国内核桃脱青皮机械设备研究现状分析

郑书童，坎 杂，李景彬，郭庆贺

（石河子大学机械电气工程学院，新疆 石河子 832003）

国内核桃脱青皮机械设备研究现状分析

郑书童，坎 杂，李景彬，郭庆贺

（石河子大学机械电气工程学院，新疆 石河子 832003）

采收后的青核桃需及时脱青皮，否则易导致果仁霉变，因此核桃脱青皮机械是核桃初加工环节中不可或缺的设备。文中重点介绍了国内目前采用的机械化脱青皮技术原理及相关设备，分析了设备的优缺点，为后续核桃脱青皮机械设备的进一步优化与开发提供了参考对策与建议。

核桃；脱青皮；装备；现状

0 引言

由于核桃具有较高的营养价值和药用功效，越来越受到人们的喜爱。我国是核桃种植大国，种植面积已居世界第一[1]，新疆是我国核桃主产区之一。据统计，截至2011年，新疆全区种植面积已达420万hm2，核桃总产量23．4万t[2]。核桃成熟后需及时脱青皮，否则会导致果仁霉烂变色，严重影响核桃的品质。传统的核桃脱青皮作业普遍采用堆沤法手工剥青皮。堆沤易造成污液渗入果壳内污染果仁，降低核桃外观品质及商品价值；手工脱青皮劳动强度大，效率低，每小时仅为30～50 kg，剥皮不完全的核桃需再次堆沤，进行第2次手工剥除[3]，且手工剥皮卫生条件差，对人皮肤伤害较大。因此，传统脱青皮法已不能满足现有核桃生产需要，发展机械脱青皮技术，提高脱皮效率是核桃产业发展的必经之路。

通过整理国内核桃机械脱青皮技术相关资料，目前机械脱青皮技术主要分为3类：（1）刮削法；（2）切割法；（3）挤压法。

1 刮削法脱青皮

刮削法脱青皮的原理是利用刮削部件与青核桃做相对运动，通过刮削部件（一般为钢丝刷）的刮削作用将核桃外层的青皮刮掉，实现核桃脱青皮。

1.1 已投入应用的相关设备

新疆机械研究院股份有限公司刘西宁等人研制的6TXH-3600型青核桃脱皮清洗机[4]的脱青皮装置主要由筛条、盖板、筛条滚筒、凹板、钢丝刷等组成（图1）。青皮核桃由人工倒在物料升运器喂入口的输送链耙上向上输送，物料进入到工作空腔内，滚筒电机通过减速器和驱动轴带动滚筒转动，钢丝刷和凹板筛条相互配合对青核桃进行刮削、碾压和揉搓，核桃青皮自核桃上脱落并从筛孔中落下，实现核桃脱青皮。该机破碎率小于3%，脱皮率大于85%，操作保养简单，维修方便，性能稳定可靠，故障率低，但该机为固定作业机具，可移动性差，且人工参与成分较多。

新疆农业科学院农业机械化研究所杨忠强等人设计的核桃脱青皮机[5]（图2）主要由喂料口、板刷、链板输送带、间隙调节装置、传动系统、角度调节装置、出料口等组成。工作时，青皮核桃经喂料口到链板输送带表面进入板刷脱青皮区，链板输送带带动青皮核桃前移，与板刷上的钢丝刷产生相对运动，使青皮核桃不断受到挤压、滚搓和剪切作用，从而将青皮脱离下来。该机可通过调节板刷与链板输送带的间隙和角度，实现对不同品种及大小的核桃脱青皮，有效提高了青皮脱净率，降低了核桃破碎率。

图1 6TXH-3600型青核桃脱皮清洗机结构示意

图2 核桃脱青皮机结构示意

1.2 相关专利设备

陕西省农业机械研究所刘东琴等人研制的青核桃脱皮机[6]（图3）主要由机体、入料斗、喷淋水管、上栅板、螺旋毛刷辊、下栅板、出料斗等组成。工作时，将青核桃由入料斗喂入，青核桃进入上栅板以及下栅板与螺旋毛刷辊之间的空间，在螺旋毛刷辊钢丝刷的梳刷以及栅板的挤压、摩擦作用下将核桃青皮剥离。其他相关研究还有昆明理工大学的张兆国等人研制的青核桃去皮清洗一体机[7]，凤县秦鑫机械制造有限责任公司马骐等人研制的青皮核桃脱皮机[8]，常振民研制的钢刷青核桃脱皮机[9]等。

2 切割法脱青皮

切割法脱青皮原理：在刀片与青核桃作相对运动的过程中，刀片将青核桃表层的青皮割裂，青皮在摩擦力的作用下与核桃壳脱离，达到脱青皮的目的。

2.1 已投入应用的相关设备

冯宏波等人研制的5QHT-500型青核桃脱皮清洗机[10]（图4）主要由机架、旋切滚刀、可调格栅、固定格栅等组成。工作时，螺旋线排列的旋切滚刀转动，青核桃从喂料口喂入，落在旋切滚筒与格栅之间的间隙内，在滚刀的切割和滚筒与格栅的挤压、摩擦作用下将核桃青皮剥离。该脱皮机械结构简单，成本低廉，对不同尺寸青核桃具有较强的适用性，破壳率小于3%，脱净率高达99%，核桃加工商、经销商、农户和小型加工企业均适用，市场需求潜力大。

