分级挤压式核桃破壳机的设计
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核桃去壳机毕业设计核桃去壳机毕业设计一、引言核桃是一种美味且营养丰富的坚果,但是去壳过程却是相当繁琐和费时的。
为了解决这一问题,我决定设计一台核桃去壳机作为我的毕业设计。
本文将介绍我设计的核桃去壳机的原理、功能以及设计过程中的挑战和解决方案。
二、核桃去壳机的原理核桃去壳机的原理主要是通过机械力和压力将核桃与壳分离。
核桃去壳机主要由以下几个部分组成:1. 输送系统:用于将核桃从进料口输送到去壳区域,确保核桃的连续供给。
2. 去壳系统:核桃在去壳区域受到一定的压力,使得核桃壳破裂并与核仁分离。
3. 分离系统:将去壳后的核仁和壳进行分离,确保只有核仁进入下一个处理阶段。
4. 储存系统:将去壳后的核仁储存起来,方便后续加工或包装。
三、核桃去壳机的功能设计的核桃去壳机具有以下功能:1. 高效去壳:通过优化机械结构和增加压力,核桃去壳机能够高效地去除核桃壳,提高去壳效率。
2. 自动化操作:核桃去壳机采用自动化控制系统,能够实现自动进料、去壳和分离,减少人工操作的需求。
3. 质量控制:通过传感器和控制系统,核桃去壳机能够监测核桃的质量和去壳效果,确保核桃的质量符合要求。
4. 可调节性:核桃去壳机具有可调节的压力和速度,可以适应不同种类和大小的核桃。
四、设计过程中的挑战和解决方案在设计核桃去壳机的过程中,我面临了一些挑战,例如核桃的形状和大小不一,壳的硬度不同等。
为了解决这些问题,我采取了以下措施:1. 优化结构:通过改变去壳区域的结构和形状,使得核桃在受到压力时能够更容易破裂,提高去壳效率。
2. 增加压力:通过增加压力,使得核桃壳更容易破裂。
同时,为了避免对核仁的损伤,我设计了一个可调节压力的系统,根据核桃的硬度和大小进行调整。
3. 传感器监测:通过安装传感器,监测核桃的质量和去壳效果。
如果发现去壳效果不理想,系统将自动调整压力和速度,以提高去壳效率。
五、总结通过设计核桃去壳机,我解决了核桃去壳过程中的繁琐和费时的问题。
新型多点挤压式核桃破壳机的设计与试验研究新型多点挤压式核桃破壳机的设计与试验研究摘要:本文基于核桃破壳的需求,设计了一种新型多点挤压式核桃破壳机,并进行了试验研究。
研究通过仿真分析和实验验证了该设备的工作原理和性能,并对其破壳效果进行了评估。
结果表明,新型破壳机具有较高的破壳效率和破壳质量,适用于核桃加工行业。
关键词:核桃破壳机,挤压式,设计,试验研究一、引言核桃是一种营养丰富的坚果,具有较高的经济价值和市场需求。
然而,核桃的坚硬外壳对其加工和消费带来了一定的困难。
目前,市场上存在一些核桃破壳机,但效率和破壳质量仍然有待改进。
因此,本研究旨在设计一种新型多点挤压式核桃破壳机,提高其破壳效率和破壳质量,以满足核桃加工行业的需求。
二、破壳机的设计与原理分析1. 设计思路:本设计采用多点挤压的方法破坏核桃外壳,实现快速、高效的破壳效果。
通过分析核桃外壳结构和力学特性,确定破壳机的挤压点位、力度和速度等参数,以提高核桃的破壳效率和破壳质量。
2. 设备结构:新型破壳机由主框架、压力系统、挤压装置和控制系统组成。
主框架为钢构架结构,提供稳定的支撑和工作空间。
压力系统通过油缸和液压系统提供挤压力度和速度。
3. 挤压原理:核桃经过输送带进入挤压装置,挤压装置由多个挤压模块组成。
挤压模块通过液压系统提供的力度和速度,将核桃外壳挤压破坏,使核仁脱离外壳。
脱离的核仁通过排渣装置进行分离,最后的残渣自动排出。
三、破壳机的试验与分析1. 试验方案:建立了试验样本和试验参数的设计方案。
采用了不同挤压力度、速度和核桃大小的组合进行试验,以评估破壳机的破壳效果和破壳质量。
2. 试验结果:通过试验分析,得到了不同参数下的破壳效果和破壳质量。
结果显示,随着挤压力度和速度的增加,破壳效果和破壳质量均有所提高。
同时,较大的核桃在相同参数下破壳效果较好。
