板栗脫殼機(jī)械的初步設(shè)計(jì)

浙江農(nóng)林大學(xué)農(nóng)業(yè)與食品科學(xué)學(xué)院食品科學(xué)與工程PAGEPAGE2食品科學(xué)與工程專業(yè)設(shè)計(jì)農(nóng)業(yè)與食品科學(xué)學(xué)院題目：板栗脫殼機(jī)械的初步設(shè)計(jì)學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：專業(yè)名稱：班級(jí)：指導(dǎo)教師姓名：年月日PAGE16板栗脫殼機(jī)械的初步設(shè)計(jì)摘要：板栗由于其營(yíng)養(yǎng)豐富，味美可口，而且具有食療價(jià)值，深得人們喜愛(ài)。但是板栗的脫殼一直是困擾人們的難題，特別是在我國(guó)這個(gè)產(chǎn)栗大國(guó)，更是影響著板栗的生產(chǎn)加工和銷售。本文對(duì)現(xiàn)今各種板栗脫殼工藝流程和設(shè)備結(jié)構(gòu)進(jìn)行了比較分析，在此基礎(chǔ)上提出對(duì)核心工作部分的結(jié)構(gòu)以及刀具、滾打器的優(yōu)化設(shè)計(jì)，為進(jìn)一步完成新的脫殼機(jī)械設(shè)備提供了基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：板栗脫殼去衣優(yōu)化設(shè)計(jì)目錄1.1板栗的營(yíng)養(yǎng)與藥用價(jià)值 11.2現(xiàn)今板栗主要產(chǎn)品工藝 11.2.1風(fēng)味板栗 11.2.2酥脆營(yíng)養(yǎng)板栗脆片 11.2.3速溶營(yíng)養(yǎng)板栗粉 21.2.4板栗果醬 21.2.5糖水板栗罐頭 21.3傳統(tǒng)板栗脫殼技術(shù) 31.4板栗的加工現(xiàn)狀 42.機(jī)械式板栗脫殼技術(shù) 52.1歐洲技術(shù) 52.2日本技術(shù) 62.3國(guó)內(nèi)技術(shù) 72.3.1廣東板栗剝殼技術(shù) 72.3.2云南省化工設(shè)計(jì)院新型板栗脫殼機(jī) 82.3.3遼寧板栗脫皮機(jī) 93優(yōu)化設(shè)計(jì) 103.1機(jī)械形式優(yōu)化設(shè)計(jì) 103.2工作部分結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì) 114結(jié)論 131前言1.1營(yíng)養(yǎng)、藥用價(jià)值板栗富含維生素、胡蘿卜素、氨基酸及鐵、鈣等微量元素，長(zhǎng)期食用可達(dá)到養(yǎng)胃、健脾、補(bǔ)腎、養(yǎng)顏等保健功效。栗仁的蛋白質(zhì)含量是香蕉的3倍，荔枝的4倍，為蘋果的近40倍;含磷量是香蕉、荔枝的3倍，蘋果的8倍、鐵、核黃素和維生素的含量也高過(guò)一般硬果和水果類，足見(jiàn)栗子的營(yíng)養(yǎng)十分豐富。板栗可以益氣血、養(yǎng)胃、補(bǔ)腎、健肝脾；生食還有治療腰腿酸疼、舒筋活絡(luò)的功效。它所含高淀粉質(zhì)可提供高熱量，而鉀有助維持正常心跳規(guī)律，纖維素則能強(qiáng)化腸道，保持排泄系統(tǒng)正常運(yùn)作。由于板栗富含柔軟的膳食纖維，糖尿病患者也可適量品嘗。但板栗生吃難消化，熟食又易滯氣，所以，一次不宜多食。最好在兩餐之間把板栗當(dāng)成零食，或做在飯菜里吃，而不是飯后大量吃，以免攝入過(guò)多的熱量，不利于保持體重。