關于牡丹籽脫殼加工工藝的探討

梁棟

摘 要 牡丹籽雖然是一種花的果實，但是，隨著他所含的各種人體所必須成分的逐步被認識 ，使得人們在非常重視健康，養生與食療的今天，牡丹籽油又得到了高度的重視。進而如何提高牡丹籽的脫殼效果，又成為了迫在眉睫的新課題。

關鍵詞 清理 分級 脫殼 分選

中圖分類號：TQ28 文獻標識碼：A

1背景介紹

油用牡丹是一種灌木植物。野生的牡丹主要分布于陜西省太白山一帶、延安萬花山、山東省菏澤、聊城、河南省洛陽、安徽省亳州市、銅陵市鳳凰山、甘肅省等。現在用于生產中的油用牡丹僅有鳳丹和紫斑兩個品種，其中紫斑又分為嫁接和實生品種。

油用牡丹是一種新興的木本油料作物，具備突出的“三高一低”的特點：高產出（五年生畝產可達300公斤，畝綜合效益可達萬元）、高含油率（籽含油率22%）、高品質（不飽和脂肪酸含量92%）、低成本（油用牡丹耐旱耐貧瘠，適合荒山綠化造林、林下種植；一年種百年收，成本低）。牡丹籽油中含有豐富的亞油酸所占比例為23.34%。

亞油酸是細胞的組成成分，特別是參與線粒體及細胞膜磷質的合成。缺乏亞油酸可能導致線粒體腫脹、細胞膜機構、功能的改變、膜透性、脆性增加。

亞油酸與脂質代謝關系密切。體內的膽固醇要與脂肪酸結合才能在體內轉送進行正常代謝。亞油酸缺乏后膽固醇轉送受阻不能進行正常代謝，就會在體內沉積，最終導致疾病。

亞油酸是合成前列素的必須前提，體內缺乏亞油酸，組織形成前列素的能力就會減退。亞油酸還會對由于X射線引起的一些皮膚損傷有保護作用。

牡丹籽油不但能夠預防心腦血管疾病，還有治療脂肪肝的奇特功效。

亞油酸的另一個功效就是組成細胞膜的原材料。組成細胞膜的材料就是不飽和脂肪酸。亞油酸有強化新陳代謝，增強細胞活力的功能。

牡丹籽油不僅營養豐富還含有豐富而獨特的生物活性物質， -亞麻酸是人類生命進化過程中最基本、最核心的物質是合成細胞膜的主要元素，既可內服又可外用，具有活血化瘀、消炎殺菌、促進細胞再生、激活末梢神經、降血壓、降血脂、減肥等作用，外用可以美容養顏，消除色素沉積，減少皺紋，使肌膚細膩光潔，富有彈性。外用還對治療口腔潰瘍、鼻炎、關節炎、皮膚病（包括青春痘、腳氣、手腳蛻皮、上火起泡、濕疹、紅腫、癢疼等）有奇效。

牡丹籽油中含有超過40%的亞麻酸，每天直接內服6—10ml牡丹籽油，對身體大有裨益。素以嚴苛著稱的美國食品與藥品管理委員會（FDA）確認 —亞麻酸的14項功能為：降血脂和降血壓、增強自身免疫、預防糖尿病、防治癌癥、減肥、防腦中風和心肌梗塞、清理血中有害物質和防治心臟病、緩減更年期綜合癥、提神健腦，增強注意力和記憶力、輔助治療多發性硬化癥、輔助治療類風濕性關節炎、用于皮膚癬或濕疹、預防與治療便秘、腹瀉和胃腸綜合癥、飲酒前，內服少許牡丹籽油，還可迅速保護胃、腸和肝功能。

由于牡丹籽油中所含有豐富的生物活性物質，因此，如何高效完整的對牡丹籽進行脫殼，從而，為下一步的榨油提供完整不含種皮的高品質牡丹籽仁。就成為了農產品脫殼行業當前必須解決的主要問題。

2主要工藝流程

牡丹籽脫殼加工成套設備主要由四部分組成：清理、分級、脫殼、分選。

2.1清理、分級

2.1.1清理

由于牡丹籽原料從地里收來后有很多的雜質。如草棍、土塊、石頭等。首先要對其清理，已獲得比較干凈的原料后才能進行加工。最終設計出針對牡丹籽原料清理的多功能除雜機，用來清理牡丹籽原料。

2.1.2分級

要想把級分好就要搞清楚篩分，篩分的目的是希望篩子給料中小于篩孔的粒級全部進入篩下產物，但在工業生產條件下，要達到這一目的是很困難的，而篩上產物中或多或少總含有一些小于篩孔的細粒，為了評價篩分進行的完全程度，引入篩分效率，即指實際得到的篩分產物中與給料中所含小于篩孔的物料質量之比。

