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1、食品科学与工程专业设计 农业与食品科学学院题 目： 板栗脱壳机械的初步设计 学生姓名： 学 号： 专业名称： 班 级： 指导教师 姓名： 年月日板栗脱壳机械的初步设计摘要：板栗由于其营养丰富，味美可口，而且具有食疗价值，深得人们喜爱。但是板栗的脱壳一直是困扰人们的难题，特别是在我国这个产栗大国，更是影响着板栗的生产加工和销售。本文对现今各种板栗脱壳工艺流程和设备结构进行了比较分析，在此基础上提出对核心工作部分的结构以及刀具、滚打器的优化设计，为进一步完成新的脱壳机械设备提供了基础。关键词：板栗 脱壳 去衣 优化设计目 录1.1 板栗的营养与药用价值11.2 现今板栗主要产品工艺11.2.1风味
2、板栗11.2.2酥脆营养板栗脆片11.2.3速溶营养板栗粉21.2.4板栗果酱21.2.5糖水板栗罐头21.3 传统板栗脱壳技术31.4 板栗的加工现状42. 机械式板栗脱壳技术52.1 欧洲技术52.2日本技术62.3国内技术72.3.1广东板栗剥壳技术72.3.2云南省化工设计院新型板栗脱壳机82.3.3辽宁板栗脱皮机93优化设计103.1机械形式优化设计103.2工作部分结构优化设计114结论13 1前言1.1营养、药用价值板栗富含维生素、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。栗仁的蛋白质含量是香蕉的3倍，荔枝的4倍，为苹果的近40倍;含磷量
3、是香蕉、荔枝的3倍，苹果的8倍、铁、核黄素和维生素的含量也高过一般硬果和水果类，足见栗子的营养十分丰富。板栗可以益气血、养胃、补肾、健肝脾；生食还有治疗腰腿酸疼、舒筋活络的功效。它所含高淀粉质可提供高热量，而钾有助维持正常心跳规律，纤维素则能强化肠道，保持排泄系统正常运作。由于板栗富含柔软的膳食纤维，糖尿病患者也可适量品尝。但板栗生吃难消化，熟食又易滞气，所以，一次不宜多食。最好在两餐之间把板栗当成零食，或做在饭菜里吃，而不是饭后大量吃，以免摄入过多的热量，不利于保持体重。中医学认为，栗性甘温，无毒，有健脾补肝，身壮骨的医疗作用。经常生食可治腰腿无力，果壳和树皮有收敛作用；鲜叶外用可治皮肤炎症
4、；花能治疗瘰疡和腹泻，根治疝气。民间验方多用板栗，每日早晚各生食一至二枚，可治老年肾亏，小便弱频；生栗捣烂如泥，敷于患处，可治跌打损伤，筋骨肿痛，而且有止痛止血，吸收脓毒的作用。板栗含有大量淀粉、蛋白质、脂肪、B族维生素等多种营养素，素有“干果之王”的美称。能防治高血压病、冠心病、动脉硬化、骨质疏松等疾病。 同时常吃对日久难愈的小儿口舌生疮和成人口腔溃疡有益。中医认为板栗能补脾健胃、补肾强筋、活血止血。对肾虚有良好的疗效，故又称为“肾之果”，特别是老年肾虚、大便溏泄更为适宜，经常食用有强身愈病。1.2板栗主要产品工艺1.2.1 风味板栗研究了各种辅助配料对炒制板栗风味的影响,确定了炒制工艺参数
5、。关键技术是炒制过程的温度程序控制。板栗预处理:选料分级去杂清洗砂子预处理:砂子洗净过80目筛炒热变黑备用风味配料: 桂花、丁香、八角、甘草、食盐,按比例混合,待细沙预热后,放入炒锅或滚筒,炒23 分钟,加上色配料:饴糖、菜油或棕榈油, 投入板栗( 温度设置高中低) 、过筛、检验、包装。1.2. 2 酥脆营养板栗脆片技术关键是护色和油炸温度、时间设置。护色液: 0. 25 % Na2HS2O5 、0. 1 %柠檬酸、1 %VC。配料:栗粉(大于50 %) 、玉米淀粉、Ca2Cl2 、食用油、麦芽糊精、香料。加工流程如下：选料去壳漂烫脱皮切碎护色液浸煮加调料拌匀压片成型油炸成品检验包装(与适量苹
