第四章-脫殼與脫皮機械與設備

第四章剝殼與脫皮機械與設備在農產品和食品加工中，有許多谷物(如稻谷、小麥等)、雜糧(如玉米、高梁、粟、燕麥和大麥等)、油料(大豆、油菜籽和花生果等)以及板栗、核桃、土豆、番茄等必須進行脫殼或脫皮，才能食用或進一步加工。由于這些未經加工的農產品，品種繁多，籽粒形狀、大小、構造、化學成分、物理特性和結構力學性質各不相同，即使是同一品種，又因生長條件的不同，其加工性質也有很大差異。一、剝殼目的和要求：為了降低皮殼對下一步加工的影響，提高下一步加工質量，要求剝殼率高，仔仁破碎率低。方法：碾搓法、撞擊法、剪切法、擠壓法、摩擦法和氣爆法。碾搓法：借助粗糙面的碾搓作用使皮殼疲勞破壞而破碎。除下的皮殼較為整齊，碎塊較大。適用于皮殼較脆的物料，如圓盤式剝殼機剝去棉籽外殼、用搓板去皮機去掉大豆皮等；撞擊法：借助打板或壁面的高速撞擊作用使皮殼變形直至破裂，適用于殼脆而仁韌的物料，如離心式剝殼機剝除葵花子殼等。剪切法：借助銳利面的剪切作用使殼破碎，如核桃剝殼機，刀板式棉籽剝殼機等。擠壓法：借助軋輥的擠壓作用使殼破碎，如軋輥式剝殼機剝除蓖麻籽殼等；摩擦法：利用摩擦形成的剪切力使皮殼沿其斷裂面產生撕裂破壞，除下的皮殼整齊，便于選除，適用于韌性皮殼。氣爆法：利用果殼內形成的壓力差使果殼爆裂而脫除，這種方法不便于連續式生產，可操作性差，且易造成果仁破碎，可用于預破殼工序。

任何剝殼機往往是一種剝殼方法為主而幾種剝殼方法為輔的綜合作用結果。a、膠輥礱谷機b、砂盤礱谷機c、離心礱谷機第一節脫殼機械與設備脫去稻谷穎殼、對大豆脫皮或花生脫紅衣等的機械。一、結構1、礱谷機的分類膠輥礱谷機、砂盤礱谷機和離心礱谷機

主要工作部件：一對在鑄鐵圓筒上粘結或套裝膠層的水平橡膠輥筒或塑料輥筒。

工作原理：稻谷經淌板在膠輥全長上均勻地喂入兩輥之間，等徑輥筒以不同的線速逆向回轉，通過壓砣的壓力使通過輥間的稻谷受到擠壓和搓撕。稻谷脫殼后，進入谷殼分離裝置，再經吸風口以4～5米／秒的風速吸除稻殼。

優點：膠輥礱谷機的脫殼率高，糙米表面光滑，碎米少。

缺點：在氣溫高時膠輥損耗快，糙米爆腰較多，生產成本較高。膠輥礱谷機2、LT36型壓砣式膠輥礱谷機的結構主要由進料機構、膠輥筒、輥壓調節機構、傳動系統、稻殼分離裝置和機架等構成。LT36型壓砣膠輥礱谷機結構(1)膠輥筒

膠輥礱谷機的膠輥筒部件，由2個膠輥組成。其輥筒中心連線與水平線夾角約為20°，呈傾斜排列。膠輥筒是在外徑為168mm的鑄造輥簡上覆蓋橡膠彈性材料而制成的。輥筒與軸及其他傳動件如圖6-3所示，用錐形壓蓋、緊定套、緊定螺釘、鎖緊螺母及鍵等將輥筒固定在軸上。膠輥筒的作用是脫去稻谷的穎殼。輥筒部件裝配圖

(2)輥壓調節及松緊輥機構輥壓調節。輥壓調節機構如圖6—4所示。固定膠輥為O1，活動膠輥為O2，其安裝在三角形剛性構架3上。構架可繞支點B轉動。長桿1鉸接在A點，其上垂直連桿與三角形剛性構架3相連。壓砣在長桿的右端。工作時，壓舵使長桿1繞A點順時針轉動，通過連桿2，帶動三角形剛性構架及活動膠輥繞支點B逆時針轉動。向固定膠輥靠攏，并保持一定的輥間壓力，改變壓舵質量即可改變輥間壓力。（3）自動松緊輥機構

進料緊輥：物料沖擊淌板→打開進料行程開關→電路接通→微型電機順向轉動→滾動鏈子螺母上升→橫桿在壓砣作用下轉動→活動輥向固定輥靠攏→實現自動緊輥(輥子鏈螺母上升碰到斷電行程開關，微型電動機停止)→正常工作狀態。膠輥自動離合機構

