澳洲堅(jiān)果破殼技術(shù)研究進(jìn)展與發(fā)展對策

余佳威，朱代根

（西南林業(yè)大學(xué)，云南 昆明 650224）

澳洲堅(jiān)果（Macadamiaintegrifolia）為山龍眼科澳洲堅(jiān)果屬植物，原產(chǎn)于澳大利亞昆士蘭東南部和新南威爾士東北部沿岸的亞熱帶雨林地區(qū)[1]。澳洲堅(jiān)果具有很高的營養(yǎng)價(jià)值，果仁香味獨(dú)特、質(zhì)地細(xì)膩，味美可口，經(jīng)濟(jì)價(jià)值高，在國際市場上備受青睞，被譽(yù)為“堅(jiān)果之王”。

澳洲堅(jiān)果破殼技術(shù)一直是制約澳洲堅(jiān)果產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的技術(shù)瓶頸之一。云南地區(qū)作為澳洲堅(jiān)果的主要生產(chǎn)基地，2015年我國澳洲堅(jiān)果（殼果）總產(chǎn)量中,云南為7960t，占全國總產(chǎn)量的77.88%，且產(chǎn)量呈逐年上漲趨勢，市場潛力巨大[2]。然而，同國外澳洲堅(jiān)果產(chǎn)業(yè)相比，我國的澳洲堅(jiān)果產(chǎn)業(yè)起步較晚，且相應(yīng)的堅(jiān)果采摘去皮技術(shù)、加工處理技術(shù)以及加工設(shè)備與國外存在著一定的差距，對澳洲堅(jiān)果破殼取仁是產(chǎn)品深加工中的關(guān)鍵技術(shù)，有利于提高果農(nóng)的經(jīng)濟(jì)收入和產(chǎn)品品質(zhì)以及促進(jìn)澳洲堅(jiān)果經(jīng)濟(jì)市場的發(fā)展，因此，研發(fā)出高破殼率、整仁率低的澳洲堅(jiān)果破殼機(jī)具有重要意義。

1 澳洲堅(jiān)果破殼作業(yè)的發(fā)展

隨著澳洲堅(jiān)果果仁的營養(yǎng)價(jià)值逐漸被人們熟知，市場對澳洲堅(jiān)果的需求日益增大，越來越多的果農(nóng)意識到生產(chǎn)由澳洲堅(jiān)果果仁制成的產(chǎn)品能帶來較大的經(jīng)濟(jì)效益，但由于破殼取仁一直是產(chǎn)品加工中的難題且傳統(tǒng)的手工破殼效率低、碎仁率高，只能利用機(jī)械破殼裝備代替?zhèn)鹘y(tǒng)手工破殼。然而，當(dāng)前我國使用的澳洲堅(jiān)果破殼裝備尚存在不足，與國外堅(jiān)果破殼裝備相比還存在著差距，主要表現(xiàn)在破殼效率不高、果仁完整率較低、果仁表皮損傷率較高等，這將直接影響到澳洲堅(jiān)果果仁的加工以及產(chǎn)品的質(zhì)量。目前,國內(nèi)外學(xué)者對澳洲堅(jiān)果破殼取仁裝備進(jìn)行了一些研究，而破殼效率與果仁完整率較低是澳洲堅(jiān)果破殼待解決的關(guān)鍵問題，若這些問題得到解決，不僅可以推動(dòng)我國澳洲堅(jiān)果產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，而且也可為其它堅(jiān)果破殼取仁裝備設(shè)計(jì)提供一定的理論參考，具有重要的意義。

