水生蔬菜生產機械研究概況

王銳 陳鴻 盧澤明 廖劍

水生蔬菜生產機械研究概況

王銳 陳鴻 盧澤明 廖劍

柯衛東男，武漢市蔬菜科學研究所副所長兼水生蔬菜研究室主任，推廣研究員，享受國務院政府特殊津貼，水生蔬菜行業計劃及“十二五”國家科技支撐計劃首席專家，主持國家及省、市重大科研項目多項，《植物遺傳資源學報》、《長江蔬菜》編委。長期從事水生蔬菜種質資源及育種研究，在水生蔬菜種質資源保護及創新、新品種選育、微型種苗繁殖技術研究與應用等方面有創造性貢獻，有力推動了我國水生蔬菜學科建設及產業發展。發表論文、論著100余篇（部），制定農業行業標準9部，取得國家發明專利3項，獲國家科技進步獎二等獎、第四屆全國杰出專業技術人才獎等。

水生蔬菜是指在淡水中生長、其產品可作蔬菜食用的維管束植物，包括蓮藕、子蓮、茭白、芋、荸薺、菱、慈姑、水芹、蕹菜、芡實、莼菜、蒲菜、豆瓣菜、蔞蒿等[1]。我國水生蔬菜資源豐富、歷史悠久、特色鮮明，絕大多數水生蔬菜原產于我國，國外較少栽培。自20世紀90年代，我國水生蔬菜種植面積不斷擴展，規模化、產業化生產發展迅猛，目前人工種植面積達73.37萬hm2以上，年總產值超550億元，在農業增效、農民增收、農村環境改良等方面作用顯著。由于水生蔬菜大部分生長在水中，相比陸生蔬菜存在作業環境更為惡劣、手工操作占有比例高、勞動強度大等問題，這些問題已經成為制約水生蔬菜產業發展的主要因素。近10年，通過各科研院校、農機企業、技術推廣部門和種植農戶的共同努力，在水生蔬菜生產專用機械的研制與開發方面取得了較好的成績，對于提升水生蔬菜生產效率、降低勞動強度、改善作業環境等方面發揮了重要作用。

王銳，武漢市農業機械化科學研究所，430345，

E-mail：13659888872@139.com

陳鴻，盧澤明，廖劍，武漢市農業機械化科學研究所

1 水生蔬菜種植機械

1.1 芋頭播種機

在眾多水生蔬菜中，芋頭生產機械化程度相對較高，在日本已基本達到了全程機械化作業水平[2]。通過種芋播種機一臺機具可同時進行起壟、播種、地膜覆蓋3種作業，播種精度高，作業效率3.7 h/1 000m2；地膜回收機可對普通地膜進行順利回收，作業效率0.4 h/1 000m2。山東理工大學發明了一種轉筒式芋頭穴播機，轉筒底面呈碗狀，在種薯箱的清種區機架上安裝擺動塊，提高充種和清種質量，一次作業可實現起壟、整平、開溝、播種、覆土等多種功能，降低人工成本[3]。濰坊職業學院設計了一種多功能播種機，能完成芋頭、生姜、馬鈴薯等根莖類作物的播種[4]。播種機由直流電機提供動力，通過鏈傳動帶動轉種匙轉動，種子由擺正種子漏斗落到輸種皮帶上，經皮帶轉動運送到溝槽內完成播種。轉種匙結構類似于螺旋狀斜齒輪，能夠無損地將種子轉到漏斗中。播種機采用了四輪驅動，對地形的適應能力強，可一次完成刨溝、撒種、蓋土、施肥等工序。

1.2 水芹耕種機

曹國榮聯合揚州大學開發了水芹自動化農業耕種機。該機由一臺桁車與一個操作平臺組成，桁車以地塊之間的水泥路為軌道帶動長5～6m、高近3m的操作平臺進行前后移動，作業者站在平臺上腳不沾地即可進行開溝、播種、施肥和收割等一系列生產工作[5]。桁車上的踏板可根據水芹種植、施肥或收割時的不同需求來調節相應高度，便于作業，相比于傳統種植方式節約近八成的人力成本。

