CN115568592B - 一种坚果多级脱壳装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种坚果多级脱壳装置，其包括能够相对转动的静辊与动辊，动辊置于静辊内；静辊具有上宽下窄的内锥面，动辊具有上宽下窄的下锥面以及上窄下宽的上锥面；下锥面与内锥面之间形成有环形间隙，内锥面上固定有置于环形间隙内的破壳筋；上锥面上固定有条形板；内锥面的上半侧固定有破壳针；内锥面的中部固定有阻碍环，阻碍环上形成有漏出槽。本发明中，通过在静辊与动辊上设置破壳针、条形板、阻碍环、破壳筋这些元件，使得静辊与动辊之间能够形成多级结构配置，可依次完成对坚果的多点冲击、夹击、筛选、撞击揉搓等作业，坚果的外壳会细碎破裂并逐渐脱落，得到的碎壳都较小，所得到果仁的完整率也大幅提升，另外装置结构紧凑，占用空间少。

Description

一种坚果多级脱壳装置

技术领域

本发明涉及农副产品加工机械技术领域，特别是涉及一种坚果多级脱壳装置。

背景技术

如核桃、夏威夷果等坚果是常见食品，其果仁被坚硬外壳所包裹，日常食用时去除其外壳较为困难，往往需要借助工具，在食品加工领域，需要用到大批量的坚果果仁时，需要先进行对坚果进行取果仁的作业，由于坚果外壳与果仁硬度差异悬殊，通过机械设备进行自动化脱壳过程中果仁易产生破碎和损伤，损伤的果仁容易滋生细菌、黄曲霉毒素等，影响食品品质。另外，对于核桃等内部结构比较复杂的坚果，现有的机械设备更难以取得好的脱壳效果。

现有技术中，专利CN103535839A公开了一种核桃硬壳脱壳机，其包括剥壳器外壳以及装在其内的剥壳器内胆，剥离器内胆为锥形滚筒结构，剥离器外壳为与锥形滚筒匹配的的锥形桶体且两者之间留有可形成错动挤压的间隙，剥壳器内胆的外表面制有花纹。该专利方案中，核桃整体进入剥壳器内胆与剥离器外壳之间的间隙内，通过剥壳器内胆与剥离器外壳之间的错动挤压作用对核桃进行脱壳，这种脱壳方式中，一方面，要将完整的核桃挤压破碎较为困难，需要的功耗较高，另一方面，直接对核桃进行挤压，核桃裂开不可控，往往会连壳带仁裂成两三块，难以进一步碎裂，且果仁破坏率高，难以达到预期脱壳效果。另外，由于核桃内部结构复杂，其具有连接外壳并嵌入果仁间隙的隔膜，即使有一半左右的果壳脱落，在隔膜的阻挡作用下，果仁仍然难以掉出，未能及时脱出的果仁会在后续脱壳过程中被破坏，影响果仁完整性。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种结构紧凑、可对坚果外壳进行逐级处理以使外壳能够细碎破裂脱离使果仁掉出的坚果多级脱壳装置。

技术方案：为实现上述目的，本发明的坚果多级脱壳装置包括能够相对转动的静辊与动辊，所述动辊置于所述静辊内；所述静辊具有上宽下窄的内锥面，所述动辊具有上宽下窄的下锥面以及上窄下宽的上锥面；

