【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】
ant industrial belt shape. But China39。s peanut production has seriously lagged behind the development of mechanization, especially in labor accounts for the whole production process 1 / 3 of the above, operating costs account for more than 50% of total production cost of harvesting operations, mainly rely on manual pletion of the current, laborintensive, operating costs are high , low efficiency, loss of large, high cost of production development and industry has bee a major bottleneck in the growth of the domestic peanut mechanized harvesting techniques and equipment needs of the increasingly urgent. Key words:Peanut Sheller;Principle Of Work ;Structure ;Peanutbroken rate1 前言 花生中富含脂肪和蛋白質(zhì),既是主要的食用植物油來(lái)源,而且又可提供豐富的植物蛋白質(zhì)。利用花生在制取油脂、制取花生蛋白、生產(chǎn)花生儀器以及在花生貿(mào)易出口時(shí),都需要對(duì)花生進(jìn)行預(yù)處理加工。花生的預(yù)處理主要包括花生的剝殼和分級(jí)、破碎、軋胚和蒸炒等。 花生脫殼機(jī)是將花生莢果去掉外殼而得到花生仁的場(chǎng)上作業(yè)機(jī)械。由于花生本身的生理特點(diǎn)決定了花生脫殼不能與花生的田間收獲一起進(jìn)行聯(lián)合作業(yè),而只能在花生莢果的含水率降到一定程度后才能進(jìn)行脫殼。隨著花生種植業(yè)的不斷發(fā)展,花生手工脫殼已無(wú)法滿足高效生產(chǎn)的要求,實(shí)行機(jī)械化脫殼迫在眉睫。 花生剝殼的原理很多,因此產(chǎn)生了很多種不同的花生剝殼機(jī)械?;ㄉ鷦儦げ考腔ㄉ鷦儦C(jī)的關(guān)鍵工作部件,剝殼部件的技術(shù)水平?jīng)Q定了機(jī)具作業(yè)中花生仁破碎率、花生果一次剝凈率及生產(chǎn)效率等重要的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。在目前的生產(chǎn)銷售中,花生仁破碎率是社會(huì)最為關(guān)心的主要指標(biāo)。八十年代以前的花生剝殼機(jī)械,破碎率一般都大于8%,有時(shí)高達(dá)l5%以上。加工出的花生仁,只能用來(lái)榨油,不能作種用,更達(dá)不到出口標(biāo)準(zhǔn)。為了降低破碎率而探討新的剝殼原理,研制新式剝殼部件,便成為花生剝殼機(jī)械的重要研究課題。目前我國(guó)在花生脫殼技術(shù)研究方面一直沒(méi)有大的突破,資金投入也不足,脫殼部件的研制仍在2O世紀(jì)90年代初的技術(shù)水平上徘徊,所以在脫殼性能上并沒(méi)有很大的提高。由于機(jī)械脫殼時(shí)對(duì)花生仁的損傷率偏高,用于種子和較長(zhǎng)期貯存的花生仁至今仍是手工剝殼。脫殼機(jī)械在技術(shù)性能和作業(yè)環(huán)節(jié)上存在以下問(wèn)題: (1) 脫殼率低,脫殼后的花生仁破碎率高,損失較大。 (2) 機(jī)器性能不穩(wěn)定,適應(yīng)性差。 (3) 通用性差,利用率低。 (4) 作業(yè)成本偏高,多數(shù)是單機(jī)制造,制造的工藝水平較低,同時(shí)能耗較高。 有些產(chǎn)品僅進(jìn)行了樣機(jī)試制或少量試生產(chǎn),未進(jìn)行大量生產(chǎn)性考核和示范應(yīng)用,作業(yè)性能及商品性等方面還存在不少問(wèn)題。2 花生脫殼機(jī)概述 研究重點(diǎn) 自從進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái),國(guó)內(nèi)外關(guān)于花生脫殼機(jī)械的開(kāi)發(fā)與推廣應(yīng)用日益增多,針對(duì)現(xiàn)有花生脫殼機(jī)械存在的優(yōu)點(diǎn)與不足,在未來(lái)的發(fā)展過(guò)程中,對(duì)花生脫殼機(jī)械在生產(chǎn)應(yīng)用中的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié),不斷完善其功能,使其呈現(xiàn)良好的發(fā)展勢(shì)頭。