高效多刀位推進式全自動堅果取仁裝置應用研究

畢曉菲， 王情雄，付興飛，張 靜，李貴平，胡發廣，龔 姝

（1.云南省農業科學院熱帶亞熱帶經濟作物研究所，云南保山 678000；2.云南奧福實業有限公司，云南保山 678000；3.保山市科技情報研究所，云南保山 678000）

0 引言

澳洲堅果（Macadamia ternifolia）原產于澳大利亞昆士蘭和新南威爾士亞熱帶雨林，最早在夏威夷用于商業用途，屬山龍眼科（Proteaceae）澳洲堅果屬（Macadamia）多年生常綠喬木果樹[1-3]。我國于1979 年引入試種，主要種植在云南、廣西、廣東、貴州等省的熱帶或亞熱帶無霜區域[1，4-5]。其中，以云南省澳洲堅果種植面積最大，約為150 000 hm2，占全國總種植面積93%，殼果總產量11 000 t[5]。澳洲堅果果實含油量高，有降血壓和降低心臟病風險的作用，主要用于食品加工業，具有極高的經濟價值。澳洲堅果種植對云南省農村脫貧致富具有重要貢獻，并且澳洲堅果種植面積呈明顯的增加趨勢。

隨著澳洲堅果種植面積不斷增加，迫切需要對現有堅果加工工藝水平進行升級[7]。澳洲堅果經脫皮、烘干、開口及取仁等工序后才能直接取食。取仁作為堅果加工的重要工序，傳統堅果取仁包括人工取仁和人工協同取仁裝置2 種。人工取仁存在效率低、破損率高的缺點；傳統取仁裝置則存在使用過程中容易滑動、堵塞、需要人工協調配合、效率低、取仁質量差等缺點。上述2 種堅果取仁方法已不符合我國堅果產量日益增長的需求，一定程度制約了我國堅果產業發展。國外堅果取仁技術發展早、技術較成熟，但設備昂貴、售后服務差，不符合國內中小型企業發展需求，推廣難度大。因此，急需發展一套自動化化程度高、價格優勢明顯、工作效率高、取仁質量好及國產化程度高的堅果取仁裝置，以滿足國內澳洲堅果日益增長的需求。多刀位推進式全自動堅果取仁裝置（專利號：202110397760.0）的研制，實現了取仁裝置的國產化，成功解決和規避了傳統取仁裝置存在的問題，已取得一定的推廣成效。針對該設備結構、工作原理、相關參數、特點和應用情況進行介紹，以期對堅果初加工技術推廣應用提供指導作用。

1 結構

多刀位推進式全自動堅果取仁裝置主要由料斗、布料板、減速機及撞擊套4 個部分構成。

結構簡圖見圖1，第一布料板見圖2，新型圓球見圖3，減速機見圖4，料斗見圖5，撞擊套見圖6。

圖1 結構簡圖

圖2 第一布料板

圖3 新型圓球

圖4 減速機

圖5 料斗

圖6 撞擊套

2 工作原理

啟動電機（5），將代加工堅果投入料斗（1），利用電機帶動第一主動輪（7）和減速機（8），利用第二主動輪（11）、第二傳動帶（15）及第二從動（14）輪配和帶動轉軸（13）移動，利用轉軸（13）轉動帶動轉盤（16）移動，利用轉盤（16）、第一連接桿（17）相互配和拉動第一布料板（19）左右移動，利用第一布料板（19）推動支柱（27）向右移動，此時堅果出料口（33）落入2 個開口（29）之間，2 個開口（29）夾住堅果，刀片（30）從開口（29）伸出破開堅果外殼實現取仁，破開后，撞擊彈簧（31）致使開口（29）復位，刀片（30）縮回，第一布料板（19）拉動第二布料板（25）左右移動，當第二布料板（25）完全遮擋株出料箱（32）后停止下料，當第二布料板（25）未完全遮擋出料箱（32），出料箱（32）內堅果會落下，并且第二布料板（25）左右移動式彎桿（38）擠壓圓球（36），從而帶動連接板（34）左右移動。

3 相關參數

多刀位推進式全自動堅果取仁裝置規格為（長×寬×高）1 300 mm×900 mm×106 mm，質量380 kg，總功率3.2 kW，工作電壓220 V，工作組12 組，刀片材質為高速鋼；加工范圍為堅果直徑16～40 mm。其中，開口量為每組12 個，每組5 s；開口厚度0.8～0.9 mm；開口弧度270～320°，精度0.01 mm；開口處理量堅果直徑＜26 mm 的95～100 kg/h，直徑≥26 mm 的70～80 kg/h。取仁量每組12 個，每組3 s；取仁堅果直徑范圍14～40 mm，精度0.1 mm；取仁處理量堅果直徑≥26 mm，120～150 kg/h；仁果完整率75%～80%。

4 關鍵技術參數驗證

選取24～25 mm，平均單果質量6 g，含水量25.25%的堅果（核果）360 粒（最大加工直徑≥26 mm），均分成3 組，每組120 粒，對關鍵技術參數進行驗證。

具體數據見表1。

表1 具體數據

經過實操驗證，該多刀位推進式全自動堅果取仁機在粒徑24～25 mm，平均單果質量6 g，含水量25.25%的堅果核果開口取仁中，關鍵技術參數都達到或超過設計指標，且具有進料均勻、全自動、取仁效率高、取仁質量好、省時省力、不易堵塞和打滑等優點。

5 多刀位推進式全自動取仁裝置的特點及應用情況

多刀位推進式全自動堅果取仁裝置與傳統取仁裝置相比以下優勢：①省時省力。傳統取仁方法主要包括2 種，即人工取仁和人工協和取仁裝置取仁，存在耗時、需要人工、自動化程度低等缺點；多刀位推進式全自動堅果取仁裝置為全自動化裝置，耗時短。②裝置簡單，易操作。傳統取仁裝置結構復雜、保養難、易堵塞及打滑；多刀位推進式全自動堅果取仁裝置由料斗、布料板、減速機機撞擊套4 個部分組成，結構簡單。由圖1～圖6 可以清晰明確裝置工作流程和工作原理，該裝置利用2 個開口相互擠壓，對堅果具有顯著的固定作用，可以有效避免取仁過程中堅果位置滑動，增加了取仁裝置的實用性，同時設置彎桿，利用彎桿擠壓圓球，使第二連接桿帶動連接板向左移動，當彎桿與圓球分離時壓縮彈簧推動連接板向右移動，利用連接板左右移動對出料箱內堅果進行翻動，可以有效防止堵料。③取仁效率高、質量好。以電機提供動力，進行機械化取仁，堅果取仁裝置設有12 個布料口，3 s 完成12 個堅果取仁，每小時取仁量為100～150 kg，取仁效率高。取仁過程中根據堅果直徑大小，分為＜26 mm以下和≥26 mm 的2 級別，在保證取仁效率的同時，還可以降低取仁破損率，仁果完整率高達75%～80%，半仁率僅為20%～25%，顯著高于國外標準（仁果完整率50%）。該設備自研發以來，得到了澳洲堅果行業的一致好評和高度認可。目前在國內外的澳洲堅果加工企業已推廣超過200 臺，取得了良好的反饋。