核桃定向破壳装置设计及试验

【目的】核桃破壳是核桃加工过程中的重要工序,针对现有核桃破壳方法因随机运动而导致碎仁率高的问题,基于核桃的外形特征和力学特性提出一种采用振动调姿定向破壳方法,并开展试验研究,以提高核桃的破壳质量。【方法】以云南大姚103核桃为研究样本,测得了核桃的横径、纵径、棱径,以及沿3个方向的破壳力,核桃破壳时沿横径方向施力,不仅所需的破壳力小,而且碎仁率低。基于这一受力特征,设计了一种由皮带和压板组成的楔形定向破壳装置,并对核桃破壳过程中各瞬时进行力学分析,确定了影响破壳性能的主要因素。以破壳率、碎仁率为评价指标,采用单因素试验法,确定了皮带速度、弹簧刚度系数、压板倾角的选取范围;并以皮带速度、弹簧刚度系数、压板倾角为试验因素,开展了三因素三水平正交试验;以提高破壳率、降低碎仁率为目标,运用Design-expert软件对试验因素进行参数优化,获得了各因素的最优参数组合。【结果】基于所研制的定向破壳装置开展了定向破壳试验,结果表明:当皮带速度为93 mm/s,弹簧刚度系数为42 N/mm,压板倾角为2.5°时,破壳率为97.2%,高路仁率86.5%,碎仁率为13.5%。【结论】提出的定向破壳方法可行,设计的破壳装置基本满足行业要求,相关研究成果可为核桃等坚果破壳机械的研发和改进提供参考。

鲜莲子低损伤单颗连续送料系统设计与试验

针对鲜莲子在机械去心自动送料过程中存在的堵料和机械损伤问题,该研究提出一种采用气流辅助的鲜莲子振动送料方法,实现向去心工位单颗连续送料。该系统通过间歇喷气与振动,使鲜莲子有序进入出料溜槽实现连续送料;通过控制下料管底端至输送链条滚轮顶端的间距以及下料管的开槽长度,实现不同大小鲜莲子的单颗输送。采用离散元法对鲜莲子振动送料过程进行仿真,分析了振动送料盘结构、振动频率对送料连续性的影响,及不同气嘴布置位置对振动送料盘内部流场分布的影响。试验结果表明:在相同振动频率下,振动送料盘气嘴外侧布置的空工位率较内侧布置低,送料连续性更好;随着振动频率增大,空工位率降低,莲子损伤率增大。试验获得的最优工艺条件为:采用圆弧Ⅱ型振动送料盘,气嘴布置在振动送料盘外侧,振动频率12Hz。在该工艺条件下,空工位率为0.37%,单颗输送率为99.67%,莲子损伤率为0.2%,满足鲜莲子加工要求。研究结果可为鲜莲子送料系统设计及优化提供理论依据。