理及技術(shù)特點，分析堅果剝殼機的研究與應(yīng)用現(xiàn)狀，為堅果剝殼技術(shù)的研究及機械剝殼設(shè)備的研發(fā)提供理論參考。

1 堅果機械剝殼方法類型

堅果機械剝殼是通過機械對堅果施加力的作用，使果殼破碎，并對堅果進行擠壓、揉搓、剪切或碰撞等，從而實現(xiàn)仁與殼的分離。目前，根據(jù)堅果剝殼原理的不同，可將機械剝殼方法分為擠壓法、撞擊法、撕搓法和碾搓法等。

2 堅果機械剝殼方法研究現(xiàn)狀

2.1 擠壓剝殼法

擠壓法剝殼一般是借助壓輥的擠壓作用使堅果殼破碎，適用于外殼較脆且殼、仁間隙大的堅果，常見設(shè)備有杏仁破殼機、核桃破殼機等。利用擠壓破殼原理，朱立學(xué)、羅錫文等研制了軋輥-軋板式銀杏脫殼機，脫殼率可達70%，破碎率小于12%，殼中含仁率和果仁含殼率分別為10%和8%，脫殼效果較好。史建新、高大中等研制的6HP-150型核桃破殼機，主要由導(dǎo)向機構(gòu)、破殼機構(gòu)、分級滾筒、傳動機構(gòu)等組成，如圖1所示。其依靠核桃自身的重力實現(xiàn)物料傳送，使核桃由料斗進入錐形分級滾筒，并沿錐體軸線由小向大排列，由錐形分級滾筒實現(xiàn)不同大小核桃的分級；錐形滾筒帶動核桃旋轉(zhuǎn)并落到導(dǎo)向輥，從而進入擠壓滾筒，在擠壓滾筒的擠壓作用下破殼，實現(xiàn)核桃的殼、仁分離。

擠壓式堅果剝殼法的工作原理如圖2所示。右側(cè)齒盤和左側(cè)弧齒板的斜面倒角為45°，根據(jù)破殼的物料大小，設(shè)定一等的間距為L，齒盤和齒板上分布著一定尺寸的小齒。當堅果進入擠壓滾筒后，旋轉(zhuǎn)的齒盤帶動堅果一邊旋轉(zhuǎn)一邊向下壓入，隨著間隙的逐漸減小，堅果擠壓變形逐漸增加，在齒部擠壓力的作用下，達到碎殼的作用。擠壓機構(gòu)的間隙大小是影響堅果破碎率和脫殼率的重要因素，擠壓力的大小也直接影響著果仁的完整率，因此，擠壓法容易導(dǎo)致堅果仁和殼粘連。

2.2 撞擊破殼法

撞擊法剝殼是通過離心力作用，使高速運動的堅果撞擊到固定擋板上，并受力發(fā)生變形，利用殼、仁具有的不同力學(xué)特性使果殼破裂，從而達到剝殼的目的。這種剝殼方法適用于仁、殼間隙較大，結(jié)合力小，且外殼較脆的物料。該破殼方法的缺點是，撞擊力過大，易導(dǎo)致果仁破碎，進而使果殼和果仁的碎屑相互粘附，難以分離；撞擊力過小，則達不到剝殼的目的。

典型的撞擊式剝殼機結(jié)構(gòu)如圖3所示。剝殼執(zhí)行部件是轉(zhuǎn)盤和擋板。果實一般以一定的速度從可調(diào)節(jié)料門落下，再經(jīng)高速旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤的葉片導(dǎo)向和加速作用，以較快的速度脫離轉(zhuǎn)盤并撞擊壁面，使堅果外殼產(chǎn)生變形和裂紋；當堅果離開壁面時，因果殼與果仁具有不同的彈性和力學(xué)特性，較脆的果殼在裂紋處產(chǎn)生破裂，從而實現(xiàn)果殼與果仁的分離。

2.3 碾搓剝殼法

碾搓法剝殼是通過碾壓和搓擦的方法完成對堅果的剝殼。典型的工作原理是，堅果在固定磨片和運動磨片間受到強烈的碾搓作用，磨片的牙齒不斷地對外殼進行切削，摩擦力和剪切力的共同作用使果殼產(chǎn)生裂紋直至碎裂，從而達到脫殼的目的。這種剝殼方法主要適用外殼硬度低、果仁不易碎裂的堅果，影響剝殼效果的主要因素有物料含水率，堅果籽粒均勻度，圓盤直經(jīng)及轉(zhuǎn)速，磨片間的工作間隙以及磨片上齒的形狀、大小等。