6、果、香蕉脆片搭配)成品1.2. 3 速溶营养栗粉关键技术是膨化工艺参数(压力、温度)的确定。工艺流程如下：大豆粉、玉米淀粉、麦芽糊精、食盐、味精、蔗糖酯、香料荞麦粉栗粉微波干燥粉碎加工调匀(含水量 30 %)挤压膨化干燥磨粉检验包装成品对此成品进行冷水、温水、沸水溶解试验,均取得满意效果。1.2.4板栗果酱工艺流程 原料清洗，去皮精选预蒸软化磨浆配料浓缩装罐密封杀菌成品操作要求 栗子原料的清洗、去皮精选均同栗子全粉的操作。 精选后的栗果仁放入笼屉内用蒸汽加热5分钟左右，使其达到软化且果心呈粉质状为准。 软化后的栗仁转入不锈钢磨或石磨内，加约2倍的水进行磨浆。 浆体转入夹层锅内熬煮，不时加以搅拌
7、，以确保受热均匀，浓缩接近折光计66%时，加入0.2%-0.3%的羧甲基纤维素钠、0. 03环的山梨酸等充分搅匀。 酱体转入装填机内趁热装罐(80以上)，并立即密封。 采用常压灭菌对密封后的栗果酱进行灭菌，条件为100下30分钟，凉至38保温检验，无败坏变质者即可装箱入库。1.2.5糖水板栗罐头工艺流程 原料挑选剥壳除内衣护色修整真空预煮装罐密封杀菌成品操作要求选用新鲜良好，无病虫害、干枯、霉烂及风味异常的栗果。 装罐用的栗果，最好采用手工去皮，以避免机械去皮造成对栗果仁的损伤。剥壳的方法，一是爆裂法，将原料送入温度为150的链条式烘箱内，栗果因受热，皮壳自行爆裂;二是漂烫法，将原料在沸水中烫
8、3分钟，趁热剥皮;三是手工生剥法，用不锈钢小刀细心将栗壳削除，避免伤及栗内。脱去外壳的栗果采用化学去内衣法，即将5001000氢氧化钠溶液加热到近沸，倒入栗果，略做搅拌，几分钟后试剂腐蚀内衣，内衣与栗仁分离。 除净内衣的栗仁要立即转入一定浓度的酸溶液中，避免栗肉与空气接触发生氧化而变色，随即人工用不锈钢刀对残皮、栗肉斑点等进行修整，然后倒入流水中冲洗彻底。 漂洗干净的栗仁于680-720mmHg柱下预煮30-40分钟，以煮熟为宜，其目的在于保证颜色和栗仁完整不破碎。 预煮后的栗仁按颗粒大小均匀、色泽较一致的进行装罐，装量应为内容物的55%，注入事先配制好的含有柠檬酸和护色剂的糖液。 采用真空封
9、口或排气封口，前者是将真空封罐机抽到350-500mm汞柱时封口，后者则是加热排气，待罐中心温度达90时封口。 密封合格后立即杀菌，分段冷却后即得成品。1.3传统板栗脱壳去衣技术板栗外有坚硬致密的果壳, 内有薄薄的红衣紧贴果肉, 因此, 剥壳去衣就成了板栗加工的首道工序。目前还没有成熟的板栗专用的剥壳机或去衣机。传统剥壳方式较多，在此介绍手工法、火烧法以及生剥和热剥。手工法是最早被使用的板栗脱壳方法，它借助于双手将坚硬的外壳剥离，再经过烫煮和手工搓揉将其内皮去掉。作为对手工法的改进，也有人先将板栗蒸煮、锅炒或烘烤，再手工脱壳，此法可称为热力手工法。这两种方法不但工序复杂，生产效率非常低，不卫生
10、，无法进行规模化的工业生产，而且在烫、蒸煮过程中将造成栗仁营养成分损失，易氧化褐变，产品质最低劣。另外，手工脱壳成本较高，一个人l 天最多只能处理10kg板栗。火烧法是先用液化气火焰在高温下将板栗外壳烧掉，然后对未烧尽的板栗进行挤压刮皮，使板栗的仁、衣分开，再将挤压刮皮后的壳、衣、仁混合物一起通过分离器，把栗仁分离出来；最后，将分离出的栗仁进行碾磨、清洗，得到清洁的栗仁。这种方法脱壳率很高，仇燃烧温度难以控制，很容易使板栗熟化，甚至焦化，故必须将处理后的栗仁的表面磨去，以获得干净整沽的外表，因此有一定程度的栗仁损耗。 生剥法是在栗子的端部用特制的钢刀切除一小块果壳, 切口不伤及果肉, 然后用钢