1.3 藜蒿（蔞蒿）扦插機

為提高藜蒿（蔞蒿）栽植效率，華中農業大學研制出藜蒿扦插機[6，7]。扦插機包括分苗取苗裝置和扦插裝置兩大部分，工作時由傳動系統將動力傳遞給滾動筒和曲柄軸，曲柄搖桿機構中搖桿做回轉運動，攜帶取苗機構的氣嘴接頭做往復式回轉運動，進入苗箱內通過負壓吸取苗稈，導苗裝置從氣嘴接頭取下苗稈并將其送入接苗裝置且使其呈直立狀態，由扦插裝置的栽植臂做回轉運動將接苗裝置中的苗稈插入土壤中，如此連續作業，可實現分苗、取苗、扦插等多項作業。扦插機機組行進速度108mm/s，行距90 mm，扦插10行，株距80～100 mm，扦插深度50～60mm，扦插直立度≤10%。

2 水生蔬菜收獲機械

2.1 挖藕機

挖藕機作為水生蔬菜收獲機械中的難點和焦點，得到了相關部門與從業者的廣泛關注和積極探索。目前，挖藕機的主要設計思路是利用高壓水沖挖采收蓮藕，即通過高壓水切割、破碎、沖刷蓮藕產品周圍土壤，讓蓮藕自行浮出水面或借助人工取出，主要包括浮栽裝置、動力裝置、高壓水泵、分水器和高壓噴嘴、操作裝置、行走裝置等[8]。挖藕機按結構形式大體可分為4類。

①船式挖藕機作業時自行移動，無外延長水管，操作人員無需下水即可作業。湖北宜城市農業機械化管理辦公室開發的船式自動挖藕機，工作時排水、挖藕、洗凈等環節連續作業，一次完成[9]，該機挖藕深度可達0.7m，作業幅寬3.6m，采藕無損傷。山東微山縣微山湖挖藕機械制造廠生產的4CW-2.6型船式挖藕機，工作時船體懸浮或半懸浮于水中，在船內完成吸水、加壓噴射、挖深控制、行走等全部工序[10，11]。該機工作幅寬2.6m，適應水深0.3～1.3m，工作效率200.1～333.5m2/h，已在山東、江蘇、安徽、湖北等地推廣使用。湖北省襄樊市航鷹航空科技有限責任公司成功研制的液壓操縱水力挖藕機，配備高低兩排噴頭，高噴頭沖刷表層泥土，低噴頭沖刷蓮藕，液壓系統可控制噴管組件上下移動和左右擺動[12，13]。該機工作幅寬3.2m，挖泥深度0.5～0.8m，工作效率167～416m2/h。華中農業大學研發的4CWO-3.2型船式挖藕機，集采挖、清洗等功能于一體，工作幅寬3.2m，適宜水深0.2～1.8m，最大挖藕深度0.8m，作業行駛速度0.5～1.97m/min，采挖效率100～400m2/h[14，15]。

②浮筒式挖藕機作業時自行移動，無外延長水管，操作人員需下水作業。武漢興盛農機技術開發有限公司生產的W-FPZ-1200C型浮筒鴨嘴式挖藕機，工作幅寬1.2m，挖藕效率166.8～250.1m2/h，但作業前要求清除田間藕稈和藕葉，作業適宜的藕田泥面平整度高低差不大于3 cm、水深20～30 cm、蓮藕入泥深度不超過45 cm[16]。山東華盛中天機械集團股份有限公司研制的4W-100型自走式挖藕機，啟動方式為電啟動，工作幅寬1m，挖掘深度小于60 cm[17]。山東省水稻研究所設計了一種淺水藕采收機，利用電動力污水泵替代傳統挖藕機動力裝置，使自重減輕，且在泥塘中適應能力更強，但作業范圍受到極大限制[18]。山東臨沂梅工機械制造有限公司開發的DCE-1001D浮筒式挖藕機，工作幅寬1.9m，適水深度0.2～1.5m，挖掘深度0.3～1.1m，挖藕效率200m2/h[19]。