所述下锥面与所述内锥面之间形成有环形间隙；所述上锥面上固定有条形板；

所述内锥面上固定有置于所述环形间隙内的破壳筋；

所述内锥面的上半侧固定有破壳针；

所述内锥面的中部固定有阻碍环，所述阻碍环上形成有漏出槽。

进一步地，所述漏出槽为D形槽，且其置于所述阻碍环的内侧边缘处。

进一步地，所述阻碍环安装在所述动辊上直径最大的截面位置。

进一步地，多个所述破壳针排列成多组圆周阵列的针组，所有所述针组在静辊的轴向上等距排列。

进一步地，所述下锥面锥角大于所述内锥面的锥角。

进一步地，所述破壳筋的上端与所述阻碍环之间具有空隙，所述环形间隙的上侧内没有破壳元件。

进一步地，所述内锥面是由圆周阵列排布的多个平面构成。

有益效果：本发明的坚果多级脱壳装置，通过在静辊与动辊上设置破壳针、条形板、阻碍环、破壳筋这些元件，并合理设置这些元件的布局与排布顺序，使得静辊与动辊之间能够形成多级结构配置，可依次完成对坚果的多点冲击、夹击、筛选、撞击揉搓等作业，过程中，坚果的外壳会细碎破裂并逐渐脱落，得到的碎壳都较小，可解决核桃等复杂结构坚果的脱壳难题，所得到果仁的完整率大幅提升。本发明的装置结构紧凑，整个过程一气呵成，不需要分环节进行，所有脱壳环节都在静辊与动辊之间完成，装置整体体积小，占用空间少。

附图说明

图1为坚果多级脱壳装置的结构图；

图2为静辊的结构图；

图3为动辊的结构图；

图4为坚果多级脱壳装置的剖视图；

图5为下端陷入漏出槽的坚果的状态示意图；

图6为阻碍环上端面上的坚果与破壳针及动辊的位置关系示意图。

图中：1-静辊；11-内锥面；2-动辊；21-下锥面；22-上锥面；23-条形板；3-破壳筋；4-破壳针；5-阻碍环；51-漏出槽。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

本发明的坚果多级脱壳装置可对核桃、夏威夷果、巴坦木等具有坚硬外壳的坚果进行脱壳处理，优选地，本发明的坚果多级脱壳装置所针对的坚果是经过前处理工序处理过的坚果，上述前处理工序包括打磨、开槽、浸泡、低温速冻这些工序。通过打磨作业，可将坚果外表防水性较好的表层磨去，使木质层露出，通过开槽，有利于在坚果脱壳时外壳容易破碎成多块，也利于后续浸泡；通过浸泡与低温速冻，可使外壳内形成细微裂纹，改变外壳的力学特征。

以下实施例主要以核桃的脱壳过程进行说明，对于核桃这种坚果，其内部结构比较复杂，核桃的外壳内除了果仁，还具有连接外壳且嵌在果仁的空隙中的隔膜，传统的方法对核桃脱壳过程中，即使外壳脱落得较多，在隔膜的阻挡作用下，果仁仍难以从外壳中脱出，果仁只能随着剩余的果壳继续参与脱壳作业，在这过程中果仁难免受到大的冲击而损坏。为了表示脱壳的普适性，以下实施例中的脱壳对象仍以“坚果”表示，只有在涉及核桃时会加以特别说明。

如图1所示的坚果多级脱壳装置，其包括能够相对转动的静辊1与动辊2，所述动辊2置于所述静辊1内。

如图2所示，所述静辊1具有上宽下窄的内锥面11，所述动辊2具有上宽下窄的下锥面21以及上窄下宽的上锥面22；所述下锥面21与所述内锥面11之间形成有环形间隙，所述内锥面11上固定有置于所述环形间隙内的破壳筋3。

如图3所示，所述上锥面22上固定有圆周阵列排布的多个条形板23，条形板23沿着上锥面22的母线(母线即与圆锥的中心轴相交且位于圆锥面上的直线)延伸。

所述内锥面11的上半侧固定有破壳针4，破壳针4与条形板23相对设置；所述内锥面11的中部固定有阻碍环5，所述阻碍环5上形成有漏出槽51，完整的坚果无法通过漏出槽51，只有外壳有较大破损的坚果能通过该漏出槽51，从坚果上脱落的碎壳也能从漏出槽51中通过。为了保证脱壳效果，被筛选的坚果是被按大小分级过的，即同一批坚果的大小较为一致，如此，可保证完整的坚果无法通过漏出槽51。

