國內核桃脫青皮機械設備研究現狀分析

鄭書童，坎 雜，李景彬，郭慶賀

（石河子大學機械電氣工程學院，新疆 石河子 832003）

國內核桃脫青皮機械設備研究現狀分析

鄭書童，坎 雜，李景彬，郭慶賀

（石河子大學機械電氣工程學院，新疆 石河子 832003）

采收后的青核桃需及時脫青皮，否則易導致果仁霉變，因此核桃脫青皮機械是核桃初加工環節中不可或缺的設備。文中重點介紹了國內目前采用的機械化脫青皮技術原理及相關設備，分析了設備的優缺點，為后續核桃脫青皮機械設備的進一步優化與開發提供了參考對策與建議。

核桃；脫青皮；裝備；現狀

0 引言

由于核桃具有較高的營養價值和藥用功效，越來越受到人們的喜愛。我國是核桃種植大國，種植面積已居世界第一[1]，新疆是我國核桃主產區之一。據統計，截至2011年，新疆全區種植面積已達420萬hm2，核桃總產量23．4萬t[2]。核桃成熟后需及時脫青皮，否則會導致果仁霉爛變色，嚴重影響核桃的品質。傳統的核桃脫青皮作業普遍采用堆漚法手工剝青皮。堆漚易造成污液滲入果殼內污染果仁，降低核桃外觀品質及商品價值；手工脫青皮勞動強度大，效率低，每小時僅為30～50 kg，剝皮不完全的核桃需再次堆漚，進行第2次手工剝除[3]，且手工剝皮衛生條件差，對人皮膚傷害較大。因此，傳統脫青皮法已不能滿足現有核桃生產需要，發展機械脫青皮技術，提高脫皮效率是核桃產業發展的必經之路。

通過整理國內核桃機械脫青皮技術相關資料，目前機械脫青皮技術主要分為3類：（1）刮削法；（2）切割法；（3）擠壓法。

1 刮削法脫青皮

刮削法脫青皮的原理是利用刮削部件與青核桃做相對運動，通過刮削部件（一般為鋼絲刷）的刮削作用將核桃外層的青皮刮掉，實現核桃脫青皮。

1.1 已投入應用的相關設備

新疆機械研究院股份有限公司劉西寧等人研制的6TXH-3600型青核桃脫皮清洗機[4]的脫青皮裝置主要由篩條、蓋板、篩條滾筒、凹板、鋼絲刷等組成（圖1）。青皮核桃由人工倒在物料升運器喂入口的輸送鏈耙上向上輸送，物料進入到工作空腔內，滾筒電機通過減速器和驅動軸帶動滾筒轉動，鋼絲刷和凹板篩條相互配合對青核桃進行刮削、碾壓和揉搓，核桃青皮自核桃上脫落并從篩孔中落下，實現核桃脫青皮。該機破碎率小于3%，脫皮率大于85%，操作保養簡單，維修方便，性能穩定可靠，故障率低，但該機為固定作業機具，可移動性差，且人工參與成分較多。

新疆農業科學院農業機械化研究所楊忠強等人設計的核桃脫青皮機[5]（圖2）主要由喂料口、板刷、鏈板輸送帶、間隙調節裝置、傳動系統、角度調節裝置、出料口等組成。工作時，青皮核桃經喂料口到鏈板輸送帶表面進入板刷脫青皮區，鏈板輸送帶帶動青皮核桃前移，與板刷上的鋼絲刷產生相對運動，使青皮核桃不斷受到擠壓、滾搓和剪切作用，從而將青皮脫離下來。該機可通過調節板刷與鏈板輸送帶的間隙和角度，實現對不同品種及大小的核桃脫青皮，有效提高了青皮脫凈率，降低了核桃破碎率。