③水泵機組漂浮式挖藕機可在藕田內漂浮移動，作業過程中按需固定，有外延長水管，操作人員需下水手持噴頭沖挖采收作業。安徽四平食品開發有限責任公司設計了一種高壓水沖式挖藕機，采挖人員只需手持噴頭沖挖采挖蓮藕，對藕田適應能力強，但勞動強度仍然很大[20]。

④水泵機組岸基式挖藕機在藕田岸邊陸地固定，作業過程中按需移動，有外延長水管，操作人員需下水手持噴頭沖挖采收作業。武漢市農機服務總站、華中農業大學和南通市江華機械有限公司聯合研制的4OZ-3型自走式水壓蓮藕掘起機，由田間自走式作業機和岸邊水泵機組兩部分組成，工作幅寬3m，采挖效率667m2/d[21]。

2.2 薯類收獲機

以山東曲阜為主的多家農機企業生產的薯類收獲機可以實現芋頭的機械化采收，其主要結構包括大架、主軸組合、前后傳動軸組合、離合器、分離排鏈、挖掘鏟、振動篩等部件，田間作業時懸掛于拖拉機后方，經主傳動軸上偏心塊、連桿帶動挖掘鏟做前后往復運動，并由主傳動軸兩端偏心塊帶動振動篩上下抖動，挖掘出來的芋頭鋪放在分離排鏈上，在分離排鏈的轉動下土落在分離排鏈下方，芋頭和未落下的土塊在分離排鏈上面落在振動篩上，再次精選分離后集中鋪放在機后地面上[22～24]。薯類收獲機的最大作業效率可達4 002～6 670 m2/h，省力省時且抖土凈、落果率低。廣西大學發明了一種帶莖稈分離裝置的芋頭收獲機，通過在拖拉機前部增加的“V”字狀莖稈分離板和圓形切割刀，能夠集切割莖稈、挖掘芋頭、分離泥土等功能于一體，機械化程度較高[25]。山東理工大學設計的芋頭采摘收獲機，則是利用由曲柄滑塊機構組成的拍土機構往復運動拍打振落粘附在芋頭根部上的土塊，并用采摘梳將植株根部上的芋頭與植株脫離[26]。

2.3 荸薺采收機

湖北荊門市蔬菜辦等單位開發改進出荸薺采收專用齒鍬，鍬面由3把梯形刀片(齒)構成，寬度250～300 mm，經多點對比試驗，荸薺專用齒鍬比平板鐵鍬采挖破損率減少48.18%，平均667m2凈增產115.9 kg[27]。銅陵市力通機械制造有限公司發明了一種荸薺挖掘機，包括機動車、荸薺挖掘裝置、挖掘支架、排泥裝置、輸送裝置等，采收荸薺時機動車開進水田，伸出活塞桿使荸薺挖掘裝置低于螺旋輸送機，表層泥土被螺旋軸從側面排出，荸薺連同附著的泥土一起在滾動橡膠棒的拉動下，進入帶式輸送機被送出收集，從而實現機械化采收荸薺[28]。陜西科技大學設計的荸薺采收船挖掘機采用水刀切碎、分塊振動液化的收獲方法與機耕船水田行走技術相結合，在泥水中將荸薺撈起，勞動強度小、荸薺損傷小、挖凈率高[29]。另外，蓋國安等[30]、吳紅順[31]、陳曉明等[32]也對荸薺采收機械提出了一些設計思路和方案。

2.4 莼菜采摘機

蘇州農業職業技術學院開發了莼菜手動控制采摘器，采摘器分為采摘裝置和收集裝置，采摘裝置由握把、手柄、鋼絲、鋁合金管、彈簧、刀片支架和刀片組成，主刀片上設置刀片盒，完成剪切后莼菜落入刀片盒中，松開手柄，將莼菜轉至固定在船頭網兜中收集。該采摘器在一定程度上降低了勞動強度，但工作效率并未提升[33，34]。

