堅果剝殼方法的研究與應用現狀

宋建雙等

摘要：以堅果機械剝殼技術為切入點，系統論述擠壓法、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的結構組成，為堅果機械剝殼技術的發展及剝殼設備的開發提供參考。

關鍵詞：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

堅果營養豐富，且多數具有藥用價值，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業物料，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，特點是質地堅硬、外形不規則，較難實現果殼與果仁的高質量剝離。因此，堅果機械剝殼一直是堅果深加工行業面臨的重要技術難題。不同種類堅果的外殼組成成分和性質差異較大，導致其力學特性有很大差別，剝殼方法也不盡相同。系統闡述各種堅果機械剝殼方法的原理及技術特點，分析堅果剝殼機的研究與應用現狀，為堅果剝殼技術的研究及機械剝殼設備的研發提供理論參考。

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，從而實現仁與殼的分離。目前，根據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，常見設備有杏仁破殼機、核桃破殼機等。利用擠壓破殼原理，朱立學、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，主要由導向機構、破殼機構、分級滾筒、傳動機構等組成，如圖1所示。其依靠核桃自身的重力實現物料傳送，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不同大小核桃的分級；錐形滾筒帶動核桃旋轉并落到導向輥，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。右側齒盤和左側弧齒板的斜面倒角為45°，根據破殼的物料大小，設定一等的間距為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，旋轉的齒盤帶動堅果一邊旋轉一邊向下壓入，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，并受力發生變形，利用殼、仁具有的不同力學特性使果殼破裂，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構如圖3所示。剝殼執行部件是轉盤和擋板。果實一般以一定的速度從可調節料門落下，再經高速旋轉轉盤的葉片導向和加速作用，以較快的速度脫離轉盤并撞擊壁面，使堅果外殼產生變形和裂紋；當堅果離開壁面時，因果殼與果仁具有不同的彈性和力學特性，較脆的果殼在裂紋處產生破裂，從而實現果殼與果仁的分離。

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，圓盤直經及轉速，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動的橡膠輥筒對籽粒進行撕搓，從而實現脫殼的一種方法。工作時，橡膠輥筒以不同轉速相對轉動，輥筒表面間存在一定的線速差，堅果進入工作區后與兩輥面相接觸，并隨著輥的轉動進入兩輥間，由于橡膠輥的摩擦系數較大，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狀與分析[J].食品工業科技，2011，32（8）：485-488.

[2] 張林泉，龔麗.剝殼機具的現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.帶殼物料脫殼技術研究初探[J].太原師范學院學報，2003，2（1）：58-61.

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

[5] 朱立學，羅錫文，劉少達.軋輥—軋板式銀杏脫殼機的優化設計與試驗[J].農業工程學報，2008，24（8）：139-142.

摘要：以堅果機械剝殼技術為切入點，系統論述擠壓法、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的結構組成，為堅果機械剝殼技術的發展及剝殼設備的開發提供參考。

關鍵詞：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

堅果營養豐富，且多數具有藥用價值，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業物料，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，特點是質地堅硬、外形不規則，較難實現果殼與果仁的高質量剝離。因此，堅果機械剝殼一直是堅果深加工行業面臨的重要技術難題。不同種類堅果的外殼組成成分和性質差異較大，導致其力學特性有很大差別，剝殼方法也不盡相同。系統闡述各種堅果機械剝殼方法的原理及技術特點，分析堅果剝殼機的研究與應用現狀，為堅果剝殼技術的研究及機械剝殼設備的研發提供理論參考。

