一种基于压差法的脱壳装置的制作方法

本发明涉及一种基于压差法的脱壳装置，属于机械领域。

背景技术：

从国内外研究现状可以看出,人们已提出了众多的板栗脱壳技术与方法,并设计了相应的板栗脱壳工艺与设备，这些工艺设备都具有某一方面的优势，但同时也存在着不少缺点。目前市场上较为普遍的板栗去皮方法有人力手工去皮法、机械去皮法、化学去皮法、热力去皮法等几种方法，但各自均有各自方法的缺陷：手工去皮法效率低人工劳动强度大，不适合批量化生产；机械去皮法利用外力作用去皮会对板栗果肉造成不可挽救的破坏；化学去皮法利用化学药剂或制品对板栗直接进行反应去皮，这样果肉上有可能会残留对人体有害的化学物质；热力去皮法将板栗做熟后进行去皮工作，但却彻底改变了板栗的状态，对板栗后续的加工造成了影响。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于压差法的脱壳装置，其不仅可以应用于板栗脱壳，可以应用于类似的坚果、谷物上，适用于批量处理板栗，提高工作效率，且能够保证大批量板栗去皮的完整程度，不影响板栗果肉的风味口感，最大限度还原板栗果肉的真实样貌。

本发明的技术方案如下：

一种基于压差法的脱壳装置，包括一内设有用于输送待脱壳物料的螺旋转盘的密闭的高温高压罐体、一进气管、一加热装置、一空压机以及一驱动机构，所述进气管螺旋缠绕在所述加热装置的外周，所述进气管的一端连接所述空压机，另一端与所述高温高压罐体连通；所述驱动机构带动所述螺旋转盘转动，所述空压机产生的倍压气体经过加热装置加热后送入所述高温高压罐体中。

更优地，所述脱壳装置还包括从上至下依次连接的进料口、第一进料转阀、第一过渡存储罐和第二进料转阀，所述第二进料转阀的出口连接所述高温高压罐体的入口，所述脱壳装置还包括至上而下依次连接的第二出料转阀、第二过渡存储罐、第一出料转阀以及出料口，所述第二出料转阀的进口还连接所述高温高压罐体的出口。

更优地，所述驱动机构包括步进电机、变速器和皮带，所述变速器设置在所述步进电机的传动轴上，所述螺旋转盘包括一转轴和螺旋叶片，所述转轴设于所述高温高压罐体的中心且外端部位于所述高温高压罐体的外部，所述螺旋叶片沿转轴轴向设置，所述传动轴通过皮带连接所述转轴的外端部，带动螺旋转盘转动，所述变速器和步进电机均电连接至一控制器。

更优地，所述脱壳装置还包括压力保护装置，所述压力保护装置通过三通阀与所述进气管相通，所述空压机的电源接入所述压力保护装置，由压力保护装置控制空压机的工作状态。

更优地，所述脱壳装置还包括温度保护装置，所述加热装置的电源接入所述温度保护装置，由温度保护装置控制加热装置的工作状态，所述温度保护装置的测温探头设于所述进气管与高温高压罐体的接口处。

更优地，所述加热装置为u型加热棒。

更优地，所述加热装置的外周还固定设置一保温罩。

本发明具有如下有益效果：

本发明一种估计与压差法的脱壳去皮装置，通过高温蒸汽将物料的软皮与果肉分离，产生空隙，然后将物料长时间置于高压状态内使物料内部充满高能量，最终将物料从密封高温高压罐体瞬间脱离，形成状态的瞬间改变从而利用待脱壳物料内外瞬间的巨大气压差以及一个瞬时的能量爆发，实现从物料内部一次性脱去壳皮并同时保证物料的完整性和口感。

本发明脱壳去皮装置还具有省工、省力、节能、高效、环保卫生、对栗果形状规则性无要求等优点。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中高温高压罐体剖视图；

图3为图1中a处放大图。

图中附图标记表示为：

10、高温高压罐体；20、进气管；30、加热装置；40、空压机；50、驱动机构；70、保温罩；80、压力保护装置；90、温度保护装置；11、螺旋转盘；51、步进电机；52、变速器；53、皮带；61、进料口；62、第一进料转阀；63、第一过渡存储罐；64、第二进料转阀；65、第二出料转阀；66、第二过渡存储罐；67、第一出料转阀；68、出料口；111、转轴；112、螺旋叶片。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例来对本发明进行详细的说明。

