菇娘摩擦脫皮機的設計與試驗

李　昕，馮海新，劉　珊，劉婷婷，張　順，張春芝

（黑龍江八一農墾大學 食品學院，黑龍江　大慶　163319）

菇娘摩擦脫皮機的設計與試驗

李昕，馮海新，劉珊，劉婷婷，張順，張春芝

（黑龍江八一農墾大學 食品學院，黑龍江大慶163319）

針對目前人工菇娘脫皮勞動強度大、效率較低，不能滿足大規模生產需求的現狀，進行了菇娘摩擦脫皮機的設計與試驗。設備通過毛刷與凹凸杯體內壁相對運動產生摩擦力對菇娘進行脫皮。試驗分析了設備摩擦脫皮的影響因素，得出菇娘皮含水率、電機功率等因素影響最大。并通過樣機試驗，得出在菇娘皮含水率1.80%、電機功率95W條件下脫皮率可達85%，脫皮損傷率11%。

菇娘；摩擦；脫皮

菇娘果（拉丁學名為：Calyx seu Fructus Physalis），亦稱菇蔦，又叫錦燈籠，為一年生茄科植物。菇娘的漿果是一種食用與藥用為一體的高級新型營養保健“草本水果”，有清熱解毒、鎮咳、潤喉、利尿的功能。成熟漿果，鮮食味道甜酸適口、風味極佳，也可制罐頭、果汁、果茶和釀酒，是營養豐富的滋補品［1，2］。隨著菇娘及其衍生品受到人們的熱烈追捧，菇娘的種植面積和規模也在不斷地擴大。無論是做飲品還是直接食用都要將果皮與果實分離，目前菇娘果皮分離主要為人工脫皮為主，勞動強度大，并且效率較低，不能滿足大規模生產需求。目前國內外仍沒有適用于菇娘脫皮的機械，為此本文進行了菇娘摩擦脫皮機的設計與試驗［3］。這對實現菇娘脫皮的機械化，提高工作效率，減輕勞動強度，降低生產成本有著重要的意義。

1　菇娘摩擦脫皮機的主要結構與工作原理

1.1 主要結構

菇娘摩擦脫皮機主要由毛刷、缸筒、硅膠、電機組成，將干燥后的菇娘人工投入缸筒中，電機帶動毛刷轉動，在摩擦力的作用下將菇娘皮脫掉。其結構如圖1所示。

圖1　菇娘摩擦脫皮機Fig1-1.The friction type peeling machine of Mushroom

1.2 工作原理

通過菇娘在缸筒內與毛刷的相對旋轉運動，利用摩擦原理將其外皮剝落。圓筒內壁采用硅膠材料制成，壁面上雕刻有均勻的凹槽，具有很好的摩擦性，且食用級硅膠對身體無害。毛刷是羊毛材質，較軟，在與菇娘接觸時對其果實損傷小。

2　材料與方法

2.1 試驗材料

2.1.1 試驗原料

黃菇娘，購買于淘寶網及市場。

2.1.2 主要儀器

電子分析天平，JAR2140，梅特勒—托利多儀器（上海）有限公司。電熱恒溫鼓風干燥箱，DHG-9145A，上海森信實驗儀器有限公司。菇娘摩擦脫皮機，試驗自制。

2.2 試驗方法

2.2.1 預處理方法

將菇娘采用鼓風干燥機進行干燥，使其外皮干燥而不影響果實的水分流失。采用分樣控制干燥時間、干燥溫度來完成材料表皮的干燥。

2.2.2 菇娘皮含水率對菇娘脫皮率的影響

將預處理好的菇娘隨機選取放入缸筒中，電機功率為95W，分別測出菇娘含水率為1.65%，1.70%，1.75%，1.80%，1.85%，1.90%時菇娘脫皮率，得出最佳含水率。

2.2.3 電機功率對菇娘脫皮率的影響

將預處理好的菇娘隨機選取放入缸筒中，菇娘皮含水率為1.80%，分別測出電機功率為85W，90W，95W，100W，105W（設備檔位）時菇娘脫皮率，得出最佳電機功率。

3　結果與分析

3.1 菇娘皮含水率對菇娘脫皮率的影響

固定電機功率為95W，測定菇娘皮含水率為1.70%，1.75%、1.80%，1.85%，1.90%時菇娘的脫皮率，考察菇娘皮含水率對菇娘脫皮率的影響。

由此可以看出菇娘皮含水率越低，菇娘的脫皮率越好。這是因為菇娘皮的含水率越低，與毛刷、內壁之間的摩擦效果越好，更利于將皮磨碎脫除。但菇娘皮含水太低，會導致菇娘果實含水率下降，影響果實品質，所以菇娘皮含水率在1.80%時，效果最佳。