3. 评估与改进:根据试验结果评估了破壳机的性能,并进一步改进了挤压装置的结构和参数。
专利名称:一种核桃分类处理螺旋挤压式整核破壳机专利类型:实用新型专利
发明人:范修文,姚富龙,王震涛,安静,徐福龙,王维鹏,吴琪申请号:CN201721004207.1
申请日:20170811
公开号:CN207519569U
公开日:
20180622
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本实用新型公开了一种核桃分类处理螺旋挤压式整核破壳机,包括筛选机架,所述筛选机架上方设置有入料口,所述筛选机架的右下方连接有电机放置架,所述电机放置架上方设置有第一电机,所述第一电机右侧连接有第一电机滚轮,所述第一电机滚轮正上方设置有筛选滚筒轮,所述筛选滚筒轮与所述第一电机滚轮之间通过传动皮带连接,所述筛选滚筒轮左侧连接有旋转横轴,所述旋转横轴上设置有筛选滚筒,所述筛选滚筒表面设置有筛选孔,解决了无法对核桃分类处理,容易将核桃内核破损,导致核桃的出售价格下降以及螺旋桨旋转容易过快造成核桃破损,或者采用螺旋桨直接挤压核桃青皮导致核桃在极大的压力下核桃核破损,造成经济损失的问题。
申请人:塔里木大学
地址:843000 新疆维吾尔自治区阿拉尔市塔里木大学
国籍:CN
代理机构:北京久维律师事务所
代理人:邢江峰
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食用杏核破壳取仁系列设备设计(分级设备)机械工程学院杨关印指导教师刘竹丽摘要:杏核具有极大的食用价值和药用价值。
传统的杏核分级、破壳装置都是依杏核的厚度尺寸进行的。
利用该方式后续加工的破仁率较高,阻碍杏仁成品质量。
本文完成了食用杏核破壳取仁系列设备中沿杏核宽度进行分级的分级设备设计。
文中第一对大量的杏核进行了详尽的数据测量、统计、和分析,进一步了解和熟悉了杏核的物理特性。
通过详细的设计计算和分析,对杏核分级设备的要紧部件制作模型,并进行大量的模拟实验。
结果说明该设备分级性能优良,分级率达95%以上,分级成效良好。
关键词:杏核、分级、破壳。
一、前言杏核具有极大的食用价值和药用价值,随着生活水平的提高,人们对其需求量日趋增加,除畅销国内市场外,还远销日本、东南亚及欧美等国仍是制造酒精和机械用油的工业原料。
在我省的三门峡等地有大面积的杏树种植。
目前我国杏仁加工企业均采纳传统的手工作坊形式,使杏仁产量、质量和经济效益受到阻碍。
因此说有必要研制一系列的杏核加工设备。
本课题要求学生在指导教师的指导下完成食用杏核破壳取仁系列设备之一——分级设备的方案设计,进行必要的设计计算并编制设计计算说明书;绘制总装图及重要零件图。
要求达到的要紧指标有:分级工作效率: 160kg/小时;分级合格率:95% ;整机利用寿命为:10年。
二、设计方案的拟定1杏核物理特性分析杏核外形为不规那么的扁壳状球体,其形状如图2-1所示。
由于杏核破壳加工时采取宽度方向上双侧面对挤的破壳方式,因此应该依照杏核的宽度进行分级。
杏核的宽度随品种的不同有专门大的不同,同一品种的宽度值大体上在必然的尺寸范围内,取三门峡地域所产的甜杏核257粒进行测量、统计和分析,图2-1 杏核的外轮廓形杏核宽度尺寸散布表2-1所示。
杏核所特有的物理特性要紧有:杏核的外形为不规那么的扁壳状球体,外壳坚硬,沿厚度方向为凸起的球面状,表面滑腻;沿宽度方向慢慢收为棱状,表面比较粗糙;而长度方向那么配合着宽度和厚度方向的收缩慢慢变尖;另外杏核的平均个体的质量比较小,比重也不大。
前言核桃分级、剥壳及分离一体机设计1前言核桃是我国的传统果树,在我国农村区域经济中占有重要地位。
核桃在我国的栽培面积位居世界第一位,2000年我国核桃的总产量为30万吨。
核桃的深加工潜力巨大,有待开发。
核桃除用于人们熟悉的食品工业外,还可以用于医药、化工、工艺美术等领域。