提高花生脫殼機(jī)械的通用性和適應(yīng)性仍是當(dāng)前的主要研究方向之一。目前,許多花生脫殼機(jī)械只是針對(duì)某一花生品種和所在地區(qū)的生長(zhǎng)環(huán)境來(lái)設(shè)計(jì),其通用性、兼容性和適應(yīng)性較差。提高花生脫殼機(jī)械的通用性和兼容性,使研制的花生脫殼機(jī)械通過(guò)更換主要部件能夠同時(shí)對(duì)其他帶殼物料進(jìn)行脫殼加工。研制通過(guò)變換主要工作部件即能滿足不同品種花生果脫殼作業(yè)需要的脫殼機(jī)具,并提高制造工藝水平,降低制造成本,以適應(yīng)不同加工企業(yè)的需要?;ㄉ摎C(jī)械能否適應(yīng)這種發(fā)展趨勢(shì),將直接影響到花生脫殼機(jī)械能否更好的推廣應(yīng)用與健康發(fā)展。 對(duì)花生脫殼機(jī)械的關(guān)鍵技術(shù)與工作部件進(jìn)行重點(diǎn)攻關(guān),改革傳統(tǒng)結(jié)構(gòu),研究新的脫殼機(jī)理,優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);同時(shí)在整體配置上進(jìn)一步改進(jìn)和完善,提高脫殼率,降低花生仁破損率。目前國(guó)內(nèi)外的花生脫殼機(jī)械均存在脫殼率和破損率之間的矛盾,處理好這一關(guān)鍵技術(shù)將關(guān)系到花生脫殼機(jī)械的發(fā)展前景。 向自動(dòng)控制和自動(dòng)化方向發(fā)展大多數(shù)機(jī)具目前仍依賴人工喂料或定位,影響了作業(yè)速度和作業(yè)質(zhì)量。因此應(yīng)通過(guò)機(jī)電一體化手段,開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)自動(dòng)喂料、自動(dòng)定位脫殼裝置,保證均勻喂料與有效定位,實(shí)現(xiàn)機(jī)組自動(dòng)化操作,進(jìn)一步提高作業(yè)精確性和作業(yè)速度,提高產(chǎn)品質(zhì)量與生產(chǎn)率,滿足部分大、中型加工企業(yè)的需要,以開(kāi)拓國(guó)內(nèi)和國(guó)外市場(chǎng)。 新技術(shù)原理、新結(jié)構(gòu)材料、新工藝將不斷應(yīng)用于花生機(jī)械的研制開(kāi)發(fā)中,隨著液壓技術(shù)、電子技術(shù)、控制技術(shù)以及化工、冶金工業(yè)的發(fā)展,許多復(fù)雜的機(jī)械機(jī)構(gòu)、動(dòng)力傳遞、笨重的材料和落后的工藝將逐漸被取代。減輕重量,減少阻力,簡(jiǎn)化操作,減少輔助工作時(shí)間,延長(zhǎng)使用壽命,降低勞動(dòng)使用費(fèi)用等將作為主要設(shè)計(jì)目標(biāo)應(yīng)用于脫殼機(jī)械的設(shè)計(jì)制造。隨著國(guó)內(nèi)外高新技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,如何將這些高新技術(shù)更好的應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中,也是目前花生脫殼機(jī)械需要盡快解決的問(wèn)題?;ㄉa(chǎn)機(jī)械化是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要組成部分,是農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展的重要保證,近年來(lái),花生機(jī)械裝備總量不斷穩(wěn)步增長(zhǎng),作業(yè)水平進(jìn)一步提高,社會(huì)化服務(wù)規(guī)模不斷擴(kuò)大,雖然目前花生脫殼機(jī)械化水平較高,但是多應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)與示范推廣區(qū),并且小型機(jī)械多、大型機(jī)械少,低檔機(jī)械多、高性能機(jī)械少。在一些地區(qū),用作種子和特殊用途的花生仁仍采用傳統(tǒng)的手工剝殼,勞動(dòng)生產(chǎn)率低,區(qū)域性發(fā)展不平衡。