图3 青核桃脱皮机结构示意

图4 5QHT-500型青核桃脱皮清洗机结构示意

2.2 相关专利设备

谢志宏研制的立式青核桃脱皮机[11]（图5）主要由机架、料筒、转刀筒、剥皮装置、脱皮刀片、清渣片、钢丝刷、保护层、振动筛等组成。工作时，青核桃由进料口倒入料筒中，旋转的螺旋形脱皮刀片与静止的料筒内壁配合对青皮核桃进行切削和挤压，从而将核桃的果与青皮剥离。该机的硅胶保护层和刀片的形状呈螺旋形，使得核桃在料筒中的行程变长，切削时间延长，而且经切削作用后的核桃旋转到钢丝刷位置后，钢丝刷继续对核桃上残留的青皮进行刷除，保证了核桃青皮脱净率，提高了生产效率。该类机械其他相关研究还有刘维永设计的一种青核桃脱皮机[12]；王一设计青核桃脱皮机[13]等。

图5 立式青核桃脱皮机结构示意

3 挤压法脱青皮

挤压法脱青皮原理是通过挤压力的作用使青核桃表层的青皮破裂，再将其与核桃壳分离的方法。

陕西省农业机械研究所王维研制的齿轮齿圈式青核桃去皮机[14]（图6）主要由机架、栅条滚筒、进出料口等组成。工作时，将待加工的青皮核桃用上料输送机一次性加入栅条滚筒，栅条滚筒转动带动青核桃自转，核桃与核桃之间、核桃与筛网之间具有挤压、揉搓、摩擦等作用，核桃青皮在以上作用下被剥离。该机适应性强，不受成熟度影响，经试验得知，该机青皮脱净率大于95%，破碎率小于1%，但不能实现连续作业，降低了工作效率。

陕西省农业机械研究所王亚妮研制的核桃去皮机[15]（图7）主要由料斗、主动辊筒、出皮板、出料板等组成。工作时，通过主动辊转动将料斗内的青皮核桃带入去皮区域-辊筒与压板之间的间隙，该间隙小于带青皮的核桃而大于去掉青皮的原核桃，间隙大小可通过限位机构调整，弹簧对压板产生一定的预紧力，通过压板与辊筒对青核桃的挤压、滚动碾搓作用将核桃青皮去掉。该设备简单实用，去皮行程短，去皮效率高，但该设备去掉的青皮外形尺寸较大，不易于核桃分离，需要人工分检辅助作业。

图6 齿轮齿圈式脱青皮机结构示意

图7 青核桃去皮机结构示意

4 结语

综上所述，相比传统的堆沤法手工剥青皮，核桃脱青皮机械大大减轻了人工劳动强度，提高了脱青皮效率，且多数机型价格低廉、结构简单，购置成本低，但部分机型无法实现连续作业，且机具针对不同品种的核桃适应性有待提高。因此，针对我国核桃脱青皮机械研究现状，亟需开发完成一套能连续作业、自动化程度高、效率高，且适应不同品种核桃脱青皮的装备，该设备的开发对于今后核桃初加工产业迈向规模化、现代化具有重要意义。

[1]蒋建兵，王玺，王芸芸．世界核桃产销形势分析[J]．山西果树，2012（01）:58～59．

[2]实施产业化战略大力推进新疆核桃产业发展．[EB/OL]．http://www．xjnb．gov．cn/news/Show．asp?id=14256．

[3]温黎军，朱红祥．阿克苏核桃采后处理技术[J]．山西果树，2014（02）:51．

[4]刘西宁，程明．6TXH-3600型青核桃脱皮清洗机的研制[J]．新疆农机化，2012（01）:23～24．

[5]杨忠强，李忠新，杨莉玲，刘奎，朱占江，刘佳．核桃脱青皮机的设计与试验[J]．中国农机化学报，2013（05）:190～194．

[6]刘东琴，卢军党，王亚妮，田智辉，王佩，邹超．一种青核桃脱皮机[P]．陕西：CN104287059A,2015-01-21．

[7]张兆国，马佳乐，张永成．一种青核桃去皮清洗一体机[P]．云南：CN104256858A,2015-01-07．

[8]马骐，雒永春．青皮核桃脱皮机[P]．陕西：CN104432420A, 2015-03-25．

[9]常振民，常涛，常雷，常振生．钢刷青核桃脱皮机[P]．北京：CN104621683A，2015-05-20．

[10]冯宏波，史毅伟，张琼化．5QHT-500型青核桃脱皮清洗机的研制[J]．当代农机，2012（09）:58～59．

[11]谢志宏．一种立式青核桃脱皮机[P]．云南：CN1046 64558A，2015-06-03．

[12]刘维永．一种青核桃脱皮机：中国，201220160189．7[P]．2012-04-13．

[13]王一．一种青核桃脱皮机[P]．云南：CN204070440U，2015-01-07．

[14]王维，刘东琴，王亚妮，徐国宁．一种实用型青核桃去皮机的设计与试验[J]．包装与食品机械，2014（03）:14～16．

[15]王亚妮，卢军党，王维，田智辉，贺功民，曹京兰．一种青核桃去皮机的设计与试验研究[J]．包装与食品机械，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

兵团科技创新团队（2011CC003）

坎 杂