2.5 藜蒿收割機

武漢市農機化所研制出一種小型自走式藜蒿收割機，配備680W小型汽油機動力，在廂溝內行走，機具行進速度2.2 km/h，采用往復式切割器，工作幅寬0.75m，作業效率1 334～1 667.5m2/h。曾在武漢市蔡甸區“楚天藜蒿第一村”進行了試用，整機操作方便，收割效率較高，但因工作幅寬不能調整、對田地平整度要求較高、切割后還需人工收攏，故未能大范圍推廣應用[35，36]。

3 水生蔬菜加工機械

3.1 蓮籽脫粒機

傳統的蓮籽加工工藝分為脫粒、剝殼、脫膜、通心、烘烤等五道工序。在蓮籽脫粒機方面，黃小從[37]最早設計了一種蓮蓬脫粒機，利用多個駁殼彎鉤的鋒利尖端鉤住蓮蓬外殼，在不停地旋轉、撕扯過程中，蓮蓬的外殼被撕碎。該設備能夠快速地獲取蓮籽，但需要搖動手柄，機械化程度不高，且完好率相對較低。在此基礎上，黃小從[38，39]改良出電動式蓮蓬脫粒機，優化了驅動方式和結構，既能快速脫粒又能保證蓮籽的完好率，大幅提高工作效率。

3.2 蓮籽剝殼機

常見的蓮籽剝殼機有沖擊式、剪切（切割）式、擠壓式和搓輥式等。

①沖擊式剝殼機蓮籽在高速運動時突然遇阻而受到沖擊力，使外殼破碎實現脫殼，比較有代表性的是臺灣嘉義大學與中興大學研發的蓮籽剝殼脫膜機，主要由供料機構、同向差速滾筒、撥桿及四只水刀噴嘴組成[40]。蓮籽在同向且具差速的滾筒間滾動，并在噴嘴高壓噴頭產生的水刀作用下破膜。

②剪切（切割）式剝殼機蓮籽受到剪切（切割）力的作用，外殼被切裂并打開，實現外殼與蓮籽分離的裝置。浙江大學設計了一種實用的高效蓮籽脫殼機，利用高速刀具對蓮籽外殼進行切割和擠壓使其脫殼，將蓮籽按大小進行分類脫殼，使蓮籽脫殼實現機械化，并且設備的操作維護簡單，脫殼率可達90%，整仁率也達80%以上[41]。

③擠壓式脫殼機蓮籽通過小于其尺寸的間隙時受擠壓而破殼分離。福建農林大學對蓮籽擠壓式機械脫殼機理進行了研究，表明在蓮籽根部切割出適當的割痕后進行擠壓就可以實現蓮籽的機械脫殼，脫殼效果好、果仁完好率高[42]。

④搓輥式剝殼機采用搓輥的方式使蓮籽殼與蓮籽仁產生相對位移，實現蓮殼與蓮仁分離。劉洪綱設計了一種搓輥式自動蓮籽剝殼機，將蓮籽壓在搓輥之間，各搓輥的轉速不同，對蓮籽在差速搓輥間形成揉搓作用，使蓮籽殼與蓮籽仁分離。該設備結構簡單、成本低、產量高，不損傷蓮肉[43]。趙小廣設計的干殼蓮籽剝殼機、福建文鑫蓮業食品有限公司研制的板刀式蓮籽剝殼機、武漢工業學院開發的BK25型蓮籽剝殼機都屬于搓輥式剝殼機[44～46]。

3.3 蓮籽脫膜機

在蓮籽脫膜機方面，建寧縣閩昌機械開發有限公司設計了一種蓮籽剝殼去膜機的去膜結構，該去膜結構是在動力傳動箱頂板上安裝一套高壓水泵和噴嘴，正對蓮籽出口端，當蓮籽由出口端引出從傳送帶下落前噴嘴噴流掃射在蓮粒上，將蓮膜環周吹掃剝離[47]。

