不同含水率条件下油茶籽壳穿刺力试验研究

【目的】弹簧针插壳式油茶籽壳清选方法是基于茶籽与茶壳穿刺力的差异,将油茶籽壳混合物通过传送带传送,传送带上方设置有安装了弹簧针的针辊,油茶籽壳混合物经过针辊时,弹簧针会插起茶壳,插起的茶壳会被斜插梳齿板卸下,由此实现对油茶籽壳的清选,该清选方法对茶籽损伤小,清选率高。通过研究不同含水率下茶籽、茶壳穿刺力学性能的差异性,可以为油茶籽、油茶壳的机械化清选提供数据支撑。【方法】以霜降后采摘的“长林4号”油茶鲜果为试验材料,通过自然晾晒获得不同含水率的油茶果。将油茶鲜果按直径大小分为5级,取各级油茶果各3个,对所取油茶果的茶籽(内侧、外侧)、茶壳(茶壳内侧和外侧的头部、腹部、尾部)进行尺寸测量和穿刺力试验,试验共进行9组。【结果】茶壳厚度与茶籽横向尺寸呈正态分布,茶壳各部位穿刺力分布集中在5~10 N,茶籽内侧穿刺力分布集中在12~20 N,茶籽外侧穿刺力分布在15~40 N;在不同含水率条件下,茶籽外侧穿刺力大于茶籽内侧穿刺力;茶壳不同部位的平均穿刺力与油茶果含水率呈负相关,其中茶壳外侧平均穿刺力大于茶壳内侧平均穿刺力;茶籽和茶壳穿刺力差值与油茶果含水率呈正相关。【结论】油茶籽壳混合物清选时,若采用弹簧针插壳式清选方法,其关键工艺参数为:油茶果含水率大于35%,弹簧针的压缩力为10 N;生产中用压缩力为10 N的弹簧针穿刺茶壳,能够快速判断油茶果含水率是否大于45%。结果可为弹簧针插壳式油茶籽壳清选装置研究提供理论和试验依据,为油茶果的全产业机械化加工和副产物高值化应用提供依据。