進(jìn)入21世紀(jì),我國(guó)花生生產(chǎn)機(jī)械化開(kāi)始了新的發(fā)展階段,農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整發(fā)生了新的變化,也對(duì)花生機(jī)械的發(fā)展產(chǎn)生了積極而深遠(yuǎn)的影響,不僅拉動(dòng)了新的有效需求,而且構(gòu)筑了適合花生生產(chǎn)機(jī)械化發(fā)展的新舞臺(tái),為花生生產(chǎn)機(jī)械化真正成為農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展的推動(dòng)器提供了廣闊的市場(chǎng)發(fā)展條件。在一些地區(qū)推進(jìn)花生生產(chǎn)機(jī)械化的過(guò)程中,相繼出臺(tái)了鼓勵(lì)和扶持農(nóng)民購(gòu)買花生機(jī)械、開(kāi)展花生機(jī)械作業(yè)服務(wù)的優(yōu)惠政策和措施,調(diào)動(dòng)了農(nóng)民購(gòu)買花生機(jī)械的積極性,形成了新的市場(chǎng)需求。隨著花生種植業(yè)的不斷發(fā)展,國(guó)內(nèi)外對(duì)花生深加工產(chǎn)品的需求不斷增大,提高花生脫殼機(jī)械化作業(yè)水平成為必然?;ㄉ摎C(jī)在提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,減輕勞動(dòng)強(qiáng)度方面起到了積極的作用,促進(jìn)了花生加工業(yè)的科技進(jìn)步,為花生脫殼機(jī)械的發(fā)展提供了空間。 花生脫殼機(jī)的分類 按結(jié)構(gòu)分類 (1)封閉式紋桿滾筒式。六十年代初, 我國(guó)在吸收國(guó)外技術(shù)的基礎(chǔ)上,研制了TH340型花生剝殼機(jī),其剝殼部件是在一個(gè)圓筒上鑲上若干根紋桿組成的封閉式紋桿滾筒,下面裝有若干根圓鋼條組成的柵條式凹板。在該機(jī)構(gòu)中花生進(jìn)口大(3O50毫米),出口小(1O25毫米),工作時(shí),花生果在滾筒的推動(dòng)下由進(jìn)口向出口端運(yùn)動(dòng),在滾筒和凹板的沖擊、擠壓、揉搓作用下直接脫殼,花生受列剝殼機(jī)的直接搓擦作用,系強(qiáng)制脫殼,故破碎率高。剝殼時(shí), 直徑同凹板柵縫一樣大小的單粒果及雙粒果便從柵縫中分離出來(lái),所以一次剝凈率低,最高80%。為了將混在一起的花生仁和未脫果分離開(kāi)來(lái),采用柵條式凹板的剝殼機(jī)一般要配置分離機(jī)構(gòu)。后來(lái)研制并生產(chǎn)的TH47O型,6 BH570型等型式的剝殼機(jī),結(jié)構(gòu)與其大同小異,剝殼質(zhì)量均不理想。 (2)封閉橡膠板滾筒式。該機(jī)的剝殼部件是由封閉膠輥和直立膠板組成,剝殼原理系擠壓式,作業(yè)時(shí),花生果在膠輥的推動(dòng)下,通過(guò)剝殼間隙(5—20毫米),由膠輥和膠板的擠壓作用脫殼,避開(kāi)了剝殼部件的揉搓作用,破碎率有所降低,但仍在5%以上。另外,因直徑小于剝殼間隙的小果未經(jīng)剝殼便被分離出來(lái),故一次剝凈率很低,只有30%左右。所以不得不增設(shè)循環(huán)機(jī)構(gòu),以使花生經(jīng)多次擠壓脫殼,致使機(jī)器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、龐大,造價(jià)較高。 (3)開(kāi)式紋桿滾筒式。剝殼部件采用了由兩根金屬紋桿組成的開(kāi)式紋桿滾筒和用編織絲網(wǎng)制成的編織凹板,作業(yè)時(shí),花生果在滾筒的推動(dòng)下,受擠壓揉搓脫殼,該結(jié)構(gòu)與封閉滾筒式不同,花生果受到開(kāi)式滾筒的攪拌作用,剝殼力帶有柔性,故其破碎率較低,可控制在3%5% 。另外,與柵條式凹板不同,因系編織網(wǎng)孔凹板,剝殼時(shí),只有直徑小于網(wǎng)孔尺寸的單粒癟果末脫殼而被網(wǎng)孔分離,雙粒長(zhǎng)果則漏不出來(lái),仍被剝殼,故剝凈率較高。 (4)立式剝殼式。剝殼部件采用了由兩根扁鋼條焊接而成的立式轉(zhuǎn)子,下面裝著用編織絲網(wǎng)制成的編織平底篩。在剝殼室內(nèi),花生果受立式轉(zhuǎn)子的推動(dòng)而相互磨擦,從而達(dá)到剝殼的目的,此方法系柔性揉搓剝殼。實(shí)踐證明,該機(jī)破碎率較低,可控制在3%以下。其缺點(diǎn)是由于采用立式傳動(dòng), 故傳動(dòng)機(jī)構(gòu)較為復(fù)雜。 (5)開(kāi)式扁條滾筒式。采用了由三根扁鋼條制成的開(kāi)式扁條滾筒,和用編織絲網(wǎng)制成的凹板結(jié)構(gòu)。