花生脱壳机文献综述

南华大学毕业设计(论文)综述报告题目花生脱壳机的设计学院名称机械工程学院指导教师胡良斌职称讲师班学学生姓名李图文2015年 1月 20 日1. 本设计（课题）研究的目的和意义花生机械化脱壳的生产效率为人工剥壳的l0～50倍，在降低作业者劳动强度和生产成本、提高生产率、促进花生加工业发展方面起到了积极作用，其脱壳质量的高低直接影响到后续产品的加工质量和原料的利用率以及花生仁的品质，是决定花生仁价格的关键。

我国花生年总产量按l400万吨计算，若全部采用机械化脱壳，花生脱壳机的破碎率增加1%，其总破碎量就增加l4万吨。

破损的花生仁由于缺少完整的衣皮保护易失油、粘尘，从而易遭受黄曲霉毒素侵害，从而影响到花生仁贮藏、等级和价格，影响出口，甚至难以出售。

随着我国花生种植业和加工业的不断发展以及劳动力成本的日益增加，国内对发展花生脱壳机械化的呼声也越来越高，市场对高性能、高质量的花生脱壳机械的需求也日趋迫切。

目前，我国现有花生脱壳机脱壳质量和作业性能参差不齐，普遍存在果仁破伤率高、剥净率低、品种适应性差等问题，不能完全满足当前生产需求，尤其是种用花生的生产，其加工季节性强，且对果仁破伤率及设备性能参数要求高，市场上还缺乏适用于种用花生脱壳加工的设备。

花生机械化脱壳领域需要研究和攻克的问题还很多，如何降低花生脱壳设备的果仁破伤率和提高其剥净率已成为花生脱壳机械研发的重点和难点问题。

影响花生脱壳质量的主要因素包括设备特性、脱壳工艺以及加工对象三方面。

在脱壳设备方面的影响因素包括脱壳部件的结构形式、关键零部件材料选用、结构参数、关键零部件组配参数、运动参数；脱壳工艺包括脱壳前荚果分级、荚果调湿处理、机械预破壳、喂料速率以及硫酸等化学物质处理等；加工对象主要指花生品种。

2. 本设计（课题）国内外研究历史与现状花生脱壳机是将花生荚果去掉外壳而得到花生仁的场上作业机械。

花生本身的生理特点决定了花生脱壳通常不与花生田间收获一起进行联合作业，而是在花生荚果的含水率降到一定度后再用专门的脱壳设备进行脱壳作业。

而美国“国家花生研究实验室（NPRL）”的一些学者针对美国的两段式收获作业模式特点，将花生脱壳与联合收获进行集成作业，开展了田间机械化脱壳的试验研究。

花生脱壳机的脱壳方式主要分为非机械式脱壳和机械式脱壳。

非机械式花生脱壳主要分为气爆式、真空式、激光式以及超声波式脱壳；机械式花生脱壳从其结构和材料上基本可分为以打击揉搓为主的钢旋转打板-凹板筛式和以挤压揉搓为主的带有橡胶的磨盘式脱壳机。

目前市场上主要采用机械式花生脱壳设备，尤其是打击揉搓为主的旋转打板-固定凹板式花生脱壳设备使用最为广泛。

美国在花生脱壳机的研究方面起步较早，花生机械脱壳技术比较先进，脱壳作业已实现机械化、标准化，且配套体系健全。

目前，美国花生设备生产商 LMC（Lewis M.Carter）公司的花生脱壳设备承担美国商用花生脱壳 90%的市场份额，其研制的花生脱壳机效率高，可实现快速更换各种尺寸凹板筛，且脱壳滚筒-凹板筛组配间距随时可调，以适应不同品种花生的脱壳作业。

此外，20 世纪 80 年代初美国的 LIANG 研制了一种脱壳机，它能够在对物料尺寸分级的同时对其进行破壳，并通过精确的变形控制来引导物料向一定的方向运动。

美国的 Patel 又尝试着用激光来逐个切割果实，试验显示，用这种方法几乎能够达到 100%的整仁率，但因其费用昂贵、效率低很难得以推广。

20世纪60年代以来，我国已有多种花生脱壳设备面世。

在我国一些地区，使用最为广泛的脱壳设备为小型和带复脱的中型脱壳机，脱壳结构为旋转打板-固定凹板式，其功能单一、结构简单、价格便宜，使用较为广泛，工作时，花生由进料斗进入脱壳室，在滚筒和凹板筛的共同作用下被脱壳，花生壳在流向倾斜筛时，被风机吹向排杂口排出，花生仁落到倾斜鱼鳞振动筛上经初步清选后排出脱壳机；也有些花生脱壳机在旋转打杆上套有圆铁筒或胶皮管和采用自动喂料方式进行脱壳，以降低花生的破碎率和提高其剥净率，但还缺乏集成脱前自动分级和自动喂料功能的花生脱壳设备。