2 澳洲堅(jiān)果破殼的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

2.1 澳洲堅(jiān)果破殼特性的相關(guān)研究

為在澳洲堅(jiān)果破殼技術(shù)上有新的突破，國內(nèi)外學(xué)者對澳洲堅(jiān)果破殼特性展開了大量研究工作，主要集中在澳洲堅(jiān)果的干燥特性、破殼工藝參數(shù)等方面。刁卓超等研究了澳洲堅(jiān)果干燥特性，得到了澳洲堅(jiān)果經(jīng)熱風(fēng)干燥后，果殼和果仁之間會出現(xiàn)間隙，種臍向最為突出，厚度向間隙增大幅度最小[3]。黃克昌等研究了澳洲堅(jiān)果果仁的洞道干燥特性，得到了熱風(fēng)溫度越高，干燥越快，干燥速率也越高且果仁的酸值和過氧化值無明顯變化，澳洲堅(jiān)果果仁的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定良好[4]。楊薇等研究了澳洲堅(jiān)果熱風(fēng)干燥過程中果殼收縮特性，并得出澳洲堅(jiān)果果殼的收縮在寬度向、種臍向、水平向存在差異，線性變?yōu)閷挾认蜃钚?，其次為種臍向，水平向最大，且隨含水率的減少而呈非線性增長趨勢[5]。

澳洲堅(jiān)果破殼工藝參數(shù)為澳洲堅(jiān)果破殼裝備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。涂燦等對澳洲堅(jiān)果破殼整仁的影響因素進(jìn)行研究，通過正交試驗(yàn)優(yōu)化出適宜澳洲堅(jiān)果破殼的最佳工藝參數(shù)為加載速率45mm/min、沿水平向加載、果殼含水率6%～9%，整仁率最高可達(dá)93%，這為澳洲堅(jiān)果破殼機(jī)的研制提供了理論基礎(chǔ)[6]。王詩琪等對澳洲堅(jiān)果進(jìn)行正交試驗(yàn)和有限元分析獲得澳洲堅(jiān)果最佳破殼加載方向?yàn)檠胤N臍線方向和破殼加載速率在25mm/min～45mm/min之間[7]。

2.2 澳洲堅(jiān)果破殼裝備的研究現(xiàn)狀

2008年廣西亞熱帶作物研究所研制了板式澳洲堅(jiān)果脫殼機(jī)以及鏈?zhǔn)桨闹迗?jiān)果脫殼機(jī)。板式澳洲堅(jiān)果脫殼機(jī)的工作原理為帶莢的澳洲堅(jiān)果進(jìn)入進(jìn)料斗后螺旋軸，輸送到螺旋軸和漸變距脫殼板構(gòu)成的脫殼機(jī)構(gòu)進(jìn)行脫殼，脫殼后的果實(shí)由出口端排出，然后落入出料斗內(nèi)的種子收集槽內(nèi)，而果莢碎片則落入脫殼腔體下方，再落入出料斗的果莢收集槽中，實(shí)現(xiàn)果莢和種子的有效分離[8]。

鏈?zhǔn)桨闹迗?jiān)果脫殼機(jī)的工作原理是事先根據(jù)澳洲堅(jiān)果的大小調(diào)節(jié)好壓緊手柄及開口銷的位置，再用固定桿將壓緊手柄固定，澳洲堅(jiān)果在螺旋軸和脫殼機(jī)構(gòu)的共同作用下，果實(shí)在運(yùn)送過程中受到擠搓，果莢裂開，種子脫出，完成脫殼過程[9]。

2016年中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)機(jī)械研究所研制一種雙通道澳洲堅(jiān)果破殼裝置，工作時(shí)將破殼機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝在工作機(jī)架上，并啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，帶動(dòng)刀盤轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速設(shè)置為306r/min，通過下料斗將澳洲堅(jiān)果由導(dǎo)料箱蓋上的進(jìn)料口送入破殼機(jī)構(gòu)的兩個(gè)破碎室時(shí)，澳洲堅(jiān)果隨著刀盤轉(zhuǎn)動(dòng)，在旋轉(zhuǎn)過程中，安裝在刀盤上的第一破殼刀與安裝在破殼箱室兩側(cè)的第二破殼刀交錯(cuò)時(shí)，形成剪切力，將夾在兩刀之間的澳洲堅(jiān)果外殼剪碎后甩出破碎室，最后由導(dǎo)料箱蓋上的出料口送出，完成整個(gè)破殼過程,通過試驗(yàn)表明，每小時(shí)破殼量約為150kg（最大產(chǎn)能可達(dá)200kg/h），破殼率95%，整仁率90%[10]。