3.4 蓮籽通心機

蓮籽通心機又稱為蓮籽穿心機、蓮籽除心機、蓮籽去心機等。劉立耘[48]發明的彈性滾筒式蓮籽除心機，通過滾筒的轉動把蓮籽擺正，等轉到與另一滾筒相互配合時就把蓮籽的長軸方向固定住，隨著滾筒的轉動與其配合的通心機構也隨之工作從而達到去心的目的。該機結構簡單、安裝方便、成本較低。湖北農學院設計開發了6CB-5.4型蓮籽穿心脫殼機，應用電、液、機相結合的控制方式，采用動態夾緊定心、電液控制切殼力和各部件運動關系的辦法，實現先穿心后脫殼，穿心效率可達5.0~5.4 kg/h，破碎率小于5%，不僅提高了蓮籽加工的生產效率，而且提升了蓮籽加工后的品質[49]。由譚云虎發明的全自動蓮籽通心機、武漢工業學院研制的具有自動對心功能的蓮籽穿心機、湘潭大學設計的蓮籽機械自動去心樣機，都較好地實現了蓮籽自動通心、除心的要求[50～52]。

長沙昌合機械有限公司開發生產了全系列蓮籽加工機械，其中蓮籽脫蓬機利用旋轉孔徑結合蓮蓬大小旋轉力學干脫原理，快速對蓮籽脫蓬，剝凈率95%以上[53]；蓮籽大小篩選機利用機械曲軸聯動配合機器拉動不同孔徑篩選蓮籽，快速準確地歸類不同大小的蓮籽，效率可達400 kg/h；蓮籽剝殼機利用旋轉孔徑結合蓮籽大小旋轉力學干剝原理，快速對蓮籽剝殼，剝凈率98%以上，效率可達15 kg/h。蓮籽磨皮機利用高速旋轉力學對不同大小的蓮籽實現脫皮，效率可達70 kg/h；蓮籽半自動去心機采用電機鉆頭粉碎蓮心（蓮心是碎的），效率達5～8 kg/h；蓮籽全自動去心機采用旋轉孔徑結合蓮籽大小、電機鉆孔仿形鉆心原理，快速對蓮籽鉆心，鉆穿率99%以上，正鉆率95%以上，效率可達5～8 kg/h。

3.5 蓮藕去皮機、切片機

湖北長江大學對蓮藕機械去皮展開研究并試制了去皮機樣機。該機主要由傳送帶、導藕斗、喂入輥、仿形支撐彈簧、動靜刷輪和機架組成，通過刷輪旋轉搓刷掉蓮藕表皮，生產效率720 kg/h、去皮率95%以上、損傷率2%以下，并在荊州、荊門等地進行試驗，可大幅節省工時和費用，降低勞動強度[54，55]。蓮藕切片機械主要以盤式切片機為主，切割方式有滑切和砍切[56]。長江大學開發了一種盤式砍切型蓮藕切片機，把蓮藕放在豎直的導向管內，底部由擋板頂住，在導向筒和擋板之間裝有旋轉托盤，托盤上沿徑向安裝若干把切片刀，切片刀隨托盤旋轉橫向切割蓮藕，切出的藕片被刀片底面后部的藕片刷推到落料槽內，該機切割速度快、生產效率高，但破碎率較高，粘刀藕片難清理且細藕切片厚薄不均。機械工業食品裝備設計研究所研制了一種滑切型蓮藕切片機，有效降低了破碎率，但由于刀盤的高速旋轉，與藕片急劇摩擦，使藕片淀粉大量滲出，降低了產品質量，且加工出來的為斜藕片，有一定的局限性。江蘇大學設計了一種離心平臺式荷藕切片機，能調節切削藕片厚度，實現連續切削[57]。山東諸城市利特食品機械有限公司開發的蓮藕加工設備包括蓮藕清洗機、去皮機、切片機、漂燙機、冷卻機、包裝機、殺菌冷卻等整條生產線，實現了蓮藕深加工的流水化作業[58]。

3.6 芋頭加工機械

日本農民采用去側芽機、分選機流水線對挖掘到的芋頭進行初加工，作業精度高，芋頭無損傷，作業效率13.5 h/1 000m2，是手工作業的3倍左右[2]。福州大學針對芋頭皮厚且多皺褶、不易去除的特點研制出滾筒式臥式離心去皮機，通過滾筒帶動芋頭和磨塊繞著滾筒軸心轉動，在離心力、重力和摩擦力的共同作用下，讓芋頭表皮與磨塊及滾筒的粗糙內表面、滾筒軸的粗糙外表面摩擦，使芋頭表皮磨損脫落以達到去皮的目的，總去皮率達90%以上[59]。福建省新潤食品有限公司發明的芋頭切片機和切塊機，是利用氣缸推動壓塊，壓迫芋頭通過一個包含多個刀片的刀具組，實現芋頭切片、切塊的機械化加工，效率高且無需人工用刀，提高了作業安全性[60，61]。

