全 文 ：福建林学院学报　 2001, 21 ( 3): 276～ 278
Journal of Fujian Colleg e of Fo restr y
锥栗果外壳划口机的设计分析
张 素 梅
(福建农林大学材料工程学院 , 福建 南平 353001)
摘要: 在分析板栗果外壳切割机的基础上 , 结合锥栗果特点及其脱壳工艺要求 ,研制出一种鲜锥
栗果外壳划口机 . 划口后的锥栗果经后续工序处理后 ,将得到较为完整的栗仁 ,以供罐装保鲜或
包装冷冻 .
关键词: 锥栗果 ; 外壳划口机
中图分类号: S776　　　　文献标识码: A　　　　文章编号: 1001-389X ( 2001) 03-0276-03
Design and Analysis on theCastanea henryi Shelling Machine
ZHANG Su-mei
( Material Engin eering of Fujian Ag ricul tu re and Fores t ry Universi ty, Nanping 353001, China)
Abstract: By ana ly zing th e shell-cut machine of Castanea mollinssonas, and studying the cha racteristic of theCastanea henryi
and its shelling tech nique, a new shelling machine fo r fr esh Castanea henry i was developed. The cut Castanea henry i fruit
w ere fit fo r can preserva tion o r cooling packing w hen tr ea ted by subsequence processes.
Key words: Castanea henryi ; shelling machine
目前国内已相继研究出多种锥栗丰产培育及锥栗果的防腐保鲜技术 [1～ 3 ] ,但据初步调查 ,对于锥栗果
外壳划口设备尚未见到 . 锥栗果属于坚果类 , 营养丰富 , 经济价值极高 . 据分析其栗仁含淀粉 40%以上 ,
蛋白质 7%左右 , 脂肪 2. 0%～ 7. 4% , 以及多种维生素 ( A、 B1、 B2、 C) 和矿物质 ( Ca、 K、 P) 等 [4 ] .
随着农村经济的不断发展及多种丰产培育技术的出现 , 锥栗果产量逐年提高 . 据不完全统计目前年产量
为 1 000多万吨 . 由于锥栗鲜果易生虫霉烂 , 直接保鲜 , 条件较好的储存期也仅 3个月左右 [4 ] . 而经脱壳
去衣后 , 罐装保鲜或包装冷冻 , 其保鲜期长 , 适于商品运输流通 . 传统的获得食用栗仁的方法多采用手
工剥壳去衣法 , 或热力手工去皮法——采用蒸煮或加热锅炒的方法 , 制熟后采用手工去皮 . 这种方法劳
动强度大 , 生产率低 , 不符合食品卫生要求 , 解决不了锥栗果易生虫霉烂造成的损失 , 无法充分利用锥
栗原料 . 锥栗与板栗同为栗属 , 其果壳结构相似 . 目前虽已出现多种的板栗外皮划口方法 , 但其设备结
构复杂庞大、 成本高 . 另外 , 锥栗果的外形大小与板栗不尽相同 , 例如 , 板栗的一侧为半球形 , 另一侧
扁平 ,而锥栗果为圆锥形或卵圆形 [ 8] , 定位较难 , 故板栗果的外壳划口设备不能直接用于锥栗果划口 . 现
开发一种适于中、 小批量生产的锥栗果外壳划口机 , 代替手工剥壳 , 生产率高 , 可解决果农批量加工难
题 , 适应锥栗果绿色食品商品化需求 , 对农村脱贫致富、 开发山地经济具有较大经济效益和社会效益 .
1　外壳划口机的总体研究
1. 1　锥栗果的形状结构
锥栗果圆锥形或卵圆形 ,直径 15～ 30 mm [8 ] . 其果壳坚硬 ,厚度在不同部位各不相同 . 圆锥表面中部果
壳较薄 ,平均约 0. 9 mm, 锥底较厚平均约 1. 5 mm , 锥顶壳厚约 1. 1 mm. 果壳呈纤维结构 . 绒毛紧贴着外
壳 , 薄红衣紧贴着栗仁 , 结构见图 1. 新鲜锥栗果壳含水率较高 , 外壳、 绒毛、 红衣及栗仁紧贴在一起 . 经
适当晾晒或低温短时间烘干后 ,红衣与栗仁紧贴的程度降低 ,但过度暴晒将使栗仁褐变 . 当红衣与栗仁间稍
有间隙时切割 , 对栗仁的划破率大大降低 , 并有利于脱壳 .