中醫(yī)學(xué)認(rèn)為，栗性甘溫，無(wú)毒，有健脾補(bǔ)肝，身壯骨的醫(yī)療作用。經(jīng)常生食可治腰腿無(wú)力，果殼和樹(shù)皮有收斂作用；鮮葉外用可治皮膚炎癥；花能治療瘰瘍和腹瀉，根治疝氣。民間驗(yàn)方多用板栗，每日早晚各生食一至二枚，可治老年腎虧，小便弱頻；生栗搗爛如泥，敷于患處，可治跌打損傷，筋骨腫痛，而且有止痛止血，吸收膿毒的作用。板栗含有大量淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪、B族維生素等多種營(yíng)養(yǎng)素，素有“干果之王”的美稱。能防治高血壓病、冠心病、動(dòng)脈硬化、骨質(zhì)疏松等疾病。同時(shí)常吃對(duì)日久難愈的小兒口舌生瘡和成人口腔潰瘍有益。中醫(yī)認(rèn)為板栗能補(bǔ)脾健胃、補(bǔ)腎強(qiáng)筋、活血止血。對(duì)腎虛有良好的療效，故又稱為“腎之果”，特別是老年腎虛、大便溏泄更為適宜，經(jīng)常食用有強(qiáng)身愈病。1.2板栗主要產(chǎn)品工藝風(fēng)味板栗研究了各種輔助配料對(duì)炒制板栗風(fēng)味的影響,確定了炒制工藝參數(shù)。關(guān)鍵技術(shù)是炒制過(guò)程的溫度程序控制。板栗預(yù)處理:選料→分級(jí)→去雜→清洗砂子預(yù)處理:砂子→洗凈→過(guò)80目篩→炒熱變黑備用風(fēng)味配料:桂花、丁香、八角、甘草、食鹽,按比例混合,待細(xì)沙預(yù)熱后,放入炒鍋或滾筒,炒2～3分鐘,加上色配料:飴糖、菜油或棕櫚油,投入板栗(溫度設(shè)置高—中—低)、過(guò)篩、檢驗(yàn)、包裝。1.2.2技術(shù)關(guān)鍵是護(hù)色和油炸溫度、時(shí)間設(shè)置。護(hù)色液:0.25%Na2HS2O5、0.1%檸檬酸、1%VC。配料:栗粉(大于50%)、玉米淀粉、Ca2Cl2、食用油、麥芽糊精、香料。加工流程如下：選料→去殼漂燙→脫皮→切碎→護(hù)色液浸煮→加調(diào)料→拌勻→壓片→成型→油炸→成品檢驗(yàn)→包裝(與適量蘋果、香蕉脆片搭配)→成品1.2.3關(guān)鍵技術(shù)是膨化工藝參數(shù)(壓力、溫度)的確定。工藝流程如下：大豆粉、玉米淀粉、麥芽糊精、食鹽、味精、蔗糖酯、香料↓蕎麥粉→栗粉→微波干燥→粉碎→加工調(diào)勻(含水量<30%)→擠壓膨化→干燥→磨粉→檢驗(yàn)→包裝→成品對(duì)此成品進(jìn)行冷水、溫水、沸水溶解試驗(yàn),均取得滿意效果。1.2.4板栗果醬工藝流程原料→清洗，去皮精選→預(yù)蒸軟化→磨漿→配料濃縮→裝罐密封→殺菌→成品操作要求①栗子原料的清洗、去皮精選均同栗子全粉的操作。②精選后的栗果仁放入籠屜內(nèi)用蒸汽加熱5分鐘左右，使其達(dá)到軟化且果心呈粉質(zhì)狀為準(zhǔn)。③軟化后的栗仁轉(zhuǎn)入不銹鋼磨或石磨內(nèi)，加約2倍的水進(jìn)行磨漿。④漿體轉(zhuǎn)入夾層鍋內(nèi)熬煮，不時(shí)加以攪拌，以確保受熱均勻，濃縮接近折光計(jì)66%時(shí)，加入0.2%-0.3%的羧甲基纖維素鈉、0.03環(huán)的山梨酸等充分?jǐn)噭?。⑤醬體轉(zhuǎn)入裝填機(jī)內(nèi)趁熱裝罐(80℃以上)，并立即密封。⑥采用常壓滅菌對(duì)密封后的栗果醬進(jìn)行滅菌，條件為100℃下30分鐘，涼至38℃保溫檢驗(yàn)，無(wú)敗壞變質(zhì)者即可裝箱入庫(kù)。