请参阅图1至图3，一种基于压差法的脱壳装置，包括一内设有用于输送待脱壳物料的螺旋转盘11的密闭的高温高压罐体10、一进气管20、一加热装置30、一空压机40以及一驱动机构50，所述进气管20螺旋缠绕在所述加热装置30的外周，所述进气管20的一端连接所述空压机40，另一端与所述高温高压罐体10连通；所述驱动机构50带动所述螺旋转盘11转动，所述空压机40产生的倍压气体经过加热装置30加热后送入所述高温高压罐体10中，待脱壳的物料从高温高压罐体10的入口进入后关闭所述入口，经过螺旋转盘11输送至高温高压罐体10的出口，物料受热受压，打开高温高压罐体10的出口，物料瞬时泄压，物料的壳皮所吸收的压力能瞬间释放，使壳皮与果肉分离。所述壳皮包括待脱壳物料的硬壳与包裹果实的软皮。

待脱壳物料进入密封高温高压罐体10进行高温蒸汽处和加压处理，高温蒸汽将物料的软皮与果肉分离，产生空隙，加压处理使物料壳皮与果肉之间集聚极高的压力能。通过螺旋转盘11推进物料，在出口处瞬时泄压后物料壳皮内外由于具有极高的压力差，压力能的爆炸性释放使物料壳皮与果肉分离。密封高温高压罐体10对物料作用时间极短，热影响区较小，不会对物料果肉造成高温损伤。本脱壳去皮装置利用能量法一次性去除物料硬壳与软皮，具有较高的效率，较好的软皮去净率，极好的果肉新鲜度保持性。

螺旋转盘11使物料下落过程中充分搅拌且延长下落时间，使物料充分受热受压。所述进气管20螺旋缠绕使管内气体充分加热。与所述高温高压罐体10连接的部件，其连接处均采用气密性连接，确保高温高压罐体10不漏气。

请参阅图1，所述驱动机构50包括步进电机51、变速器52和皮带53，所述变速器52设置在所述步进电机51的传动轴上，所述螺旋转盘11包括一转轴111和螺旋叶片112，所述转轴111设于所述高温高压罐体10的中心且外端部位于所述高温高压罐体10的外部，请参阅图2，所述螺旋叶片112沿转轴111轴向设置，所述传动轴通过皮带53连接所述转轴111的外端部，带动螺旋转盘11转动。所述变速器52和步进电机51均电连接至一控制器（未图示），所述控制器控制步进电机51的工作状态并控制变速器52，改变驱动机构50输出的转速。通过调节驱动机构50可以调节待脱壳物料在密封高温高压罐体10内的时间，使待脱壳物料在高温高压罐体10内充分受热受压，物料在高温高压罐体10内转变为高能状态。所述控制器可以选用atmelatmega328p-au单片机，其成品可以选用duinonano控制器。

所述加热装置30可以选用u型加热棒。所述加热装置30的外周还固定设置一保温罩70，防止温度损失。

请参阅图1，所述脱壳装置还包括从上至下依次连接的进料口61、第一进料转阀62、第一过渡存储罐63和第二进料转阀64，所述第二进料转阀64的出口连接所述高温高压罐体10的入口，所述脱壳装置还包括至上而下依次连接的第二出料转阀65、第二过渡存储罐66、第一出料转阀67以及出料口68，所述第二出料转阀65的入口还连接所述高温高压罐体10的出口。进料时，第一进料转阀62打开，待脱壳物料进入第一过渡存储罐63，第一进料转阀62关闭，然后打开第二进料转阀64，待脱壳物料进入高温高压罐体10，再关闭第二进料转阀64。设置第一进料转阀62、第一过渡存储罐63、第二进料转阀64的目的是防止进料过程高温高压罐体10内的压力和温度损失，最大限度确保高温高压罐体10内维持压力、温度稳定。所述第二出料转阀65在将物料离开脱壳装置前，始终保持常开状态，所述第二过渡存储罐66与高温高压罐体10内保持相同的压力和温度，待脱壳物料经过高温高压罐体10后，直接落入第二过渡存储罐66，需要出料时，关闭所述第二出料转阀65，打开第一出料转阀67，待脱壳物料通过出料口68时，瞬时泄压，待脱壳物料的壳皮内外由于具有极高的压力差，压力能的爆炸性释放使壳皮与果肉分离，实现脱壳。所述第二出料转阀65还可以最大限度确保高温高压罐体在出料过程中维持压力恒定。

