雙通道獨(dú)立調(diào)節(jié)核桃風(fēng)選機(jī)的研制

劉 佳，楊莉玲，朱占江，崔寬波，沈曉賀

（ 新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所，新疆 烏魯木齊830091）

0 引言

核桃又稱胡桃，是世界著名的“四大干果”之一[1]。中國核桃栽培歷史悠久，已有2000 多年歷史，是核桃的原產(chǎn)地之一[2-3]。 據(jù)農(nóng)業(yè)部數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，截止2018 年，中國核桃年產(chǎn)量達(dá)到了326.87 萬t，新疆核桃產(chǎn)量達(dá)到了83.67 萬t[4]。 然而核桃空癟率高的問題嚴(yán)重制約了核桃原料的銷售價(jià)格，影響了核桃的商品性以及企業(yè)、農(nóng)戶的信譽(yù)[5]。 目前新疆核桃種植基本上還處在小農(nóng)個(gè)體經(jīng)營，而甘肅、陜西、四川、云南以及山西、河北、遼寧等地的核桃?guī)缀醵挤N在山上，田間管理粗放不規(guī)范，由于核桃種植過程中營養(yǎng)、水分供應(yīng)不足，另外農(nóng)戶為了能盡快將核桃采收后賣掉，往往提前對(duì)核桃進(jìn)行采摘，不能嚴(yán)格按照核桃成熟時(shí)間進(jìn)行采摘，使得核桃不成熟、核桃仁不飽滿，空癟核桃較多。 經(jīng)過脫青皮、清洗、烘干后的核桃中不僅含有空癟核桃，還含有一部分破碎的核桃殼，這些雜質(zhì)嚴(yán)重影響了核桃的商品性。 目前，針對(duì)去空癟核桃的設(shè)備未見報(bào)道， 實(shí)際生產(chǎn)中多以人工挑選為主，靠視覺及手感，準(zhǔn)確率不高，效率低[6]。因此， 利用飽滿核桃與空癟核桃在空氣動(dòng)力特性上的顯著差異，研制了雙通道獨(dú)立調(diào)節(jié)風(fēng)選機(jī)。 該設(shè)備生產(chǎn)率高、風(fēng)選精度高，既適合合作社、企業(yè)規(guī)?；a(chǎn)又適合農(nóng)戶產(chǎn)地加工。

1 主要結(jié)構(gòu)及工作原理

1.1 主要結(jié)構(gòu)

如圖1，該機(jī)主要由機(jī)架、正壓風(fēng)機(jī)、電磁振動(dòng)給料機(jī)、風(fēng)選通道、沉淀箱、除雜裝置組成。機(jī)架下部安裝有正壓風(fēng)機(jī)， 風(fēng)選通道下端與正壓風(fēng)機(jī)的出口連接。機(jī)架上部安裝有電磁振動(dòng)給料機(jī)以及進(jìn)料斗。機(jī)架的中間為沉淀箱， 沉淀箱通過彎頭與風(fēng)選管道連接，沉淀箱下部連接有二次風(fēng)選剔除物出料斗和一次風(fēng)選剔除物出料口。 機(jī)架的右側(cè)設(shè)置有除塵裝置，與沉淀箱的上端連接，除塵裝置由吸風(fēng)罩、吸風(fēng)管道、負(fù)壓風(fēng)機(jī)、集塵管道和收集布袋組成。

風(fēng)選通道被隔板分成兩個(gè)獨(dú)立的風(fēng)選通道，兩個(gè)獨(dú)立的風(fēng)選通道內(nèi)均設(shè)置有風(fēng)選溜板，以及能獨(dú)立調(diào)節(jié)風(fēng)量的風(fēng)選翻板旋鈕拉線調(diào)節(jié)裝置，兩個(gè)風(fēng)選溜板上分別設(shè)有數(shù)顯風(fēng)速測速儀。

