關(guān)于牡丹籽脫殼加工工藝的探討

梁棟

摘 要 牡丹籽雖然是一種花的果實(shí)，但是，隨著他所含的各種人體所必須成分的逐步被認(rèn)識(shí) ，使得人們?cè)诜浅Ｖ匾暯】担B(yǎng)生與食療的今天，牡丹籽油又得到了高度的重視。進(jìn)而如何提高牡丹籽的脫殼效果，又成為了迫在眉睫的新課題。

關(guān)鍵詞 清理 分級(jí) 脫殼 分選

中圖分類號(hào)：TQ28 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1背景介紹

油用牡丹是一種灌木植物。野生的牡丹主要分布于陜西省太白山一帶、延安萬花山、山東省菏澤、聊城、河南省洛陽、安徽省亳州市、銅陵市鳳凰山、甘肅省等。現(xiàn)在用于生產(chǎn)中的油用牡丹僅有鳳丹和紫斑兩個(gè)品種，其中紫斑又分為嫁接和實(shí)生品種。

油用牡丹是一種新興的木本油料作物，具備突出的“三高一低”的特點(diǎn)：高產(chǎn)出（五年生畝產(chǎn)可達(dá)300公斤，畝綜合效益可達(dá)萬元）、高含油率（籽含油率22%）、高品質(zhì)（不飽和脂肪酸含量92%）、低成本（油用牡丹耐旱耐貧瘠，適合荒山綠化造林、林下種植；一年種百年收，成本低）。牡丹籽油中含有豐富的亞油酸所占比例為23.34%。

亞油酸是細(xì)胞的組成成分，特別是參與線粒體及細(xì)胞膜磷質(zhì)的合成。缺乏亞油酸可能導(dǎo)致線粒體腫脹、細(xì)胞膜機(jī)構(gòu)、功能的改變、膜透性、脆性增加。

亞油酸與脂質(zhì)代謝關(guān)系密切。體內(nèi)的膽固醇要與脂肪酸結(jié)合才能在體內(nèi)轉(zhuǎn)送進(jìn)行正常代謝。亞油酸缺乏后膽固醇轉(zhuǎn)送受阻不能進(jìn)行正常代謝，就會(huì)在體內(nèi)沉積，最終導(dǎo)致疾病。

亞油酸是合成前列素的必須前提，體內(nèi)缺乏亞油酸，組織形成前列素的能力就會(huì)減退。亞油酸還會(huì)對(duì)由于X射線引起的一些皮膚損傷有保護(hù)作用。

牡丹籽油不但能夠預(yù)防心腦血管疾病，還有治療脂肪肝的奇特功效。

亞油酸的另一個(gè)功效就是組成細(xì)胞膜的原材料。組成細(xì)胞膜的材料就是不飽和脂肪酸。亞油酸有強(qiáng)化新陳代謝，增強(qiáng)細(xì)胞活力的功能。

牡丹籽油不僅營養(yǎng)豐富還含有豐富而獨(dú)特的生物活性物質(zhì)， -亞麻酸是人類生命進(jìn)化過程中最基本、最核心的物質(zhì)是合成細(xì)胞膜的主要元素，既可內(nèi)服又可外用，具有活血化瘀、消炎殺菌、促進(jìn)細(xì)胞再生、激活末梢神經(jīng)、降血壓、降血脂、減肥等作用，外用可以美容養(yǎng)顏，消除色素沉積，減少皺紋，使肌膚細(xì)膩光潔，富有彈性。外用還對(duì)治療口腔潰瘍、鼻炎、關(guān)節(jié)炎、皮膚病（包括青春痘、腳氣、手腳蛻皮、上火起泡、濕疹、紅腫、癢疼等）有奇效。

牡丹籽油中含有超過40%的亞麻酸，每天直接內(nèi)服6—10ml牡丹籽油，對(duì)身體大有裨益。素以嚴(yán)苛著稱的美國食品與藥品管理委員會(huì)（FDA）確認(rèn) —亞麻酸的14項(xiàng)功能為：降血脂和降血壓、增強(qiáng)自身免疫、預(yù)防糖尿病、防治癌癥、減肥、防腦中風(fēng)和心肌梗塞、清理血中有害物質(zhì)和防治心臟病、緩減更年期綜合癥、提神健腦，增強(qiáng)注意力和記憶力、輔助治療多發(fā)性硬化癥、輔助治療類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、用于皮膚癬或濕疹、預(yù)防與治療便秘、腹瀉和胃腸綜合癥、飲酒前，內(nèi)服少許牡丹籽油，還可迅速保護(hù)胃、腸和肝功能。

由于牡丹籽油中所含有豐富的生物活性物質(zhì)，因此，如何高效完整的對(duì)牡丹籽進(jìn)行脫殼，從而，為下一步的榨油提供完整不含種皮的高品質(zhì)牡丹籽仁。就成為了農(nóng)產(chǎn)品脫殼行業(yè)當(dāng)前必須解決的主要問題。