随着我国核桃产量的逐年增加,农民如何依靠核桃致富,如何对核桃进行深加工,如何提高它的附加值等问题很快就会突现出来。
核桃破壳取仁这是核桃深加工的第一步,必须首先解决。
一般来说,核桃破壳取仁有这样几种方法①离心碰撞式破壳法②化学腐蚀法③真空破壳取仁法④超声波破壳法⑤定间隙挤压破壳法。
第一种方法,碎仁太多,所以应用很少。
第二种方法,由于在实际操作中不好控制,仁易受到腐蚀,处理不好还会造成对环境的污染,因此人们不愿接受。
第三、四种方法,设备昂贵,破壳成本高,且破壳效果不够理想。
而第五种方法是一个值得探索的方向。
但由于核桃品种繁杂,尺寸差异较大、形状不规则、壳仁间隙小,所以核桃的破壳取仁难度较大。
破壳后还需进行壳仁分离,鉴于壳仁密度相差不大(约为0.04g/cm3)加之碎壳,碎仁上有许多毛刺,所以壳仁分离也有相当难度。
解决以上难题的方法就是将破壳取仁分解为分级,挤压破壳,多点壳仁分离三部分,逐一加以解决。
所以基于目前工厂的生产现状,长江大学机械工程学院机械设计及其自动化专业的我在指导老师黄和祥副教授的指点下,对核桃脱壳的生产机械进行了设计研究。
2选题背景2.1开发核桃剥壳机械的必要性随着核桃产量的逐年增加,同时人们对核桃营养价值的认识加深,如何对核桃进行深加工,以提高它的附加值等问题就突现出来。
核桃脱壳取仁是核桃深加工的第一步,必须首先解决。
由于核桃品种繁杂,形状不规则、尺寸差异较大、壳仁间隙小,壳完全破裂所要求的变形量大于壳仁间隙,所以破壳取仁难度较大。
用一般的机械挤压方法破壳必将核桃分级、剥壳及分离一体机设计造成大量的碎仁,对于固定挤压间隙的破壳装置来说,挤压间隙是固定的,不同尺寸的核桃都在同一开度内破壳,会出现小尺寸核桃难以破壳而大尺寸核桃仁的破碎率高的现象。
.... ..摘要核桃具有很高营养价值,不论是在国还是在国外都具有很广阔的市场空间,人们的需求量是很大的。
我国是核桃生产大国,在加工中存在的问题是核桃脱壳比较困难,核桃取仁在我国历来靠手工,效率低,破壳效果差。
人工剥壳难以满足生产发展的要求,研制高效剥壳机已成当务之急。
经调研和分析,设计了滚刀栅网——挤压式核桃脱壳机。
本文介绍了滚刀栅网——挤压破壳原理,核桃脱壳机的破壳装置、隔料装置、调间隙装置、拨料装置、整体结构设计及参数设计。
其中主要包括总体方案的确定,各部件的设计与计算,轴的校核,轴承的验算。
关键词:滚刀栅网;核桃脱壳机;调间隙装置。
...专.... ..AbstractWalnut has a high nu tritional value and has a very large m arket s pace whet her at hom e o r abro ad,people's d em and is enormou s.Walnu t prod uc tion in China is a big cou ntry in t he proc es sing pro blem is mo re difficu lt s helled walnut,walnut kernel in o u r cou ntry has always been taken by hand,lo w effic iency, poo r bro ken shell.Art ific ial S heller d ifficu lt to m eet t he requirem ents o f the d evelopm ent o f produ ctio n, the develo pm ent o f effic ient shelling m ac hine has becom e im perative.Ba sed o n this propos ed des igned o f Hob grid - extrusion type walnut s helling m achine. T his paper int rod uc e hob grid -- extrusion shell breaking principle, and design o f the bro ken s hell walnut s helling m achine d evic e, every feed ing d evic e, ad ju st gap d evic e, dial feeding d evice, the o verall s tru ct ural des ign and d es ign parameters. Whic h m ainly includ e the determ ination o f the o verall pro gram, d esign and c alc u latio n o f the vario us compo nents,c hec k the shaft,the bearing chec king,after co m pletio n o f all t he d es ign and us e o f s olid wo rks s o ft ware fo r the des ign o f three-d im ens io nal parts and as s em bly,final as s em bly and design d rawings o f the parts and s o o n.Key wo rds:Hob grid;walnut s helling m ac hine;ad jus t gap d evice; s olid wo rks...专.... ..目录摘要 (I)Abs tract ............................................................................ I I 1 绪论 (1)1.1 课题提出的背景 (1)1.2 课题研究的目的和意义 (2)1.3 核桃脱壳机械的发展 (3)1.4 核桃脱壳机械的研究应用现状 (9)1.4.1 目前核桃脱壳机采用的脱壳原理 (10)1.4.2 新型脱壳技术 (12)1.4.3 核桃脱壳机械的工艺研究 (12)1.4.4 核桃脱壳机械存在的问题 (13)1.5 核桃脱壳机械研究重点 (13)1.5.1 提高核桃脱壳机械的通用性和适应性 (14)1.6.2 提高机械脱壳率。
前言我国从20世纪80年代开始着手破壳机的研究和开发,但由于存在一些技术难点,至今此类机器没有得到大范围的推广和应用。
实现核桃加工的机械化生产,有利于提高核桃加工的效率,提高取仁质量。
本次设计的重点是对核桃进行分级以及核桃的破壳,所以所设计的机器名为分级挤压式核桃破壳机的设计。
本次设计所做的主要工作是介绍国内现存的核桃分级、破壳、壳仁分离技术,进行分级、破壳部分的设计,形成整体的机型。
最后对所设计的机子进行电机的选择,带轮的选择,以及带的选择,并进行轴的计算及选择。
设计的目的是大大提高核桃破壳的效率,并且保持核桃仁的完整度较高。
关键词:分级;破壳,效率;完整度目录1 绪论 (1)1.1 课题研究的背景 (1)1.2 国内核桃破壳研究的现状分析 (2)1.3 核桃破壳机的市场预测 (3)2 市场上核桃分级、破壳、壳仁分离装置的研究 (3)2.1 核桃分级装置 (3)2.2 核桃破壳装置 (4)2.3 核桃壳仁分离装置 (7)3 核桃破壳机的设计 (8)3.1 核桃破壳机设计方案的制定 (8)3.2 核桃破壳机的总体结构及工作原理 (9)3.3 核桃破壳机分级筛网结构设计 (9)3.4 核桃破壳机破壳结构设计 (10)4 各部分零件的选择与校核计算 (11)4.1 电动机的选择 (12)4.2 带轮的选择 (12)4.3 带的选择 (13)4.4 轴的计算 (13)4.5 选择键联接的类型和尺寸 (14)5 结论与发展方向 (15)5.1 结论 (15)5.2 发展方向 (15)总结 (16)致谢 (17)参考文献 (18)1 绪论1.1 课题研究的背景核桃为胡桃科、胡桃属植物,乔木,高达20.25米;树干较别的种类矮,树冠广阔;树皮幼时灰绿色,老时则灰白色而纵向浅裂;小枝无毛,具光泽,被盾状着生的腺体,灰绿色,后来带褐色。
