CN106235345B - 多功能板栗剥壳机 - Google Patents
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Abstract
本发明多功能板栗剥壳机涉及一种用于农副产品加工的设备。本发明多功能板栗剥壳机，包括上料装置、剥壳装置、分离装置、控制系统，所述剥壳装置包括搅笼、入料转阀、出料转阀、进气口，所述搅笼内设有螺旋输送机构，所述搅笼的两端分别设有密封压盖，所述入料转阀连接所述上料装置和所述剥壳装置，所述出料转阀连接所述剥壳装置和所述分离装置；所述进气口上连接有气体发生装置，所述气体发生装置产生压力蒸汽。其目的是为了提供一种板栗果肉完整率高、去皮效率高的入料到出料一体化的多功能板栗剥壳机。
Description
技术领域
本发明涉及一种农副产品加工设备，特别是涉及一种多功能板栗剥壳机。
背景技术
我国作为农业大国，农产品的产量逐年增加，但是农产品的加工品质发展较慢。板栗是栗属乔木，通常所说板栗是指板栗果实，板栗由壳层和果肉组成，壳层又包括外壳、绒毛层和果衣绒毛层把外壳和果衣联系到一起包裹着果肉。板栗富含维生素、胡萝卜素、氨基酸及铁、钙等微量元素，长期食用可达到养胃、健脾、补肾、养颜等保健功效。随着人们生活水平的提高，对产品品质的要求也越来越高，因此在板栗产品的需求上也不再局限于传统的水煮、糖炒、干炒等食用方法，板栗的深加工逐步走向市场，板栗的糕点、饮品等即食类产品逐渐增多。
板栗深加工类产品的发展，推动了板栗去壳技术的发展。但是板栗壳层坚韧，外形轮廓又无标准规则，同时外壳与果肉间的间隙又很小，采用机械方式脱壳时，在既要使栗肉完好，又要使其剥脱干净是比较困难的。
板栗的机械化破皮方法：主要是运用由电动机轴带动钢丝刀轴转动，钢丝刀轴的下端焊接有峰利的钢丝刀，在二极电动机高速旋转下，将盛在器皿里的带壳板栗割削成板栗壳破口，达到每颗板栗都有1～2个破口；然后入炒锅炒制五成熟后，根据物理学热胀冷缩原理，将经过板栗壳破口机破口的板栗放入器皿中，用沸腾的开水浸没1分钟后，即可捞出趁热手工剥壳，并保持水温，随捞随剥，板栗皮即随板栗壳一起脱落，成为整颗粒的剥皮生板栗。
半自动化的剥栗皮的方法：运用无规则动态刨削剥皮的原理，通过机械刨削进行剥壳，工作成本高、产出效率低。综合以上两种方案进行分析研究，利用以上原理和结构进行板栗去皮工作，不仅对栗肉的完整度损坏较大，后续需要大量的人力进行筛选，还扩大了损失率，增加了人力成本。
现有板栗加工企业不管采取以人工去皮还是半机械生产，人工去皮存在耗时耗力，效率低的问题；现有的板栗剥壳设备去皮，存在着去皮率低、栗肉完整率低、不能连续作业、沸水浸泡影响板栗品质等问题。使用及会给企业造成严重损失、造成成本浪费，致使虽然企业进行了前期采购但并没有真正投入使用。到目前为止，国内还没有满足去皮率高、栗肉完整率高的板栗剥皮、且从入料到出料一体化设备。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种板栗果肉完整率高、去皮效率高的入料到出料一体化的多功能板栗剥壳机。
本发明多功能板栗剥壳机，包括上料装置、剥壳装置、分离装置、控制系统，所述剥壳装置包括搅笼、入料转阀、出料转阀、进气口，所述搅笼内设有螺旋输送机构，所述搅笼的两端分别设有密封压盖，所述入料转阀连接所述上料装置和所述剥壳装置，所述出料转阀连接所述剥壳装置和所述分离装置；所述进气口上连接有气体发生装置，所述气体发生装置产生压力蒸汽。
本发明多功能板栗剥壳机，其中所述分离装置包括接料箱、出料搅笼、拨壳机构，所述分离装置上连接有传输装置，所述拨壳机构与所述传输装置连通。
本发明多功能板栗剥壳机，其中所述入料转阀和所述出料转阀上均设有密封转子，所述密封转子上开设有送料凹槽，所述送料凹槽至少设有一个。