2主要工藝流程

牡丹籽脫殼加工成套設(shè)備主要由四部分組成：清理、分級(jí)、脫殼、分選。

2.1清理、分級(jí)

2.1.1清理

由于牡丹籽原料從地里收來后有很多的雜質(zhì)。如草棍、土塊、石頭等。首先要對(duì)其清理，已獲得比較干凈的原料后才能進(jìn)行加工。最終設(shè)計(jì)出針對(duì)牡丹籽原料清理的多功能除雜機(jī)，用來清理牡丹籽原料。

2.1.2分級(jí)

要想把級(jí)分好就要搞清楚篩分，篩分的目的是希望篩子給料中小于篩孔的粒級(jí)全部進(jìn)入篩下產(chǎn)物，但在工業(yè)生產(chǎn)條件下，要達(dá)到這一目的是很困難的，而篩上產(chǎn)物中或多或少總含有一些小于篩孔的細(xì)粒，為了評(píng)價(jià)篩分進(jìn)行的完全程度，引入篩分效率，即指實(shí)際得到的篩分產(chǎn)物中與給料中所含小于篩孔的物料質(zhì)量之比。

其中： a—給料中小于篩孔尺寸之含量，%；

b—篩上產(chǎn)物中小于篩孔尺寸之含量，%；

c—篩下產(chǎn)物中小于篩孔尺寸之含量，%。

如何提高篩分效率一直是選礦廠破碎車間的重要問題之一。實(shí)踐證明，提高篩分效率的途徑可從如下幾方面入手：

（1）采用大規(guī)格篩子。大型圓振動(dòng)篩增加了振動(dòng)力和振幅，使篩板對(duì)物料的沖擊應(yīng)力和剪切應(yīng)力增大以克服礦粒之間的黏著力，也減少了篩面的堵塞，使被篩物料快速完成松散、分層和透篩。由于篩子作業(yè)條件的改善，提高了篩分效率。

（2）增加篩分面積。篩分實(shí)踐證明，減少單位篩面上物料量可改善篩分效率。當(dāng)篩面上實(shí)際物料量為篩子能力的約80%時(shí)，篩子篩分效率最高。當(dāng)用篩子做分級(jí)設(shè)備時(shí)，由于細(xì)粒級(jí)多，應(yīng)保證有足夠篩分面積和適當(dāng)加長篩面，使長寬比在2：1以上有利于提高篩分效率。

（3）采用合理的傾角，控制物料在篩面上的流動(dòng)速度。一般講，傾角大篩面上物料運(yùn)動(dòng)速度快、生產(chǎn)能力大，但效率低。要獲得較高篩分效率，物料在篩面上運(yùn)動(dòng)速度一般控制在0.6m/S以下，故篩面要保持15度左右的傾角。

（4）采用等厚篩分法。隨著篩分過程進(jìn)行，篩面上物料厚度從給料端到排料端逐漸變薄，造成篩面利用率先緊后松的不合理供料現(xiàn)象，為此可采用不同傾角的折線型篩面，以控制物料在篩面各段有不同的運(yùn)動(dòng)速度，使物流坡式向前流動(dòng)，從而提高難篩粒子在排出端的透篩機(jī)會(huì)。

（5）采用擴(kuò)大篩孔的多層篩。普通單層篩給料中“難篩粒子”和“阻礙粒子”（大于篩孔粒子）幾乎全部從給料端運(yùn)動(dòng)到排料端，從而影響了中、細(xì)粒物料的分層與透篩。采用從下層到上層篩孔逐漸加大、篩面傾角逐漸減小的多層篩。即對(duì)不同粒度的物料用不同傾角和篩孔的篩面，在上層、中層、下層篩面上分別完成物料松散、分層，預(yù)篩分和細(xì)粒篩分作用，克服篩孔的堵塞，提高篩分效率。

那么經(jīng)過清理后的牡丹籽原料顆粒大小是不同的，要想牡丹籽脫殼取得很好的效果，必須要對(duì)其進(jìn)行分級(jí)，只有同一級(jí)別、同樣大小的牡丹籽原料同時(shí)進(jìn)行脫殼，才能減少破碎率。要使每個(gè)級(jí)別的原料里既沒有上一級(jí)的大顆粒，又沒有下級(jí)別的小顆粒。為此，經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)，反復(fù)改進(jìn)，最終確定了篩片的形狀尺寸以及篩體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)制做出一次性將牡丹籽原料分成5個(gè)等級(jí)的牡丹籽原料分級(jí)篩，不但分級(jí)效果好，而且效率高，它涵蓋了國內(nèi)外所有牡丹籽原料，從大的到小，從皮仁之間結(jié)合比較緊密的到皮仁間有間隙的。