多个所述破壳针4排列成多组圆周阵列的针组，所有所述针组在静辊1的轴向上等距排列。

采用上述结构，上锥面22与内锥面11之间形成环形槽a，阻碍环5位于环形槽a的最下端，环形槽a的横截面为上宽下窄的梯形。执行破碎作业时，用户将刚速冻好的坚果倒入环形槽a内，动辊2相对于静辊1转动以执行脱壳作业，刚速冻好的坚果具有既脆且硬的特征，其外壳容易碎裂成小块，且对于薄皮坚果，冷冻状态下其外壳处于脆硬状态，脱壳过程中外壳受到撞击不会弹性变形或瘪进去影响脱壳。如图4所示，环形槽a内，按照破壳针4与条形板23之间的距离近划分，可将环形槽a分为上层空间a1与下层空间a2。其中，上层空间a1内，条形板23与破壳针4的距离(指破壳针4的端部与条形板23边缘处等高位置的点的最近距离，如图4中d所示)较远，该距离大于坚果的参考尺寸(典型坚果的最大直径值)，也即条形板23与破壳针4不会同时作用于坚果；下层空间a2内，条形板23与破壳针4的距离较近，该距离小于坚果的参考尺寸，也即条形板23与破壳针4能够同时作用于坚果。

脱壳装置运转时，在典型的坚果脱壳过程中，坚果从上向下依次经过上述环形槽a内的上层空间a1、下层空间a2，然后通过阻碍环进入内锥面11与下锥面21之间的环形间隙，最后果仁以及碎壳从环形间隙的下侧漏出。坚果自上而下运动被脱壳的过程如下：

坚果位于环形槽a的上层空间a1内时，环形槽a中部位于条形板23之间的坚果被条形板推动而旋转并甩出做离心运动，处于条形板23扫略空间边缘的坚果被打出，上述被甩出或被打出的坚果向环形槽a的边缘运动，并以较高速度与内锥面11或破壳针4碰撞，其中破壳针4起到主要的作用，破壳针4对坚果产生点冲击，在冲击点处能够产生孔或裂纹，能够有效破坏坚果的外壳，使外壳产生裂纹或破碎。动辊2旋转，会将上层空间a1内的每个坚果多次甩出或打出，坚果会与破壳针4的尖部产生很多次碰撞，由于碰撞具有随机性，冲击点较为均匀地分布在坚果外壳四周，也即坚果外壳上会均匀分布很多孔与裂纹，在后续的过程中，随着坚果被进一步地挤压、揉搓、撞击，上述分布在外壳四周的孔与裂纹会扩散，使得外壳上布满细密的裂纹，外壳碎成很多小块并逐渐脱落。

随着环形槽a内物料减少，坚果的位置降低进入环形槽a的下层空间a2，由于下层空间a2内条形板23与破壳针4能够同时作用于坚果，坚果会受到条形板23与破壳针4的挤压作用，促进坚果外壳产生破损。坚果会在下层空间a2内多次被挤压，且随着坚果位置降得越低，所在高度处条形板23与破壳针4之间的距离越近，坚果所受到条形板23与破壳针4施加的挤压力度越大，如此，坚果的多次被挤压的过程所受到的挤压力度是逐渐升级的，随着挤压作用，在上层空间a1内点冲击的位置形成的裂纹会扩散开来，此外，预先在坚果外壳上开出的沟槽处由于壳壁较薄，也会随着挤压而断裂，如此坚果的外壳碎裂成很多小块。另外，条形板23与破壳针4两者中一者是板状，一者是针状，两者对坚果进行挤压时，坚果被挤压到一定程度会相对于破壳针4滑开以绕开破壳针4，也即挤压是在一定的力度之内进行的，不会产生挤压过度伤到果仁的情形。

当坚果到达环形槽a的最下端，若坚果的破损程度达到要求，则通过漏出槽51进入内锥面11与下锥面21之间，不满足要求的坚果被阻挡在阻碍环5的上方，继续受到条形板23与破壳针4的挤压。