2017年云南智奇工程技術(shù)有限公司研制了臥式澳洲堅(jiān)果破殼機(jī)，工作時(shí)沖頭安裝于作上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)的燕尾型滑塊沖頭固定板上，燕尾型滑塊上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)通過安裝于燕尾型滑塊上的燕尾滑道齒條與直齒輪構(gòu)成齒輪齒條傳動(dòng)形式實(shí)現(xiàn)，直齒輪通過驅(qū)動(dòng)軸與往復(fù)式動(dòng)力轉(zhuǎn)盤連接，直齒輪與燕尾型滑塊的燕尾滑道齒條正交，往復(fù)式動(dòng)力轉(zhuǎn)盤經(jīng)驅(qū)動(dòng)軸帶動(dòng)直齒輪往復(fù)旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)燕尾型滑塊的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)往復(fù)沖頭上下沖壓沖擊破殼運(yùn)動(dòng)，通過試驗(yàn)顯示破殼率和整仁率可達(dá)到95%以上[11]。

板式澳洲堅(jiān)果脫殼機(jī)、鏈?zhǔn)桨闹迗?jiān)果脫殼機(jī)以及手動(dòng)剪切式澳洲堅(jiān)果剝殼機(jī)這三種澳洲堅(jiān)果破殼設(shè)備，與傳統(tǒng)的手工脫殼相比，破殼效率固然很高，但由于破殼前沒有進(jìn)行堅(jiān)果分級工作，果仁碎仁率高，產(chǎn)品質(zhì)量大大降低。對于臥式澳洲堅(jiān)果破殼機(jī)，雖通過試驗(yàn)破殼率和整仁率均能達(dá)到95%以上，但由于需要人工喂料，破殼效率會大打折扣。

3 澳洲堅(jiān)果破殼技術(shù)發(fā)展對策

3.1 政府加強(qiáng)重視

政府部門在實(shí)行鼓勵(lì)種植澳洲堅(jiān)果政策的前提下還應(yīng)集中資金加大對澳洲堅(jiān)果加工方面的研究。重點(diǎn)圍繞澳洲堅(jiān)果育種、采摘去皮、破殼工藝與設(shè)備的研制或引進(jìn)相應(yīng)的配套設(shè)備，與此同時(shí)，還應(yīng)加強(qiáng)澳洲堅(jiān)果育種和形成產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)桨l(fā)展，獲得我國自有的優(yōu)良澳洲堅(jiān)果品種以及形成規(guī)?；a(chǎn)品加工，獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益。

3.2 提升技術(shù)及培養(yǎng)專業(yè)人才

建立高水平國際合作交流平臺，促進(jìn)同國外堅(jiān)果研究學(xué)者之間的交流，與此同時(shí)，加強(qiáng)對堅(jiān)果領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人才培養(yǎng)，并引導(dǎo)各行業(yè)、各領(lǐng)域之間進(jìn)行交流合作，促進(jìn)堅(jiān)果經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。此外，在產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，發(fā)揮對外貿(mào)易合作，國際科技交流等方面重要作用。

3.3 完善推廣體系

重點(diǎn)圍繞技術(shù)推廣和營銷推廣體系的完善，技術(shù)推廣體系的完善，可使科技成果推廣應(yīng)用渠道更流暢，果農(nóng)學(xué)習(xí)新技術(shù)，獲取更大的經(jīng)濟(jì)效益；營銷推廣體系的完善，可開拓澳洲堅(jiān)果銷售市場，讓更多的消費(fèi)者了解澳洲堅(jiān)果，有利于澳洲堅(jiān)果市場推廣和產(chǎn)業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展。