可降低核桃仁表面损伤的破壳机械及破壳方法与流程

本发明属于农业机械领域，涉及一种破壳机械及破壳方法，尤其涉及一种可降低核桃仁表面损伤的破壳机械及破壳方法。

背景技术：

目前大多数挤压式核桃破壳机只是以提高高露仁率、生产率等技术指标要求上，如申请号为201320198513.9实用新型公开了一种变间隙多辊挤压式核桃破壳机，该机主要由一个主破壳辊和多个辅助破壳辊组成挤压装置，各个辅助破壳辊与主破壳辊之间的挤压间距可以调节。主破壳辊与辅助破壳辊形成的由大到小间断性的多工位挤压破壳工作机构，使得核桃被挤压的程度逐渐加深，主要目的是确保高露仁率。如申请号为201410057484.3发明专利公开了一种双向挤压式核桃破壳设备，该破壳设备主要由齿轮传动带动送料滚送料，通过啮合齿带动同轴凸轮，一对凸轮转动推动推杆作相向运动挤压核桃，挤压完毕后通过槽轮卸料，主要目的提高整仁率。在核桃机械化破壳的过程中，由于挤压式破壳机械的挤压间距一定，而每个核桃壳仁间隙差异较大，在挤压破壳的过程中，均造成不同程度的核桃仁表面损伤，核桃仁表面损伤即核桃仁表面缺少完整包衣，表面损伤不但影响核桃仁等级和价格下降，造成经济损失；而且导致储藏过程中的失油、霉变以及粘尘等影响口感。

虽然现有的核桃破壳设备能够有效提高生产效率，对核桃的坚硬外壳进行破碎，但无法有效保证核桃仁表面的完整程度，核桃破壳过程中影响表面损伤的主要因素是挤压间距、含水率、挤压辊表面硬度，充分考虑影响因素，从而在工艺上以及性能上降低核桃仁的表面损伤是亟需解决的难题。

技术实现要素：

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种可有效降低机械化破壳过程中核桃仁表面损伤、加工效率高以及便于操作的可降低核桃仁表面损伤的破壳机械及破壳方法。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种可降低核桃仁表面损伤的破壳机械，包括机架、入料口、主破壳辊以及辅助破壳辊组，所述主破壳辊以及辅助破壳辊组设置在机架上；所述辅助破壳辊组与主破壳辊之间设置有间隙，所述入料口与辅助破壳辊组以及主破壳辊之间的间隙相贯通，其特征在于：所述辅助破壳辊组包括第一辅助破壳辊组以及第二辅助破壳辊组；所述第一辅助破壳辊组以及第二辅助破壳辊组分列在主破壳辊两侧；所述第一辅助破壳辊组以及第二辅助破壳辊组均包括自上而下依次排列的六个辅助破壳辊；所述第一辅助破壳辊组中的六个辅助破壳辊与主破壳辊的间距呈阶梯变化；所述第二辅助破壳辊组中的六个辅助破壳辊与主破壳辊的间距呈阶梯变化；所述主破壳辊的外表面、第一辅助破壳辊组中的每个辅助破壳辊的外表面以及第二辅助破壳辊组中的每个辅助破壳辊的外表面均经过包胶处理；所述可降低核桃仁表面损伤的破壳机械还包括核桃回潮处理装置以及筛网；所述核桃回潮处理装置以及筛网自上而下依次设置在入料口上端；所述核桃回潮处理装置通过筛网与入料口相贯通。

作为优选，本发明所采用的第一辅助破壳辊组中的六个辅助破壳辊与主破壳辊的间距分别是：60±5mm、50±5mm、40±5mm、30±5mm、25±5mm以及20±5mm；所述第二辅助破壳辊组中的六个辅助破壳辊与主破壳辊的间距分别是：55±5mm、45±5mm、35±5mm、25±5mm、20±5mm以及15±5mm。

作为优选，本发明所采用的第一辅助破壳辊组中的六个辅助破壳辊与主破壳辊的间距分别是：60mm、50mm、40mm、30mm、25mm以及20mm；所述第二辅助破壳辊组中的六个辅助破壳辊与主破壳辊的间距分别是：55mm、45mm、35mm、25mm、20mm以及15mm。