作業(yè)時(shí),花生果在扁條的推動(dòng)下隨滾筒轉(zhuǎn)動(dòng),在滾筒和凹板之間形成一個(gè)活動(dòng)層,花生果在該活動(dòng)層內(nèi)互相揉搓而脫殼。由于在該機(jī)構(gòu)中,避開(kāi)了剝殼部件的直接擠壓, 沖擊的作用,而是花生搓花生,系柔性剝殼,故破碎率較低, 該機(jī)鑒定時(shí)實(shí)測(cè)破傷率(破碎率+損傷率)為91%。另外脫凈率及生產(chǎn)效率等指標(biāo)亦較理想。 按工作原理分類 目前國(guó)內(nèi)花生脫殼機(jī)從其脫殼原理、結(jié)構(gòu)和材料上基本可分為以打擊、揉搓為主的鋼紋桿——鋼柵條凹板 以擠壓、揉搓為主的橡膠滾筒一一橡膠浮動(dòng)凹板兩大類,但脫殼質(zhì)量均不高,破損率都大于8 %,剝出的花生米只能用于榨油和食用,滿足不了外貿(mào)出口和作種子的要求。探索先進(jìn)的脫殼原理是解決脫殼機(jī)現(xiàn)存問(wèn)題的重要途徑。 (1)撞擊法脫殼。撞擊法脫殼是物料高速運(yùn)動(dòng)時(shí)突然受阻而受到?jīng)_擊力,使外殼破碎而實(shí)現(xiàn)脫殼的目的。其典型設(shè)備為由高速回轉(zhuǎn)甩料盤及固定在甩料盤周圍的粗糙壁板組成的離心脫殼機(jī)。甩料盤使花生莢果產(chǎn)生一個(gè)較大的離心力撞擊壁面,只要撞擊力足夠大,莢果外殼就會(huì)產(chǎn)生較大的變形,進(jìn)而形成裂縫。當(dāng)莢果離開(kāi)壁面時(shí),由于外殼具有不同的彈性變形而產(chǎn)生不同的運(yùn)動(dòng)速度,莢果所受到的彈性力較小,運(yùn)動(dòng)速度也不如外殼,阻止了外殼迅速向外移動(dòng)而使其在裂縫處裂開(kāi),從而實(shí)現(xiàn)籽粒的脫殼。撞擊脫殼法適合于仁殼間結(jié)合力小,仁殼間隙較大且外殼較脆的莢果。影響離心式脫殼機(jī)脫殼質(zhì)量的因素有,籽粒的水分含量、甩料盤的轉(zhuǎn)速、甩料盤的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等。 (2)碾搓法脫殼?;ㄉv果在固定磨片和運(yùn)動(dòng)著的磨片間受到強(qiáng)烈的碾搓作用,使莢果的外殼被撕裂而實(shí)現(xiàn)脫殼。其典型的設(shè)備為由一個(gè)固定圓盤和一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤組成的圓盤剝殼機(jī)。莢果經(jīng)進(jìn)料口進(jìn)入定磨片和動(dòng)磨片的間隙中,動(dòng)磨片轉(zhuǎn)動(dòng)的離心力使籽粒沿徑向向外運(yùn)動(dòng),也使莢果與定磨片問(wèn)產(chǎn)生方向相反的摩擦力;同時(shí),磨片上的牙齒不斷對(duì)外殼進(jìn)行切裂,在摩擦力與剪切力的共同作用下使外殼產(chǎn)生裂紋直至破裂,并與殼仁脫離,達(dá)到脫殼的目的。該種方法影響因素有,莢果的水分含量、圓盤的直經(jīng)、轉(zhuǎn)速高低、磨片之間工作間隙的大小、磨片上槽紋的形狀和莢果的均勻度等。 (3)剪切法脫殼?;ㄉv果在固定刀架和轉(zhuǎn)鼓間受到相對(duì)運(yùn)動(dòng)著的刀板的剪切力的作用,外殼被切裂并打開(kāi),實(shí)現(xiàn)外殼與果仁的分離。其典型設(shè)備為由刀板轉(zhuǎn)鼓和刀板座為主要工作部件的刀板剝殼機(jī)。在刀板轉(zhuǎn)鼓和刀板座上均裝有刀板,刀板座呈凹形,帶有調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu),可根據(jù)花生莢果的大小調(diào)節(jié)刀板座與刀板轉(zhuǎn)鼓之間的間隙。當(dāng)?shù)栋遛D(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)時(shí),與刀板之間產(chǎn)生剪切作用,使物料外殼破裂和脫落。主要適用于棉籽,特別是帶絨棉籽的剝殼,剝殼效果較好。由于其工作面較小,故易發(fā)生漏籽現(xiàn)象,重剝率較高。該種方法影響因素有,原料水分含量、轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速的高低、刀板之間的間隙大小等。 (4)擠壓法脫殼。擠壓法脫殼是靠一對(duì)直徑相同轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反,轉(zhuǎn)速相等的圓柱輥,調(diào)整到適當(dāng)間隙,使花生莢果通過(guò)間隙時(shí)受到輥的擠壓而破殼。莢果能否順利地進(jìn)入兩擠壓輥的間隙,取決于擠壓輥及與莢果接觸的情況。要使莢果在兩擠壓輥間被擠壓破殼,莢果首先必須被夾住,然后被卷入兩輥間隙。兩擠壓輥間