圖1 6TXH-3600型青核桃脫皮清洗機結構示意

圖2 核桃脫青皮機結構示意

1.2 相關專利設備

陜西省農業機械研究所劉東琴等人研制的青核桃脫皮機[6]（圖3）主要由機體、入料斗、噴淋水管、上柵板、螺旋毛刷輥、下柵板、出料斗等組成。工作時，將青核桃由入料斗喂入，青核桃進入上柵板以及下柵板與螺旋毛刷輥之間的空間，在螺旋毛刷輥鋼絲刷的梳刷以及柵板的擠壓、摩擦作用下將核桃青皮剝離。其他相關研究還有昆明理工大學的張兆國等人研制的青核桃去皮清洗一體機[7]，鳳縣秦鑫機械制造有限責任公司馬騏等人研制的青皮核桃脫皮機[8]，常振民研制的鋼刷青核桃脫皮機[9]等。

2 切割法脫青皮

切割法脫青皮原理：在刀片與青核桃作相對運動的過程中，刀片將青核桃表層的青皮割裂，青皮在摩擦力的作用下與核桃殼脫離，達到脫青皮的目的。

2.1 已投入應用的相關設備

馮宏波等人研制的5QHT-500型青核桃脫皮清洗機[10]（圖4）主要由機架、旋切滾刀、可調格柵、固定格柵等組成。工作時，螺旋線排列的旋切滾刀轉動，青核桃從喂料口喂入，落在旋切滾筒與格柵之間的間隙內，在滾刀的切割和滾筒與格柵的擠壓、摩擦作用下將核桃青皮剝離。該脫皮機械結構簡單，成本低廉，對不同尺寸青核桃具有較強的適用性，破殼率小于3%，脫凈率高達99%，核桃加工商、經銷商、農戶和小型加工企業均適用，市場需求潛力大。

圖3 青核桃脫皮機結構示意

圖4 5QHT-500型青核桃脫皮清洗機結構示意

2.2 相關專利設備

謝志宏研制的立式青核桃脫皮機[11]（圖5）主要由機架、料筒、轉刀筒、剝皮裝置、脫皮刀片、清渣片、鋼絲刷、保護層、振動篩等組成。工作時，青核桃由進料口倒入料筒中，旋轉的螺旋形脫皮刀片與靜止的料筒內壁配合對青皮核桃進行切削和擠壓，從而將核桃的果與青皮剝離。該機的硅膠保護層和刀片的形狀呈螺旋形，使得核桃在料筒中的行程變長，切削時間延長，而且經切削作用后的核桃旋轉到鋼絲刷位置后，鋼絲刷繼續對核桃上殘留的青皮進行刷除，保證了核桃青皮脫凈率，提高了生產效率。該類機械其他相關研究還有劉維永設計的一種青核桃脫皮機[12]；王一設計青核桃脫皮機[13]等。

圖5 立式青核桃脫皮機結構示意

3 擠壓法脫青皮

擠壓法脫青皮原理是通過擠壓力的作用使青核桃表層的青皮破裂，再將其與核桃殼分離的方法。

陜西省農業機械研究所王維研制的齒輪齒圈式青核桃去皮機[14]（圖6）主要由機架、柵條滾筒、進出料口等組成。工作時，將待加工的青皮核桃用上料輸送機一次性加入柵條滾筒，柵條滾筒轉動帶動青核桃自轉，核桃與核桃之間、核桃與篩網之間具有擠壓、揉搓、摩擦等作用，核桃青皮在以上作用下被剝離。該機適應性強，不受成熟度影響，經試驗得知，該機青皮脫凈率大于95%，破碎率小于1%，但不能實現連續作業，降低了工作效率。

陜西省農業機械研究所王亞妮研制的核桃去皮機[15]（圖7）主要由料斗、主動輥筒、出皮板、出料板等組成。工作時，通過主動輥轉動將料斗內的青皮核桃帶入去皮區域-輥筒與壓板之間的間隙，該間隙小于帶青皮的核桃而大于去掉青皮的原核桃，間隙大小可通過限位機構調整，彈簧對壓板產生一定的預緊力，通過壓板與輥筒對青核桃的擠壓、滾動碾搓作用將核桃青皮去掉。該設備簡單實用，去皮行程短，去皮效率高，但該設備去掉的青皮外形尺寸較大，不易于核桃分離，需要人工分檢輔助作業。

