杏子加工工艺及成套设备

王庆惠，闫圣坤，杨忠强，阿布里孜

(新疆农业科学院农业机械化研究所，新疆 乌鲁木齐830091)

0 引言

新疆是我国杏树种植面积最大的省份，距今已有3 000多年的历史[1-4]。据统计，2018年新疆杏树的种植面积11.13万hm2，产量93.31万t，杏子已成为继核桃、红枣和葡萄后种植面积第4大的水果[5]。杏子成熟期主要集中在每年的6月下旬至7月中旬，常温下一般能存放7 d左右，每年大约有70%的鲜杏用来制干[6-8]。干燥后的杏肉一部分作为干果直接销售，另一部分作为制作“情人梅”“甘草杏”和杏脯等蜜饯休闲食品的半成品原料销售。杏壳具有吸附能力强、比表面积高和孔隙密度大等优点，是我国特有的生产高级活性炭的优质原料，已被用于水处理和黄金提炼等方面[9]。杏仁不仅具有止咳、平喘和润肺等医药功效，杏仁中还约含有50%的杏仁油，杏仁油中不饱和脂肪酸约占90%，杏仁油具有促进胆固醇代谢、抑制动脉粥样化和降低血糖等功能[10-13]。

传统的鲜杏一般采用整杏制干及销售。这种方法不仅干燥周期长，售价较低，而且杏核(杏壳、杏仁)无法有效利用。为此，本文围绕杏子去核、干燥、杏核破壳和壳仁分离等关键技术及装备，通过试验验证，解决杏子机械化加工的瓶颈技术，形成杏子产后加工工艺，为杏子产业持续发展提供技术支撑。

1 杏子产后加工现状

在我国，杏子产品加工起步较晚，传统的杏子加工方法一般是将整杏利用焦亚硫酸钠熏蒸4～5 h，如图1所示。再铺放在地膜或石头子上，阳光下晾晒10～15 d，如图2所示。当杏子含水率<20%便可达到储藏要求，这种杏干一般作为二次加工原料[14]。也有少数加工者根据客户需求，将硫熏蒸晾晒2 d后的杏子利用人工将杏核挤出，将杏肉和杏核分别销售，如图3所示。这些做法不仅效率低下，作业成本高，而且杏肉污染严重。近年来，随着国家脱贫攻坚政策的实施，果蔬热风烘干设备在新疆特别是南疆杏子主产区进行了大面积的推广使用[15]。由于没有推广与烘干设备相配套的其他设备，杏子在烘干过程中仍采用整杏直接干燥，虽然杏子干燥的问题得以解决，但并没有实现杏子核肉分离和壳仁分离的目的。

2 杏子产后加工

2.1加工工艺

为转变杏农由传统整杏制干出售的加工模式，本文提出了一种新型的杏子加工工艺，如图4所示。由图4可以看出，先将鲜杏切分去核，实现杏子核肉分离，分离出来的杏肉进行制干，而分离出来的杏核进行破壳和壳仁分离，最终达到杏肉、杏壳和杏仁分别销售的增值方式，拓宽了杏子的销售渠道，增加了杏农的销售自主权。

2.2主要设备和原理

2.2.1去核设备

6FKR-500型杏核壳仁分离设备如图8所示，由振动筛、风机、机架和偏心转动机构等部分组成[22]。工作时，先在振动筛上铺3～5 cm的物料，待设备启动后，在振动筛的中部连续喂料，密度及悬浮速度较小的碎壳在风力、重力和后续物料的推力作用下，运动在物料的上层，最后从振动筛的下方出料口排出，而密度较大的杏仁沉积在物料的下层，在风力、重力等作用下从振动筛的上方出料口排出，最终实现杏核壳仁分离的目的。

6QX-600型杏子去核设备如图5所示，主要由机架、去核装置、输送带和传动系统等组成[16]。工作时，人工将鲜杏按照规定的方向摆放在输送带上的模具内，输送带的运动速度与去核机构的往复运动速度相匹配，当鲜杏运动到去核机构正下方时，安装在去核机构上的冲头向下运动，将杏核冲出，杏核从模具上的孔内掉落下，杏肉留在模具内，随着输送带的转动，当杏肉转到输送带端部时，由于重力的作用，杏肉从模具内掉落，完成杏子核肉分离作业。

2.2.2烘干设备

总之，传记史学和传记文学都可以为传记学所涵盖，传记学概念也可以成立，传记学是一个横跨文学、史学、社会学、人类学、心理学等人文社科领域的综合性学科，它是一种文化形态，以传记作品为主要研究对象，分为传记文学、传记史学、介于传记史学和传记文学的传记学。就传记史学而言，隶属史学学科领域，具体可以细分为中国古代传记史学、中国近现代传记史学、中国当代传记史学和外国古代传记史学、外国近现代传记史学、外国当代传记史学六个研究分支，这样看来传记史学大有研究之处。传记史学属于历史学科的范畴，是历史学的支庶，处于边缘学科的位置。