作为优选，本发明所采用的主破壳辊包括辊芯以及包裹在辊芯外部的包胶层；所述包胶层的厚度是3-5mm，所述包胶层的外表面设置有花纹。

作为优选，本发明所采用的包胶层的外表面还设置有均布在包胶层外表面的凹槽，所述凹槽与花纹交错设置；所述凹槽呈楔形或燕尾形；所述楔形或燕尾形的宽度范围是1-2mm；所述楔形或燕尾形的深度范围1-2mm；

作为优选，本发明所采用的第一辅助破壳辊组中的每个辅助破壳辊以及第二辅助破壳辊组中的每个辅助破壳辊均包括辅助破壳辊辊芯以及包裹在辅助破壳辊辊芯外部的包胶层；所述包胶层的厚度是3-5mm，所述包胶层的外表面拉毛处理。

作为优选，本发明所采用的第一辅助破壳辊组中的六个辅助破壳辊的表面硬度自上而下分别为90HRB、90HRB、60HRB、60HRB、30HRB以及30HRB；所述第二辅助破壳辊组中的六个辅助破壳辊的表面硬度自上而下分别为90HRB、90HRB、60HRB、60HRB、30HRB以及30HRB。

作为优选，本发明所采用的核桃回潮处理装置包括核桃保存箱、水箱、含水率测定仪、计时器以及温度计；所述水箱与核桃保存箱相贯通；所述核桃保藏箱中设置有含水率测定仪、计时器以及温度计；所述核桃保存箱通过筛网与入料口相贯通。

作为优选，本发明所采用的筛网包括上层筛网以及下层筛网；所述上层筛网以及下层筛网自上而下依次设置在入料口顶部并与入料口相贯通；所述上层筛网的孔径是35-40mm；所述下层筛网的孔径是30-35mm。

一种基于如上所述的可降低核桃仁表面损伤的破壳机械的破壳方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

1)测定待破壳核桃的含水率，若含水率处于10％-12％，则直接进行步骤3)；若含水率非处于10％-12％，则进行步骤2)；

2)判断待破壳核桃的含水率是否大于10％-12％，若是，则将待破壳核桃烘干并使待破壳核桃的含水率处于10％-12％后进行步骤3)；若否，则将待破壳核桃经过回潮处理并使待破壳核桃的含水率处于10％-12％后进行步骤3)；所述回潮处理方式是：将待破壳核桃处于核桃保藏箱中，用自来水浸泡15-30min，于26℃-31℃的环境中静置10-15h；存放于编织袋中；

3)将待破壳核桃经过筛网，并筛选得到横径在35-40mm之间的待破壳核桃以及横径在30-35mm之间的待破壳核桃；

4)对于横径在35-40mm之间的待破壳核桃，启动主破壳辊以及第一辅助破壳辊组，将横径在35-40mm之间的待破壳核桃通过入料口输送至主破壳辊与第一辅助破壳辊组之间进行逐级破壳；

对于横径在30-35mm之间的待破壳核桃，启动主破壳辊以及第二辅助破壳辊组，将横径在30-35mm之间的待破壳核桃通过入料口输送至主破壳辊与第二辅助破壳辊组之间进行逐级破壳。