斷料松輥：淌板在平衡砣作用下復位→離開行程開關觸頭→微型電機逆向轉動→滾子鏈螺母下降→鏈條將橫桿上拉→活動輥離開固定輥→實現松開。進料緊輥斷料松輥（4）稻殼分離裝置主要由勻料板、可調節的魚鱗孔淌板、調節風門和垂直風道等組成。物料→勻料板→魚鱗孔淌板→空氣由下而上穿過魚鱗孔→實現物料分級。稻殼分離裝置*MLGQ型氣壓礱谷機二、膠輥礱谷機的工作過程1、脫殼原理

軋距：兩輥筒之間的間隙，小于谷粒的厚度。

原理：擠壓→線速差→相反方向摩擦力F→搓撕作用→谷殼朝相反方向撕裂→脫殼。2、入軋條件入軋點：谷粒剛接觸膠輥表面時的兩個觸點，對應的角為入軋角。

終軋點：谷粒離開膠輥時的兩個觸點，對應的角為終軋角。入軋條件：

a、兩輥軋距小于谷粒厚度；

b、入扎角小于谷粒與橡膠輥的摩擦角。3、脫殼過程

①最初階段：谷粒速度小于膠輥線速，與膠輥有相對滑動，所受摩擦力指向下方，受擠壓和摩擦作用，但無搓撕效應。

②中間階段：谷粒速度等于慢輥線速，與慢輥相對靜止，與快輥滑動，所受摩擦力方向相反，受擠壓和摩擦作用，產生搓撕效應。

③最終階段：谷粒前進，軋距減小，所受擠壓力和摩擦力增大，當搓撕效應大于谷粒穎殼的鉤合強度時，穎殼被撕裂。兩輥線速相同的受力圖兩輥線速不同時的受力圖三、膠輥的線速、線速差、線速和1、線速度線速↑，流量↑，產量↑。

線速過大，膠輥筒的不平衡會引起劇烈機械振動，糙碎增加，膠輥磨損不均勻；線速過低，產量低，膠耗增加。快輥：15~17m/s；慢輥：13~14m/s。2、線速度差適當增大線速度差，脫殼率提高；但過高會產生糙碎率增多，膠輥磨耗增大，一般為2.0~3.2m/s。3、線速度和通常認為糙米離開膠輥時，其速度等于快/慢輥線速和的一半，故提高線速度和，產量提高。但過大將引起劇烈的機械振動，一般以30m/s為宜。影響稻谷脫殼質量的因素品種水分子粒粒度均勻度飽滿程度內因兩膠輥線速度線速度差軋距壓砣重量稻谷喂入量膠輥表面硬度外因15其他剝殼機械1、圓盤剝殼機圓盤剝殼機用于棉籽剝殼，也可以用于花生果、桐籽、茶籽的剝殼。此外，它還可用來破碎各種油料和粉碎餅塊。圓盤剝殼機的特點是結構簡單，使用方便，一次剝殼效率高(棉籽剝殼效率可達92％一98％)。圓盤剝殼機主要部件是磨片和調節器。磨片有兩種：一種磨面具有細密的斜條槽紋，用于棉籽剝殼；另一種磨面具有方格槽紋，用于大豆、花生仁等的破碎。調節器的作用是根據工作要求調節磨片間距。

如圖6—12所示，工作時，物料進入喂料斗后在喂料翼7的轉動下均勻進入機內，由調節板6控制喂料量。棉籽通過通道進入磨盤之間，受到高速轉動的轉盤1與固定盤5的搓碾作用而被剝殼或破碎。16

離心式脫殼機

離心式脫殼機用于葵花籽的剝殼。脫殼效率90％左右。如圖6—13所示主要部件轉盤10共有3層，每層轉盤裝有12塊打板9，擋板8固定在轉盤10周圍的機殼內。下料門7可通過調節手輪6調節，使之上下移動以控制進料量。

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離心式脫殼機工作過程：葵花籽由料斗通過料門進入轉盤，由于旋轉著的打板的沖擊作用使葵花籽產生壓縮變形而引起外殼破裂。破裂及尚未破裂的葵花籽以高速撞擊擋板使之進一步破裂，以達到充分剝殼目的。同時，由于葵花籽在打板作用下以水平方向均勻地拋向擋板而下落，避免了籽粒的重復撞擊現象。影響離心式脫殼機脫殼效果的工作原理？第二節脫皮機械與設備

用于去除果蔬表皮的機械，按去皮對象可分為：塊狀根莖類原料去皮機果蔬去皮機常用方法：機械法去皮、堿液法去皮、蒸汽加熱法去皮一、去皮原理1、機械去皮①機械切削去皮：采用鋒利的刀片削除表面皮層。