3.2 電機功率對菇娘脫皮率的影響

菇娘皮含水率為1.80%時，考察電機功率分別為85W，90W，95W，100W，105W時對菇娘脫皮率的影響。

由此可以看出電機功率越大菇娘的脫皮率越好。這是因為電機功率越高，毛刷轉動越快，加大了菇娘皮與毛刷、內壁之間的摩擦，更利于菇娘皮的磨碎脫除。但電機功率太大會對菇娘果實揉搓力過大，破壞果實的品質，因此，電機功率在95W時效果最佳。

3.3 驗證實驗

將本次得到的最佳方案進行3次驗證性試驗，以確保實驗的準確性和真實性。

脫皮質量是指脫皮機脫皮的干凈與否，也就是說菇娘皮與果實經過脫皮處理后分離的情況。脫皮率是評估脫皮機脫皮質量的一個非常重要的指標，脫皮率等于菇娘完全脫皮粒數與總處理粒數的比值。通過隨機選取一定數量的脫皮處理菇娘果實，調查完全脫皮的粒數與總處理粒數，計算脫皮率，見表1。結果表明，所設計的菇娘脫皮機的脫皮率可達85%以上。

表1 脫皮質量實驗數據

從驗證性實驗可以看出最佳方案處理后脫皮率變化并不大，說明實驗是比較成功的。

3.4脫皮損傷率

脫皮損傷率是指設備對果實損傷的評價。通過隨機取樣調查脫皮機脫皮的菇娘總數與損傷果實數并計算損傷率，見表2。結果表明脫皮損傷率在11%左右。

表2 脫皮損傷率實驗數據

4　菇娘摩擦脫皮機設計

4.1 脫皮機一代

在初次設計中，菇娘摩擦脫皮機的轉動部件為膠輥，這種膠輥硬度太高，在脫皮實驗時，導致菇娘脫皮損傷嚴重。而且筒內壁也較硬，內壁的凹凸很小，使得菇娘脫皮過程中摩擦力不足，脫皮效果很不理想。

4.2 脫皮機二代

對第一代脫皮機進行改進，將膠輥改為毛刷，使轉動部件與菇娘接觸力變小，摩擦力增強；并在固定缸筒內壁粘貼上表面凹凸的硅膠，增大了與菇娘接觸摩擦力，提高了脫皮率。

通過多次實驗，所設計的菇娘摩擦脫皮機工作比較穩定，脫皮率在85%以上，菇娘果實脫皮損傷率在11%左右。具體結構如圖1。

5　結論

5.1 菇娘摩擦脫皮機設計結論

（1）本設備利用摩擦原理，菇娘在旋轉毛刷的帶動下與缸筒內壁產生相對運動，通過相互間的摩擦使一定含水率的菇娘皮粉碎脫落。

（2）毛刷的材質是豬毛或羊毛，質地較軟且無毒害。

（3）缸筒內壁粘貼表面均勻凹凸的硅膠，屬食品級，質地較軟且無毒害。

（4）設備整體設計結構簡單、操作方便、脫皮率較高、果實損傷率較低。

（5）不足之處為，只能將菇娘皮摩擦粉碎脫落，不能去除菇娘果實根部梗。

5.2 菇娘摩擦脫皮機試驗結論

（1）菇娘皮含水率對菇娘脫皮影響最大，含水率越小脫皮效果越好，但含水率太低導致菇娘果實失水嚴重，品質下降，因此最佳含水率為1.80%。

（2）電機功率對對菇娘脫皮影響不大，加快了脫皮速率，但功率太大會使菇娘果實揉損嚴重，因此最佳電機功率為95W。

［1］岳云飛，何麗，張金龍，等.錦燈籠的藥材鑒別分析［J］.黑龍江醫藥，2000（4）：234.

［2］豐利，高倩倩.酸漿和甜菇娘的營養成分分析［J］.安徽農業科學，2012（33）：16113-16114+16142.

［3］徐磊，郭艷玲，鄭佳寶，等.菇蔦脫皮機的設計與試驗［J］.森林工程，2014（5）：90-92.

The Design and Test Offriction Peeling Machine for Mushroom Niang

Li Xin， Feng Haixin， Liu Shan， Liu Tingting， Zhang Sun， Zhang Chunzhi
（College of Food Science， Heilongjiang Bayi Agricultural University， Daqing 163319，China）

The design and test of friction peeling machine for Mushroom niang was carried out， in order to improve the current status of labor-intensive， low effciency， and unsatisfying the need of large-scale production，.The machine peels Mushroom niang through the friction generated by relative movement between the brush and uneven cup body wall.The factors of influencing friction peeling process were analyzed in this study.Conclusions can be drawn that the peel moisture content of Mushroom niang and the motor power had the signifcant infuence on the peeling effect.Through the prototype test， the peeling rate is 85% and the peeling damage rate is 11% when the moisture content is 1.80% and the motor power is 95 W.

mushroom niang； friction； peeling

黑龍江八一農墾大學創新訓練項目；項目編號：XC2015042。

李昕（1995-），女，黑龍江湯原人，本科；研究方向：園產品加工及設備。張春芝（1971-），女，山東冠縣人，副教授。