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摘 要：介绍了河北迁西板栗剥苞的现状，分析了几种板栗剥苞器械的特点，提出了现今板栗剥苞机所存在的问题，并根据当前板栗剥苞机的设计经验设计了一种板栗剥苞机。
关键词：板栗；剥苞；机器；研究
中图分类号：S226.4 文献标识码：A
前言
河北迁西被誉为中国板栗之乡，是我国板栗资源基地之一，产量丰富。板栗外形美观，果形端正均匀颜色呈红褐色，皮薄，较其他地区的板栗硬、实，故有东方“珍珠”和“紫玉”之美称，板栗营养价值很高，含淀粉51%～60%，蛋白质5.7%～10.7%，糖、粗纤维、胡萝卜素、维生素及钙、磷、钾等矿物质，可供人体吸收和利用的养分高达98%，具有较高的食用价值。
目前，全县板栗栽培总面积已达36666.67hm2，2300多万株，常年产量1600多万kg，出口1000万kg，占全国出口总量的1/3，河北省出口总量的近1/2。目前，河北地区的板栗去刺脱苞仍采用人工脱刺苞方法，不但效率低，还耗费大量人力资源。为开发板栗深加工新产品，要解决板栗的去刺脱问题。因此，开发一种适合河北地区的低价且高效板栗剥苞机器，具有重要的应用价值和现实意义。
1 板栗剥苞的进展
1.1 人工剥苞
采用传统手工方法，将板栗采摘后，通过人工用剪刀将栗苞剥开取出栗子，达到去苞脱粒。这种方法不仅效率低下，成本高，耗费大量人力资源，不适合大规模生产，并且在剥苞过程中毛刺会对手掌皮肤容易造成伤害，故这种传统落后的方法不能满足板栗加工的生产需要。
1.2 机械剥苞
1.2.1 ZL200620133217
ZL200620133217的筛选装置中，通过利用棕毛粘结刺苞来实现栗、刺分离，这种分离效果固然有效，但是在使用较长时间后，棕毛会减少、变稀，粘刺的效果会降低，加工过程中会出现板栗与刺苞不分，从而加重了清理工作
1.2.2 ZL201320052592
ZL201320052592中的剥苞装置是采用破壳轴上的破壳叶片对板栗苞进行击打，然后再与破壳筛通过对板栗苞的挤压来实现去除刺苞。这种装置对去除刺苞很有效，在加工过程中对板栗也可以起到保护作用，但工作效率并未达到最大化。
1.2.3 ZL200420113785.5
ZL200420113785.5的板栗脱壳机，该发明是利用剥球苞滚轮与弹性挤压块之间的挤压，揉搓来进行脱刺。优点是在脱刺过程中不伤及板栗的果肉，但不足之处是对板栗苞挤压的面积过小，脱苞效率较低，并且容易造成刺苞过多堵死现象。
1.2.4 ZL200820126550
ZL200820126550板栗刺球脱壳机的筛选装置中，通过振动装置进行板栗与刺苞的分离，虽然这种分离方式是由2个筛网构成，通过筛网振动，将大刺苞在第1层筛网中分离出来，板栗与小刺苞通过网孔掉落到第2层筛网上，再通过筛网振动将小刺苞从第2筛网上分离出，这种分离装置只能将比板栗尺寸大的刺苞从筛网中与板栗分离开，当有细小的毛刺时，就会与板栗混合在一起，增加了后续的清理工作，加大了劳动强度。
2 板栗剥苞新设备
针对板栗脱刺去苞，在现有剥苞机的基础上，进一步改进剥离、筛选等结构，提高机械性能和加工效率，使得新机械设备性能好、占地面积小、操作简单、使用方便、安全可靠，以满足对山区板栗的生产需要。故在进行对板栗大量实验的基础上，研制出了这种板栗去刺脱苞机械设备以及板栗脱苞的加工工艺。
板栗脱刺机的主要部分是脱苞装置和筛选装置，板栗苞在脱苞装置中进行栗子与刺苞脱离，脱离后的栗子与刺苞再通过筛选装置将其筛选，最终达到栗子与刺苞完全分离。
2.1 脱苞装置的组成结构
脱苞装置是由2个并排的刀轴、挤压轴、网板和弹簧4部分组成。在刀轴刀片表面及挤压轴表面都粘贴有橡胶皮。