核桃皮毒性较大,可入药,治疗皮肤脓疖等。
核桃果仁具有很高的营养价值,含有丰富的蛋白质、氨基酸及矿物原素,并具有润肺强肾、降低血脂,预防冠心病之功效,长期食用具有益寿养颜,抗衰老等作用。
核桃破壳机毕业设计摘要:本文介绍了一种核桃破壳机的设计方案。
该设计方案通过运用传动系统、结构设计和电控系统,实现了高效、准确地破壳。
设计方案通过对核桃的力学特性和破壳力的分析,以及对核桃外壳的特点和破裂方式的研究,确定了最佳的破壳策略。
该设计方案具有结构简单、操作方便、高效节能等优点。
关键词:核桃破壳机;传动系统;结构设计;电控系统;破壳策略第一章引言1.1背景核桃是一种常见的坚果,具有丰富的营养价值。
然而,核桃的外壳非常坚硬,给人工破壳带来了很大的困难。
因此,研发一种高效、准确的核桃破壳机具有重要的现实意义。
1.2目的本文的目的是设计一种核桃破壳机,以实现高效、准确地破壳。
第二章核桃破壳机设计方案2.1传动系统设计传动系统是核桃破壳机的关键部分,它将驱动力传递给破壳部件。
本设计采用了齿轮传动系统,通过齿轮组的配合,实现了高效的动力传递和转速调节。
2.2结构设计2.3电控系统设计为了实现破壳的准确性和调节性,本设计还增加了电控系统。
电控系统可以根据核桃的大小和外壳硬度,调节破壳力度和速度。
通过传感器和控制器的配合,实现了自动控制。
第三章毕业设计实施方案3.1实验设备和条件本设计的实施需要一定的实验设备和条件,包括核桃样品、齿轮传动系统、结构部件和电控系统等。
3.2实验步骤实施该设计的步骤包括:核桃样品的选取和制备、传动系统和结构部件的装配、电控系统的调试等。
3.3预期结果通过实验验证,本设计预期能够实现高效、准确地破壳。
实验结果将通过核桃破裂情况和破壳速度等指标进行评估。
第四章结论本文设计了一种核桃破壳机的方案,通过传动系统、结构设计和电控系统的运用,实现了高效、准确地破壳。
实验结果表明,该设计具有结构简单、操作方便、高效节能等优点。
然而,该设计也存在一定的不足之处,需要进一步完善和优化。
塔里木大学
毕业论文(设计)开题报告
课题名称分级挤压式核桃破壳机的设计
学生姓名
学号
所属学院
专业
班级
指导教师
起止时间
机械电气化工程学院教务办制
填表说明
一、学生撰写《开题报告》应包含的内容:
1、本课题来源及研究的目的和意义;
2、本课题所涉及的问题在国内(外)研究现状及分析;
3、对课题所涉及的任务要求及实现预期目标的可行性分析;
4、本课题需要重点研究的、关键的问题及解决的思路;
5、完成本课题所必须的工作条件及解决的办法;
6、完成本课题的工作方案及进度计划;
7、主要参考文献(不少于7篇)。
二、本报告必须由承担毕业论文(设计)课题任务的学生在接到“毕业论文(设计)任务书”的两周内独立撰写完成,并交指导教师审阅。
三、开题报告要求手写体,字数在3000字以上,由学生在本报告册内填写,页面不够可自行添加A4纸张。
四、每个毕业论文(设计)课题须提交开题报告一式三份,一份学生本人留存,一份指导教师存阅,一份学生所在学院存档,备检备查。
毕业设计开题报告机械设计制造及自动化山核桃破壳机的设计一、选题的背景、意义山核桃果肉香脆可口、肥厚甘美,可炒食又可制作各种糕点,深受乡居民的青睐。
经测定,山核桃坚果干粒重3040~4425g,出仁率43.7%~49.2%,干仁含油率69.8%~74.11%,蛋白质含量7.8%~9.6%,氨基酸含量高达25%,其中人体必须的氨基酸占7种;山核桃果肉中还含有22种矿物质元素,特别是钙,钾,锌含量大大高于一般干果仁,有很高的营养价值,并有润肺强肾,降低血脂,预防冠心病之功效。
长期食用,还对癌症具有一定的预防效果。