本发明多功能板栗剥壳机，其中所述密封转子与所述入料转阀、所述出料转阀的转动接触面均设为锥面。
本发明多功能板栗剥壳机，其中所述分离装置上连接有排气管道，所述排气管道上安装有排气风机。
本发明多功能板栗剥壳机，其中所述控制系统包括控制箱、控制面板，控制面板上设有启停开关、启停指示灯、紧急制动开关。
本发明多功能板栗剥壳机，其中所述螺旋输送机构上设有加热器。
本发明多功能板栗剥壳机，其中所述气体发生装置向所述剥壳装置输送压力蒸汽的时间为5-10s。
本发明多功能板栗剥壳机，其中所述搅笼上设有压力检测仪表，所述压力检测仪表安装在所述搅笼的顶端。
本发明多功能板栗剥壳机，其中所述入料转阀和所述出料转阀上均设有驱动转轴，所述驱动转轴上连接有从动链轮，所述剥壳装置上设有主动链轮，所述主动链轮带动所述从动链轮转动，所述从动链轮和所述驱动转轴上连接有安全销。
本发明多功能板栗剥壳机与现有技术不同之处在于：本发明多功能板栗剥壳机中搅笼内填充压力蒸汽，压力蒸汽给板栗传递热量，板栗携带的热量升高，当板栗从搅笼内输出时，环境温度较低，热能瞬间释放，冲破板栗的壳体，使板栗的壳体破裂，达到脱壳的目的。本方案对板栗脱壳的方法进行了优化，跳出传统的机械式破壳的方法，采用能量法去除板栗的壳体，提出了一种新理念、新方法，并通过大量试验证明能量法的壳体去除率高、果肉的完整度高，板栗的壳体去除率高达90％。能量法能够按照板栗的大小，分类操作，调节压力蒸汽的压力和温度条件，既能节省能量又能保证壳体的去除率。
下面结合附图对本发明多功能板栗剥壳机作进一步说明。
附图说明
图1为本发明多功能板栗剥壳机的整体结构示意图；
图2为本发明多功能板栗剥壳机的剥壳装置的剖视结构示意图；
图3为本发明多功能板栗剥壳机的入料转阀(出料转阀)的剖视结构示意图；
图4为本发明多功能板栗剥壳机的图3侧视图的局部剖视结构示意图；
图5为本发明多功能板栗剥壳机的分离装置的结构示意图；
图6为本发明多功能板栗剥壳机的分离装置中剥壳机构的结构示意图；
图7为本发明多功能板栗剥壳机的控制系统的电路连接示意图。
附图标注：1、分离装置；2、出料转阀；3、泄水管；4、机架；5、电机；6、入料转阀；7、上料装置；8、剥壳装置；9、压力检测仪表；10、进气口；11、主动链轮；12、从动链轮；13、搅笼；14、出料转阀接口；15、入料转阀接口；16、密封压盖；17、中心轴；18、螺旋段；19、驱动转轴；20、送料凹槽；21、密封转子；22、安全销；23、拨杆；24、拨壳机构；25、出料搅笼；26、启停指示灯；27、排气管道；28、螺旋输送机构。
具体实施方式
如图1所示，本发明多功能板栗剥壳机，包括机架4、上料装置7、剥壳装置8、分离装置1、控制系统，机架4支撑和固定剥壳装置8，上料装置7与剥壳装置8连通，上料装置7向剥壳装置8供给板栗物料，板栗进入剥壳装置8，剥壳装置8对板栗进行处理后，板栗传输至分离装置1，分离装置1将板栗的壳体和果肉分离，壳体与果肉分离后进行分别输送，输送至集中存放区域或进入下一步加工工艺。上料装置7、剥壳装置8、分离装置1上均为电能驱动，各个装置均与控制系统连通，控制系统控制各个装置的运行状态，控制多功能板栗剥壳机的整体制动或单个装置的启停，并通过启停指示灯26显示各个部件的工作状态。
上料装置7连续均匀地向搅笼13内供给板栗。板栗在进入上料装置7前，需要进行前处理，经过多次试验得出，板栗在溶液中浸泡2h，然后向搅笼13内供料，板栗的脱壳率较高，并且板栗的果肉完整率较高。