2.2脫殼

脫殼部分是整個(gè)牡丹籽脫殼生產(chǎn)線中最關(guān)鍵的一環(huán)，脫殼機(jī)是整套設(shè)備的心臟。在我們的牡丹籽脫殼成套設(shè)備中，涉及到了我們的一項(xiàng)國家已授權(quán)的發(fā)明專利。即一臺(tái)蕎麥脫殼機(jī)。經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)，該機(jī)用于牡丹籽脫殼效果極佳。不僅產(chǎn)量高，而且整仁率高。該機(jī)的各項(xiàng)指標(biāo)與其他同類設(shè)備相比有顯著提高：出仁率為72-75%提高了3個(gè)百分點(diǎn)、整仁率99%提高了2個(gè)百分點(diǎn)、皮中含仁為0.03%，提高了3個(gè)百分點(diǎn)、仁中含籽0.1%提高了3個(gè)百分點(diǎn)，他解決了近些年來，在我國牡丹籽加工設(shè)備與迅猛發(fā)展的牡丹籽深加工要求不匹配的問題，我國以往的牡丹籽加工設(shè)備（主要是脫殼設(shè)備）存在著很多不足。其表現(xiàn)在：脫殼后的仁破碎大、產(chǎn)量低；仁中含籽皮多，影響油的品質(zhì)。

因此，擺在我們面前的問題和我們的研究課題就更加清晰了：那就是研制一臺(tái)能解決上述問題的新型牡丹籽脫殼機(jī)。

2.2.1技術(shù)方案及原理

本發(fā)明的脫殼機(jī)所解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有牡丹籽脫殼機(jī)存在的工作間隙難以精確調(diào)整（尤其是在開機(jī)情況下）、生產(chǎn)效率低、破碎率高等問題，提供了一種工作間隙調(diào)整方便、生產(chǎn)效率高、整仁率高的微調(diào)式牡丹籽脫殼機(jī)。

脫殼機(jī)圖

本發(fā)明有一個(gè)作為外罩的外筒體2（見脫殼機(jī)圖），在外桶中裝有內(nèi)套，內(nèi)套的中心有一個(gè)軸承座1，軸承座中裝有轉(zhuǎn)動(dòng)軸3，轉(zhuǎn)動(dòng)軸上裝有動(dòng)砂輪4-1，在外筒上部裝有上蓋，在上蓋的下部裝有與動(dòng)砂輪相配的定砂輪4-2，其特殊之處是，所述的上蓋由內(nèi)圈5和外圈6構(gòu)成，內(nèi)圈與外圈之間為螺紋連接，利用螺紋將內(nèi)圈和外圈連接在一起，并通過轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)圈來改變內(nèi)圈相對(duì)外圈的位置，從而對(duì)定砂輪4-2與動(dòng)砂輪4-1之間的間隙進(jìn)行調(diào)整。在外圈上有若干個(gè)刻度定位孔，在內(nèi)圈有一個(gè)刻度指針，以實(shí)現(xiàn)定砂輪與動(dòng)砂輪之間的微調(diào)。其工作原理即，將已分級(jí)的牡丹籽原料由料斗喂入上蓋下部定砂輪與動(dòng)砂輪之間的圓錐型腔，在動(dòng)砂輪的動(dòng)力作用下，原料受離心力和摩擦力作用彼此間壓力迅速增加并瞬間通過（特定材質(zhì)、硬度的、粒度的）砂輪脫殼面，使牡丹籽仁破殼而出。

2.2.2關(guān)鍵技術(shù)的先進(jìn)性和突出創(chuàng)新點(diǎn)

（1）內(nèi)圈與外圈之間用螺紋連接，并在外圈上設(shè)置刻度時(shí)針，即將內(nèi)圈與外圈連接在一起，又可調(diào)整定砂輪與動(dòng)砂輪之間的間隙。本發(fā)明的內(nèi)圈相對(duì)于外圈轉(zhuǎn)過一周，定砂輪與動(dòng)砂輪之間的間隙即可改變一個(gè)螺距，而內(nèi)圈轉(zhuǎn)過一個(gè)刻度定砂輪與動(dòng)砂輪之間的間隙變化僅為幾道，實(shí)現(xiàn)了定砂輪與動(dòng)砂輪之間的微調(diào)，且調(diào)整的精度高、簡便、快捷，從而使本發(fā)明能夠適應(yīng)和加工不同品種、不同飽滿程度的牡丹籽，并確保牡丹籽仁的完整性。