其中： a—給料中小于篩孔尺寸之含量，%；

b—篩上產物中小于篩孔尺寸之含量，%；

c—篩下產物中小于篩孔尺寸之含量，%。

如何提高篩分效率一直是選礦廠破碎車間的重要問題之一。實踐證明，提高篩分效率的途徑可從如下幾方面入手：

（1）采用大規格篩子。大型圓振動篩增加了振動力和振幅，使篩板對物料的沖擊應力和剪切應力增大以克服礦粒之間的黏著力，也減少了篩面的堵塞，使被篩物料快速完成松散、分層和透篩。由于篩子作業條件的改善，提高了篩分效率。

（2）增加篩分面積。篩分實踐證明，減少單位篩面上物料量可改善篩分效率。當篩面上實際物料量為篩子能力的約80%時，篩子篩分效率最高。當用篩子做分級設備時，由于細粒級多，應保證有足夠篩分面積和適當加長篩面，使長寬比在2：1以上有利于提高篩分效率。

（3）采用合理的傾角，控制物料在篩面上的流動速度。一般講，傾角大篩面上物料運動速度快、生產能力大，但效率低。要獲得較高篩分效率，物料在篩面上運動速度一般控制在0.6m/S以下，故篩面要保持15度左右的傾角。

（4）采用等厚篩分法。隨著篩分過程進行，篩面上物料厚度從給料端到排料端逐漸變薄，造成篩面利用率先緊后松的不合理供料現象，為此可采用不同傾角的折線型篩面，以控制物料在篩面各段有不同的運動速度，使物流坡式向前流動，從而提高難篩粒子在排出端的透篩機會。

（5）采用擴大篩孔的多層篩。普通單層篩給料中“難篩粒子”和“阻礙粒子”（大于篩孔粒子）幾乎全部從給料端運動到排料端，從而影響了中、細粒物料的分層與透篩。采用從下層到上層篩孔逐漸加大、篩面傾角逐漸減小的多層篩。即對不同粒度的物料用不同傾角和篩孔的篩面，在上層、中層、下層篩面上分別完成物料松散、分層，預篩分和細粒篩分作用，克服篩孔的堵塞，提高篩分效率。

那么經過清理后的牡丹籽原料顆粒大小是不同的，要想牡丹籽脫殼取得很好的效果，必須要對其進行分級，只有同一級別、同樣大小的牡丹籽原料同時進行脫殼，才能減少破碎率。要使每個級別的原料里既沒有上一級的大顆粒，又沒有下級別的小顆粒。為此，經過反復試驗，反復改進，最終確定了篩片的形狀尺寸以及篩體結構的設計，設計制做出一次性將牡丹籽原料分成5個等級的牡丹籽原料分級篩，不但分級效果好，而且效率高，它涵蓋了國內外所有牡丹籽原料，從大的到小，從皮仁之間結合比較緊密的到皮仁間有間隙的。

2.2脫殼

脫殼部分是整個牡丹籽脫殼生產線中最關鍵的一環，脫殼機是整套設備的心臟。在我們的牡丹籽脫殼成套設備中，涉及到了我們的一項國家已授權的發明專利。即一臺蕎麥脫殼機。經過反復試驗，該機用于牡丹籽脫殼效果極佳。不僅產量高，而且整仁率高。該機的各項指標與其他同類設備相比有顯著提高：出仁率為72-75%提高了3個百分點、整仁率99%提高了2個百分點、皮中含仁為0.03%，提高了3個百分點、仁中含籽0.1%提高了3個百分點，他解決了近些年來，在我國牡丹籽加工設備與迅猛發展的牡丹籽深加工要求不匹配的問題，我國以往的牡丹籽加工設備（主要是脫殼設備）存在著很多不足。其表現在：脫殼后的仁破碎大、產量低；仁中含籽皮多，影響油的品質。

因此，擺在我們面前的問題和我們的研究課題就更加清晰了：那就是研制一臺能解決上述問題的新型牡丹籽脫殼機。

2.2.1技術方案及原理

本發明的脫殼機所解決的技術問題是，克服現有牡丹籽脫殼機存在的工作間隙難以精確調整（尤其是在開機情況下）、生產效率低、破碎率高等問題，提供了一種工作間隙調整方便、生產效率高、整仁率高的微調式牡丹籽脫殼機。

脫殼機圖

本發明有一個作為外罩的外筒體2（見脫殼機圖），在外桶中裝有內套，內套的中心有一個軸承座1，軸承座中裝有轉動軸3，轉動軸上裝有動砂輪4-1，在外筒上部裝有上蓋，在上蓋的下部裝有與動砂輪相配的定砂輪4-2，其特殊之處是，所述的上蓋由內圈5和外圈6構成，內圈與外圈之間為螺紋連接，利用螺紋將內圈和外圈連接在一起，并通過轉動內圈來改變內圈相對外圈的位置，從而對定砂輪4-2與動砂輪4-1之間的間隙進行調整。在外圈上有若干個刻度定位孔，在內圈有一個刻度指針，以實現定砂輪與動砂輪之間的微調。其工作原理即，將已分級的牡丹籽原料由料斗喂入上蓋下部定砂輪與動砂輪之間的圓錐型腔，在動砂輪的動力作用下，原料受離心力和摩擦力作用彼此間壓力迅速增加并瞬間通過（特定材質、硬度的、粒度的）砂輪脫殼面，使牡丹籽仁破殼而出。