还有一种磨盘式脱壳机，其关键脱壳部件由磨面上带有橡胶垫的上、下两磨盘组成，其生产率高，但因果仁破伤率也高，因此一般只在一部分榨油厂或南方鲜食花生加工作坊使用。

能够完成脱壳、分离、清选和分级功能的较大型花生脱壳机组在一些大批量花生加工的企业中应用较为普遍。

由于在花生脱壳机械研发上长期投入不足，我国机械化脱壳技术一直没有大的突破，脱壳部件的研制仍处于 20 世纪 90 年代初的技术水平，在改善脱壳性能，尤其是有效降低果仁破损等方面始终没有实质性突破。

国内现有的花生脱壳机脱出的果仁存在较多的破皮和碎粒现象，果仁破伤率一般在 5～8%，只能用于榨油、食品加工，难以满足种用花生和出口花生脱壳加工要求。

我国也开展了气爆式和超声波式脱壳等非机械式花生脱壳技术的研究。

气爆式脱壳花生仁的破碎率小于 1%，但其剥净率只有 30%；超声波式脱壳装置结构简单，但生产率低。

在其他带壳物料脱壳技术上,还有利用微波技术和气体射流冲击技术进行脱壳的新方法,可使物料简便、快速、高效地脱壳，且不破坏果仁的外形,但这两种方法会使果仁不同程度地熟化，不能用于种用。

在脱壳工艺方面，一些坚果物料脱壳前处理方式较多，应用较为广泛的主要有以下两种方式：（1）通过对物料进行冷冻或干燥处理，目的为使物料壳在不同程度上变脆，使得果壳与果仁间的附着力逐渐减小，进而通过提高剥净率和生产率、降低果仁的破损率来改善脱壳效果。

（2）将带壳物料浸入脱壳溶液中进行化学腐蚀处理，该溶液用来软化物料外壳并溶去一部分外壳，然后取出果实再利用机械方式脱去外壳，这种方法需添加其它化学成分如碱、酶等，这些添加物会使产品具有异味异质，影响成品品质风味，但此方法可大大降低果仁破伤率。

借鉴坚果类脱壳工艺及设备影响参数，考虑到价格低、适用性强、安全易操作以及市场前景大等方面的问题，花生脱壳前预处理主要通过分级处理和水分调节来改善我国现有花生脱壳机具的脱壳性能。

总体来说，国内现有的花生脱壳机还不成熟，到目前为止，还未解决花生机械化脱壳对花生仁损伤率偏高的问题，用于种子和长期贮存的花生仁至今还多采用手工剥壳。

我国花生脱壳机械主要存在以下突出问题：脱壳后的果仁破伤率高、损失大；品种适应性差，自动化程度低；我国花生脱壳机生产厂家多，机型多，缺乏统一的标准，造成通用性、互换性差，难以形成规模化生产，不仅制约花生脱壳机械的快速发展，也给用户使用、维修和购置零部件等带来诸多不便。

针对国内花生脱壳机械存在的问题，充分利用国内外已有研究基础，重点攻克脱壳过程中果仁破伤率高、剥净率低等技术难题，有效提升我国花生机械化脱壳技术水平，是当前发展我国花生产后加工业的重要任务。

3. 目前存在的主要问题现有的花生脱壳机按脱壳原理主要分撞击法、挤压法、碾搓法、剪切法、搓撕法、气吸法六类。

我国较多应用的是以打击、揉搓为主的钢纹杆—钢栅条凹板和以挤压、揉搓为主的橡胶滚筒—橡胶浮动凹板两大类脱壳机,这种传统脱壳机基本上都是二十世纪五、六十年代定型的产品,或者是在其基础上稍加改进的产品,所以在脱壳性能上并没有很大的提高。

由于机械脱壳时对花生米的损伤率偏高,用于种子和较长期贮存的花生米至今仍是手工脱壳。

脱壳机械在技术性能和作业环节上存在以下问题: (l)花生脱壳作业分散于农户,不能进行规模化脱壳,使得花生脱壳行业发展缓慢。

(2)花生脱壳机的脱壳效率低、脱净率低、破损率高。

(3)机具性能不稳定,适应性差。

(4)通用性差,利用率低。

(5)多数靠经验进行单机制造，工艺水平较低，能耗较高使得作业成本偏高(6)有些产品仅进行了样机试制或少量试生产,未进行大量生产性考核和鉴定,作业性能及向商品性等方面还存在不少问题。

4. 本设计（课题）拟解决的关键问题和研究方法拟解决的关键问题：（1）构建滚筒-固定凹板结构的打击揉搓式花生脱壳试验台。

（2）将加工工艺与结构设计相结合，优化设计打击揉搓式花生脱壳设备的关键部件及其工作参数。

研究方法：充分利用已有研发基础，针对国内现有技术存在的问题和我国花生生产种植情况及花生的生物特性、物理特性、加工、贮藏、播种及出口的技术要求，综合比较、消化吸收国外先进花生脱壳技术，优化设计与制造加工相结合，通过试验研究与理论分析的研究方法，研究制定打击揉搓式花生脱壳技术实施方案。

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