滚刷型青核桃脱皮机的研制

刘东琴，卢军党，王　维，王亚妮

（陕西省农业机械研究所，陕西咸阳　712000）

滚刷型青核桃脱皮机的研制

刘东琴，卢军党，王维，王亚妮

（陕西省农业机械研究所，陕西咸阳712000）

为了解决青核桃脱青皮工作中存在的生产效率低、通用性差、破碎率高等问题，研制了一种滚刷型青核桃脱皮机。该机脱皮间隙可调，对核桃大小适应性强，而且采用分段螺旋排布的毛刷辊作为脱皮主体，能够有效降低核桃破碎率。

青核桃；脱皮机；螺旋毛刷辊；研制

核桃是经济价值很高的油料树种，具有补大脑、助美颜、抗衰老、益心脏等药用价值，是消费比例较大的坚果品种之一，市场需求大、售价高、经济效益好，因而核桃经济林已成为人们增收的重要产业。联合国粮农统计数据（FAOSTAT）显示，截至2011年我国核桃种植面积已达40.00×104hm2，核桃产量已达165.55×104t，占世界产量的49.85%［1-8］。

核桃种植面积的快速增加，使得核桃采收后的脱青皮工作成为核桃处理的关键，尤其是在我国由于传统的种植模式和观念等方面的影响，果农通常在核桃临近成熟时才采收，并且一般采用手工脱皮方式，工作强度大、生产效率低、成本高，无法及时处理的大量青核桃在堆放过程中发生腐败霉变，破坏其营养成分，降低其经济价值。为此，陕西省农业机械研究所针对陕西省新品核桃研制了一种滚刷型青核桃脱皮机，经过试验研究，该机满足实际生产需求，能够有效提高生产效率。

1　主要结构及工作原理

目前，市场出现的青核桃机械化脱皮设备大多采用刀片切削或滚筒挤压揉搓原理，然而刀片切削脱皮会使部分青皮脱离不完全，还容易造成核桃的大量破损［2-4］，揉搓原理虽然能够解决脱净率的问题，但破碎率问题依旧显著，而且这2种原理机型都无法做到核桃与青皮的有效分离，以及核桃的脱皮清洗一体化操作。经过试验研究分析，笔者设计了一种滚刷型青核桃脱皮机。

滚刷型青核桃脱皮机结构见图1。

图1　滚刷型青核桃脱皮机结构

机体一端安装电机，电机动力经一级链传动传递到脱皮单元的螺旋毛刷辊，上栅板和下栅板呈半圆弧形，内部焊接有方形钢丝筛网，构成脱皮滚筒。工作时，待脱青核桃由入料口进入脱皮滚筒和螺旋毛刷辊组成的脱皮单元；通过栅板与螺旋毛刷辊之间的摩擦力和挤压力脱掉核桃青皮。

在核桃的整个脱皮、梳刷过程中，喷淋水管中喷洒出的水都对其进行不间断冲洗，核桃在螺旋排布毛刷辊的推动下向出料斗移动，经过尼纶毛刷段时，由尼纶毛刷进一步对核桃表面残留的青皮进行刷洗，冲洗干净的核桃由出料斗排出，剥离青皮及梳刷青皮由栅板缝隙掉落到出皮溜板排出。

机型参数为配套动力4 kW，电压380 V，滚筒转速140 r/min，毛刷辊直径500 mm。

2　技术特点

2.1可调间隙脱皮滚筒

我国进行规模化种植的核桃品种已经超过百种，不同种类的核桃外形不一、尺寸各异、物理特性差异较大，而且同一品种在不同地域、不同环境产出的青果品质也各有差异。我国核桃种植的实际情况是品种混杂、单种规模化程度低，而且青果脱皮前的分级处理处于空白，这就要求脱皮机具有较好的通用性［9］。本机下栅板与螺旋毛刷辊偏心安装，使得下栅板与螺旋毛刷辊之间的间距呈渐变趋势，且下栅板一侧与机体销轴连接，能够绕销轴旋转，可调节下栅板与螺旋毛刷辊之间的间距；另一侧通过弹簧调节机构与机架相连，通过调节弹簧预紧力，可有效控制下栅板在机器运转过程中可浮动距离。

当喂入青核桃较多，核桃沿螺旋方向运移受阻，下栅板挤压弹簧，使得下栅板绕销轴转过一定角度，增大核桃容纳空间，避免钢丝毛刷强行梳刷核桃，造成核桃破损；喂入青核桃量恢复正常，下栅板在弹簧回弹力作用下恢复到预先设置位置。通过调节弹簧预紧力，可有效控制机器运作过程中下栅板与螺旋毛刷辊之间的间距浮动范围，使得机器能够适应不同大小、不同成熟度的核桃。