11、钳将其余的果壳剥除。热剥法是当板栗果壳在高温下自然开裂后, 借助于钢钳进行人工去壳。热剥法的具体方法有：太阳下暴晒6-10h；60-70下烘烤1-2h；70-90下烘烤1-2h；沸水（100） 热烫3-5h；60温水下料, 在4-5h内升温至90；150-180下烘烤20-25s。热处理的具体时间以果壳开裂为准。试验表明, 用上述第三种方法剥壳的板栗果肉色泽好, 生产效率高。第四种剥壳方法可降低果肉的破碎率, 剥壳、去衣一次完成, 效果较好。传统的去衣方法是用热碱法, 先将去壳的板栗投入浓度6%-10%、温度90-95的烧碱溶液中（栗果与碱液比为12）, 浸泡2-3min后捞出, 用清水冲洗后
12、转入旋转式磨光机内磨去内衣, 之后再用自来水充分冲洗后, 再用2%-4%盐酸中和4-6min。这种方法的明显弊端是果肉明显褐变, 也污染环境, 所以目前已很少使用。将已去壳的栗果在95-100热水中烫漂数分钟, 捞出趁热除衣是比较理想的去衣方法。烫漂液中可加人0.02%EDTA（乙二胺四乙酸二钠）、0.01%异抗坏血酸钠、1%食盐和0.1%柠檬酸, 以达到护色的效果。1.4板栗的加工现状 世界板栗加工历史悠久，其加工业尤以欧洲最为发达。意大利、法国、西班牙等国每年生产大量品种繁多的栗加工品，供应国内外市场。在国外，板栗的消费方式呈多样化，如欧洲的栗子多加工成栗泥、栗乳、罐头、蜜饯、果汁等，亚洲
13、许多国家也多将其加工成栗汁、栗粉、栗冰淇淋、盐水栗肉等。 我国板栗利用的历史十分悠久。早在6000年前，我们的祖先就以采集野生板栗作为食物的补给。约2300年前，板栗已被列为名果。但是，我国板栗的加工业如今尚属起步阶段，加工品种少，产品质量不高，不能满足人们日益增长的消费需求。我国市场出售的板栗主要是以鲜食为主。最常见的消费方式是糖炒板栗、肉烧板栗，传统名菜为子鸡烧板栗。我国消费方式与板栗加工同世界发达国家相比尚有一定的差距。 板栗在开花结果和采收去苞过程中，不可避免的会感染微生物，从而导致板栗极易腐烂变质，不耐贮藏。我国板栗每年因霉烂、虫害、失水和发芽而造成的损失达总产量的20%-30%，原
14、料资源浪费极大。另外，我国每年板栗加工制品还不到总产量的30%，加工方式单一，并且有些加工产品多是低水平的重复，不能适应现代市场的需要，因此影响了板栗市场的发展，进而影响了板栗产业的发展。所以，板栗行业急需进一步研究开发新产品，向着多样化、方便快捷、美味优质方向发展，并努力开拓国内、国际市场，以谋求规模化发展。 在板栗加工行业中，深加工产品均要对板栗进行脱壳去衣。板栗的脱壳去衣是其加工过程中的技术瓶颈，已成为发展板栗深加工的制约因素。因此，研究与发展板栗脱壳去衣方法，对提高板栗加工的生产效率，推动板栗加工业的技术进步具有重要意义。2机械式脱壳去衣法2.1欧洲技术 欧洲板栗脱壳去衣技术主要以法国为代表，图2.1所示是法国具有代表性的机械式板栗脱壳去衣技术的工艺流程图，其采用的是先火烧后机械挤压脱去板栗外壳和红衣的方法，板栗由提升机9加入特制燃烧室8，在其中高温液化气火焰对板栗外壳进行短时间烧灼，然后板栗进入板栗挤压机对未烧尽外壳的板栗进行挤压刮壳，使板栗的仁、衣分开，接着板栗壳、仁、衣的混合物一起进入到分离器2，栗仁在此被分离出，最后分离出的栗仁由栗仁研磨机4进行碾磨、清洗，从而得到光洁的栗仁。 这种板栗脱壳技术是机械式脱壳去衣技术中比较独特的技术，具有脱壳效率高，自动化程度高的优点。但是，整套设备的板栗损耗率较高，而且由于采用高