频率控制单元负责产生混频频率的频率控制字,然后经过相位累加器产生目标混频信号的相位,最后利用CORDIC流水线型电路产生相应的正交正余弦信号,将此正余弦信号与数字中频信号相乘最终完成数字混频,将中频信号搬移到基带。

杏子去核设备试验过程中各指标的测定及计算方法按照企业标准QXNJ 035—2015进行，杏子烘干设备试验过程中各指标的测定及计算方法按照地方标准DB65T 4228—2019进行，杏核破壳设备试验过程中各指标的测定及计算方法按照企业标准QXNJ 039—2015进行，杏核壳仁分离设备试验过程中各指标的测定及计算方法按照企业标准QXNJ 040—2015进行。

5HRG-150型果蔬烘干设备如图6所示，由热泵、房体、料车、风机、挡风板和控制系统等组成。工作时，空气经热泵主机变成热空气由循环风机送到干燥室内，热空气吹过物料表面后，在安装在挡风板顶部的循环风机作用下又回到热泵，形成循环风。干燥工艺根据控制系统完成，干燥室内的温度通过热泵主机工作或待机调节完成，干燥室内的湿度通过排湿风机开启和闭合调节完成。

2.2.3杏核破壳设备

3.处理带病植株。收割完大豆后，可着手处理带病植株。具体举措是，及时进行翻地操作，有两点益处，其一，将带病植株埋于地下，以达到消除病菌的目的；其二，有利于耕翻出越冬害虫，通过天敌取食、捕捉等达到减轻虫害的目的。

杏核由杏壳和杏仁2部分组成。杏子品种不同，杏核、杏壳和杏仁的形状及尺寸也各不相同。一般来说，杏核平均质量1.47 g，横径16.30 mm，纵径22.99 mm，厚度10.51 mm[19]。为了得到较好的杏核破壳作业效果，杏核的含水率一般控制在5%～10%[20]。杏核破壳是杏壳和杏仁分离的关键作业环节，也是杏壳和杏仁得以充分利用的根本保障。

6PX-500型杏核破壳设备如图7所示，主要由喂料斗、破壳部件(固定压辊与可调压辊)和双层振动筛等组成[21]。作业时，根据杏核尺寸调整固定压辊和可调压辊间的间隙，以大杏核尺寸为准，进行第1次破壳，破碎的杏壳和杏仁通过上层振动筛筛孔掉入到下层振动筛，没有破碎的小杏核留在上层振动筛上，随着上、下层振动筛的振动分别进行收集。调小固定压辊和可调压辊间的间隙，将上层振动筛收集的没有破碎的小杏核再次倒入喂料斗进行第2次破壳，最终实现杏核破壳加工的目的。

本文选用紧凑拉伸试样进行I型断裂试验，按照GB/T 21143-2014标准[11]设计试样结构尺寸，见图2所示。初始裂纹通过线切割方法垂直于材料的轧制方向预制而成，之后采用高频疲劳试验机(Zwick HFP 5100型)进行疲劳裂纹扩展预制得到尖锐裂纹。

2.2.4杏核壳仁分离设备

杏核经破壳设备作业后，杏壳和杏仁是混合在一起的，这就需要再进行1次作业，实现杏壳和杏仁的分离。杏壳各个部位的厚度差别较大，杏壳厚度一般在1.42～2.32 mm。杏仁平均质量为0.46 g，横径9.98 mm，纵径15.39 mm，厚度6.07 mm，杏核中杏仁与杏壳质量比约为1∶2[19]。杏核壳仁分离设备可与破壳设备通过提升机连接同步作业，也可与破壳设备分步作业。

根据杏子后期加工的需求，可将杏子去核设备分为去核和切分去核2种。这2种设备的工作原理及结构相同，只是切分去核设备在冲头上多了一对刀片。采用杏子切分去核技术与装备，能实现杏子核肉分离，确保后期杏肉、杏壳和杏仁分别利用的目的；能有效缩短杏肉干燥时间，获得较优的杏干色泽，增强杏干市场竞争力；能直接剔除含有虫(卵)的杏肉，保证杏肉食用的安全性，延长杏肉贮藏期[6]。

3 试验设备、材料和方法

3.1试验设备

本试验使用的主要设备为新疆农业科学院农业机械化研究所研制的6QX-600型杏子去核设备、5HRG-150型果蔬烘干设备、6PX-500型杏核破壳设备和6FKR-500型杏核壳仁分离设备。