山核桃果含油率是木本油料中最高的一种,且油的碘价、皂化值高;油酸、亚油酸等不饱和脂肪酸含量占88.38%~95.78%,超过油茶4倍,也比世界著名食用油——橄榄油的含量高,饱和脂肪酸及廿碳以上难消化脂肪酸含量极微,是易消化和防治高血脂、冠心病的优良食用油,药用上有润肠、滋补功效,是营养丰富无污染的绿色食品。
山核桃在社会上的需求量日益增加,市场前景非常广阔。
在我国核桃栽培面积大,产量高,但是加工技术落后,没有成熟的核桃破壳机械,因此,针对核桃加工存在的问题和市场的需求,确定核桃加工工艺,除脱青皮、分级、清洗、脱水、烘干、去壳、仁壳分离与包装外,还可进一步深加工。
在加工中,存在的问题是核桃脱壳比较困难,主要由人工完成。
人工剥壳难以满足生产发展的要求,故研制高效剥壳机已成当务之急[11]。
二、相关研究的最新成果及动态目前,主要是采取物理式破壳取仁方法,常见国内外的破壳装置有以下几种:2.1核桃破壳挖核装置该装置由电动机经二条路线传动。
一条是由主动轮经摇臂、槽轮、链条间歇地带动送料桃碗运动;另一条是由主动轮经链条带动从动轮。
从动轮带动一个凸轮 ,该凸轮使定位机械手上下运动将核桃压紧定位于桃碗。
同时该链条还带动与从动轮同轴的一个凸轮。
凸轮转动使挖核机械手上下运动。
手指张开、合拢,二者同步调工作完成核桃的半自动上料及自动挖核[7]。
前言我国从20世纪80年代开始着手破壳机的研究和开发,但由于存在一些技术难点,至今此类机器没有得到大范围的推广和应用。
实现核桃加工的机械化生产,有利于提高核桃加工的效率,提高取仁质量。
本次设计的重点是对核桃进行分级以及核桃的破壳,所以所设计的机器名为分级挤压式核桃破壳机的设计。
本次设计所做的主要工作是介绍国内现存的核桃分级、破壳、壳仁分离技术,进行分级、破壳部分的设计,形成整体的机型。
最后对所设计的机子进行电机的选择,带轮的选择,以及带的选择,并进行轴的计算及选择。
设计的目的是大大提高核桃破壳的效率,并且保持核桃仁的完整度较高。
关键词:分级;破壳,效率;完整度目录1 绪论 (1)1.1 课题研究的背景 (1)1.2 国内核桃破壳研究的现状分析 (2)1.3 核桃破壳机的市场预测 (3)2 市场上核桃分级、破壳、壳仁分离装置的研究 (3)2.1 核桃分级装置 (3)2.2 核桃破壳装置 (4)2.3 核桃壳仁分离装置 (7)3 核桃破壳机的设计 (8)3.1 核桃破壳机设计方案的制定 (8)3.2 核桃破壳机的总体结构及工作原理 (9)3.3 核桃破壳机分级筛网结构设计 (9)3.4 核桃破壳机破壳结构设计 (10)4 各部分零件的选择与校核计算 (11)4.1 电动机的选择 (12)4.2 带轮的选择 (12)4.3 带的选择 (13)4.4 轴的计算 (13)4.5 选择键联接的类型和尺寸 (14)5 结论与发展方向 (15)5.1 结论 (15)5.2 发展方向 (15)总结 (16)致谢 (17)参考文献 (18)1 绪论1.1 课题研究的背景核桃为胡桃科、胡桃属植物,乔木,高达20.25米;树干较别的种类矮,树冠广阔;树皮幼时灰绿色,老时则灰白色而纵向浅裂;小枝无毛,具光泽,被盾状着生的腺体,灰绿色,后来带褐色。
核桃皮毒性较大,可入药,治疗皮肤脓疖等。
核桃果仁具有很高的营养价值,含有丰富的蛋白质、氨基酸及矿物原素,并具有润肺强肾、降低血脂,预防冠心病之功效,长期食用具有益寿养颜,抗衰老等作用。
核桃果仁具有很高的药用价值,核桃仁有“补气养血,润燥化痰,益命门,处三焦,温肺润肠,治虚寒喘咳,腰脚重疼,心腹疝痛,血痢肠风”等功效。
长期食用益寿养颜、抗衰老,孕妇食用对胎儿智力发育有神奇功效。
核桃果仁具有很高的食用价值,用东北山核桃加工而成的高级食用植物油,油色清味香,品位高档,含有脂肪酸、油酸、亚油酸等不饱和脂肪酸占88%-96%之间,高于油茶油,也高于食用橄榄油。
常食山核桃仁、油产品,具有健脾开胃、润沛强肾、滋补康复、预防冠心病和降低血脂的功效。