1.2 工作原理

核桃混合物經(jīng)電磁振動(dòng)給料機(jī)從風(fēng)選通道上方的進(jìn)料斗喂入。由正壓風(fēng)機(jī)在通道下方吹風(fēng)，形成正壓氣流，風(fēng)選通道中產(chǎn)生的氣流將風(fēng)選溜板上的混合物料中比重較輕的物料（空癟核桃及其他雜質(zhì)）吹入沉淀箱中。當(dāng)物料進(jìn)入沉淀箱時(shí)，由于沉淀箱的面積突然擴(kuò)大，風(fēng)速迅速降低，再加上沉淀箱隔板上部為弧形的作用，使氣流迅速轉(zhuǎn)向，核桃殼依靠自身的重力與氣流分離開，落在各自的沉淀箱相應(yīng)部分內(nèi)，通過二次風(fēng)選剔除物出料斗和一次風(fēng)選剔除物出料口排出機(jī)體外， 核桃隨著重力的作用由出料斗滑出機(jī)體外?；覊m由負(fù)壓風(fēng)機(jī)經(jīng)吸風(fēng)管道吸出，至收集布袋收集。

2 主要技術(shù)參數(shù)

3 設(shè)備特點(diǎn)

3.1 設(shè)備風(fēng)量可以獨(dú)立調(diào)節(jié)，分選效果好

設(shè)備可實(shí)現(xiàn)一個(gè)正壓風(fēng)機(jī)獨(dú)立控制兩個(gè)風(fēng)選通道，對(duì)物料進(jìn)行兩次連續(xù)分選，將原果核桃及空癟核桃一次分離，提高了分選效率。分選處出的雜物也相應(yīng)分開，方便后續(xù)處理。

3.2 設(shè)備風(fēng)量可以精確調(diào)節(jié)，適應(yīng)性強(qiáng)

配合數(shù)顯風(fēng)速探測儀，通過調(diào)節(jié)翻板各自的旋鈕拉線調(diào)節(jié)裝置，可實(shí)現(xiàn)各自風(fēng)選通道無級(jí)調(diào)節(jié)風(fēng)量（腔體內(nèi)風(fēng)速調(diào)節(jié)范圍0～40 m/s）的大小，因此，適應(yīng)性強(qiáng)，只要調(diào)整氣流大小，即可適應(yīng)不同種類的物料的風(fēng)選。

3.3 設(shè)備不會(huì)造成粉塵污染

采用真空（負(fù)壓風(fēng)機(jī)）狀態(tài)下清除物料中粉塵和碎屑，物料、雜物、灰塵不會(huì)外揚(yáng)，可保持車間環(huán)境衛(wèi)生。

4 試驗(yàn)情況

選用冷庫放置半年的新新2 核桃進(jìn)行空癟核桃風(fēng)選試驗(yàn)，人工挑選3 組核桃，每組100 個(gè)，其中空癟核桃20 個(gè)，利用雙通道獨(dú)立調(diào)節(jié)風(fēng)選機(jī)風(fēng)選試驗(yàn)，調(diào)節(jié)風(fēng)速在15～22 m/s 的條件下，試驗(yàn)結(jié)果見表1。試驗(yàn)結(jié)果表明，空癟核桃風(fēng)選率≥90%。

表1 風(fēng)選試驗(yàn)結(jié)果

5 結(jié)束語

根據(jù)豐滿核桃與空癟核桃以及空殼雜質(zhì)等在空氣動(dòng)力特性方面的顯著差異，研制的雙通道獨(dú)立調(diào)節(jié)風(fēng)選機(jī)，不僅可以獨(dú)立控制兩個(gè)風(fēng)選通道，對(duì)物料進(jìn)行兩次連續(xù)分選，而且通過數(shù)顯風(fēng)速探測儀可以精確調(diào)節(jié)風(fēng)量，可以有效去除核桃中混有的空癟殼核桃。 通過應(yīng)用，生產(chǎn)率可以達(dá)到2 t/h，是人工挑選的100 倍（人工挑選≤20 kg/h），風(fēng)選率≥90%，加工成本不足人工成本的2%，大大降低了勞動(dòng)強(qiáng)度和生產(chǎn)成本，提高了核桃品質(zhì)，為核桃產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了支撐。