2.4 撕搓剝殼法

撕搓法剝殼是利用相對轉(zhuǎn)動的橡膠輥筒對籽粒進行撕搓，從而實現(xiàn)脫殼的一種方法。工作時，橡膠輥筒以不同轉(zhuǎn)速相對轉(zhuǎn)動，輥筒表面間存在一定的線速差，堅果進入工作區(qū)后與兩輥面相接觸，并隨著輥的轉(zhuǎn)動進入兩輥間，由于橡膠輥的摩擦系數(shù)較大，故堅果同時受輥的摩擦力和輥面法向擠壓力的作用產(chǎn)生破裂，在兩橡膠輥反向撕搓力的作用下完成脫殼過程。該種方法適用于外殼柔韌性較高的堅果，影響其剝殼效果的主要因素有兩輥的線速差、間隙，輥面硬度、橡膠輥直徑等。

參考文獻

[1] 呂小蓮，呂小榮，張孝瓊.堅果剝殼機具的研究現(xiàn)狀與分析[J].食品工業(yè)科技，2011，32（8）：485-488.

[2] 張林泉，龔麗.剝殼機具的現(xiàn)狀及效果改進方法的探討[J].食品與機械，2006，22（4）：72-74.

[3] 杜文華.帶殼物料脫殼技術(shù)研究初探[J].太原師范學(xué)院學(xué)報，2003，2（1）：58-61.

[4] 張艷華，黨新安.板栗脫殼設(shè)備的研究與開發(fā)[J].機械，2004，31（7）：45-47.

[5] 朱立學(xué)，羅錫文，劉少達.軋輥—軋板式銀杏脫殼機的優(yōu)化設(shè)計與試驗[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2008，24（8）：139-142.

摘要：以堅果機械剝殼技術(shù)為切入點，系統(tǒng)論述擠壓法、撞擊法、撕搓法和碾搓法的剝殼原理、影響因素及適用范圍，簡單介紹典型機械剝殼機構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成，為堅果機械剝殼技術(shù)的發(fā)展及剝殼設(shè)備的開發(fā)提供參考。

關(guān)鍵詞：堅果；機械；剝殼；方法

中圖分類號：S226.4 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1161（2014）06-0042-02

堅果營養(yǎng)豐富，且多數(shù)具有藥用價值，深受人們青睞，隨著人民生活水平的提高，其市場需求量呈逐年增加的趨勢。堅果是一種特殊的農(nóng)業(yè)物料，通常具有堅硬或柔韌的外殼，如核桃、板栗、杏仁、蓮子、白果、松籽、瓜子等。堅果仁外層的果殼主要由木素、纖維素和半纖維素組成，特點是質(zhì)地堅硬、外形不規(guī)則，較難實現(xiàn)果殼與果仁的高質(zhì)量剝離。因此，堅果機械剝殼一直是堅果深加工行業(yè)面臨的重要技術(shù)難題。不同種類堅果的外殼組成成分和性質(zhì)差異較大，導(dǎo)致其力學(xué)特性有很大差別，剝殼方法也不盡相同。系統(tǒng)闡述各種堅果機械剝殼方法的原理及技術(shù)特點，分析堅果剝殼機的研究與應(yīng)用現(xiàn)狀，為堅果剝殼技術(shù)的研究及機械剝殼設(shè)備的研發(fā)提供理論參考。

1 堅果機械剝殼方法類型

堅果機械剝殼是通過機械對堅果施加力的作用，使果殼破碎，并對堅果進行擠壓、揉搓、剪切或碰撞等，從而實現(xiàn)仁與殼的分離。目前，根據(jù)堅果剝殼原理的不同，可將機械剝殼方法分為擠壓法、撞擊法、撕搓法和碾搓法等。