2.2螺旋毛刷辊

毛刷沿轴向螺旋排布，依据钢丝丝径及材质，由动力输入一侧开始依次分为粗钢丝段、细钢丝段和尼纶毛刷段，增强青核桃脱皮效果，提高出料速度，并有效减少毛刷对核桃硬质果壳的损伤。

2.3脱皮清洗一体

现有青核桃脱皮工艺一般将核桃青皮脱离和脱皮后核桃的清洗分为2个单独的工序，需要额外购买核桃清洗机，不仅增大了资金支出和人力投入，而且这种工艺使得已脱皮核桃在脱皮阶段长期与青皮汁液接触，影响核桃外观品质和营养价值。本机在脱皮单元上方加装喷淋水管，使得核桃在脱青皮过程中同时实现核桃的清洗。

3　试验情况

选取陕西省合阳县产的香铃核桃作为试验物料。在核桃采收季节，对采收青果做以下处理：果实采收后，在质量分数为0.3%～0.5%乙烯利溶液中浸蘸30 s，再按50 cm左右的厚度堆在阴凉处或室内，在温度为30℃、相对湿度为80%～95%的条件下堆放2～5 d。青皮核桃外形尺寸为长径42～52 mm，短径36～44 mm，青皮厚度3～5 mm。

设备空运转正常后，进行投料试验，依据青皮核桃外形尺寸调整下栅板与螺旋毛刷辊之间的间隙。由于下栅板偏心安装，偏心距10 mm，所以要以螺旋毛刷辊截面圆与垂直线交点为基准，测量下栅板与螺旋毛刷辊之间的间距；分别做初始间隙为48，52，56 mm的3组试验，每次以25 kg/min的速度投料10 min，每组试验3次。根据试验情况分析，初始间隙为52 mm时，青皮脱净率达到98%，破碎率≤1%，脱皮效果较好，核桃表皮清洗干净，达到用户要求。

4　结语

通过试验研究分析，滚刷型青核桃脱皮机结构简单、调节方便，通过调节弹簧预紧力，可有效控制机器运作过程中下栅板与螺旋毛刷辊之间的间距浮动范围，能够有效处理混收青皮核桃，结合毛刷辊毛刷的柔韧性，在提高核桃脱皮率的同时有效降低破碎率。但是，在试验过程中也发现毛刷辊毛刷脱落、毛刷辊更换繁复等问题，需要进一步完善。

［1］帕合尔鼎，杨莉玲，杨忠强，等.6TXH-600型青核桃脱皮清洗机的研制 ［J］.新疆农机化，2010（5）：11-12.

［2］杨占强，李忠新，杨莉玲，等.核桃脱青皮机的设计与试验 ［J］.中国农机化学报，2013，34（5）：190-194.

［3］石鑫，史建新，宋玲.两种青核桃脱皮机脱皮性能分析与试验 ［J］.农机化研究，2010（5）：143-145，151.

［4］梁勤安，杨军，孙颖，等.核桃青皮剥离过程中影响青皮剥净率和核桃破碎率的因素分析 ［J］.农业工程学报，2004，20（5）：225-227.

［5］卢军党，王亚妮，寇德万，等.青核桃机械脱皮技术研究进展 ［J］.科协论坛（下半月），2013（11）：44-45.

［6］杨军，梁勤安，史慧锋，等.6BXH-800核桃青皮剥离、清洗机 ［J］.新疆农机化，2001（5）：28.

［7］吴子岳.绵核桃剥壳机的研制 ［J］.包装与食品机械，1995（2）：1-5.

［8］安向旗，陈湘.青核桃脱皮清洗机.CN201805886U［P］. 2011-04-27.

［9］李忠新，杨莉玲，杨忠强，等.连续式青核桃脱皮清洗机.CN102334737A［P］.2012-02-01.◇

Design of Rolling Brush Green Walnut Peeling Machine

LIU Dongqin，LU Jundang，WANG Wei，WANG Ya'ni
（Shaanxi Institution of Agricultural Mechanism，Xianyang，Shaanxi 712000，China）

In order to solve the existing problems in walnut peeling process，we designed a rolling bursh green walnut peeling machie.The machie has higher productivity，stronger commonality，lower breakage rate.The machine's clearance angle can be adjusted，has a stronger adaptability for walnut.At the same time，its roller arranged in spiral，can effectively reduce the breaking rate of walnut.

green walnut；peeling machine；rolling brush；design

S226.4

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2016.06.046

1671-9646（2016）06b-0063-02

2016-05-11

陕西省农业机械科研开发项目（SNJKY2014）。

刘东琴（1987— ），女，硕士，工程师，研究方向为农业机械的开发设计。