发布时间 : 星期一 文章山核桃破壳机毕业论文更新完毕开始阅读
东北林业大学本科毕业设计 1 绪论
1.1 本课题研究的目的和意义
在国际市场上，核桃与杏仁、腰果、榛子一起并列为世界四大干果。核桃作为保健食品早已被国内外所认识。核桃在我国分布十分广泛，主要种植在西南和西北。目前，我国的核桃栽培面积达三千一百七十五万亩，其中结果树面积约为66.7万公顷， 年产量将近50万吨，总面积和产量均居世界第一位。核桃是我国的传统土特产品，每年出口量达2万吨，创汇3000余万美元。
传统的山核桃入味前的破壳加工方法有：1、将干燥的核桃至于加热的沙堆中反复烘烤，利用热来使核桃壳自动破裂；2、将山核桃放在特制的模子内，用特制的锤子进行人工敲击。这两种方法，前者加工起来周期比较长，耗时并且破碎率有限，需要多次烘烤才能达到相对理想的状况：后者不仅费时费力，效率低，而且还存在不卫生、品质不一等缺陷。总而言之，这两种方法都阻碍了山核桃产业化进程。
故有必要设计一种结构简单，操作容易的机器，专门用于入味前山核桃的破壳加工，降低相关行业工作人员劳动强度，提升核桃生产机械化程度，推动其产业化进程，从而提高国内核桃加工能力和竞争力。
1.2 本课题国内外发展状况
早在20世纪60年代初，国外就着手研制了许多坚果破壳机具，至80年代初，美国、意大利、法国等国相继推出了各种坚果剥壳机，譬如夏威夷果剥壳机、杏仁剥壳机等，其中当然也有山核桃剥壳机。经过数十年的发展，坚果剥壳机具已日趋成熟。目前，正朝着机电一体化方向发展。
但我国坚果破壳机具发展缓慢，虽然最近几年跟进较快，不过还是远远落后于种植业的发展，阻碍了相关产品的产业化进程。在一些生产应用的机具中，存在如下几个突出的问题，因而难以推广开来。
1、 损失率高。由于参数选择不合理，有些破壳机的果仁损失率高达20%。 2、 通用性差。一般破壳机仅能用于某一种坚果的破壳作业，对于不同品种的坚果，不能通过更换主要零部件来实现一机多用。
3、 机具性能不稳定，适应性差。为某类坚果专门开发的专用机型，在该坚果品种、大小规格、外壳形状和含水量等因素出现变化时，其破壳性能就变差。
4、 作业成本偏高。我国坚果破壳机具的规模和系列尚不完善，多数是单机制造，制造的工艺水平低，成本高；也因为通用性差，不能一机多用，使得生产企业设备配置的成本上升，致使加工坚果的作业成本增加。
核桃加工时大多要将核桃进行开口处理, 其目的有三点: 一是为了取仁; 二是便于入味; 三是易剥食。为了获得较高的成品率, 核桃开口时要求破碎率低。目前, 很少见到国内
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外关于核桃开口机的报道, 国内核桃的开口加工多用手工或简单的挤压机械, 破碎率虽高而生产率却低, 而且工人劳动强度大。虽然，近年来国内新研制了几款山核桃破壳机，如河南科技大学食品与生物工程学院的张仲欣教授根据生产需要和核桃的结构特点，设计了一种对辊窝眼式核桃开口机；王高平研制了一套40HJC201型核桃加工设备。但这些多数适用于手剥山核桃的加工或核桃的破壳取仁，尚未出现专门用于山核桃入味前破壳加工的相应设备。若将这些设备专门用于山核桃入味前的开口加工：一来，未必适用；二来，即使适用，也有点大材小用的感觉，无意间加工成本就增加了。
1.3 设计内容简介
本设计的主要任务是设计一台专门用于山核桃入味前破壳加工的机器样机，等制造后进行检验其加工效果。若确实可行，就进一步将其系列化，使其专门用于不同种类、不同规格的山核桃，甚至其他品种坚果进行入味前的开口加工。
本设计构思用变频器来调节主轴转速，在检验中选择出最佳转速，从而用于不同种类、不同尺寸规格以及不同水分含量的山核桃，使其加工效果达到最佳，主要是破壳率要高，但果仁损耗率要低。在此，初步选定机器的额定功率为1.0 kW ，主轴转速为1000 r/min ,整体高度在1.5米左右（方便工作人员操作）。有关机器的结构设计，进过了解相关资料，比较相关设备，最终确定设计一台以电机为驱动，皮带为传动的立轴式破碎机，以多锤敲击的形式来使被加的工山核桃开裂。其结构简图见图1.1。
图1.1 破壳机机构简图
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东北林业大学本科毕业设计 2 设计要求和方法
2.1 山核桃果壳的特点及破壳要求
2.1.1 山核桃果壳的特点
山核桃属于坚果类，其果壳形状和材质成分因核桃种类和产地的不同而异，但总体来说，果壳外形不规则，内部有褶皱沟纹，坚硬，难以剥离，更难以保证在加工时达到只使果壳破裂但不破碎的效果。
2.1.2 破壳要求
核桃加工时大多数要将核桃进行破壳处理，其目的有三点：一是便于入味；二是为了取仁；三是易剥食。为了达到便于入味，而且正常进行后续的入味加工但不影响核桃的整体完整性的目的，入味前的破壳加工有以下要求： 1、 破壳率要高，即：经加工后未开裂的核桃比率要尽量低。 2、 破碎率要低，即：经加工后致使核桃仁碎裂的核桃数量要低。
3、 尽可能使开口或裂缝较小，以免影响其后续入味加工后核桃的整体完整性。
2.2 破壳方法
2.2.1 传统破壳方法
传统的核桃破壳方法主要有以下两种：
1、 热胀法，一般是将干燥的核桃置于加热的沙堆中反复烘烤，利用热来使核桃壳自动破裂，但此法费时费力，不能满足现代核桃的产业化生产。
2、 人工敲击法，将山核桃放在特制的模子内，用特定的锤子进行人工敲击，但此法不但费时费力，效率低，而且还存在产品不卫生、品质不一等缺陷，已经不能满足现代核桃的产业化生产。
2.2.2 现有机器破壳法
目前，国内常见破壳加工设备采用的破壳方法主要有以下5种：
1、 挤压法：核桃按大小分类后，喂入一对连续运转的轧辊之间，借助轧辊的挤压作用破壳，调整两轧辊间距以控制挤压量。轧辊表面形状对破壳质量影响较大。 2、 撞击法：借助核桃与打板或壁面间的高速撞击作用使壳变形，直至破裂。 3、 剪切法：借助锐利面的剪切作用使壳破碎。
4、 碾搓法：借助核桃与粗糙面间的碾搓作用使壳疲劳破坏而破碎。
5、 气爆法：利用核桃顶端的自然孔隙，将高压空气通入装有核桃的密闭容器中，待气体进入核桃壳内，壳内外气压平衡后，突然打开容器盖，借助压差将核桃壳胀裂。
2.2.3 选定破壳方法
根据以上破壳方法的作用原理和特点，并结合山核桃入味前初加工破壳处理的实际
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情况，在此选定以撞击法作为本设计的破壳方法。同时，结合工程破碎机的破碎方式，最终确定该山核桃专用破碎机的破壳方法为多锤式撞击法。
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