3.7 荸薺加工機械

荸薺加工機械主要包括荸薺去皮機、切片機和清洗機等。

①傳統的荸薺手工去皮勞動強度大、效率低且容易傷手。袁祖六設計了一種荸薺去皮機，利用上夾指、下夾指將荸薺夾住，代替人的手指，擺動時用去皮刀去皮[62]。郭元焜[63]發明了一種荸薺削皮機，固定荸薺后，利用彈刀片沿荸薺圓周削皮。這兩種手工荸薺去皮機結構簡單實用，適合家庭使用。曹英明設計的新型荸薺削皮機械，采用電動機驅動，通過傳動、自動異步定位、削蒂、去屑、自動離合器等步驟，削皮后荸薺外表光滑，適用于各種不同大小規格荸薺削皮[64]。武漢市江夏區夕陽紅工藝裝備廠研發的荸薺削皮機，采取多組電機，通過公轉和自轉結合的方式完成荸薺自動削皮[65]。左志平[66]設計了一種荸薺去皮機，采用注水攪拌加多個去皮球的方式，使荸薺和去皮球之間相互擠壓摩擦，去皮球上的金屬凸起將荸薺皮刮掉。

②在荸薺切片機方面，安徽省屯溪罐頭食品廠開發了荸薺自動進料切片機，能使荸薺豎立自動進料，分斷面切片和成型切片，破碎率小，工作效率高，但易產生歪切橫切現象，且只能切手工削好皮煮熟后的荸薺[67]。羅金傳發明的荸薺自動進料削皮切片機，解決了上述問題[68]。另外，黃巖市特種泵廠、黃巖八一通用機械廠等單位都設計和研制了相應的荸薺切片機[69，70]。

③在荸薺清洗機方面，安徽理工大學設計了一種荸薺清洗機，主要利用了旋轉式清洗原理，具有結構簡單、使用控制方便、制造成本低等優點[71]。湖南精華農產品股份有限公司則研發了一套荸薺自動清洗、分級設備，荸薺通過浸泡池、毛刷清洗機、多個噴淋嘴噴淋，滾落到達兩級吹干機的傳送帶，吹干后的荸薺沿光滑斜面滾落到分揀機中，實現全自動清洗、分級，工作效率高且保證品級[72]。嘉興職業技術學院[73]、左志平等[74]都設計、開發了類似的荸薺清洗機。

3.8 茭白加工機械

安徽安慶市岳西縣益誠蔬菜保鮮有限責任公司研制了一種茭白加工切絲刀，其結構簡單，在刀柄上增加一排或數排刀片，并且上下排之間刀片交錯排列，在較低的轉速下加工出來的茭白切絲粗細均勻，同時機械磨損低、壽命長、耗電少，降低了茭白生產加工成本[75]。

3.9 菱角加工機械

李會揚[76]設計了一種半自動的菱角脫殼裝置，其工作原理是在機架上平行設置兩根轉軸，從任一轉軸輸入動力，通過鏈條帶動送料模具移動，菱角可由人工逐一放置在送料模具上的凹槽中，模具移動使凹槽上方的彈性壓條壓住菱角兩側，當菱角隨送料模具移動到切臍刀下方時，切臍刀動作，在菱角的臍部切一刀，使其臍部破開；隨著送料模具的繼續移動，破殼刀接觸到菱角的上部，并在菱角的上部切一刀，使菱角的上部破開一個口子，經上述兩個動作后，菱角堅韌封閉外殼的包裹結構被破壞；再通過人工剝殼，可快速取出果仁，降低了脫殼難度，提高了生產效率，但是至今市場上還未見菱角脫殼機的成熟產品。