1. 2　外壳划口机的总体布局
基金项目: 福建省自然科学基金资助项目 ( E99001) .
作者简介: 张素梅 ( 1965-) , 女 , 福建仙游人 , 讲师 , 从事机械设计研究 .
收稿日期: 2000-12-13; 修回日期: 2001-01-15
DOI : 10. 13324 /j . cnki . jfcf . 2001. 03. 021
1. 外壳 ; 2. 绒毛 ; 3. 红衣 ; 4. 栗仁
图 1　锥栗果的形状结构
　 Figure 1　 The sh ape and s t ructure
of Castanea henryi
锥栗果的脱壳工艺流程为: 鲜锥栗果→精选分级→外壳划口处理→热
风加热处理→剥壳去衣→壳衣仁分离→栗仁 [9～ 10 ] . 外壳划口工序在外壳划
口机内完成 . 在采用机械剥壳机方法对板栗果脱壳时 , 外壳划口是其脱壳
工序之一 . 如中国专利 95101221公开的是利用外壳划口机对外壳划口处
理 , 该划口机主要由板栗输送器、 刀辊、 驱动调速电机和机架等组成 , 刀辊
上装着 700～ 800片特制的硬质合金刀片 [5 ] , 成本高 , 安装繁琐 . 而中国专
利 98106859是采用外壳切割机对板栗果外壳进行划口 . 从切割原理上讲
专利 98106859提供的外壳切割机理 [ 6]适合于锥栗果外壳划口 , 但其搅龙轴
与切割刀轴的间隙不可调 , 无法适应不同级别的锥栗果划口 . 同时考虑锥
栗果的形状结构 , 确定锥栗果外壳划口机的总体布局 (图 2)主要由传动系
统、 间隙调节机构及切割装置等部分组成 .机壳底部沿着轴线方向开有 3排
1. 电动机 2. 带传动 3.切割刀轴 4. 机架 5. 进料斗
6. 搅龙轴 7.机壳 8.圆锯片 9.出料口 10. 间隙调节机构
图 2　外壳划口机总体布局
Figure 2　 The main drawing of shelling machine
通槽 ,在机壳外的 3根切割刀轴上装着
的圆锯片切割刀的刀锋插入各自的壳
体通槽中 . 由于锥栗果壳中含有单宁
成份 , 为防止切割刀被腐蚀及提高
耐磨性 ,圆锯片齿圈材料用硬质合金
钢 .圆锯片直径 110 mm.搅龙轴直径
260 mm , 长度 416 mm.
1. 3　外壳切割原理
外壳切割原理如图 3所示 , 搅龙轴
的轴向剖面的牙形为直线 . 在传动装置
的带动下搅龙轴与切割刀轴按图示方向
转动 . 为避免锥栗果沿搅龙轴螺旋槽推
进时过渡挤压及保证锥栗果被充分切
割 , 锥栗果最好沿螺旋槽单层均匀分
布 , 最多不超过 2层 . 当锥栗果单层地
1. 圆锯片 2.搅龙轴 3.切割刀轴
图 3　外壳切割原理
Figure 3　 The p rinciple d raw ing of shel l-cut
沿着螺旋槽顺时针前进时 , 圆锯片切割刀的转向与锥栗
果前进的方向相反 , 则当锥栗果与圆锯片刀锋接触时 ,
其左右是直线牙侧边 , 且呈楔形 , 前后受其它锥栗果挤
压 ,圆锯片露出的刀锋使间隙变小 ,于是锥栗果被夹紧 ,
刀锋便在锥栗果上划口 . 切割深度控制在锥栗果壳厚
度的± 0. 2 mm以内 . 果壳厚度以锥栗果圆锥表面中部
的为准 , 取 0. 9 mm. 由于锥栗果的直径为 15～ 30
mm, 为了获得较为完整的栗仁 , 将其分为 4级 . 如对
于直径为 15～ 18 mm的锥栗果 , 将不只是单层地沿螺
旋方向前进 , 但因其间隙可调 , 故最多只能是 2层 , 如
图 3所示 ,同样地锯片刀锋将在锥栗果上划口 . 切割刀
轴共 3根 , 沿搅龙轴圆周方向布置 , 在此每根轴上的圆锯片为 30片 . 当锥栗果从进料斗进入 , 并沿着螺旋方
向从出料口排出时 , 将被随机划上数十刀 .