如图1和图2所示，剥壳装置8包括搅笼13、入料转阀6、出料转阀2、进气口10，搅笼13为圆柱形筒体，搅笼13的两端均设有密封压盖16，密封压盖16将搅笼13的两端进行封闭并满足搅笼13的强度要求。搅笼13上开设有入料转阀接口15和出料转阀接口14，入料转阀接口15上连接入料转阀6，出料转阀接口14上连接出料转阀2；入料转阀接口15和出料转阀接口14分别设置在搅笼13的两端，入料转阀接口15设在搅笼13的顶端靠近其中一个密封压盖16的位置，出料转阀接口14设在搅笼13的底端靠近另一个密封压盖16的位置。入料转阀6连接上料装置7和剥壳装置8，出料转阀2连接剥壳装置8和分离装置1；入料转阀6和出料转阀2不仅能进行物料的传输，还具有自封功能，保证搅笼13的密封性能。
如图2所示，搅笼13上设有进气口10，进气口10设置在搅笼13的顶端，进气口10上连接有气体发生装置，气体发生装置产生压力蒸汽，压力蒸汽沿进气口10从搅笼13的顶端进入搅笼13，压力蒸汽从搅笼13的顶端流入底端流出，保证了压力蒸汽停留在搅笼13内的时间，压力蒸汽有充足的时间与搅笼13内的板栗进行热交换，能够充分利用压力蒸汽的能量。气体发生装置向剥壳装置8输送压力蒸汽的时间为5-10s。对板栗加热加压时间短，可进行微量无级调节，保持了良好的工作状况。
压力蒸汽填充搅笼13的空间，对搅笼13内的板栗进行加压加热。当压力蒸汽对板栗进行加热加压时，热能透过壳体传输到果肉与果衣之间，热能一方面使壳体受热后膨胀，加大了壳体与果肉的间隙；一方面使果肉周缘形成水汽压力带层，在板栗从出料转阀2输出时，板栗进入常温常压状态，压力带层迅速膨胀做功，爆破果衣和壳体，从而达到无损去皮的目的。
搅笼13内设有螺旋输送机构28，螺旋输送机构28包括中心轴17、固定在中心轴17上的螺旋段18、驱动中心轴17转动的电机5，螺旋段18从入料转阀接口15延伸至出料转阀接口14，中心轴17贯穿密封压盖16延伸到搅笼13外侧，电机5固定在机架4上，电机5和中心轴17通过联轴器连接。电机5带动中心轴17转动，螺旋段18与中心轴17同时转动，螺旋段18转动带动螺旋内的板栗传输，将板栗从入料转阀接口15传输至出料转阀接口14，并在螺旋段18转动的过程中压力蒸汽对板栗进行加压加热，螺旋段18不断转动能促进板栗均匀受热。
螺旋输送机构28上还设有加热器，加热器对搅笼13内螺旋段18传送的板栗进行加热，使板栗携带充足的热量，保证板栗输出搅笼13时有足够的爆破热量。螺旋输送机构28为金属材质，金属材质传热系数大，传热效率高，有助于向板栗传递热量。加热器在推动物料前进的同时起到搅拌物料的作用，使之受热均匀，有助于提高脱壳效果，对第一次脱不下壳皮的栗子可重复脱剥，对栗肉无伤害，因而脱净率和出成率都高。
如图3和图4所示，搅笼13的两端分别连接有入料转阀6和出料转阀2，入料转阀6和出料转阀2的结构相同，用于板栗的进料和输出。入料转阀6和出料转阀2上均设有密封转子21，密封转子21上开设有送料凹槽20，送料凹槽20至少设有一个。密封转子21上连接有驱动转轴19，驱动转轴19与密封转子21相对固定，驱动转轴19转动带动密封转子21转动。密封转子21上设有送料凹槽20，当入料转阀6内的送料凹槽20转动至靠近上料装置7时，上料装置7供给的板栗落入送料凹槽20内，送料凹槽20随密封转子21转动将板栗运送至入料转阀接口15处，板栗受重力作用落入搅笼13内，搅笼13内的中心轴17带动螺旋段18转动，螺旋段18将搅笼13内的板栗进行转动输送。密封转子21为近似球形，送料凹槽20至少设有一个，送料凹槽20一般在密封转子21的圆周方向均匀设置有多个，送料凹槽20的设置要保证密封转子21的端面满足密封性能要求，在满足密封性能的条件下，尽量设置足够多的送料凹槽20，保证板栗的供料。
密封转子21与入料转阀6、出料转阀2的转动接触面均设为锥面。锥面使密封转子21与入料转阀6或出料转阀2的接触间隙可调节，可以通过调正来达到既能定量进出料又能满足密封要求的间隙，从而保证正常的工作。