1.2.5糖水板栗罐頭工藝流程原料挑選→剝殼除內(nèi)衣→護(hù)色修整→真空預(yù)煮→裝罐→密封→殺菌→成品操作要求①選用新鮮良好，無(wú)病蟲(chóng)害、干枯、霉?fàn)€及風(fēng)味異常的栗果。②裝罐用的栗果，最好采用手工去皮，以避免機(jī)械去皮造成對(duì)栗果仁的損傷。剝殼的方法，一是爆裂法，將原料送入溫度為150℃的鏈條式烘箱內(nèi)，栗果因受熱，皮殼自行爆裂;二是漂燙法，將原料在沸水中燙3分鐘，趁熱剝皮;三是手工生剝法，用不銹鋼小刀細(xì)心將栗殼削除，避免傷及栗內(nèi)。脫去外殼的栗果采用化學(xué)去內(nèi)衣法，即將500~1000氫氧化鈉溶液加熱到近沸，倒入栗果，略做攪拌，幾分鐘后試劑腐蝕內(nèi)衣，內(nèi)衣與栗仁分離。③除凈內(nèi)衣的栗仁要立即轉(zhuǎn)入一定濃度的酸溶液中，避免栗肉與空氣接觸發(fā)生氧化而變色，隨即人工用不銹鋼刀對(duì)殘皮、栗肉斑點(diǎn)等進(jìn)行修整，然后倒入流水中沖洗徹底。④漂洗干凈的栗仁于680-720mmHg柱下預(yù)煮30-40分鐘，以煮熟為宜，其目的在于保證顏色和栗仁完整不破碎。⑤預(yù)煮后的栗仁按顆粒大小均勻、色澤較一致的進(jìn)行裝罐，裝量應(yīng)為內(nèi)容物的55%，注入事先配制好的含有檸檬酸和護(hù)色劑的糖液。⑥采用真空封口或排氣封口，前者是將真空封罐機(jī)抽到350-500mm汞柱時(shí)封口，后者則是加熱排氣，待罐中心溫度達(dá)90℃時(shí)封口。⑦密封合格后立即殺菌，分段冷卻后即得成品。1.3傳統(tǒng)板栗脫殼去衣技術(shù)板栗外有堅(jiān)硬致密的果殼,內(nèi)有薄薄的紅衣緊貼果肉,因此,剝殼去衣就成了板栗加工的首道工序。目前還沒(méi)有成熟的板栗專用的剝殼機(jī)或去衣機(jī)。傳統(tǒng)剝殼方式較多，在此介紹手工法、火燒法以及生剝和熱剝。手工法是最早被使用的板栗脫殼方法，它借助于雙手將堅(jiān)硬的外殼剝離，再經(jīng)過(guò)燙煮和手工搓揉將其內(nèi)皮去掉。作為對(duì)手工法的改進(jìn)，也有人先將板栗蒸煮、鍋炒或烘烤，再手工脫殼，此法可稱為熱力手工法。這兩種方法不但工序復(fù)雜，生產(chǎn)效率非常低，不衛(wèi)生，無(wú)法進(jìn)行規(guī)模化的工業(yè)生產(chǎn)，而且在燙、蒸煮過(guò)程中將造成栗仁營(yíng)養(yǎng)成分損失，易氧化褐變，產(chǎn)品質(zhì)最低劣。另外，手工脫殼成本較高，一個(gè)人l天最多只能處理10kg板栗?；馃ㄊ窍扔靡夯瘹饣鹧嬖诟邷叵聦謇跬鈿?，然后對(duì)未燒盡的板栗進(jìn)行擠壓刮皮，使板栗的仁、衣分開(kāi)，再將擠壓刮皮后的殼、衣、仁混合物一起通過(guò)分離器，把栗仁分離出來(lái)；最后，將分離出的栗仁進(jìn)行碾磨、清洗，得到清潔的栗仁。這種方法脫殼率很高，仇燃燒溫度難以控制，很容易使板栗熟化，甚至焦化，故必須將處理后的栗仁的表面磨去，以獲得干凈整沽的外表，因此有一定程度的栗仁損耗。生剝法是在栗子的端部用特制的鋼刀切除一小塊果殼,切口不傷及果肉,然后用鋼鉗將其余的果殼剝除。熱剝法是當(dāng)板栗果殼在高溫下自然開(kāi)裂后,借助于鋼鉗進(jìn)行人工去殼。熱剝法的具體方法有：①太陽(yáng)下暴曬6-10h；②60-70℃下烘烤1-2h；③70-90℃下烘烤1-2h；④沸水（100℃）熱燙3-5h；⑤60℃溫水下料,在4-5h內(nèi)升溫至90℃；⑥150-180℃下烘烤20-25s。