[发明专利]一种同向双螺旋辊自分级核桃柔性破壳装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及核桃破壳取仁装置，具体涉及自定位预破壳同向双螺旋自分级柔性挤压核桃破壳取仁装置及方法。

背景技术

核桃，原产于中亚，又有胡桃、羌桃等别名，是胡桃科核桃属多年生落叶乔木。我国栽培的核桃品种约有40余种，分布广泛，全国24个省(区)都有栽培和分布，其面积和产量均居世界首位。我国核桃栽培面积大，产量高，栽培面积约130万千米以上，主要种植区域在西南和西北，年均总产量约97.94万吨。核桃营养丰富，口味独特，并具有一定的药用价值，正日益受到人们的欢迎和喜爱。核桃是食用植物油工业的重要原料，利用核桃油可制造人造奶油、起酥油、色拉油、调和油等，也可用作工业原料。核桃除了经过简单加工就可以食用外，经过加工还可以制成各种食品和保健品。核桃加工副产品核桃壳和核桃饼粕等可以综合利用，加工增值，提高经济效益。

由于核桃壳主要由木素、纤维素和半纤维素组成，核桃果壳硬而厚，形状不规则，内有多个分隔，壳仁间隙小。在对核桃进行深加工的过程中，原料的剥壳取仁处理是一道重要而又困难的工序，但是加工技术落后，没有成熟的核桃破壳机械，为保证取仁率及核桃仁的完整率，许多核桃加工厂家依然采取手工破壳取仁的方式，如“手剥山核桃”法，即把山核桃放在特制的模子里，使用特制的锤子人工敲击。手工破壳的方式不仅加工效率低、成本高，而且不能保证食品的卫生，存在危害食用者健康的潜在威胁。

目前，除了手工取仁的方法之外，核桃破壳取仁有以下几种方法：离心碰撞式破壳法、化学腐蚀法、真空破壳取仁法、超声波破壳法、机械破壳法。第一种方法，离心后的核桃高速撞击壁面使壳变形直至破裂，但是破壳后产生的碎仁较多，所以方法不理想；第二种方法，在实际操作中药剂用量不易控制，核桃仁易受到腐蚀，处理不好还会造成对环境的污染，因此方法极少应用；第三、四种方法，设备昂贵，破壳成本太高，且破壳效果不够理想。第五种方法，设备简单，成本低，破壳效果可通过改进部件结构提升，因此该方法得到较多的探索研究和应用。

国内外对杏核、松子等坚果进行了大量的实验，探究了坚果的力学性能以及影响破壳效果的因素，指出了含水率、加载方向等因素对坚果破壳力、变形量、破壳趋势以及整仁率等有一定的影响。史建新、吴子岳等人结合有限元分析法通过大量试验对核桃的破壳原理以及力学性能进行了研究，找出了破壳时的最佳施力位置和方式。袁巧霞等人通过对辊板式银杏脱壳装置的试验研究得出间距过大或者过小都不利于脱壳。间距过大挤压量达不到破壳所需的临界压缩量，脱壳率下降；间距过小，挤压量过大，破仁率增加。李忠新等人受定间隙挤压(横向挤压和纵向挤压)试验的启发，建立了“锥篮式破壳模型”，研究了对核桃破壳最有效的施力方向和位置，并且提出了破壳机的结构因素，如破壳间隙、破壳板的硬度、喂料速度对破壳效果的影响。合肥工业大学的宋率展运用薄壳理论和断裂理论对内力和位移进行分析指出两对法向力更利于破壳，同时指出通过揉搓的方式对芡实进行破壳要将搓板设计成变形后与坚果相一致的形状，即搓板要具有一定的柔性及硬度，并且搓板与芡实之间的摩擦系数应该选取的适当大一些以满足脱壳的要求。