3.2试验材料

试验所用的原料是新鲜的杏子(品种赛买提)，产自新疆喀什英吉沙县。杏子平均横径35.17 mm，纵径33.62 mm，单果质量23.17 g，鲜杏硬度2.6 kgcm2。杏核平均横径24.02 mm，纵径15.27 mm，厚度9.27 mm，单核质量1.53 g。杏肉的湿基含水率为81.32%±0.42%，杏核湿基含水率8.27%±0.36%(真空干燥箱内70 ℃干燥24 h)(AOAC)。

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3.3试验参数计算方法

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4 试验结果

当下，珠航局正在全力构造珠江水运的“四梁八柱”，通过建设“干支衔接区域成网的高等级航道体系、江海联动功能互补的港口服务体系、功能完善优质高效的现代航运体系、生态优先示范带动的绿色发展体系、职责清晰保障有力的安全预控体系、协调有力运转有效的水运治理体系”6大体系，推动珠江水运实现“一流的设施、一流的技术、一流的管理、一流的服务”发展目标，为交通强国建设助力。

杏子烘干工艺主要采用分阶段变温干燥工艺[17]。初始时，干燥温度一般选用45 ℃左右，随着干燥进行，温度逐渐分阶段升高到60 ℃左右，后期再降到45 ℃左右，一般整个过程需要5个阶段，持续70 h左右(切分去核的杏肉大约需要35 h)。近年来，随着“蓝天保卫战”政策的实施，在新疆大面积推广的以煤为热源的果蔬烘干设备逐渐被以热泵为热源的烘干设备所取代。热泵烘干技术，不需要燃烧煤等污染物，物料在整个烘干加工过程中不会受到硫或重金属等有害物质污染，解决了烘干过程中物料及周围环境的污染问题，采用闭式循环方式，确保干燥后物料营养成分流失少、色泽品相好和有效提高干制品的市场竞争力[18]。

对6QX-600型杏子去核设备、5HRG-150型果蔬烘干设备、6PX-500型杏核破壳设备和6FKR-500型杏核壳仁分离设备进行性能试验，每组试验重复3次，试验结果取平均值，其结果如下。

(2)5HRG-150型果蔬烘干设备：干燥能力7.9 kgh，干燥不均匀度2.5%，耗电率1.42(kW·h)kg。

(3)6PX-500型杏核破壳设备：其生产率487 kgh，破壳率95.6%，整仁率96.2%。

(4)6FKR-500型杏核壳仁分离设备：其生产率344 kgh，仁中含壳率6.7%，壳中含仁率1.3%，损失率1.6%。

5 结论

(1)通过对杏子去核、杏肉烘干、杏核破壳和壳仁分离等影响杏产后加工关键技术及装备的研究，形成一套适用于杏子产后加工的工艺路线，实现杏子产后加工机械化。这些关键设备既可以作为单机单独使用，也可以用于大型企业和合作社产地初加工配套使用。通过试验检测，达到了较好的效果。

(2)通过对杏子产后加工关键技术及装备的研究及集成配套，转变杏农由传统整杏制干出售到杏仁、杏肉和杏壳分别销售的增值方式，不仅有效延长杏产业链发展，拓宽杏子销售渠道，还增加杏农销售的自主权，增强杏产品市场竞争力。

(3)解决了杏子去核、烘干，以及杏核破壳和壳仁分离技术，形成杏子产后加工的工艺路线，但是为了形成整个杏子产后加工产业链，还可在加工工艺前期加上分级和清洗，以及后期加上杀虫与包装等工序。

五要兑现督查结果。根据督查情况，对于督查发现的先进单位、先进典型、特色工作等，要按照制度机制进行表彰奖励，在面上推广，发挥榜样的激励示范作用；反之，则予以处罚，充分发挥警示教育功能。对于在督查工作中创新方法、履职尽责、推动督查效果不断提升的优秀督查人员，要给予相应的奖励；对于在督查工作中敷衍塞责、不敢触及矛盾、影响督查效果的督查人员，要按组织程序进行严肃问责；对于督查中发现的基层党建工作责任不落实、措施不到位的现象，要视情况予以提醒谈话、诫勉教育、书面检查、通报批评直至问责处理，切实体现党建督查的严肃性、规范性。

(4)目前，该杏子加工成套设备已在新疆喀什及和田等杏主产区得以推广使用。成套设备的使用解决了传统杏子产后加工的卫生条件差和生产效率低的问题，提高农民生产技能和科学意识，促进杏子产业的发展，对南疆杏子产地实现经济持续稳定增长、实施品牌战略和增加农民收入等方面都起到积极的推动作用。