(三)有益效果

本发明实施例提供了一种可降低核桃仁表面损伤的破壳机械及破壳方法。具备以下有益效果：

该破壳机械包括包括机架、入料口、主破壳辊以及辅助破壳辊组，主破壳辊以及辅助破壳辊设置在机架上；辅助破壳辊组与主破壳辊之间设置有间隙，入料口与辅助破壳辊组以及主破壳辊之间的间隙相贯通，其特征在于：辅助破壳辊包括第一辅助破壳辊组以及第二辅助破壳辊组；第一辅助破壳辊组以及第二辅助破壳辊组分列在主破壳辊两侧；第一辅助破壳辊组以及第二辅助破壳辊组均包括自上而下依次排列的六个辅助破壳辊；第一辅助破壳辊组中的六个辅助破壳辊与主破壳辊的间距呈阶梯变化；第二辅助破壳辊组中的六个辅助破壳辊与主破壳辊的间距呈阶梯变化；主破壳辊的外表面、第一辅助破壳辊组中的每个辅助破壳辊的外表面以及第二辅助破壳辊组中的每个辅助破壳辊的外表面均经过包胶处理；可降低核桃仁表面损伤的破壳机械还包括核桃回潮处理装置以及筛网；核桃回潮处理装置以及筛网自上而下依次设置在入料口上端；核桃回潮处理装置通过筛网与入料口相贯通。本发明通过多种方式可进一步降低核桃仁表面损伤率，具体表现在：第一，本发明将传统的单边设置的辅助破壳辊组更改为双边辅助破壳辊组，同时破壳间距从大到小间断性变化，使破壳裂纹均匀扩展，保证了高露仁率的同时还进一步降低了核桃仁表面损伤率，且可以双向喂料，增加了破壳间距范围，能适应大小不一不同品种核桃的破壳。第二，本发明对主破壳辊以及辅助破壳辊组中的每个破壳辊的外表面均进行了包胶处理，通过包胶处理降低了主破壳辊的表面硬度，同时辅助破壳辊包胶处理使表面硬度成阶梯化降低，使得破壳辊在挤压核桃时，由传统的硬接触改为软接触，增大了挤压空间，核桃在挤压破壳过程中转动自由度更大，露仁率更高，表面损伤率更低；第三，本发明在核桃处理前增加了对核桃的回潮处理，使待破壳核桃具有一定的含水率，提升了核桃仁本身韧性，有效降低了机械化破壳过程中核桃仁表面损伤。本发明所提供的破壳机械，由于上述多重因素的协同作用，使得核桃在被破壳时，可有效降低机械破壳过程中产生的核桃仁表面损伤，本发明所提供的破壳机械结构简单、便于操作方便、工作效率高、能耗低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明所提供的破壳机械的结构示意图；

图2是图1的侧视结构示意图；

图3是本发明所采用的主破壳辊的结构示意图；

图4是图3中A部的放大结构示意图；

图5是本发明所采用的辅助破壳辊的结构示意图；

其中：

1-入料斗；2-导料板；3-主破壳辊；4-带座轴承；5-机架；6-出料斗；7-电机；8-链传动；9-减速器；10-连接螺栓；11-辅助破壳辊组；13-辊芯；14-包胶层。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1、图2、图3、图4以及图5，本发明实施例提供了一种可降低核桃仁表面损伤的破壳机械，与传统的破壳机械相同的是，均包括机架5、入料口(在入料斗1上设置)、主破壳辊3以及辅助破壳辊组11，主破壳辊3以及辅助破壳辊组11设置在机架上；辅助破壳辊组11与主破壳辊3之间设置有间隙，入料口与辅助破壳辊组11以及主破壳辊3之间的间隙相贯通，机架5底部设置有电机7以及减速器9；电机7通过减速器9以及链传动8带动主破壳辊3转动；主破壳辊3通过带座轴承4以及连接螺栓10固定在机架5上；机架5上设置有入料斗1以及与入料斗1相贯通的出料斗6；

与传统的破壳机械所不同的是：本发明实施例所提供的可降低核桃仁表面损伤的破壳机械，辅助破壳辊组包括第一辅助破壳辊组以及第二辅助破壳辊组；第一辅助破壳辊组以及第二辅助破壳辊组分列在主破壳辊3两侧；入料斗1处设置有用于导分不同粒径待破壳核桃的导料板2；第一辅助破壳辊组以及第二辅助破壳辊组均包括自上而下依次排列的六个辅助破壳辊；第一辅助破壳辊组中的六个辅助破壳辊与主破壳辊的间距呈阶梯变化；第二辅助破壳辊组中的六个辅助破壳辊与主破壳辊3的间距呈阶梯变化；主破壳辊3的外表面、第一辅助破壳辊组中的每个辅助破壳辊的外表面以及第二辅助破壳辊组中的每个辅助破壳辊的外表面均经过包胶处理且表面硬度各不相同；同时，还包括核桃回潮处理装置以及筛网；核桃回潮处理装置以及筛网自上而下依次设置在入料口上端；核桃回潮处理装置通过筛网与入料口相贯通。