是一种健康味美、营养丰富的天然绿色营养食品。
种仁多破碎成不规则的块状,完整者类球形,由二瓣种仁合成,皱缩多沟,凹凸不平。
外被棕褐色薄膜状的种皮包围,剥去种皮显黄白色。
质脆,子叶富油质。
气微弱,子叶味淡,油样,种皮味涩。
以色黄、个大、饱满、油多者为佳。
近年来,随着经济的迅猛发展、人民生活水平的不断提高,核桃的价值与功能进一步被世人所认识,在国内外的市场上,人们对核桃及其加工品的需求量不断增加。
这就为核桃的发展提供了广阔的市场,同时也对核桃的安全生产和加工质量提出了更高的要求。
但由于核桃品种繁杂,尺寸各异、形状不规则、核仁与核壳间隙小,这个间隙小于壳完全破裂时的变形量,这大大增加了核桃的破壳取仁难度。
破壳后还有很多的工作要完成,怎样实现壳仁分离是面临的又一大难题。
这是核桃破壳技术方面存在的主要问题。
性能良好的破壳机有以下三个特点:(1)破壳效率高;(2)破壳后核仁的清洁度高;(3)破壳机自动化程度高。
1.2 国内核桃破壳研究的现状分析陕西科技大学的硕士研究生高警进行了核桃破壳机理研究及破壳机的设计,依据核桃破壳机理研究的结果,并结合目前国外成熟的核桃破壳机械的工作原理,本课题中采用定间隙挤压破壳法和定向击打法设计破壳设备。
在课题研究的过程中,由于各个核桃之间的尺寸存在差异,需要根据实际的尺寸条件设计破壳机构,并设计简单的调节装置以适应不同大小的核桃。
先根据破壳方案运用UG 设计出核桃破壳机的三维模型,并根据机械设计理论和优化设计理论对核桃破壳机的三维模型进行优化,最后确定设备的尺寸并加工出样机。
最后,对样机进行试验,确定最终的设计方案。
偏心挤压式核桃破壳机和击打式核桃破壳机在原理上都能够对核桃进行破壳,但是两种设备的破壳效果不尽相同,所以本课题用两种设备利用正交试验对不同种类的核桃进行破壳,通过从破壳效果、破壳机加工成本、操作方便性、设备寿命、环境影响等方面进行比较,确定出最终的设计方案以适应薄皮核桃品种。
山西农业大学的硕士研究生刘德华进行了核桃分级破壳机的设计与试验研究,运用机械设计理论,对核桃分级破壳机的上料装置、传送装置、分级装置以及破壳装置四部分进行了设计,其中上料装置中的隔料器实现均匀喂料,传送装置将样本传送至分级装置,分级装置对样本进行分级处理,最后在破壳装置中进行破壳操作。
利用三维建模软件Solid Works对核桃分级破壳机各部分零件进行建模,并装配以验证有关设计。
新疆农业大学的硕士研究生何义川进行了气动击打式核桃破壳机的设计及试验研究,该机的主要特点是喂料箱里的核桃由喂料拨轮不停地转动将核桃送到喂料箱的出口,并将喂料箱出口多余的核桃往回拨从而防止核桃在喂料箱中出现搭桥;设计出了由两条平行的驱动链和输送核桃盒子组成的输送装置,该装置可以保证核桃被单一连续地输送到破壳工位;同时,设计出了防止核桃在输送过程中有跳动和偏出现象的导向护送装置。
通过对气动击打式核桃破壳机的二次回归正交试验,得到了在不同试验指标下破壳机的破壳回归方程和最优方案。
青岛理工大学的硕士研究生刘明政进行了核桃剪切挤压柔性破壳取仁的机理分析与实验研究,目前所存在的核桃破壳取仁设备主要采用刚性元件,存在破壳率和露仁率低的问题,多数剥壳机一味追求剥壳率的提高,导致高的核桃仁破碎率,损失率较高,并且对不同品种的核桃适应性差。
采用柔性元件并设计合理的机构能有效提高破壳率和露仁率,减少对核桃仁损害,提高了整仁率。
本研究课题利用自行研制的核桃剪切挤压柔性破壳取仁分离设备,重点对柔性带剪切挤压破壳及脱壳取仁系统进行结构设计与破壳取仁机理分析,并对柔性带剪切挤压破壳及脱壳取仁效果进行实验验证具体研究内容如下:(1)针对目前核桃生产加工中破壳取仁工序存在的问题,分析了目前核桃破壳取仁方法的优劣,得出机械装置的方法较为理想;针对不同的机械破壳方法,综述了国内外核桃破壳以及脱壳取仁机械设备研究现状,并对坚果破壳过程中的力学特性的国内外研究现状进行了分析。