速度快，但不完全，果肉損失多，需輔助修正，難以實現機械化。適宜果大、皮薄且果質較硬的果蔬，如蘋果、梨、柿子等。轉軸彎刀旋皮機②機械磨削去皮：利用覆有磨料的工作面磨除表面皮層。速度高、易于實現機械化，所得碎皮細小，易于清理，但去皮后的果蔬表面粗糙。適宜質地堅硬、皮薄、外形整齊的果蔬，如胡蘿卜。③機械摩擦去皮：利用摩擦因素高、接觸面積大的工作部件而產生摩擦作用使表皮發生撕裂破壞而去除。產品質量好，碎皮尺寸大，去皮死角少，但作用強度差。

適宜果大、皮薄、皮下組織松散的果蔬。2、化學去皮（堿液去皮）將果蔬在一定溫度的堿液中腐蝕處理適當的時間，取出后，立即用清水沖洗或搓擦，洗去堿液并可將外皮脫去。

適宜桃、李等去皮或橘瓣脫襄衣。碾米機

碾米的目的主要是碾除糙米皮層。碾米機主要用于剝除糙米的皮層(由果皮、種皮、外胚乳和糊粉層組成)。碾米機還用于碾除高粱、玉米和小麥的皮層。

擦離型：鐵輥，碾輥線速約為5m/s，碾白壓力常為0.1MPa碾削型：砂輥，碾輥線速約為15m/s，碾白壓力常為0.02MPa混合型：鐵輥和砂輥組合，線速約為10m/s，約大于0.02MPa1、碾米基本原理鐵輥碾米機砂輥碾米機2、碾輥材料性質臥式碾米機立式碾米機單輥碾米機雙輥碾米機碾米與擦米組合碾米機順向立式碾米機逆向立式碾米機3、碾輥軸的布置形式一、碾米機的分類二、碾米機的結構1、砂輥橫式碾米機主要由進料結構、碾白室、排料機構、機械傳動系統、排糠與噴風系統、機架等組成。砂輥橫式碾米機①進料機構

料斗(方形不對稱機構)＋流量調節機構(全啟閉插門，可微調)②排料機構

出米門＋壓力門(控制出料口壓力大小，同時影響碾白壓力)③機械傳動系統

電動機→V帶→碾輥軸→V帶→吸糠與噴風風機。螺旋推進器④碾白室

3頭螺旋推進器＋碾白砂輥＋4片圓筒米篩及壓篩條＋橫梁等

碾白室：砂輥面與米篩筒圍成的環形圓柱空間。a、螺旋推進器在碾白室進口端的作用輸送物料增大碾白室進口端米粒流體的密度產生軸向推力b、米篩

由壓篩條和篩托支承并固定在橫梁上，可通過篩條厚度改變碾白室間隙。c、砂輥前節砂輥：3頭螺旋槽，螺距50mm，槽深從12mm→0mm后節砂輥：3條直斜槽，斜度為0.1，槽深8mm，槽后開設

3條150×12mm的噴風槽。⑤吸糠與噴風系統a、吸糠系統集糠斗、集糠管、吸糠風機和集糠器等組成

糠粞→碾白室米篩排出→集糠斗收集→吸糠風機排入集糠器。b、噴風系統噴風風機、進風管道和進風套等組成。

噴風機噴風→風管→風網→碾輥軸右端面進入空心軸→后節砂輥的噴風槽噴出。

注：吸糠風機與噴風風機共軸。⑥機架

整體鑄造的箱體，用于安裝各零部件。2、立式砂鐵輥組合碾米機①砂輥與鐵輥同軸，砂輥在上，鐵輥在下；

②砂輥由多塊砂輪串聯而成，鐵輥為表面鑲嵌耐磨碾筋的圓柱體；③風機直接安裝在機架上，噴風氣流經多塊砂輪的徑向槽和鐵輥噴風槽噴向碾白室；

④砂輪和鐵輥的糠粞匯集室上下串通，最后由機座側面排出機外；⑤鐵輥由螺旋推進器供料，還可設置螺旋輸送器向螺旋推進器供料。立式砂鐵輥組合碾米機三、碾米的基本原理1、米粒流體的特性①米粒連續不斷地從碾白室進口向其出口流動；②流動的米粒充滿整個碾白室，隨碾白室的形狀而定，其體積為碾白室的容積；