第一辅助破壳辊组中的六个辅助破壳辊与主破壳辊的间距分别是：60±5mm、50±5mm、40±5mm、30±5mm、25±5mm以及20±5mm；优选间距是：60mm、50mm、40mm、30mm、25mm以及20mm；第二辅助破壳辊组中的六个辅助破壳辊与主破壳辊的间距分别是：55±5mm、45±5mm、35±5mm、25±5mm、20±5mm以及15±5mm；优选间距是55mm、45mm、35mm、25mm、20mm以及15mm。六个辅助破壳辊在布置时与主破壳辊的间距为阶梯变化从1-6依次间距为60-50-40-30-25-20mm，在破壳的过程中60mm能保证核桃顺利进入破壳区，前面间距较大阶梯变化保证破壳时，核桃接触到辊子挤压裂纹扩展均匀，从第三棍子开始间距变化较小，是因为从此开始，核桃仁多数已裸露，间距过大将会损伤到桃仁表面。

本发明实施例将整机结构从原来单边布置辅助破壳辊改成双边布置，通过简单的控制开关和导料板，实现双向破壳，避免用户使用过程中再次调节间距。要降低核桃表面的损伤，破壳间距的恰如其分是至关重要的，即使是1mm。鉴于此，本发明将传统的单边设置的辅助破壳辊更改为双边辅助破壳辊的方式，分为第一辅助破壳辊以及第二辅助破壳辊。在破壳机械运转时，由于主破壳辊只能是单向运转，将分过级的横径在35-40mm之间的核桃经过主破壳辊与第一辅助破壳辊，使主破壳辊顺时针转动，通过主破壳辊与第一辅助破壳辊的挤压，使得横径在35-40mm之间的核桃破壳，有效降低了其他粒径范围的核桃表面的损伤；将分过级的横径在30-35mm之间的核桃经过主破壳辊与第二辅助破壳辊，使主破壳辊逆时针转动，通过主破壳辊与第二辅助破壳辊的挤压，使得横径在30-35mm之间的核桃破壳，有效降低了其他粒径范围的核桃表面的损伤。双向不等距的辅助破壳辊的设置不仅能够有效降低核桃表面的损伤程度，对于用于来说，还能最大程度上提高工作效率，减少调试及工作时间。

同时，本发明实施例将原来主破壳辊以及两组辅助破壳辊的表面硬度也做了处理，传统的破壳辊(无论是主破壳辊还是辅助破壳辊组)的表面均为花纹钢，现将辊面做包胶处理，使辊面硬度降低，同时将辅助破壳辊也做包胶处理，并使其硬度值阶梯化降低，保证最大程度降低表面损伤。

主破壳辊包括辊芯13以及包裹在辊芯外部的包胶层14；包胶层14的厚度是3-5mm，包胶层14的外表面设置有花纹；包胶层14的外表面还设置有均布在包胶层外表面的凹槽，凹槽与花纹交错设置；凹槽呈楔形或燕尾形；楔形或燕尾形的宽度范围是1-2mm；楔形或燕尾形的深度范围1-2mm。主破壳辊辊芯为花纹钢，包胶层厚度为3-5mm，胶辊采用聚氨脂胶辊具有高的机械强度(相对于普通包胶辊)，同时且耐磨性和耐油性较好。表面形态为花纹胶辊。主要为增大挤压过程中剪切力。同时由于楔形或燕尾形的凹槽的存在，使得主破壳辊的外表面与核桃挤压时会发生局部的形变，进一步降低了破壳辊与核桃之间的硬接触，使其软着陆，破壳效果，尤其是核桃表面的破碎率更低。在这个过程中，由于包胶处理、凹槽以及花纹的多重作用，使得包胶辊的机械强度比传统的机械强度低了太多，有利于核桃破壳中的裂纹扩展，裂纹扩展均匀，破壳时的破碎率就低。破壳辊采用花纹钢是因为没有这么大直径的无缝钢管，其次其在圈圆后保证其机械强度，破壳过程中需要的挤压力较大，强度不足将造成辊子形变，从而使破壳效果差。