熱處理的具體時(shí)間以果殼開(kāi)裂為準(zhǔn)。試驗(yàn)表明,用上述第三種方法剝殼的板栗果肉色澤好,生產(chǎn)效率高。第四種剝殼方法可降低果肉的破碎率,剝殼、去衣一次完成,效果較好。傳統(tǒng)的去衣方法是用熱堿法,先將去殼的板栗投入濃度6%-10%、溫度90-95℃的燒堿溶液中（栗果與堿液比為1︰2）,浸泡2-3min后撈出,用清水沖洗后轉(zhuǎn)入旋轉(zhuǎn)式磨光機(jī)內(nèi)磨去內(nèi)衣,之后再用自來(lái)水充分沖洗后,再用2%-4%鹽酸中和4-6min。這種方法的明顯弊端是果肉明顯褐變,也污染環(huán)境,所以目前已很少使用。將已去殼的栗果在95-100℃熱水中燙漂數(shù)分鐘,撈出趁熱除衣是比較理想的去衣方法。燙漂液中可加人0.02%EDTA（乙二胺四乙酸二鈉）、0.01%異抗壞血酸鈉、1%食鹽和0.1%檸檬酸,以達(dá)到護(hù)色的效果。1.4板栗的加工現(xiàn)狀世界板栗加工歷史悠久，其加工業(yè)尤以歐洲最為發(fā)達(dá)。意大利、法國(guó)、西班牙等國(guó)每年生產(chǎn)大量品種繁多的栗加工品，供應(yīng)國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)。在國(guó)外，板栗的消費(fèi)方式呈多樣化，如歐洲的栗子多加工成栗泥、栗乳、罐頭、蜜餞、果汁等，亞洲許多國(guó)家也多將其加工成栗汁、栗粉、栗冰淇淋、鹽水栗肉等。我國(guó)板栗利用的歷史十分悠久。早在6000年前，我們的祖先就以采集野生板栗作為食物的補(bǔ)給。約2300年前，板栗已被列為名果。但是，我國(guó)板栗的加工業(yè)如今尚屬起步階段，加工品種少，產(chǎn)品質(zhì)量不高，不能滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的消費(fèi)需求。我國(guó)市場(chǎng)出售的板栗主要是以鮮食為主。最常見(jiàn)的消費(fèi)方式是糖炒板栗、肉燒板栗，傳統(tǒng)名菜為子雞燒板栗。我國(guó)消費(fèi)方式與板栗加工同世界發(fā)達(dá)國(guó)家相比尚有一定的差距。板栗在開(kāi)花結(jié)果和采收去苞過(guò)程中，不可避免的會(huì)感染微生物，從而導(dǎo)致板栗極易腐爛變質(zhì)，不耐貯藏。我國(guó)板栗每年因霉?fàn)€、蟲(chóng)害、失水和發(fā)芽而造成的損失達(dá)總產(chǎn)量的20%-30%，原料資源浪費(fèi)極大。另外，我國(guó)每年板栗加工制品還不到總產(chǎn)量的30%，加工方式單一，并且有些加工產(chǎn)品多是低水平的重復(fù)，不能適應(yīng)現(xiàn)代市場(chǎng)的需要，因此影響了板栗市場(chǎng)的發(fā)展，進(jìn)而影響了板栗產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。所以，板栗行業(yè)急需進(jìn)一步研究開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品，向著多樣化、方便快捷、美味優(yōu)質(zhì)方向發(fā)展，并努力開(kāi)拓國(guó)內(nèi)、國(guó)際市場(chǎng)，以謀求規(guī)?；l(fā)展。在板栗加工行業(yè)中，深加工產(chǎn)品均要對(duì)板栗進(jìn)行脫殼去衣。