2 堅果機械剝殼方法研究現(xiàn)狀

2.1 擠壓剝殼法

擠壓法剝殼一般是借助壓輥的擠壓作用使堅果殼破碎，適用于外殼較脆且殼、仁間隙大的堅果，常見設(shè)備有杏仁破殼機、核桃破殼機等。利用擠壓破殼原理，朱立學(xué)、羅錫文等研制了軋輥-軋板式銀杏脫殼機，脫殼率可達70%，破碎率小于12%，殼中含仁率和果仁含殼率分別為10%和8%，脫殼效果較好。史建新、高大中等研制的6HP-150型核桃破殼機，主要由導(dǎo)向機構(gòu)、破殼機構(gòu)、分級滾筒、傳動機構(gòu)等組成，如圖1所示。其依靠核桃自身的重力實現(xiàn)物料傳送，使核桃由料斗進入錐形分級滾筒，并沿錐體軸線由小向大排列，由錐形分級滾筒實現(xiàn)不同大小核桃的分級；錐形滾筒帶動核桃旋轉(zhuǎn)并落到導(dǎo)向輥，從而進入擠壓滾筒，在擠壓滾筒的擠壓作用下破殼，實現(xiàn)核桃的殼、仁分離。

擠壓式堅果剝殼法的工作原理如圖2所示。右側(cè)齒盤和左側(cè)弧齒板的斜面倒角為45°，根據(jù)破殼的物料大小，設(shè)定一等的間距為L，齒盤和齒板上分布著一定尺寸的小齒。當堅果進入擠壓滾筒后，旋轉(zhuǎn)的齒盤帶動堅果一邊旋轉(zhuǎn)一邊向下壓入，隨著間隙的逐漸減小，堅果擠壓變形逐漸增加，在齒部擠壓力的作用下，達到碎殼的作用。擠壓機構(gòu)的間隙大小是影響堅果破碎率和脫殼率的重要因素，擠壓力的大小也直接影響著果仁的完整率，因此，擠壓法容易導(dǎo)致堅果仁和殼粘連。

2.2 撞擊破殼法

撞擊法剝殼是通過離心力作用，使高速運動的堅果撞擊到固定擋板上，并受力發(fā)生變形，利用殼、仁具有的不同力學(xué)特性使果殼破裂，從而達到剝殼的目的。這種剝殼方法適用于仁、殼間隙較大，結(jié)合力小，且外殼較脆的物料。該破殼方法的缺點是，撞擊力過大，易導(dǎo)致果仁破碎，進而使果殼和果仁的碎屑相互粘附，難以分離；撞擊力過小，則達不到剝殼的目的。

典型的撞擊式剝殼機結(jié)構(gòu)如圖3所示。剝殼執(zhí)行部件是轉(zhuǎn)盤和擋板。果實一般以一定的速度從可調(diào)節(jié)料門落下，再經(jīng)高速旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤的葉片導(dǎo)向和加速作用，以較快的速度脫離轉(zhuǎn)盤并撞擊壁面，使堅果外殼產(chǎn)生變形和裂紋；當堅果離開壁面時，因果殼與果仁具有不同的彈性和力學(xué)特性，較脆的果殼在裂紋處產(chǎn)生破裂，從而實現(xiàn)果殼與果仁的分離。

2.3 碾搓剝殼法

碾搓法剝殼是通過碾壓和搓擦的方法完成對堅果的剝殼。典型的工作原理是，堅果在固定磨片和運動磨片間受到強烈的碾搓作用，磨片的牙齒不斷地對外殼進行切削，摩擦力和剪切力的共同作用使果殼產(chǎn)生裂紋直至碎裂，從而達到脫殼的目的。這種剝殼方法主要適用外殼硬度低、果仁不易碎裂的堅果，影響剝殼效果的主要因素有物料含水率，堅果籽粒均勻度，圓盤直經(jīng)及轉(zhuǎn)速，磨片間的工作間隙以及磨片上齒的形狀、大小等。

2.4 撕搓剝殼法

撕搓法剝殼是利用相對轉(zhuǎn)動的橡膠輥筒對籽粒進行撕搓，從而實現(xiàn)脫殼的一種方法。工作時，橡膠輥筒以不同轉(zhuǎn)速相對轉(zhuǎn)動，輥筒表面間存在一定的線速差，堅果進入工作區(qū)后與兩輥面相接觸，并隨著輥的轉(zhuǎn)動進入兩輥間，由于橡膠輥的摩擦系數(shù)較大，故堅果同時受輥的摩擦力和輥面法向擠壓力的作用產(chǎn)生破裂，在兩橡膠輥反向撕搓力的作用下完成脫殼過程。該種方法適用于外殼柔韌性較高的堅果，影響其剝殼效果的主要因素有兩輥的線速差、間隙，輥面硬度、橡膠輥直徑等。

參考文獻

[1] 呂小蓮，呂小榮，張孝瓊.堅果剝殼機具的研究現(xiàn)狀與分析[J].食品工業(yè)科技，2011，32（8）：485-488.