通过阻碍环5后，随着动辊2的转动，内锥面11与下锥面21对坚果产生挤压揉搓作用，使得碎外壳纷纷掉落，且动辊2转动还能使坚果与破壳筋3碰撞，其外壳被进一步破碎破裂，直至果仁脱出。

由此可见，坚果的典型脱壳流程经历了破壳针4点冲击、条形板23与破壳针4联合挤压、内锥面11与下锥面21揉搓以及破壳筋3碰撞这一系列的作用，环节较多且作用递进，作用力度也逐渐增强，开始破壳针4对外壳的点冲击可在坚果外壳上先形成很多破坏点，产生分布在外壳上的很多孔或裂痕，后续条形板23与破壳针4对坚果的联合挤压可使外壳上的裂纹由上述冲击点开始扩散，如此外壳上四面均能产生较均匀的裂纹，外壳可碎裂成很小的碎块，在后续的脱壳过程中，外壳碎块逐渐脱落使果仁脱出。对于核桃而言，采用本申请的脱壳装置，由于先通过破壳针4冲击在核桃外壳上形成了很多孔与裂痕，因此后续脱壳过程中外壳会变得很破碎，外壳纷纷在挤压、揉搓以及破壳筋3撞击作用下，果仁四周的外壳也是呈碎片化的随机掉落，剩下的外壳仍分布在果仁的四周对果仁起保护作用，上述过程中，隔膜要么与外壳的连接断开，要么随着碎壳一起脱离果仁，如此，碎壳掉落到一定的程度果仁能够脱出，可解决隔膜对果仁脱出造成影响的问题，且最大程度减少脱壳过程中果仁受到直接冲击，保持果仁的完整性。

因此，上述脱壳过程由点带面，力度由弱到强，逐渐破坏外壳的结构，产生的外壳碎块较小，可保证较高的整仁率。此外上述脱壳过程是在合理设计的动辊2与静辊1的联合作用下连续进行的，不仅环节连续保证了脱壳效率，而且脱壳装置整体结构紧凑小巧，占用空间少。

优选地，所述漏出槽51为D形槽，也即非整圆，且其置于所述阻碍环5的内侧边缘处，并将阻碍环5的内侧边缘贯通，另外所述阻碍环5安装在所述动辊2上直径最大的截面位置。

采用D形槽，符合破损坚果的特征，破损的坚果若是有半边有一大片外壳脱落，或者被压得有较大变形，即可通过漏出槽51。将漏出槽51设在阻碍环5的内侧边缘处的有益效果在于：如图5所示，坚果到达漏出槽51所在位置时，其下侧先进入漏出槽51，有的坚果可以直接通过，而有的坚果符合通过条件但由于姿态不正确无法直接通过，对于这类坚果，一方面，由于坚果下侧在漏出槽51内，且阻碍环5相对于静辊1是固定的，因此漏出槽51对坚果起到限位作用；另一方面，由于漏出槽51设在阻碍环5的内侧边缘处，坚果的朝里一侧与动辊2接触，动辊2转动会使坚果在漏出槽51处调整姿态，如此可大幅增加符合条件的坚果从漏出槽51漏出的概率。若坚果没有漏出，则被条形板23打出，回到环形槽a内，继续在条形板23与破壳针4的挤压作用下脱壳，直至满足漏出条件。

由于下层空间a2的最下端(也即靠近阻碍环5的位置处)，条形板23与破壳针4之间的距离最接近，破壳针4的针尖靠近条形板23的外边缘，因此，如图6所示，位于阻碍环5上端且未能漏出的坚果单圈排列，聚集在条形板23之间，并经过最下侧破壳针4，破壳针4的长度适宜，其针尖不会伤到果仁，但能挑起坚果的一部分外壳碎块，使碎块脱落，使得坚果尽快满足漏出条件。也即，到了下层空间a2的最下端，条形板23主要起到推动坚果做圆周运动的作用，而破壳针4主要起到使外壳碎块脱落的作用。