板栗的脫殼去衣是其加工過(guò)程中的技術(shù)瓶頸，已成為發(fā)展板栗深加工的制約因素。因此，研究與發(fā)展板栗脫殼去衣方法，對(duì)提高板栗加工的生產(chǎn)效率，推動(dòng)板栗加工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步具有重要意義。2機(jī)械式脫殼去衣法2.1歐洲技術(shù)歐洲板栗脫殼去衣技術(shù)主要以法國(guó)為代表，圖2.1所示是法國(guó)具有代表性的機(jī)械式板栗脫殼去衣技術(shù)的工藝流程圖，其采用的是先火燒后機(jī)械擠壓脫去板栗外殼和紅衣的方法，板栗由提升機(jī)9加入特制燃燒室8，在其中高溫液化氣火焰對(duì)板栗外殼進(jìn)行短時(shí)間燒灼，然后板栗進(jìn)入板栗擠壓機(jī)對(duì)未燒盡外殼的板栗進(jìn)行擠壓刮殼，使板栗的仁、衣分開(kāi)，接著板栗殼、仁、衣的混合物一起進(jìn)入到分離器2，栗仁在此被分離出，最后分離出的栗仁由栗仁研磨機(jī)4進(jìn)行碾磨、清洗，從而得到光潔的栗仁。這種板栗脫殼技術(shù)是機(jī)械式脫殼去衣技術(shù)中比較獨(dú)特的技術(shù)，具有脫殼效率高，自動(dòng)化程度高的優(yōu)點(diǎn)。但是，整套設(shè)備的板栗損耗率較高，而且由于采用高溫燃燒將板栗外殼、紅衣先行去除的預(yù)加工法，而燃燒的溫度較難控制，栗仁很容易熟化，甚至焦化，因此整套設(shè)備配備了栗仁研磨機(jī)4，將栗仁表面磨去以獲得干凈整潔的外表，有一定損耗。另外，擠壓機(jī)在去除殘余殼、衣時(shí)也很容易將部分熟化的栗仁擠碎，造成很大損耗。由于這套設(shè)備的技術(shù)相當(dāng)復(fù)雜，價(jià)格十分昂貴，只適合大型的板栗精加工廠使用，因此不是機(jī)械式板栗脫殼去衣技術(shù)的發(fā)展方向。2.2日本技術(shù)日本技術(shù)主要是JP59-156275公開(kāi)的技術(shù)，采用不加熱干燥的常溫機(jī)械剝殼原理，其結(jié)構(gòu)如圖2.2所示，先將鮮板栗用提升機(jī)7輸送到脫殼機(jī)上方進(jìn)入刮料機(jī)9，板栗在刮料機(jī)中被從一端推到另一端，這樣在其下方的脫殼機(jī)的高速旋轉(zhuǎn)輥刀6把板栗外殼切破，而高速擊打鋼片8則高速擊打己被切破外殼的板栗，將板栗外殼打掉或打松。然后板栗進(jìn)入旋轉(zhuǎn)殼仁分離機(jī)10(結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2.3，在這里板栗被分配到一定大小的許多管子1內(nèi)，壓縮空氣氣流由管底高速?zèng)_入，讓板栗在管子內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)，殼隨氣流從管子的上端流出，進(jìn)入垃圾回收器，板栗則在回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的推動(dòng)下進(jìn)入下部的板栗收集裝置3，此時(shí)板栗只剩下紅衣未脫去。最后帶有紅衣的板栗將進(jìn)入到專門的板栗紅衣脫皮裝置(見(jiàn)圖2.4)，這是一種采用高壓蒸汽快速旋轉(zhuǎn)脫去板栗紅衣的旋轉(zhuǎn)脫皮機(jī)，其工藝流程是板栗進(jìn)入專門的種衣脫皮筒3，脫皮筒的內(nèi)襯塑制層(上有脫皮用小突起)在高溫高壓蒸汽的推動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，將板栗表面的紅衣磨去。