淺談干殼蓮子分級設備現狀及發展

摘 要：干殼蓮子的分級是殼蓮機械化加工中重要的工序之一。文章首先分析了干殼蓮子分級的工藝要求，然后列舉了幾種市面上常見的干殼蓮子分級設備，對其工作原理、結構組成等進行了簡要的說明，最后對干殼蓮子分級設備的發展趨勢進行了展望。

關鍵詞：干殼蓮子；分級；圓筒篩；桿篩

引言

蓮子是我國江南地區最富有特色的農產品之一，具有較高的營養價值[1]。根據收割時蓮子的成熟度，一般可分為新鮮蓮子和干殼蓮子，其中干殼蓮子由于其水分含量少，儲存時間長，因此其加工量與產量等比新鮮蓮子要大的多[2]。干殼蓮子的分級是殼蓮機械化加工中最重要的工序之一，通過對蓮子按其短軸直徑的分級，然后在將分級之后的蓮子分別送入不同的間距的剝殼機中進行剝殼，能顯著提高蓮子剝殼后的質量，相比不分級的蓮子，其剝殼率高，且破損率低。

1 干殼蓮子分級工藝要求

干殼蓮子是一種典型的堅果類農產品，其機械剝殼的最常見的方法主要是切割式，通過扁平型刀片或者螺旋刀等對其短軸進行環切。由于蓮子尺寸的差異，導致機械剝殼時，有的蓮子沒有被刀片切割到，有的蓮子尺寸過大時，會被切割刀具壓碎或擠破，導致蓮子產品質量不高。為了提高蓮子的剝殼率，降低破損率，有必要對蓮子進行分級預處理[3-4]。

干殼蓮子分級的主要目的是控制剝殼時刀具切入蓮殼的深度，不同尺寸的蓮子采用不同的剝殼間距。通過分級處理，能保證某一剝殼機中的蓮子的短軸直徑在一定尺寸范圍內。切割時，對應該尺寸的蓮子，通過調整切割刀具與支撐蓮子通道之間的距離，既能保證刀具對蓮殼完全切割，又不至于切割到蓮仁，能顯著提高蓮子剝殼時的整仁率，增加蓮子產品的經濟利用價值。如武漢輕工大學丁世云等老師研制的桿篩式蓮子分級機，其結合蓮子的實際尺寸分布[5]，將蓮子按短軸直徑分為8個級別，大于15.5mm，15-15.5mm，14.5-15mm，13.5-14mm，13-13.5mm，12.5-13mm，小于12.5mm。分級之后蓮子分別進入多頭蓮子剝殼機的8個通道中。

2 幾種干殼蓮子分級設備

2.1 圓筒式蓮子分級機

圓筒式蓮子分級機是一種典型的旋轉篩面，將不同篩孔直徑的篩面組合成一圓形滾筒，并按一定傾斜角度安裝，待分級的蓮子置于滾筒內。工作時，滾筒在電機的帶動下低速旋轉，蓮子在滾筒內表面摩擦力的帶動下隨滾筒一起運動，蓮子與篩面之間由于重力和摩擦力的差異，會產生相對運動，當蓮子的短軸直徑小于篩孔直徑時，蓮子即穿過篩面，到達分級的目的。武漢輕工大學易啟偉等人在對干殼蓮子機械化加工技術與裝備進行研發時，采用了一種套筒式圓筒分級篩對殼蓮進行分級處理，其結構簡圖如圖1所示。該機的滾筒篩體由三個不同直徑的圓形篩套裝在一起組成，可將蓮子按標準分為4級（小于12mm，12-14mm，14-16mm，大于16mm），其篩孔為長條形，能對蓮子按短軸直徑進行分級。

圓筒式蓮子分級機一般產量較大，單位產量能耗低，但其最大的缺點一是篩面利用率不高，同一時間只有部分蓮子與篩面接觸；二是由于蓮子一般為橢球形，中間直徑較大，兩端直徑較小，因此非常容易發生堵孔現象，進一步降低了篩面利用率，影響分級效果。