入料转阀6和出料转阀2上均设有驱动转轴19，驱动转轴19上连接有从动链轮12，剥壳装置8上设有主动链轮11，主动链轮11设置在中心轴17上，主动链轮11与中心轴17相对固定，电机5驱动中心轴17转动，中心轴17转动带动主动链轮11转动，主动链轮11与从动链轮12通过链条连接，主动链轮11转动带动从动链轮12转动，从动链轮12与驱动转轴19相对固定，驱动转轴19随从动链轮12的转动而转动。中心轴17的两端均设有主动链轮11，两端的主动链轮11分别与入料转阀6、出料转阀2上的从动链轮12连接，搅笼13内的中心轴17带动入料转阀6和出料转阀2上的驱动转轴19转动，电机5同时控制中心轴17和驱动转轴19的转速，同时调控保证了物料输送的均匀，并且方便调控。从动链轮12和驱动转轴19上连接有安全销22，安全销22将从动链轮12固定在驱动转轴19上，安全销22结构简单、方便拆卸。
结合图1和图5所示，板栗沿出料转阀2从搅笼13输出，出料转阀2上连接有分离装置1，分离装置1包括接料箱、出料搅笼25、拨壳机构24，分离装置1上连接有传输装置，拨壳机构24与传输装置连通用于传输壳皮。经过压力蒸汽加热加压的板栗从出料转阀2输出，直接进入分离装置1的接料箱内，接料箱内为常温常压的环境，板栗进入常温常压状态，板栗承受温差和压力差作用，板栗的壳体为天然形成的壳层，厚度不均匀，壳体因局部应力集中而爆破，实现了壳体和果肉的分离。
分离装置1上设有拨壳机构24，如图6所示，拨壳机构24上设有拨杆23，拨杆23为柱形或矩形杆，拨壳机构24上设有圆筒，拨杆23在圆筒的长度方向依次均匀排布，在圆筒的径向圆周阵列形成有4列。板栗从出料转阀2出来直接进入分离装置1，拨壳机构24在分离装置1内转动，拨壳机构24上的拨杆23转动对板栗产生外力作用，拨杆23能够刺破板栗的壳体，通过外力作用促进板栗的壳体与果肉分离；并且圆筒与相邻的两组拨杆23组成的空间能够转动输送板栗。板栗的壳体与果肉分离后，板栗的壳体质量较轻，受运动惯性的作用，进入连接在拨壳机构24上的传输装置，传输装置输送壳体至集中堆放的位置；板栗的果肉质量较重，果肉受重力作用，落入分离装置1下端的出料搅笼25，出料搅笼25将果肉输送至集中堆放的位置。
板栗的果肉从出料搅笼25输出后，将果肉在含有抗氧化剂的溶液中浸泡一段时间，防止板栗果肉的表皮在结构空气后氧化变质，保证果肉表皮的色泽品质。其中抗氧化剂可以选用一定比重的食用柠檬酸钠溶液，食用柠檬酸钠价格便宜，抗氧化效果好。
如图1所示，分离装置1上连接有排气管道27，排气管道27上安装有排气风机。排气管道27连接在分离装置1的接料箱上，板栗进入接料箱时处于高温高压状态，板栗向接料箱内的空气进行热量传递，因为板栗与空气温差较大，接料箱内的空气迅速升温，空气升温膨胀，接料箱内的压力升高，接料箱内空气压力升高对接料箱的强度要求增高，对接料箱的加工精度和强度的要求都增大，还存在安全隐患。接料箱上设有排气管道27，排气管道27能够将接料箱内的空气排出，热空气排出后接料箱内的压力能够保持在可控范围内，保证了接料箱的适用安全；排气管道27上连接排气风机，排气风机可以设为轴流风机，轴流风机能够将接料箱内的空气抽出，促进接料箱内的热空气排放，提高了设备的安全系数。
如图7所示，控制系统包括控制箱、控制面板，控制面板上设有启停开关、启停指示灯26、紧急制动开关。控制系统控制电机5的工作状态，通过按压启停开关通断电机5的电路，调控电机5的启停，并且每条电路上配有启停指示灯26，便于观察每条电路的通断状态。
如图1所示，搅笼13上设有压力检测仪表9，压力检测仪表9安装在搅笼13的顶端。进气管向搅笼13内供给压力蒸汽，搅笼13的密封性能良好，搅笼13形成一个封闭的带压空间，压力检测仪表9对搅笼13内的压力进行进行检测和显示，保证搅笼13内的压力保持在控制范围内，保证设备的安全运行。压力检测仪表9的输出信号连接到控制系统上，压力检测仪表9的示数能够在控制系统上进行观察，控制系统能够远程调节气体发生装置供给的压力蒸汽的量，将搅笼13内的压力保持在安全范围内。