此裝置為非連續(xù)工作機(jī)構(gòu)，每批板栗在脫皮筒中停留60-90s，筒上蓋和下蓋在2的作用下打開(kāi)，壓縮空氣沖入，脫去紅衣的板栗靠自重落到傳送帶1上，而紅衣則被壓縮空氣吹走。這套日本脫殼設(shè)備的設(shè)計(jì)將脫板栗的外殼與去紅衣分開(kāi)，由兩組設(shè)備組成聯(lián)合作業(yè)機(jī)組，提高了板栗的剝殼率，其栗仁破碎率較低。但是，此設(shè)備的板栗紅衣去凈率仍較低，一般需要增設(shè)專門的紅衣二次去除設(shè)備。另外，這種機(jī)組結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)部件的制造精度要求高。因此，整套設(shè)備的價(jià)格昂貴，其出口型價(jià)格高達(dá)十幾萬(wàn)美元，不適合在我國(guó)推廣使用。2.3國(guó)內(nèi)技術(shù)我國(guó)板栗機(jī)械式脫殼去衣技術(shù)研究起步較晚，但發(fā)展較快，而且吸收了歐洲日本先進(jìn)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，發(fā)展出了適合我國(guó)國(guó)情的脫殼機(jī)，其中已獲得發(fā)明專利就有十幾項(xiàng)，以下舉出幾種最有代表性的機(jī)械。2.3.1廣東板栗剝殼設(shè)備廣東省農(nóng)機(jī)研究所研制開(kāi)發(fā)的這種設(shè)備主要面向栗子粉、栗子醬和栗子露等對(duì)栗仁完整性要求較低，而且不需要將板栗紅衣完全脫掉的加工場(chǎng)合。其結(jié)構(gòu)原理(見(jiàn)圖2.5)是采用直接機(jī)械鉤削(切削)撕脫板栗外殼的剝殼原理，將帶齒鉤的組合刀具4鑲?cè)雱儦さ侗P6中，工作時(shí)通過(guò)剝殼刀盤的高速轉(zhuǎn)動(dòng)，使板栗在剝殼刀盤內(nèi)自由翻滾鉤削撕扯，將板栗殼鉤碎撕脫達(dá)到剝殼的目的。撕脫式板栗剝殼機(jī)的工作部件是由剝殼刀盤6和組合刀具4組成的，并且采用雙刀盤、雙工位剝殼形式，剝殼刀盤用鑄鋁合金材料制成，其上均布8組組合刀具和2塊拋料板。拋料板是為使盤內(nèi)的板栗剝殼均勻而設(shè)置的，為使不同品種、大小的板栗均能剝殼，并降低破碎率，還可通過(guò)調(diào)整刀具到盤面的高度、剝殼刀盤的轉(zhuǎn)速(變頻調(diào)速)及剝殼時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)。這種設(shè)備的缺點(diǎn)是適用范圍窄，加工能力低，因此僅僅應(yīng)用于小工廠的板栗加工生產(chǎn)上，沒(méi)有廣泛推廣價(jià)值。2.3.2云南林業(yè)科學(xué)院新型板栗脫皮機(jī)這是云南省林業(yè)科學(xué)院開(kāi)發(fā)的一種獨(dú)具一格的新型板栗脫皮機(jī)(見(jiàn)圖2.6)該機(jī)有一可轉(zhuǎn)動(dòng)的水平刀盤11，其上是一帶有螺旋導(dǎo)向槽19的導(dǎo)向盤7和進(jìn)料斗8，刀盤上有放射布置的刀片10和排渣槽，其外緣還設(shè)有帶柔性摩擦物的內(nèi)、外摩擦筒。