2.2.2關鍵技術的先進性和突出創新點

（1）內圈與外圈之間用螺紋連接，并在外圈上設置刻度時針，即將內圈與外圈連接在一起，又可調整定砂輪與動砂輪之間的間隙。本發明的內圈相對于外圈轉過一周，定砂輪與動砂輪之間的間隙即可改變一個螺距，而內圈轉過一個刻度定砂輪與動砂輪之間的間隙變化僅為幾道，實現了定砂輪與動砂輪之間的微調，且調整的精度高、簡便、快捷，從而使本發明能夠適應和加工不同品種、不同飽滿程度的牡丹籽，并確保牡丹籽仁的完整性。

（2）定砂輪與動砂輪相配合的一側采用圓錐形錐面，從而在動砂輪與定砂輪之間形成圓錐形的擠壓腔，通過動砂輪的旋轉向外擠壓物料，增大了出料的壓力，使牡丹籽在從中心向四周運動的過程中受到擠壓和瞬間短暫的摩擦，這種擠壓是物料與物料之間的柔性擠壓、摩擦是物料與砂輪之間的短暫摩擦。它既可以使牡丹籽更容易脫殼，脫殼完整，又確保了脫殼的產量，從而大幅度提高了牡丹籽的整仁率，提高了牡丹籽仁的品質。此外，出料壓力的增大會使出料量增大，從而提高了生產的效率，適應大規模工業化生產的要求。

（3）在定砂輪與動砂輪相配合的一側采用圓錐形錐面，因而縮小了兩輪之間的摩擦面，減少了摩擦阻力，故動砂輪的旋轉速度得到提高，從而進一步增加了產量。由于是食品加工砂輪材料采用了白剛玉，并經過反復試驗選定了砂輪最合適硬度、粒度，由于結構和材料的特殊性，該機的各項指標與其他同類設備相比有顯著的提高。

2.3分選

分選就是經過清理、分級、脫殼后的牡丹籽是以一種皮殼、仁及未被脫開的牡丹籽的混合物的形式存在。要想得到干凈的牡丹籽仁就要將上述三種混合物清楚的各自分開，這就是分選所要達到的目的。

但是，如何能取得好的分選效果，就要將分選與分級聯系起來，統籌考慮。根據不同地區的不同物料所具有的外形特征、外皮與內仁的結合緊密度，皮的薄厚來確定分選篩孔與分級篩孔的一一對應關系，只有建立起了他們的對應關系，才能取得好的分選效果，即低的仁中含籽皮率，并且通過風的運用來將牡丹籽脫殼后混合物中的皮殼吸走。然后，通過篩子上面將未脫開的牡丹籽返回循環再脫殼，而篩子的下面就是被篩出的牡丹籽仁了。

2.4規模、功能系統性

牡丹籽脫殼加工是一個系統工程。圍繞著脫殼機有很多輔助設備，它包括清理機、分級機、提升機、吸風回料系統、分選機等。其中：清理機是為了把原料中的大小雜質、重雜質、輕雜質處理掉，分級機是為了保證脫殼后的分選效果，把原料按顆粒大小分開。吸風回料系統是為了把脫殼后的皮殼集中起來、分選機是將脫殼后的仁集中起來。這樣，就把脫殼后的各種主付產品分別開來，形成一個完整的牡丹籽加工系統。該系統占地面積為16米長、1.8米寬、高3.5米。總銷售價15萬元（產量：24噸/日）。若是大型設備（產量：150噸/日）。占地面積25米長10米寬。總銷售價40萬元左右。

3應用情況及分析

牡丹籽雖然是一種傳統農作物，但由于其獨特的營養價值被認為是世界性的新興作物。所以在人民生活不斷改善、并且非常重視食療健康的今天，牡丹籽加工設備、其中，主要是脫殼設備前景是非常好的，因為，牡丹籽油的生產才剛剛開始，未來的發展前景是非常美好的。

由于本設備中的核心部件脫殼機是已榮獲國家發明專利的產品，其結構和采用的材質上有獨到之處，所以近年來在國內外受到客戶的廣泛認可。

我公司近三年這類脫殼分選成套設備所形成的銷售收入已達到近4000萬元，其產品主要銷售到國內國際兩個市場，其中，在國際市場上遠銷到芬蘭、印度、俄羅斯、烏克蘭等國家、在國內的脫殼市場更占主導地位，。產品遍及主要產區，包括：甘肅、內蒙、寧夏、四川、河南、河北、遼寧等。為很多經濟欠發達地區的農民擺脫貧困，搞深加工出口創匯，提供良好的設備。其對社會的直接經濟和社會效益包括：可為社會創造近千個就業崗位、可為國民經濟每年創產值五千萬元、為國家創匯近百萬元。可以預計隨著人們對健康食療的逐步認識，牡丹籽脫殼設備必將在國內國際兩個市場上取得更大的成果，為社會做出更大貢獻。