在上述分析的基础上,提出了基于剪切挤压机理柔性带核桃破壳取仁的研究课题。
(2)进行了核桃剪切挤压柔性破壳取仁分离装置的结构设计,设计了柔性带剪切挤压破壳及脱壳系统,柔性叶片锤击取仁系统,气力与柔性螺旋叶片耦合作用下核桃壳仁滚筒双向分离系统,并分析了每个系统中的关键技术和工作原理;对核桃剪切挤压柔性破壳取仁分离装置的有益效果进行了分析;设计了新型核桃分级设备,并对核桃剪切挤压柔性破壳取仁分离装置三个系统中各自相应的部件进行改进设计。
1.3 核桃破壳机的市场预测随着社会的进步与人们生活水平的提高以及核桃市场的发展,核桃破壳机的市场肯定会越来越好,需求量会越来越大,所以说这一块的市场市很好的。
但是目前这一市场还不成熟,技术也不是很成熟,急需大量的科技工作者涌入这一领域。
2 市场上核桃分级、破壳、壳仁分离装置的研究2.1 核桃分级装置①锥辊式分级装置,如图2-1所示,该装置用一对相对转动的锥形辊挤压核桃,核桃在两锥形辊的带动下不停地翻动,核桃在重力和上端核桃对其侧向挤压力的共同作用沿锥形辊向下移动直至两锥形辊的间隙大于核桃的直径时,核桃通过间隙落下。
理论上锥辊也可用圆辊,只要两端的间距不同即可,且线速度相同,锥辊则线速度不同。
该装置分级时如果核桃进料过多会造成上层核桃无法及时与下层核桃进行交换,使前一级的核桃在后一级甚至后几级才被分离出去,出现分级混杂现象。
另外有的核桃是椭球形的,这些核桃在下滑时,会因下滚姿态的不同,而在不同的位置下落,从而造成分级误差。
1.锥辊2.核桃 1.进料斗 2.出料斗3.栅式滚图2-1 锥辊式分级装置图2-2 栅式滚筒分级装置②栅式滚筒分级装置,如图2-2所示,该装置由栅条组成的有一定锥度滚筒构成,滚筒的转动带动核桃不停地上升和下落,并在重力和离心力的驱动下向前移动,直至从滚筒中脱出。
该装置结构简单,能耗低、分级均匀度高。
1.窝眼辊2.核桃 1.核桃 2.齿盘3.齿板图2-3 对辊窝眼式破壳装置图2-4 双齿盘-齿板式破壳装置2.2 核桃破壳装置①对辊窝眼式破壳装置,如图2-3所示,对辊窝眼式开口装置的每个辊上同一个圆周平均分布着8个窝眼。
窝眼在整个挤压辊表面上呈交错排列,窝眼纵向间距为54mm,所有窝眼开口半径均为30mm,但不在同一圆周的窝眼的深度都不相同,从13mm 依次增加 0.5mm 直到 20mm 为止,辊的长度870mm。
该装置能对大小不同的核桃进行定距离挤压,同时挤压时用窝眼抓取核桃,抓取可靠,核桃挤压时不会窜动,能进行可靠的挤压。
破壳的核桃需进行进一步的脱壳。
该装置生产能力>150kg/h,核桃按粒径大小自动分级的准确率>95%,开口率>95%,破碎率<2%。
②双齿盘—齿板式破壳机,如图2-4所示,齿盘旋转带动核桃边旋转边挤进由齿盘、偏心圆弧齿板组成的剥壳区,受到挤压作用,核桃表面产生裂纹并逐渐扩展,直至最终完全破裂,碎壳和仁从最小间隙处掉下。
由于该装置能较好满足“四点加压”原理,且可实现核桃的滚动挤压,因此破裂效果好、碎仁率低。
最大生产率 180kg/h,破壳率 90%以上,高路仁率 70%-90%,其中一路仁率 30%-40%。
1.挤压辊2.核桃 1.外磨 2.核桃3.内磨4.挡板图2-5 变形恒定破壳装置图2-6 内外磨破壳装置③变形恒定破壳装置,如图2-5所示,该破壳装置是由一对螺纹螺方向相反的滚柱组成,在滚柱上切制有螺距恒定的梯形栅纹,栅纹滚柱在结构上保证了核桃的实际变形能随果径的增大而增大。
当核桃夹在一对左、右螺纹之间时,形成了四点加压。
不同果径的核桃可在不同开度处壳。
为避免核桃与滚柱间发生相对滑移,滚柱面进行了“滚花”处理。
④内外磨核桃破壳装置,如图2-6所示,外磨1固定在机架上,内磨3在电机的带动下转动。
核桃2在内外磨之间的间隙内破裂脱壳,当破碎到合适的粒度后,由挡板4与内磨下底之间的缝隙落到落料扳上。
因该机不能自动适应核桃的大小,又由于目前核桃品种不纯、大小不一,因此该机在实际使用中存在一定缺陷,破裂果径不同的核桃,需更换尺寸大小不同的内外磨。