該機(jī)的工作原理十分簡(jiǎn)單，與工業(yè)用刨床的原理基本相同，工作時(shí)由電機(jī)巧帶動(dòng)刀盤11高速旋轉(zhuǎn)，同時(shí)板栗自進(jìn)料斗8落到刀盤中部，因離心力的作用，板栗在水平導(dǎo)向盤7上螺旋導(dǎo)向槽的引導(dǎo)下由刀盤中部向外緣滾動(dòng)推進(jìn)，板栗在不斷滾動(dòng)向前的過(guò)程中，高速旋轉(zhuǎn)的刀片10與滾動(dòng)的板栗存在同向速度差，從刀片刨削板栗(刨削量在0.2-O.Smm之間)，因板栗沿螺旋導(dǎo)向槽19不斷翻滾滾動(dòng)，板栗周身都受到刨削，經(jīng)刨削后的板栗自刀盤邊緣拋出后落入內(nèi)摩擦筒5和外摩擦筒之間，在重力和高速轉(zhuǎn)動(dòng)的柔性摩擦物4的作用下，自上而下作螺旋運(yùn)動(dòng)，摩擦物將栗仁上的殘余紅衣進(jìn)一步清除。此脫殼機(jī)與傳統(tǒng)的脫殼機(jī)原理有所不同，采用刨切原理，使得加工效率提高，可連續(xù)作業(yè)，板栗外殼紅衣脫盡率)80，栗仁破損率<20。但是，由于機(jī)械結(jié)構(gòu)決定該機(jī)不能大型化，而且加工后的碎屑不易排出，影響加工能力。因此，仍存在加工能力差，僅適用于中小板栗加工企業(yè)使用的缺點(diǎn)。2.3.3遼寧板栗脫皮機(jī)如圖2.7所示，這是一種比較有特點(diǎn)的脫除板栗外殼及紅衣的脫皮裝置，其結(jié)構(gòu)組成包括進(jìn)料斗1、滾筒機(jī)構(gòu)2、出料流道3、殼仁分離機(jī)構(gòu)4、支撐架體5、滾筒6和風(fēng)機(jī)7,其中脫皮工作部分為表面制有統(tǒng)一引向出料流道的斜向滾牙的滾筒(結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2.7)。由于采用滾動(dòng)擠壓原理進(jìn)行脫殼去種衣，因此板栗須先進(jìn)行干燥處理，使板栗的含水量降到5%-10%，然后再進(jìn)入脫殼機(jī)進(jìn)行處理，這樣處理的原因是板栗干燥后，外皮脆硬，栗仁縮水變堅(jiān)硬與紅衣相脫離，為脫皮機(jī)進(jìn)行脫皮處理創(chuàng)造了條件。脫皮時(shí)滾筒上的滾牙，對(duì)脫水干燥后的板栗進(jìn)行滾動(dòng)擠壓，使其外殼和紅衣破碎，然后在風(fēng)機(jī)的吹動(dòng)下將殼仁分離開(kāi)來(lái)。該機(jī)的特點(diǎn)是脫皮效率高，而且可一次性脫除板栗外殼和紅衣，但是由于脫殼采用滾動(dòng)擠壓式，且工作空間較小，很容易引起阻塞，影響機(jī)器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，不適合連續(xù)加工。

3.優(yōu)化設(shè)計(jì)脫殼去衣機(jī)是板栗脫殼設(shè)備的核心部分，在機(jī)械式板栗脫殼設(shè)備中，有些采用的是同時(shí)脫去板栗外殼與紅衣的技術(shù)，如歐洲的擠壓刮殼去衣技術(shù)以及中國(guó)農(nóng)機(jī)院的板栗加工成套設(shè)備中的剝殼去衣技術(shù);有些則是將脫外殼與去紅衣分開(kāi)進(jìn)行，如日本的技術(shù)中由高速輥刀和高速擊打鋼片脫去板栗外殼，而由專門的紅衣脫皮裝置脫去紅衣;還有一些只是將板栗外殼脫去，并沒(méi)有脫去栗仁上的紅衣，如廣東的板栗剝殼設(shè)備。無(wú)論是從設(shè)備的實(shí)用性，還是從設(shè)備的成本考慮，采用同時(shí)脫殼去衣技術(shù)的設(shè)備都優(yōu)于另外兩種技術(shù)形式，因?yàn)槠渚哂锌梢詥螜C(jī)操作，無(wú)須其他中間環(huán)節(jié)，一次性脫去板栗外殼與紅衣的優(yōu)點(diǎn)。