搅笼13的下端设有泄水管3，泄水管3将搅笼13内冷凝的蒸汽产生水排出搅笼13。板栗与压力蒸汽进行换热，板栗内的游离水有一部分析出，析出的游离水经泄水管3排出；设备停机时，搅笼13内的压力蒸汽降温减压后也有部分蒸汽冷凝，冷凝的水分从泄水管3排出。搅笼13处于工作状态时，关闭泄水管3，使搅笼13保持在密封状态。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (6)
1.一种多功能板栗剥壳机，包括上料装置(7)、剥壳装置(8)、分离装置(1)、控制系统，其特征在于：所述剥壳装置(8)包括搅笼(13)、入料转阀(6)、出料转阀(2)、进气口(10)，所述搅笼(13)内设有螺旋输送机构(28)，所述搅笼(13)的两端分别设有密封压盖(16)，所述入料转阀(6)连接所述上料装置(7)和所述剥壳装置(8)，所述出料转阀(2)连接所述剥壳装置(8)和所述分离装置(1)；所述进气口(10)上连接有气体发生装置，所述气体发生装置产生压力蒸汽；
入料转阀(6)和出料转阀(2)的结构相同，所述入料转阀(6)和所述出料转阀(2)上均设有密封转子(21)，所述密封转子(21)上开设有送料凹槽(20)，所述送料凹槽(20)至少设有一个；
所述密封转子(21)与所述入料转阀(6)、所述出料转阀(2)的转动接触面均设为锥面；
所述气体发生装置向所述剥壳装置(8)输送压力蒸汽的时间为5-10s；
所述分离装置(1)上设有拨壳机构(24)，所述拨壳机构(24)上设有拨杆(23)，所述拨壳机构(24)上设有圆筒，所述拨杆(23)在圆筒的长度方向依次均匀排布；
板栗在进入上料装置(7)前，板栗在溶液中浸泡2h，板栗的果肉从分离装置(1)的出料搅笼(25)输出后，果肉在含有抗氧化剂的溶液中浸泡；
所述分离装置(1)上连接有排气管道(27)，所述排气管道(27)上安装有排气风机。
2.根据权利要求1所述的多功能板栗剥壳机，其特征在于：所述分离装置(1)包括接料箱、出料搅笼(25)、拨壳机构(24)，所述分离装置(1)上连接有传输装置，所述拨壳机构(24)与所述传输装置连通。
3.根据权利要求1所述的多功能板栗剥壳机，其特征在于：所述控制系统包括控制箱、控制面板，控制面板上设有启停开关、启停指示灯(26)、紧急制动开关。
4.根据权利要求1所述的多功能板栗剥壳机，其特征在于：所述螺旋输送机构(28)上设有加热器。
5.根据权利要求1所述的多功能板栗剥壳机，其特征在于：所述搅笼(13)上设有压力检测仪表(9)，所述压力检测仪表(9)安装在所述搅笼(13)的顶端。
6.根据权利要求1所述的多功能板栗剥壳机，其特征在于：所述入料转阀(6)和所述出料转阀(2)上均设有驱动转轴(19)，所述驱动转轴(19)上连接有从动链轮(12)，所述剥壳装置(8)上设有主动链轮(11)，所述主动链轮(11)带动所述从动链轮(12)转动，所述从动链轮(12)和所述驱动转轴(19)上连接有安全销(22)。
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Denomination of invention: Multifunctional Chestnut Peeling Machine Effective date of registration: 20231225 Granted publication date: 20180911 Pledgee: Qianxi County Rural Credit Cooperative Union Pledgor: Tangshan Shijie Agricultural Development Co.,Ltd. Registration number: Y2023980073874 |