[2] 張林泉，龔麗.剝殼機具的現(xiàn)狀及效果改進方法的探討[J].食品與機械，2006，22（4）：72-74.

[3] 杜文華.帶殼物料脫殼技術(shù)研究初探[J].太原師范學(xué)院學(xué)報，2003，2（1）：58-61.

[4] 張艷華，黨新安.板栗脫殼設(shè)備的研究與開發(fā)[J].機械，2004，31（7）：45-47.

[5] 朱立學(xué)，羅錫文，劉少達.軋輥—軋板式銀杏脫殼機的優(yōu)化設(shè)計與試驗[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2008，24（8）：139-142.

摘要：以堅果機械剝殼技術(shù)為切入點，系統(tǒng)論述擠壓法、撞擊法、撕搓法和碾搓法的剝殼原理、影響因素及適用范圍，簡單介紹典型機械剝殼機構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成，為堅果機械剝殼技術(shù)的發(fā)展及剝殼設(shè)備的開發(fā)提供參考。

關(guān)鍵詞：堅果；機械；剝殼；方法

中圖分類號：S226.4 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1161（2014）06-0042-02

堅果營養(yǎng)豐富，且多數(shù)具有藥用價值，深受人們青睞，隨著人民生活水平的提高，其市場需求量呈逐年增加的趨勢。堅果是一種特殊的農(nóng)業(yè)物料，通常具有堅硬或柔韌的外殼，如核桃、板栗、杏仁、蓮子、白果、松籽、瓜子等。堅果仁外層的果殼主要由木素、纖維素和半纖維素組成，特點是質(zhì)地堅硬、外形不規(guī)則，較難實現(xiàn)果殼與果仁的高質(zhì)量剝離。因此，堅果機械剝殼一直是堅果深加工行業(yè)面臨的重要技術(shù)難題。不同種類堅果的外殼組成成分和性質(zhì)差異較大，導(dǎo)致其力學(xué)特性有很大差別，剝殼方法也不盡相同。系統(tǒng)闡述各種堅果機械剝殼方法的原理及技術(shù)特點，分析堅果剝殼機的研究與應(yīng)用現(xiàn)狀，為堅果剝殼技術(shù)的研究及機械剝殼設(shè)備的研發(fā)提供理論參考。

1 堅果機械剝殼方法類型

堅果機械剝殼是通過機械對堅果施加力的作用，使果殼破碎，并對堅果進行擠壓、揉搓、剪切或碰撞等，從而實現(xiàn)仁與殼的分離。目前，根據(jù)堅果剝殼原理的不同，可將機械剝殼方法分為擠壓法、撞擊法、撕搓法和碾搓法等。

2 堅果機械剝殼方法研究現(xiàn)狀

2.1 擠壓剝殼法

擠壓法剝殼一般是借助壓輥的擠壓作用使堅果殼破碎，適用于外殼較脆且殼、仁間隙大的堅果，常見設(shè)備有杏仁破殼機、核桃破殼機等。利用擠壓破殼原理，朱立學(xué)、羅錫文等研制了軋輥-軋板式銀杏脫殼機，脫殼率可達70%，破碎率小于12%，殼中含仁率和果仁含殼率分別為10%和8%，脫殼效果較好。史建新、高大中等研制的6HP-150型核桃破殼機，主要由導(dǎo)向機構(gòu)、破殼機構(gòu)、分級滾筒、傳動機構(gòu)等組成，如圖1所示。其依靠核桃自身的重力實現(xiàn)物料傳送，使核桃由料斗進入錐形分級滾筒，并沿錐體軸線由小向大排列，由錐形分級滾筒實現(xiàn)不同大小核桃的分級；錐形滾筒帶動核桃旋轉(zhuǎn)并落到導(dǎo)向輥，從而進入擠壓滾筒，在擠壓滾筒的擠壓作用下破殼，實現(xiàn)核桃的殼、仁分離。