圖6 齒輪齒圈式脫青皮機結構示意

圖7 青核桃去皮機結構示意

4 結語

綜上所述，相比傳統的堆漚法手工剝青皮，核桃脫青皮機械大大減輕了人工勞動強度，提高了脫青皮效率，且多數機型價格低廉、結構簡單，購置成本低，但部分機型無法實現連續作業，且機具針對不同品種的核桃適應性有待提高。因此，針對我國核桃脫青皮機械研究現狀，亟需開發完成一套能連續作業、自動化程度高、效率高，且適應不同品種核桃脫青皮的裝備，該設備的開發對于今后核桃初加工產業邁向規模化、現代化具有重要意義。

[1]蔣建兵，王璽，王蕓蕓．世界核桃產銷形勢分析[J]．山西果樹，2012（01）:58～59．

[2]實施產業化戰略大力推進新疆核桃產業發展．[EB/OL]．http://www．xjnb．gov．cn/news/Show．asp?id=14256．

[3]溫黎軍，朱紅祥．阿克蘇核桃采后處理技術[J]．山西果樹，2014（02）:51．

[4]劉西寧，程明．6TXH-3600型青核桃脫皮清洗機的研制[J]．新疆農機化，2012（01）:23～24．

[5]楊忠強，李忠新，楊莉玲，劉奎，朱占江，劉佳．核桃脫青皮機的設計與試驗[J]．中國農機化學報，2013（05）:190～194．

[6]劉東琴，盧軍黨，王亞妮，田智輝，王佩，鄒超．一種青核桃脫皮機[P]．陜西：CN104287059A,2015-01-21．

[7]張兆國，馬佳樂，張永成．一種青核桃去皮清洗一體機[P]．云南：CN104256858A,2015-01-07．

[8]馬騏，雒永春．青皮核桃脫皮機[P]．陜西：CN104432420A, 2015-03-25．

[9]常振民，常濤，常雷，常振生．鋼刷青核桃脫皮機[P]．北京：CN104621683A，2015-05-20．

[10]馮宏波，史毅偉，張瓊化．5QHT-500型青核桃脫皮清洗機的研制[J]．當代農機，2012（09）:58～59．

[11]謝志宏．一種立式青核桃脫皮機[P]．云南：CN1046 64558A，2015-06-03．

[12]劉維永．一種青核桃脫皮機：中國，201220160189．7[P]．2012-04-13．

[13]王一．一種青核桃脫皮機[P]．云南：CN204070440U，2015-01-07．

[14]王維，劉東琴，王亞妮，徐國寧．一種實用型青核桃去皮機的設計與試驗[J]．包裝與食品機械，2014（03）:14～16．

[15]王亞妮，盧軍黨，王維，田智輝，賀功民，曹京蘭．一種青核桃去皮機的設計與試驗研究[J]．包裝與食品機械，2014（01）:32～34．

Research Status of the Green Walnut Peeling Equipment

Zheng Shutong,Kan Za,Li Jingbin,Guo Qinghe
（College of Mechanical and Electronic Engineering，Shihezi University，Shihezi 832000，China）

Green walnut need to be peeled timely after harvest or the nuts will be moldy,So the green walnut peeling machine has become an indispensible equipment during walnut preliminary working process.This paper focuses on existing domestic technology principle of the mechanical peeling and related equipment,analysesand pointsout the advantagesand disadvantagesof these equipment.Thistext providessuggestionsand references for further optimization and further development ofwalnut peeling machine.

Walnut；Peeling；Equipment；Status

10．13620/j．cnki．issn1007-7782．2015．05．003

S226．4

A

1007-7782（2015）05-0009-04

2015-09-15

兵團科技創新團隊（2011CC003）

坎 雜