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，從而實現仁與殼的分離。目前，根據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，常見設備有杏仁破殼機、核桃破殼機等。利用擠壓破殼原理，朱立學、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，主要由導向機構、破殼機構、分級滾筒、傳動機構等組成，如圖1所示。其依靠核桃自身的重力實現物料傳送，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不同大小核桃的分級；錐形滾筒帶動核桃旋轉并落到導向輥，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。右側齒盤和左側弧齒板的斜面倒角為45°，根據破殼的物料大小，設定一等的間距為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，旋轉的齒盤帶動堅果一邊旋轉一邊向下壓入，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，并受力發生變形，利用殼、仁具有的不同力學特性使果殼破裂，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構如圖3所示。剝殼執行部件是轉盤和擋板。果實一般以一定的速度從可調節料門落下，再經高速旋轉轉盤的葉片導向和加速作用，以較快的速度脫離轉盤并撞擊壁面，使堅果外殼產生變形和裂紋；當堅果離開壁面時，因果殼與果仁具有不同的彈性和力學特性，較脆的果殼在裂紋處產生破裂，從而實現果殼與果仁的分離。

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，圓盤直經及轉速，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動的橡膠輥筒對籽粒進行撕搓，從而實現脫殼的一種方法。工作時，橡膠輥筒以不同轉速相對轉動，輥筒表面間存在一定的線速差，堅果進入工作區后與兩輥面相接觸，并隨著輥的轉動進入兩輥間，由于橡膠輥的摩擦系數較大，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狀與分析[J].食品工業科技，2011，32（8）：485-488.

[2] 張林泉，龔麗.剝殼機具的現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.帶殼物料脫殼技術研究初探[J].太原師范學院學報，2003，2（1）：58-61.

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

[5] 朱立學，羅錫文，劉少達.軋輥—軋板式銀杏脫殼機的優化設計與試驗[J].農業工程學報，2008，24（8）：139-142.

摘要：以堅果機械剝殼技術為切入點，系統論述擠壓法、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的結構組成，為堅果機械剝殼技術的發展及剝殼設備的開發提供參考。

關鍵詞：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

堅果營養豐富，且多數具有藥用價值，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業物料，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，特點是質地堅硬、外形不規則，較難實現果殼與果仁的高質量剝離。因此，堅果機械剝殼一直是堅果深加工行業面臨的重要技術難題。不同種類堅果的外殼組成成分和性質差異較大，導致其力學特性有很大差別，剝殼方法也不盡相同。系統闡述各種堅果機械剝殼方法的原理及技術特點，分析堅果剝殼機的研究與應用現狀，為堅果剝殼技術的研究及機械剝殼設備的研發提供理論參考。

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，從而實現仁與殼的分離。目前，根據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，常見設備有杏仁破殼機、核桃破殼機等。利用擠壓破殼原理，朱立學、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，主要由導向機構、破殼機構、分級滾筒、傳動機構等組成，如圖1所示。其依靠核桃自身的重力實現物料傳送，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不同大小核桃的分級；錐形滾筒帶動核桃旋轉并落到導向輥，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。右側齒盤和左側弧齒板的斜面倒角為45°，根據破殼的物料大小，設定一等的間距為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，旋轉的齒盤帶動堅果一邊旋轉一邊向下壓入，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，并受力發生變形，利用殼、仁具有的不同力學特性使果殼破裂，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構如圖3所示。剝殼執行部件是轉盤和擋板。果實一般以一定的速度從可調節料門落下，再經高速旋轉轉盤的葉片導向和加速作用，以較快的速度脫離轉盤并撞擊壁面，使堅果外殼產生變形和裂紋；當堅果離開壁面時，因果殼與果仁具有不同的彈性和力學特性，較脆的果殼在裂紋處產生破裂，從而實現果殼與果仁的分離。

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，圓盤直經及轉速，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動的橡膠輥筒對籽粒進行撕搓，從而實現脫殼的一種方法。工作時，橡膠輥筒以不同轉速相對轉動，輥筒表面間存在一定的線速差，堅果進入工作區后與兩輥面相接觸，并隨著輥的轉動進入兩輥間，由于橡膠輥的摩擦系數較大，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狀與分析[J].食品工業科技，2011，32（8）：485-488.

[2] 張林泉，龔麗.剝殼機具的現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.帶殼物料脫殼技術研究初探[J].太原師范學院學報，2003，2（1）：58-61.

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

[5] 朱立學，羅錫文，劉少達.軋輥—軋板式銀杏脫殼機的優化設計與試驗[J].農業工程學報，2008，24（8）：139-142.