优选地，所述下锥面21锥角大于所述内锥面11的锥角。如此，下锥面21与内锥面11之间的环形空隙的有效宽度也是上宽下窄，可防止未完成脱壳的坚果直接掉落下去，坚果在环形空隙中除了受到破壳筋3的撞击作用，还受到下锥面21与内锥面11的揉搓作用，揉搓作用可加速外壳碎裂。

优选地，所述破壳筋3的上端与所述阻碍环5之间具有空隙，所述环形间隙的上侧内也没有其他破壳元件，如此，在阻碍环5与破壳筋3之间形成有一个单独的揉搓空间，外壳脱落较少的坚果在揉搓空间内可被充分揉搓，使得外壳充分破裂且纷纷脱落，揉搓空间作为一个缓冲段，其内没有撞击过程，在该段内不少坚果果仁可直接掉出，避免后续破壳筋3撞击可能会伤到果仁。另外，如图1-2所示，所述内锥面11是由圆周阵列排布的多个平面构成，通过该结构，可提升揉搓效果。

本发明的坚果多级脱壳装置，通过在静辊与动辊上设置破壳针、条形板、阻碍环、破壳筋这些元件，并合理设置这些元件的布局与排布顺序，使得静辊与动辊之间能够形成多级结构配置，可依次完成对坚果的多点冲击、夹击、筛选、撞击揉搓等作业，过程中，坚果的外壳会细碎破裂并逐渐脱落，得到的碎壳都较小，所得到果仁的完整率也大幅提升。本发明的装置结构紧凑，整个过程一气呵成，不需要分环节进行，所有脱壳环节都在静辊与动辊之间完成，装置整体体积小，占用空间少。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种坚果多级脱壳装置，其包括能够相对转动的静辊(1)与动辊(2)，所述动辊(2)置于所述静辊(1)内；所述静辊(1)具有上宽下窄的内锥面(11)，所述动辊(2)具有上宽下窄的下锥面(21)以及上窄下宽的上锥面(22)；

所述下锥面(21)与所述内锥面(11)之间形成有环形间隙；所述上锥面(22)上固定有条形板(23)；其特征在于：

所述内锥面(11)上固定有置于所述环形间隙内的破壳筋(3)；

所述内锥面(11)的上半侧固定有破壳针(4)；

所述内锥面(11)的中部固定有阻碍环(5)，所述阻碍环(5)上形成有漏出槽(51)；

上锥面(22)上固定有圆周阵列排布的多个条形板(23)，条形板(23)沿着上锥面(22)的母线延伸；多个破壳针(4)排列成多组圆周阵列的针组，所有针组在静辊(1)的轴向上等距排列；阻碍环(5)安装在动辊(2)上直径最大的截面位置；上锥面(22)与内锥面(11)之间形成环形槽(a)，阻碍环(5)位于环形槽(a)的最下端。

2.根据权利要求1所述的坚果多级脱壳装置，其特征在于，所述漏出槽(51)为D形槽，且其置于所述阻碍环(5)的内侧边缘处。

3.根据权利要求2所述的坚果多级脱壳装置，其特征在于，所述阻碍环(5)安装在所述动辊(2)上直径最大的截面位置。

4.根据权利要求2所述的坚果多级脱壳装置，其特征在于，多个所述破壳针(4)排列成多组圆周阵列的针组，所有所述针组在静辊(1)的轴向上等距排列。

5.根据权利要求1所述的坚果多级脱壳装置，其特征在于，所述下锥面(21)锥角大于所述内锥面(11)的锥角。

6.根据权利要求5所述的坚果多级脱壳装置，其特征在于，所述破壳筋(3)的上端与所述阻碍环(5)之间具有空隙，所述环形间隙的上侧内没有破壳元件。

7.根据权利要求1所述的坚果多级脱壳装置，其特征在于，所述内锥面(11)是由圆周阵列排布的多个平面构成。