第一辅助破壳辊组中的每个辅助破壳辊以及第二辅助破壳辊组中的每个辅助破壳辊均包括辅助破壳辊辊芯以及包裹在辅助破壳辊辊芯外部的包胶层；包胶层的厚度是3-5mm，包胶层的外表面拉毛处理。第一辅助破壳辊组中的六个辅助破壳辊的表面硬度自上而下分别为90HRB、90HRB、60HRB、60HRB、30HRB以及30HRB；第二辅助破壳辊组中的六个辅助破壳辊的表面硬度自上而下分别为90HRB、90HRB、60HRB、60HRB、30HRB以及30HRB。辅助破壳辊辊芯为无缝钢管经拉毛处理，包胶层厚度3-5mm，胶辊采用聚氨脂胶辊具有高的机械强度(相对于普通包胶辊)，其表面形态为平辊，但具有一定的粗糙度。

第三，由于含水率影响桃仁表面韧性，增大一定的韧性可以有效降低桃仁破损率和桃仁表面损伤率，过大将导致壳仁不易分离，反而增加破损率(含水率为试验方法是根据《GB 5009.3-2010食品安全国家标准食品中水分的测定》里的第一法直接干燥法测定，是将核桃连仁带壳一起碾碎，取5-10g样品测定，含水量过低破壳表面损伤加重)。因此，基于该因素，本发明将待破壳的核桃通过核桃回潮处理装置进行回潮处理，该核桃回潮处理装置包括核桃保存箱、水箱、含水率测定仪、计时器以及温度计；水箱与核桃保存箱相贯通；核桃保藏箱中设置有含水率测定仪、计时器以及温度计；核桃保存箱通过筛网与入料口相贯通。将贮存用的干核桃通过浸泡回潮处理，使其含水率增加至10％-12％，以提高核桃仁表面韧性，从而降低机械破壳过程中的核桃仁表面损伤。

另外，本发明实施例所提供的筛网包括上层筛网以及下层筛网；上层筛网以及下层筛网自上而下依次设置在入料口顶部并与入料口相贯通；上层筛网的孔径是35-40mm；下层筛网的孔径是30-35mm。

本发明实施例在提供上述破壳机械的同时，还提供了一种基于可降低核桃仁表面损伤的破壳机械的破壳方法，该方法包括以下步骤：

1)测定待破壳核桃的含水率，若含水率处于10％-12％，则直接进行步骤3)；若含水率非处于10％-12％，则进行步骤2)；

2)判断待破壳核桃的含水率是否大于10％-12％，若是，则将待破壳核桃烘干并使待破壳核桃的含水率处于10％-12％后进行步骤3)；若否，则将待破壳核桃经过回潮处理并使待破壳核桃的含水率处于10％-12％后进行步骤3)；回潮处理方式是：将带破壳核桃处于核桃保藏箱中，用自来水浸泡15-30min，于26℃-31℃的环境中静止10-15h后置于编织袋中；烘干的方式是：风干和/或烘箱；一般而言，干核桃的含水率一般在8％左右，而湿核桃的含水率36％左右，对于干核桃，务必使其经过回潮处理；对于湿核桃，务必使其经过烘干处理。无论是湿核桃还是干核桃必须经过烘干或回潮处理使其含水率达到10％-12％之间，符合相应的含水率，这点非常重要，含水率的增加会增大核桃的韧性，可以有效降低桃仁破损率和桃仁表面损伤率。

3)将待破壳核桃经过筛网，并筛选得到横径在35-40mm之间的待破壳核桃以及横径在30-35mm之间的待破壳核桃；

4)对于横径在35-40mm之间的待破壳核桃，启动主破壳辊以及第一辅助破壳辊组，将横径在35-40mm之间的待破壳核桃通过入料口输送至主破壳辊与第一辅助破壳辊组之间进行逐级破壳；

对于横径在30-35mm之间的待破壳核桃，启动主破壳辊以及第二辅助破壳辊组，将横径在30-35mm之间的待破壳核桃通过入料口输送至主破壳辊与第二辅助破壳辊组之间进行逐级破壳。

额外的，本发明实施例还将辅助破壳辊组与机架的连接方式从原来的菱形座轴承连接改为螺栓连接，既降低了成本同时使设备间距调节更为方便。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。