③流動的米粒間距有可壓縮性，且具有粘滯性；

④米粒軸向輸送速度，隨碾輥徑向尺寸的增大而逐漸減小。2、碾米過程的四要素①碰撞

米粒與碾輥碰撞：提高米粒運動速度，增加能量，產生擦離和碾削作用；

米粒與米粒碰撞、米粒與篩壁碰撞和米粒與其它構件碰撞，產生擦離作用，使皮層和胚乳進一步剝離。②碾白壓力與米粒的碰撞運動、碾白室內的阻力、壓力門的阻力和螺旋推進器的推力等因素相關。③翻滾(翻轉＋滾動）

翻轉：米粒長軸方向的旋轉運動

滾動：米粒短軸方向的旋轉運動

翻滾作用：使米粒各個部位都有機會接受碾白作用，避免碾白不足或過碾現象。④軸向輸送是碾白運動連續不斷的必要條件。軸向輸送速度大：碾白程度小；軸向輸送速度小：碾白程度大，但生產率降低或出現過碾。

擦離碾白和碾削碾白

碾米機按其作用的性質，分為擦離碾白和碾削碾白。

(1)擦離碾白碾白室內的米粒，在一定的壓力下與碾輥接觸，產生碰撞，獲得速度；使米粒和米粒相互碰撞產生相對運動；速度降低后的米粒，與碾白室米篩內壁及其他構件碰撞，亦有相對運動。（3種碰撞運動中的摩擦力）

(2)碾削碾白碾白室內的糙米，在一定壓力下與高速運動的金剛砂粒的鋒刃相碰撞，獲得速度；具有一定速度的米粒和米粒相互碰撞產生相對運動，速度降低后米粒與米篩內壁和其他構件碰撞，均有相對運動。上述3種碰撞運動中，米粒與砂輥的碰撞是砂粒的鋒刃產生的切削力和切離力，將米粒皮層切破，使皮層與胚乳脫離。這種利用碾削作用使糙米碾白，稱為碾削碾白。碾輥材料：①鐵輥：白口鑄鐵(48~50HRC)或無縫鋼管(約為HRC)。②砂輥：黑色碳化硅金剛砂，砂粒呈多角形，鋒利，耐磨。金剛砂種類、質量、粒度、配比、燒結硬度和成型密度等，對碾米工藝效果的影響很大。砂輥必須經常保持較好的鋒利性，要耐用，達到大米去皮均勻、表面較光潔、電耗低、使用壽命長的目的。砂輥制作的方法有澆結、烘結和燒結3種，因為燒結的砂輥強度最大，最耐磨，使用壽命長，自銳性好，所以目前使用最多的是燒結砂輥。軸向截面積變化和收縮率軸向碾白中，米糠排出，米粒流體減少，壓力降低。①開糙段米粒從壓力較低截面進入壓力較高的截面，密度增大，增加出皮開糙效果。②排糠段米粒從壓力較高截面進入壓力較低截面，密度減小，米粒翻滾加強，被剝離的皮層易于與米粒流體分開。③截面積收縮率碾白室的截面面積順著米粒流動方向，從一個大截面到一個小截面的變化程度，常用百分數表示。離心擦皮機結構圖離心擦皮機電動機→小齒輪→大齒輪→轉動軸→波紋狀旋轉圓盤→物料在離心力作用下→拋向表面粗糙的脫皮圓筒→物料與筒壁摩擦而去皮→卸料口定時排出已去好皮的物料。（土豆去皮)→水夾帶碎皮→排污口→機外水→噴嘴→脫皮圓筒內部果皮的排出33

離心擦皮機

如圖6—17所示，它具有鑄鐵機座1和內表面粗糙的脫皮圓筒5，轉動軸3帶動旋轉圓盤4旋轉，旋轉圓盤表面為波紋狀。在鑄鐵機座1上的電動機10通過大齒輪2及小齒輪9帶動轉動軸3轉動。物料從進料斗6進入機內。當物料落到旋轉圓盤波紋狀表面上時，因離心力作用而被拋向四周，并與筒壁的粗糙內表面摩擦，從而達到去皮的目的。水通過噴嘴7送入圓筒內部，擦下的皮用水從排污口沖走。已去好皮的物料，利用本身的離心力作用，從出料口定時排出。在進料和出料時，電動機都在運轉，因此，在卸料前，必須停止注水，以免艙口打開后水從艙口濺出。堿液去皮機堿液去皮機的工作原理是首先利用熱的稀堿液對被處理的果蔬原料表皮進行腐蝕，然后用水沖洗或用機械摩擦將皮層剝離。堿液去皮機設計的適用范圍較寬，適用于桃、杏、梨、蘋果、番茄、馬鈴薯及紅薯等多種果蔬原料的去皮操作。根據用水量的大小可分為濕法去皮和干法去皮兩類。1、干法去皮機

去皮裝置：側板、滑輪、去盤圓盤等組成

去皮圓盤：0.8mm厚的橡膠圓盤，柔軟、彈性，表面光滑

傳動路