2.2 柵欄式蓮子分級機

柵欄式蓮子分級機是在圓筒式蓮子分級機的基礎上改進設計而來，與傳統的圓筒篩采用的圓形或者長條形孔不同，柵欄式分級機采用三節或者更多柵欄取代了傳統的圓形篩面。湘潭縣宏興隆湘蓮食雜有限公司的賀書紅發明了一種柵欄式蓮子分級機[6]，該機主要由進料斗、分級篩筒、筒體柵欄、減速器、電機、機架、出料斗、行走車輪等組成，其結構簡圖如圖2所示。分級篩筒的筒體由三段柵欄構成，每段筒體篩欄的間隙逐漸變小，每段柵欄下方都有出料斗，可將蓮子分成4個不同尺寸級別。整體篩筒安裝在機架上，機架傾斜安裝，其中位置較高的一端有進料斗；另一端為傳動機構，由驅動電機及減速器等構成。機器的底部安裝有行走車輪，方便移動。

柵欄式蓮子分級機采用了柵欄的結構，在一定程度上避免了蓮子容易堵孔缺點，結構簡單，運行維護成本低，但該機分級精度不高，限制了其使用范圍。

1.進料斗；2.分級篩筒；3.筒體柵欄；4.減速器；5.皮帶；6.電機；

7.機架；8.行走車輪；9.出料斗；10.主軸

圖2 柵欄式蓮子分級機

2.3 桿篩式蓮子分級機

桿篩式蓮子分級機主要利用兩根同向旋轉的篩桿對蓮子進行分級的。武漢輕工大學丁世云等人研制了一種桿篩式蓮子分級機[]，該機主要由進料斗、傳動系統、排序上料螺桿、篩桿、導流桿、出料管、機架等部分組成，其結構簡圖如圖3所示。

1.進料斗；2.傳動系統；3.排序上料螺桿；4.支撐座；5.篩桿；

6.導流桿；7.出料管；8.機架

圖3 桿篩式蓮子分級機結構簡圖

該機的主要工作原理如下：待分級的干殼蓮子，在輸送機構中被螺旋輥和光輥的作用下，依次進入到兩根篩桿和導流桿構成的篩分通道中，由于兩篩桿同向旋轉，蓮子邊調整姿態邊向前進。由于兩根篩桿之間的間隙逐漸變大，當蓮子的短軸直徑小于篩桿間隙時，蓮子通過不同的出料管排出，完成蓮子的分級。

該機結構簡單，占地面積小，能耗低，且分級之后的蓮子精度高，但該機由于蓮子以直線單列進入篩桿中進行分級，因此產量低，僅適合小批量蓮子的加工生產。

3 蓮子分級設備發展趨勢

現有的蓮子分級設備在一定程度上加速了蓮子機械化加工過程，但是也存在諸多問題，如加工的單一性，不能柔性加工等。另外，分級設備的自動調整性也不強，分級精度不夠等。

隨著計算機技術的高速發展，基于機器視覺的各種分級機械也層出不窮，蓮子的分級也可采用機器視覺等光電自動感應技術，改善現有的蓮子機械分級的瓶頸問題，且能實現循環分選——將未分級好的蓮子通過后續檢測裝置重新回到進料端，繼續進行分級處理。基于機器視覺CCD光電分選和傳感器技術的蓮子分級機是未來蓮子分級設備的發展趨勢。

4 結束語

干殼蓮子分級作為殼蓮機械化加工中重要的工藝環節，對干殼蓮子的加工及殼蓮產品質量有非常重要的影響。文章對幾種典型的干殼蓮子分級設備進行了介紹，說明了其工作原理，分析了其優缺點，并對干殼蓮子分級設備發展趨勢進行了展望。

參考文獻

[1]鄭寶東，鄭金鬼，曾紹校.我國主要蓮子品種營養成分的分析[J].營養學報，2003，25（2）：153-156.

[2]易啟偉，王旺平，張永林.干殼蓮子剝殼穿心機械化加工技術與裝備[J].食品與機械，2010（4）：81-83.

[3]杜錚，宗力.干殼蓮子螺桿分級機設計與分級試驗[J].農機化研究，2009（9）：117-119.

[4]杜錚，宗力.蓮子分級設備的研究與應用現狀分析[J].湖北農業科學，2009（4）：978-981.

[5]丁世云，胡志剛，王旺平.蓮子分級桿篩設計與分級試驗[J].武漢工業學院學報，2008（1）：20-22.

[6]賀書紅.全自動蓮子分級裝置[P].中國專利：2007200626978.0，200

7.

作者簡介：劉思琪，女，武漢輕工大學動物科學與營養工程學院學生。