2.2 板栗脱苞加工工艺
将板栗通过人工送放进料斗，板栗通过料斗滚进脱苞腔内，落到并排刀轴上，在交错运动的刀的击打和推挤作用下，板栗掉落到挤压轴上与网板之间；通过转动过程中的挤压轴与网板挤压之后，将板栗与刺苞剥离，最终达到脱苞效果。板栗苞被击打和推挤过程中，约有30%的板栗苞被完全剥开，被剥开的栗子和刺苞无需进行挤压，直接通过网板上的网孔落入筛选装置中，未被完全剥开的板栗苞，落到挤压轴上，再通过挤压轴与网板的挤压，达到栗子与刺苞的完全分离，脱苞率可达99%以上。此外，由于板栗苞大小不一，刺苞的韧性也不相同，欲达到所有板栗的完全脱苞且对板栗不造成损伤，还需更加综合的结构设计。通过对100多个板栗苞的尺寸，刺苞厚度及脱苞所受力的大小的研究，设计出此脱苞机的脱刺装置中2个刀轴刀片距离为3cm，挤压轴与网板间的距离2.5cm，以及在刀片表面，挤压轴表面都粘有韧性很好的橡胶皮，这样不仅可以对不同尺寸、不同韧性的板栗苞进行脱刺去苞，而且对板栗的损伤微小，板栗损伤率可控制在1%以下。
2.3 筛选装置的组成结构
筛选装置主要由2个分离辊，传送带（带的表面粘结着魔术贴）以及靠近板栗收集处的风机3部分构成。
2.4 筛选工艺
2个分离辊及传送带组成了带传动，工作中的分离辊进行同步顺时针转动，使传送带沿着斜向上运动，传送带表面粘贴着魔术贴（一种表面非常粗糙且结实，耐用的材料，日常生活中俗称魔术扣），由于板栗表面是光滑的，而刺苞表面是凹凸不平的尖刺，致使当板栗与刺苞从脱苞装置中掉落到传送带上时，表面光滑的板栗，由于自身的重力作用，沿传送带向下滑落到板栗收集出，而刺苞则被魔术贴粘住并随着传送带运动至传送带带绕上分离辊处，这时传送带带做旋转运动，由于刺苞受到离心力与自身重力的复合作用，使得刺苞掉落到刺苞收集处，分离效率可达90%以上。板栗从传送带上掉落的过程中，会有一些没有被传送带分离，并与板栗同时掉落的细小毛刺，这时在板栗收集处旁配备风机，通过风机将毛刺吹走，使毛刺与板栗分离，最终分离率可达99%以上。
3 技术经济指标
此板栗剥苞机的配套功率为1.5kW，剥苞率可达99%以上，板栗的损伤率可控制在1%以内，板栗与刺苞的分离率可达99%以上，生产效率可达200kg/h，加工成本可控制在0.15元/kg以内，机器占地面积小，操作简单。
4 结语
板栗剥苞的机械设备虽然很多，但很多在脱苞结构或在筛选结构上设计的不很理想，不是脱苞不完全、脱刺过程中对板栗造成损伤，就是在筛选阶段不能将板栗和刺苞进行彻底的分离，很难把两者完美的结合实现最理想的效果，甚至是机械设备在工作时消耗能量大，加工成本高，使消费者承受过多的经济压力。因此，针对我国目前的板栗剥苞器械的实际发展状况，运用国内的科学技术，研究出了一种新的板栗脱刺机器，该机器的特点是：
4.1 外型方面
机器占地面积小、灵活、结构简单、操作方便。
4.2 脱苞与筛选装置方面
运用双刀轴与挤压轴组合加工，使得脱苞效率高，脱苞率可达99%以上，板栗破损率小，可控制在1%以内，筛选效果好，对刺苞的清选率可达99%以上，与其他机器相比，此机器的脱苞、清选呈现出很大的优越性。
4.3 工作效率与加工成本方面
本机器设备工作效率高，生产率可达200kg/h，加工成本可控制在0.15元/kg以内，此设备不仅效率高，加工成本低，而且还大大减轻人的劳动强度，降低人力资源消耗，具有重要的应用价值和现实意义。
参考文献
[1] 郑传祥.锥栗脱壳去衣技术研究[J].农机化研究，2003：53-55.
[2] 刘万隆.金寨县板栗剥苞机推广现状及对策[J].现代农业科技，2010：217-219.
[3] 板栗刺球脱壳机[P].ZL200820126550.
[4] 板栗脱壳机[P].ZL200420113785.5.