3.10 芡實加工機械

芡實的機械化生產主要集中在種子脫殼環節，芡實脫殼機按結構形式分為盤式、轉子葉片式等，按脫殼方式分為對輥或單輥擠壓式、斜槽面擠壓式、剪切式等[77]。蘇州水利農業科學研究所開發了一種芡實種子脫殼機，芡實種子由料斗喂入，經雙刀輥的切割和揉搓，剝掉芡實種子殼，再經篩網進行殼、仁分離，初步實現了脫殼機械化，但芡實需冷凍處理后解凍，影響芡實品質，未做大范圍推廣[78，79]。江蘇省蘇州市農機技術推廣站研制出6B-30型芡實脫殼機科研樣機，確定“螺旋刀輥加螺旋凹板”結構形式為最佳剝殼組合刀具[80]。江蘇省蘇州創德興芡實有限公司設計了一種干芡實種子脫殼機，其利用高速旋轉的圓柱形主刀輥上具有一定導程螺旋線排列的切削刃，對位于支承輥“V”形槽內的干芡實種子進行切削、撞擊、擠壓和揉搓，完成干芡實種子脫殼取仁作業[81]。錦州世琪機械有限公司發明了盤式芡實脫殼機，其在動盤上表面邊緣處設置開殼刀刃，在定盤的下表面設置與動盤開殼刀刃相配合的錐形斜面，錐形斜面及開殼刀刃構成芡實加工的工作面，芡實的內種皮在動盤開殼刀刃和定盤錐形斜面的共同作用下破裂，實現芡實脫殼的目的[82]，加工整仁率可達70%，內種皮一次開殼率達到56%。張福明[83]研發了一種新鮮芡實脫殼機，能實現進料、殼米分離、出殼、排渣同步進行，效率可達25～40 kg/h，脫殼后經過漂洗、人工挑選后，成品率可達95%～98%，每臺機器每天可節省15～20個勞動力。周紅衛[84]設計的轉子葉片式濕芡實脫殼分離機通過轉子高速旋轉對芡實的撞擊、揉搓作用，進行芡實的脫殼處理，并借由芡實殼仁密度的不同，實現殼仁自動分離，加工效率達200～300 kg/h，脫凈率95%以上，整仁率95%～98%。錦州俏牌機械有限公司生產出TFQS400型干芡實脫殼分選機，由上料斗、提升機、脫殼機組、皮仁分選機組及電控柜組成，集清理分級脫殼、仁殼分離、芡實分選等功能于一體，未脫殼籽粒可自動返回進行二次脫殼，自動化程度較高。該設備適用于6～13mm籽粒，效率達200～300 kg/h，整仁率65%～80%，半仁率10%～15%，已在江蘇高郵、安徽亳州等地推廣應用。另外，江蘇、安徽等地許多個人和企業也開展了芡實脫殼機的設計或研制工作。

4 存在問題及建議

近些年，水生蔬菜產業呈加速增長態勢，但由于水生蔬菜的研究起步較晚，生產的組織化、規模化程度低，對機械化作業需求不夠強烈，政府與種植戶不夠重視，研發人員和經費投入不足，缺少持續的研發計劃與資金扶持，導致水生蔬菜機械裝備的研究發展緩慢，而且許多成果還停留在設計方案和試驗樣機階段，實用性較差。為此建議：一是加大對水生蔬菜生產機械研究的投入，重點開展省力、高效、優質的水生蔬菜機械裝備研制，并將生產急需的一些實用機械納入農機補貼；二是發展水生蔬菜生產機械應以作業高效化、收益最大化為目的，以輕簡化、自動化、通用化、信息化、智能化為特征，應有助于推動傳統水生蔬菜產業向現代化農業發展；三是加強政府引導，科學規劃產區，農機與農藝聯合創新，改變現有的水生蔬菜生產方式，發展規模化種植和利于機械化作業的種植模式，建立水生蔬菜機械化生產體系標準；四是在建立農機服務體系、扶持規模化水生蔬菜生產基地、建設和完善水生蔬菜產業鏈的成套設施裝備等方面加大政策傾斜力度。

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2015-08-20