擠壓式堅果剝殼法的工作原理如圖2所示。右側(cè)齒盤和左側(cè)弧齒板的斜面倒角為45°，根據(jù)破殼的物料大小，設(shè)定一等的間距為L，齒盤和齒板上分布著一定尺寸的小齒。當堅果進入擠壓滾筒后，旋轉(zhuǎn)的齒盤帶動堅果一邊旋轉(zhuǎn)一邊向下壓入，隨著間隙的逐漸減小，堅果擠壓變形逐漸增加，在齒部擠壓力的作用下，達到碎殼的作用。擠壓機構(gòu)的間隙大小是影響堅果破碎率和脫殼率的重要因素，擠壓力的大小也直接影響著果仁的完整率，因此，擠壓法容易導(dǎo)致堅果仁和殼粘連。

2.2 撞擊破殼法

撞擊法剝殼是通過離心力作用，使高速運動的堅果撞擊到固定擋板上，并受力發(fā)生變形，利用殼、仁具有的不同力學(xué)特性使果殼破裂，從而達到剝殼的目的。這種剝殼方法適用于仁、殼間隙較大，結(jié)合力小，且外殼較脆的物料。該破殼方法的缺點是，撞擊力過大，易導(dǎo)致果仁破碎，進而使果殼和果仁的碎屑相互粘附，難以分離；撞擊力過小，則達不到剝殼的目的。

典型的撞擊式剝殼機結(jié)構(gòu)如圖3所示。剝殼執(zhí)行部件是轉(zhuǎn)盤和擋板。果實一般以一定的速度從可調(diào)節(jié)料門落下，再經(jīng)高速旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤的葉片導(dǎo)向和加速作用，以較快的速度脫離轉(zhuǎn)盤并撞擊壁面，使堅果外殼產(chǎn)生變形和裂紋；當堅果離開壁面時，因果殼與果仁具有不同的彈性和力學(xué)特性，較脆的果殼在裂紋處產(chǎn)生破裂，從而實現(xiàn)果殼與果仁的分離。

2.3 碾搓剝殼法

碾搓法剝殼是通過碾壓和搓擦的方法完成對堅果的剝殼。典型的工作原理是，堅果在固定磨片和運動磨片間受到強烈的碾搓作用，磨片的牙齒不斷地對外殼進行切削，摩擦力和剪切力的共同作用使果殼產(chǎn)生裂紋直至碎裂，從而達到脫殼的目的。這種剝殼方法主要適用外殼硬度低、果仁不易碎裂的堅果，影響剝殼效果的主要因素有物料含水率，堅果籽粒均勻度，圓盤直經(jīng)及轉(zhuǎn)速，磨片間的工作間隙以及磨片上齒的形狀、大小等。

2.4 撕搓剝殼法

撕搓法剝殼是利用相對轉(zhuǎn)動的橡膠輥筒對籽粒進行撕搓，從而實現(xiàn)脫殼的一種方法。工作時，橡膠輥筒以不同轉(zhuǎn)速相對轉(zhuǎn)動，輥筒表面間存在一定的線速差，堅果進入工作區(qū)后與兩輥面相接觸，并隨著輥的轉(zhuǎn)動進入兩輥間，由于橡膠輥的摩擦系數(shù)較大，故堅果同時受輥的摩擦力和輥面法向擠壓力的作用產(chǎn)生破裂，在兩橡膠輥反向撕搓力的作用下完成脫殼過程。該種方法適用于外殼柔韌性較高的堅果，影響其剝殼效果的主要因素有兩輥的線速差、間隙，輥面硬度、橡膠輥直徑等。

參考文獻

[1] 呂小蓮，呂小榮，張孝瓊.堅果剝殼機具的研究現(xiàn)狀與分析[J].食品工業(yè)科技，2011，32（8）：485-488.

[2] 張林泉，龔麗.剝殼機具的現(xiàn)狀及效果改進方法的探討[J].食品與機械，2006，22（4）：72-74.

[3] 杜文華.帶殼物料脫殼技術(shù)研究初探[J].太原師范學(xué)院學(xué)報，2003，2（1）：58-61.

[4] 張艷華，黨新安.板栗脫殼設(shè)備的研究與開發(fā)[J].機械，2004，31（7）：45-47.

[5] 朱立學(xué)，羅錫文，劉少達.軋輥—軋板式銀杏脫殼機的優(yōu)化設(shè)計與試驗[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2008，24（8）：139-142.