2　传动系统与间隙调节机构的分析
2. 1　传动系统技术参数的确定
如图 4所示 ,为使结构更紧凑 , 由电动机直接带动中间切割刀轴转动 , 再通过带传动带动搅龙轴及另 2根
切割刀轴转动 ,并使得锥栗果沿着螺旋槽前进时的方向与切割刀的转向相反 . 由于搅龙轴在间隙调节机构的作
用下可沿垂直方向上下移动 , 从而使带传动 A的中心距发生变化 , 为此需给带传动 A加上张紧装置 . 因锥栗
277第 3期　　　　　　　　　　　　　张素梅: 锥栗果外壳划口机的设计分析
1. 电动机 2. 带传动 A 3.带传动 B 4.搅龙轴 5.切割刀轴 6. 张紧轮
图 4　外壳划口机传动系统
Figu re 4　 The main driving s ys tem of sh el ling machine
果被切割刀数与其在切割室
内停留时间和搅动程度有
关 ,搅龙轴的转速越高 ,则锥
栗果在机壳内停留时间越
短 ,但搅动程度减弱; 若转速
太低则将由于锥栗果的推进
速度及挤压力过小而影响切
割效果 , 且切割刀轴转速太
低 ,不利于切割 ,故在此切割
刀轴的转速为 1 400 r /min,
搅龙轴的转速为 600 r /min,
切割线速度为 8. 083 m /s.
电动机功率 1. 5 kW.
1. 切割刀轴 2.搅龙轴 3. 圆锯片 4. 机壳
5. 机架 6.支架 7. 调节螺杆 8. 锁紧螺母
图 5　搅龙轴与切割刀轴间隙调节机构
　　 Figure 5　 The gap ad just mech anism of agi tated axis
andsh el l axis
2. 2　搅龙轴与切割刀轴间隙调节机构
为适应不同级别的锥栗果划口 , 搅龙轴与切割刀轴间的
间隙做成可调的 ,其结构见图 5.搅龙轴 2的两端分别由 2个
支架 6支撑 . 当调节相应支架正下方的调节螺杆 7时 , 搅龙
轴便移近或远离切割刀轴 , 从而适应不同级别的锥栗果划
口 .搅龙轴牙顶与机壳 4的下半圈内壁间的间隙应小于相应
级别锥栗果的最小直径 , 以防止因间隙过大而使锥栗果在其
间空转或卡住而不沿螺旋槽方向移动 . 移动的距离可由刻度
标尺上直接读出 . 间隙变化范围为 3～ 25 mm.
3　结论
文中所引用的专利提供的脱壳设备是适用于板栗脱壳 .
而提供的锥栗果外壳划口机不仅适用于新鲜锥栗果划口 ,对于煮熟的锥栗果同样可以切割 . 其切割刀共 90片 ,
远远少于专利 95101221所需的 700～ 800片 . 该锥栗果外壳划口机结构简单 ,操作方便 ,能耗少 ,成本低廉 .
切割刀的间隔越小 ,切割刀数目越多则锥栗果被切割的刀数也越多 .同时 ,适当调节搅龙轴与切割刀轴的距离 ,
同一级别中的不同尺寸锥栗果将得到较为充分的切割 . 其划口效果对后续工序的顺利完成及最后获得较为完
整的栗仁起关键作用 . 本锥栗果外壳划口机适合于中、小批量生产 . 另外 ,可根据不同产量要求制造与其匹配
的不同型号设备 .
参 考 文 献:
[ 1] 梁一池 , 黄铭利 . 锥栗优良无性系结实稳定性的研究 [ J] . 福建林学院学报 , 1998, 18 ( 3): 193-197.
[ 2] 许洪林 , 邹双全 , 许劲松 . 锥栗果防霉保鲜技术研究 [ J] . 福建林学院学报 , 1996, 16 ( 1): 24-28.
[ 3]胡哲森 , 许长钦 , 傅瑞树 . 锥栗幼苗对水分胁迫的生理响应及 6-BA的作用 [ J] . 福建林学院学报 , 2000, 20 ( 3): 199-202.
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[ 10 ]张素梅 . 鲜锥栗脱壳去衣设备 [ J] . 木工机床 , 2000, ( 3-4): 20-23.
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(责任编校: 卢凤美 )
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