因此，在考慮板栗脫殼去衣設(shè)備的技術(shù)時(shí)首選這種加工形式。3.1機(jī)械形式的優(yōu)化設(shè)計(jì)機(jī)械式板栗脫殼去衣設(shè)備的機(jī)械形式可分為三種形式，第一種就是采用刀具將板栗外殼、紅衣切掉，也是目前國(guó)內(nèi)外普遍采用的技術(shù)形式。比較有代表性的是日本設(shè)備采用了高速輥刀和擊打鋼片，國(guó)內(nèi)的如廣東和云南的設(shè)備則是采用了旋轉(zhuǎn)刀盤，以及福建設(shè)備采用的是縱向切刀。這種形式的主要特點(diǎn)是技術(shù)要求較低，脫殼去衣率高，但缺點(diǎn)是栗仁上容易產(chǎn)生刀傷，影響栗仁成品品質(zhì)。第二種機(jī)械形式是采用板栗的高速滾擦碰撞將板栗外殼、紅衣去除，主要以國(guó)內(nèi)北京林業(yè)大學(xué)研制的設(shè)備為代表。由于這種形式技術(shù)要求較高，脫殼去衣率較低，因此國(guó)內(nèi)外較少采用。另外一種形式是采用揉搓或擠壓將板栗外殼、紅衣去掉，法國(guó)設(shè)備采用的就是擠壓刮殼的形式，而國(guó)內(nèi)具有代表性的中國(guó)農(nóng)機(jī)院研制的設(shè)備也是采用揉搓形式。但是相對(duì)前兩種形式，這種脫殼去衣形式的栗仁破碎率、損耗率較高，脫殼去衣率也較低，只是其完整脫出的栗仁損傷較少，外觀較好。從以上三種脫殼去衣形式的比較可以看出，第一種由于實(shí)用性好，較為適合我國(guó)國(guó)情，只要采用相應(yīng)措施減少栗仁上的刀傷，其應(yīng)用前景較為廣闊。因此，本次脫殼去衣機(jī)的脫殼去衣機(jī)械形式選用刀具切削、機(jī)械滾打形式。具體結(jié)構(gòu)形式參考日本技術(shù)的結(jié)構(gòu)形式，工作部分采用下位式高速旋轉(zhuǎn)切削刀輥以及高速旋轉(zhuǎn)滾打器，板栗的推料裝置則采用的是螺旋推料裝置，其結(jié)構(gòu)示意見(jiàn)圖3.1。3.2工作部分結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)機(jī)械式板栗脫殼去衣機(jī)的工作部分，即下位式高速旋轉(zhuǎn)切削刀輥、高速旋轉(zhuǎn)滾打器的結(jié)構(gòu)形式以及與螺旋推料器的配合形式的設(shè)計(jì)將直接影響板栗的脫殼去衣效果。因此，工作部分的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)在整個(gè)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)中就十分重要。方案Ⅰ:參考日本板栗脫殼技術(shù)以及中國(guó)農(nóng)機(jī)院板栗劃口機(jī)的結(jié)構(gòu)形式，采用刮料輸送器配合單軸下位式高速旋轉(zhuǎn)切削刀輥、高速旋轉(zhuǎn)滾打器的結(jié)構(gòu)形式，具體結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3.2。方案分析:方案Ⅰ的刮料輸送器結(jié)構(gòu)笨重，能耗較大，而且其矩形刮板結(jié)構(gòu)直接導(dǎo)致了與單軸下位式高速旋轉(zhuǎn)切削刀輥和高速旋轉(zhuǎn)滾打器的配合不合理，使刀輥和滾打器得不到充分的利用(圖3.2所示)，因此生產(chǎn)效率較低。方案Ⅱ:將方案Ⅰ中的刮料器換為螺旋推料器