所述高温高压罐体10、进气管20、第二进料转阀64、第一过渡存储罐63、第二出料转阀65、第二过渡存储罐66均能承受2~8个大气压，压力值的选择由待脱壳物料决定。

所述脱壳装置还包括压力保护装置80，所述压力保护装置80通过三通阀（未图示）与所述进气管20相通，所述空压机40的电源接入所述压力保护装置80，由压力保护装置80控制空压机40的工作状态。所述压力保护装置80实时监测并显示送入高温高压罐体10的气体压力，当气体压力超过预设最高值时，控制空压机40断电，调整高温高压罐体10内的压力，当气体压力低于预设最低值时，控制空压机40工作。所述压力保护装置80可以选用伊莱克公司的spc系列的压力保护装置80。

所述脱壳装置还包括温度保护装置90，所述加热装置30的电源接入所述温度保护装置90，由温度保护装置90控制加热装置30的工作状态，所述温度保护装置90的测温探头设于所述进气管20与高温高压罐体10的接口处。测温探头采集高温高压罐体10内的温度，并实时显示当前温度，当温度超过预设值时，自动断开加热装置30的电源。所述温度保护装置90可以采用臣源的型号为wk-206l、wk-sm1的温度保护装置90。

现以板栗脱壳皮为例，说明本发明脱壳去皮装置的使用过程：

充足的高压蒸汽可以使板栗进入高能高压环境中经受一定的高压高温作用（大约100℃、0.5mpa），并使板栗内衣与外壳的水分转化为气态，栗仁表面也被加热并使其水分汽化，颜色呈金黄色，栗仁外与栗壳外的气压相同，栗仁受压后会发生一定程度的弹性变形（栗仁被压缩），栗仁内部未熟化，栗仁表面因失水而收缩，与板栗壳衣实现分离。随后板栗瞬间脱离高压高温环境,在此同时，积聚在板栗壳、内皮和栗仁之间的压力瞬时爆破,实现栗壳和内皮一次脱除。利用板栗分拣机构，可以使板栗的残余红衣以及外壳与栗仁进一步分离

打开空压机40和加热装置30，倍压后的气体在进气管20中通过时经过进气管20时由加热装置30加热后进入高温高压罐体10，通过压力保护装置80观察当前管道内的压力（由于进气管20与高温高压罐体10相通，因此压力可视为相同或接近），通过温度保护装置90观察当前高温高压罐体10内的温度，当压力和温度均达到要求时（例如，温度在100℃、压力在0.5mpa，即5个大气压时），将板栗（所述板栗一般需要经过清洗、划口以及浸泡预处理）送入进料口61，打开第一进料转阀62，板栗进入第一过渡存储罐63，然后关闭第一进料转阀62。打开第二进料转阀64，板栗落入高温高压罐体10中，关闭第二进料转阀64。密封高温高压罐体10存储高温高压气体，并作为板栗暂存装置使板栗转变为高能状态，板栗通过螺旋转盘11的推进同时发生滚动，从而使板栗受热均匀。充足的高压蒸汽可以使板栗进入高能高压环境中经受一定的高压高温作用，并使板栗内衣与外壳的水分转化为气态，栗仁表面也被加热并使其水分汽化，颜色呈金黄色，栗仁外与栗壳外的气压相同，栗仁受压后会发生一定程度的弹性变形（栗仁被压缩），栗仁内部未熟化，栗仁表面因失水而收缩，与板栗壳衣实现分离。板栗通过第二出料转阀65离开高温高压罐体10，使板栗进入第二过渡存储罐66，然后关闭第二出料转阀65，打开第一出料转阀67，板栗在通过出料口68瞬时泄压，板栗壳-皮内外由于具有极高的压力差，积聚在板栗壳、内皮和栗仁之间的压力瞬时爆破，实现栗壳和内皮一次脱除。

本发明立足于能量法的原理进行研究，利用能量法机械一体化去皮。通过高温蒸汽将物料的软皮与果肉分离，产生空隙，然后将物料长时间置于高压状态内使物料内部充满高能量，最终将物料从密封高温高压罐体瞬间脱离，形成状态的瞬间改变从而利用待脱壳物料内外瞬间的巨大气压差以及一个瞬时的能量爆发，实现从物料内部一次性脱去壳皮并同时保证物料的完整性和口感。

本发明脱壳去皮装置还具有省工、省力、节能、高效、环保卫生、对栗果形状规则性无要求等优点。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。