作者简介：李阳（1988-），男，汉族，河北张家口人，甘肃农业大学工学院在读硕士。研究方向：机械设计及理论。
关键词：板栗；剥苞；机器；研究
中图分类号：S226.4 文献标识码：A
前言
河北迁西被誉为中国板栗之乡，是我国板栗资源基地之一，产量丰富。板栗外形美观，果形端正均匀颜色呈红褐色，皮薄，较其他地区的板栗硬、实，故有东方“珍珠”和“紫玉”之美称，板栗营养价值很高，含淀粉51%～60%，蛋白质5.7%～10.7%，糖、粗纤维、胡萝卜素、维生素及钙、磷、钾等矿物质，可供人体吸收和利用的养分高达98%，具有较高的食用价值。
目前，全县板栗栽培总面积已达36666.67hm2，2300多万株，常年产量1600多万kg，出口1000万kg，占全国出口总量的1/3，河北省出口总量的近1/2。目前，河北地区的板栗去刺脱苞仍采用人工脱刺苞方法，不但效率低，还耗费大量人力资源。为开发板栗深加工新产品，要解决板栗的去刺脱问题。因此，开发一种适合河北地区的低价且高效板栗剥苞机器，具有重要的应用价值和现实意义。
1 板栗剥苞的进展
1.1 人工剥苞
采用传统手工方法，将板栗采摘后，通过人工用剪刀将栗苞剥开取出栗子，达到去苞脱粒。这种方法不仅效率低下，成本高，耗费大量人力资源，不适合大规模生产，并且在剥苞过程中毛刺会对手掌皮肤容易造成伤害，故这种传统落后的方法不能满足板栗加工的生产需要。
1.2 机械剥苞
1.2.1 ZL200620133217
ZL200620133217的筛选装置中，通过利用棕毛粘结刺苞来实现栗、刺分离，这种分离效果固然有效，但是在使用较长时间后，棕毛会减少、变稀，粘刺的效果会降低，加工过程中会出现板栗与刺苞不分，从而加重了清理工作
1.2.2 ZL201320052592
ZL201320052592中的剥苞装置是采用破壳轴上的破壳叶片对板栗苞进行击打，然后再与破壳筛通过对板栗苞的挤压来实现去除刺苞。这种装置对去除刺苞很有效，在加工过程中对板栗也可以起到保护作用，但工作效率并未达到最大化。
1.2.3 ZL200420113785.5
ZL200420113785.5的板栗脱壳机，该发明是利用剥球苞滚轮与弹性挤压块之间的挤压，揉搓来进行脱刺。优点是在脱刺过程中不伤及板栗的果肉，但不足之处是对板栗苞挤压的面积过小，脱苞效率较低，并且容易造成刺苞过多堵死现象。
1.2.4 ZL200820126550
ZL200820126550板栗刺球脱壳机的筛选装置中，通过振动装置进行板栗与刺苞的分离，虽然这种分离方式是由2个筛网构成，通过筛网振动，将大刺苞在第1层筛网中分离出来，板栗与小刺苞通过网孔掉落到第2层筛网上，再通过筛网振动将小刺苞从第2筛网上分离出，这种分离装置只能将比板栗尺寸大的刺苞从筛网中与板栗分离开，当有细小的毛刺时，就会与板栗混合在一起，增加了后续的清理工作，加大了劳动强度。
2 板栗剥苞新设备
针对板栗脱刺去苞，在现有剥苞机的基础上，进一步改进剥离、筛选等结构，提高机械性能和加工效率，使得新机械设备性能好、占地面积小、操作简单、使用方便、安全可靠，以满足对山区板栗的生产需要。故在进行对板栗大量实验的基础上，研制出了这种板栗去刺脱苞机械设备以及板栗脱苞的加工工艺。
板栗脱刺机的主要部分是脱苞装置和筛选装置，板栗苞在脱苞装置中进行栗子与刺苞脱离，脱离后的栗子与刺苞再通过筛选装置将其筛选，最终达到栗子与刺苞完全分离。
2.1 脱苞装置的组成结构
脱苞装置是由2个并排的刀轴、挤压轴、网板和弹簧4部分组成。在刀轴刀片表面及挤压轴表面都粘贴有橡胶皮。
2.2 板栗脱苞加工工艺
将板栗通过人工送放进料斗，板栗通过料斗滚进脱苞腔内，落到并排刀轴上，在交错运动的刀的击打和推挤作用下，板栗掉落到挤压轴上与网板之间；通过转动过程中的挤压轴与网板挤压之后，将板栗与刺苞剥离，最终达到脱苞效果。板栗苞被击打和推挤过程中，约有30%的板栗苞被完全剥开，被剥开的栗子和刺苞无需进行挤压，直接通过网板上的网孔落入筛选装置中，未被完全剥开的板栗苞，落到挤压轴上，再通过挤压轴与网板的挤压，达到栗子与刺苞的完全分离，脱苞率可达99%以上。此外，由于板栗苞大小不一，刺苞的韧性也不相同，欲达到所有板栗的完全脱苞且对板栗不造成损伤，还需更加综合的结构设计。通过对100多个板栗苞的尺寸，刺苞厚度及脱苞所受力的大小的研究，设计出此脱苞机的脱刺装置中2个刀轴刀片距离为3cm，挤压轴与网板间的距离2.5cm，以及在刀片表面，挤压轴表面都粘有韧性很好的橡胶皮，这样不仅可以对不同尺寸、不同韧性的板栗苞进行脱刺去苞，而且对板栗的损伤微小，板栗损伤率可控制在1%以下。
2.3 筛选装置的组成结构
筛选装置主要由2个分离辊，传送带（带的表面粘结着魔术贴）以及靠近板栗收集处的风机3部分构成。
2.4 筛选工艺
2个分离辊及传送带组成了带传动，工作中的分离辊进行同步顺时针转动，使传送带沿着斜向上运动，传送带表面粘贴着魔术贴（一种表面非常粗糙且结实，耐用的材料，日常生活中俗称魔术扣），由于板栗表面是光滑的，而刺苞表面是凹凸不平的尖刺，致使当板栗与刺苞从脱苞装置中掉落到传送带上时，表面光滑的板栗，由于自身的重力作用，沿传送带向下滑落到板栗收集出，而刺苞则被魔术贴粘住并随着传送带运动至传送带带绕上分离辊处，这时传送带带做旋转运动，由于刺苞受到离心力与自身重力的复合作用，使得刺苞掉落到刺苞收集处，分离效率可达90%以上。板栗从传送带上掉落的过程中，会有一些没有被传送带分离，并与板栗同时掉落的细小毛刺，这时在板栗收集处旁配备风机，通过风机将毛刺吹走，使毛刺与板栗分离，最终分离率可达99%以上。
3 技术经济指标
此板栗剥苞机的配套功率为1.5kW，剥苞率可达99%以上，板栗的损伤率可控制在1%以内，板栗与刺苞的分离率可达99%以上，生产效率可达200kg/h，加工成本可控制在0.15元/kg以内，机器占地面积小，操作简单。
4 结语
板栗剥苞的机械设备虽然很多，但很多在脱苞结构或在筛选结构上设计的不很理想，不是脱苞不完全、脱刺过程中对板栗造成损伤，就是在筛选阶段不能将板栗和刺苞进行彻底的分离，很难把两者完美的结合实现最理想的效果，甚至是机械设备在工作时消耗能量大，加工成本高，使消费者承受过多的经济压力。因此，针对我国目前的板栗剥苞器械的实际发展状况，运用国内的科学技术，研究出了一种新的板栗脱刺机器，该机器的特点是：
4.1 外型方面
机器占地面积小、灵活、结构简单、操作方便。
4.2 脱苞与筛选装置方面
运用双刀轴与挤压轴组合加工，使得脱苞效率高，脱苞率可达99%以上，板栗破损率小，可控制在1%以内，筛选效果好，对刺苞的清选率可达99%以上，与其他机器相比，此机器的脱苞、清选呈现出很大的优越性。
4.3 工作效率与加工成本方面
本机器设备工作效率高，生产率可达200kg/h，加工成本可控制在0.15元/kg以内，此设备不仅效率高，加工成本低，而且还大大减轻人的劳动强度，降低人力资源消耗，具有重要的应用价值和现实意义。
参考文献
[1] 郑传祥.锥栗脱壳去衣技术研究[J].农机化研究，2003：53-55.
[2] 刘万隆.金寨县板栗剥苞机推广现状及对策[J].现代农业科技，2010：217-219.
[3] 板栗刺球脱壳机[P].ZL200820126550.
[4] 板栗脱壳机[P].ZL200420113785.5.
作者简介：李阳（1988-），男，汉族，河北张家口人，甘肃农业大学工学院在读硕士。研究方向：机械设计及理论。