（2）定砂輪與動(dòng)砂輪相配合的一側(cè)采用圓錐形錐面，從而在動(dòng)砂輪與定砂輪之間形成圓錐形的擠壓腔，通過動(dòng)砂輪的旋轉(zhuǎn)向外擠壓物料，增大了出料的壓力，使牡丹籽在從中心向四周運(yùn)動(dòng)的過程中受到擠壓和瞬間短暫的摩擦，這種擠壓是物料與物料之間的柔性擠壓、摩擦是物料與砂輪之間的短暫摩擦。它既可以使牡丹籽更容易脫殼，脫殼完整，又確保了脫殼的產(chǎn)量，從而大幅度提高了牡丹籽的整仁率，提高了牡丹籽仁的品質(zhì)。此外，出料壓力的增大會(huì)使出料量增大，從而提高了生產(chǎn)的效率，適應(yīng)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的要求。

（3）在定砂輪與動(dòng)砂輪相配合的一側(cè)采用圓錐形錐面，因而縮小了兩輪之間的摩擦面，減少了摩擦阻力，故動(dòng)砂輪的旋轉(zhuǎn)速度得到提高，從而進(jìn)一步增加了產(chǎn)量。由于是食品加工砂輪材料采用了白剛玉，并經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)選定了砂輪最合適硬度、粒度，由于結(jié)構(gòu)和材料的特殊性，該機(jī)的各項(xiàng)指標(biāo)與其他同類設(shè)備相比有顯著的提高。

2.3分選

分選就是經(jīng)過清理、分級(jí)、脫殼后的牡丹籽是以一種皮殼、仁及未被脫開的牡丹籽的混合物的形式存在。要想得到干凈的牡丹籽仁就要將上述三種混合物清楚的各自分開，這就是分選所要達(dá)到的目的。

但是，如何能取得好的分選效果，就要將分選與分級(jí)聯(lián)系起來，統(tǒng)籌考慮。根據(jù)不同地區(qū)的不同物料所具有的外形特征、外皮與內(nèi)仁的結(jié)合緊密度，皮的薄厚來確定分選篩孔與分級(jí)篩孔的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，只有建立起了他們的對(duì)應(yīng)關(guān)系，才能取得好的分選效果，即低的仁中含籽皮率，并且通過風(fēng)的運(yùn)用來將牡丹籽脫殼后混合物中的皮殼吸走。然后，通過篩子上面將未脫開的牡丹籽返回循環(huán)再脫殼，而篩子的下面就是被篩出的牡丹籽仁了。

2.4規(guī)模、功能系統(tǒng)性

牡丹籽脫殼加工是一個(gè)系統(tǒng)工程。圍繞著脫殼機(jī)有很多輔助設(shè)備，它包括清理機(jī)、分級(jí)機(jī)、提升機(jī)、吸風(fēng)回料系統(tǒng)、分選機(jī)等。其中：清理機(jī)是為了把原料中的大小雜質(zhì)、重雜質(zhì)、輕雜質(zhì)處理掉，分級(jí)機(jī)是為了保證脫殼后的分選效果，把原料按顆粒大小分開。吸風(fēng)回料系統(tǒng)是為了把脫殼后的皮殼集中起來、分選機(jī)是將脫殼后的仁集中起來。這樣，就把脫殼后的各種主付產(chǎn)品分別開來，形成一個(gè)完整的牡丹籽加工系統(tǒng)。該系統(tǒng)占地面積為16米長、1.8米寬、高3.5米。總銷售價(jià)15萬元（產(chǎn)量：24噸/日）。若是大型設(shè)備（產(chǎn)量：150噸/日）。占地面積25米長10米寬。總銷售價(jià)40萬元左右。

3應(yīng)用情況及分析

牡丹籽雖然是一種傳統(tǒng)農(nóng)作物，但由于其獨(dú)特的營養(yǎng)價(jià)值被認(rèn)為是世界性的新興作物。所以在人民生活不斷改善、并且非常重視食療健康的今天，牡丹籽加工設(shè)備、其中，主要是脫殼設(shè)備前景是非常好的，因?yàn)椋档ぷ延偷纳a(chǎn)才剛剛開始，未來的發(fā)展前景是非常美好的。

由于本設(shè)備中的核心部件脫殼機(jī)是已榮獲國家發(fā)明專利的產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)和采用的材質(zhì)上有獨(dú)到之處，所以近年來在國內(nèi)外受到客戶的廣泛認(rèn)可。

我公司近三年這類脫殼分選成套設(shè)備所形成的銷售收入已達(dá)到近4000萬元，其產(chǎn)品主要銷售到國內(nèi)國際兩個(gè)市場(chǎng)，其中，在國際市場(chǎng)上遠(yuǎn)銷到芬蘭、印度、俄羅斯、烏克蘭等國家、在國內(nèi)的脫殼市場(chǎng)更占主導(dǎo)地位，。產(chǎn)品遍及主要產(chǎn)區(qū)，包括：甘肅、內(nèi)蒙、寧夏、四川、河南、河北、遼寧等。為很多經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)的農(nóng)民擺脫貧困，搞深加工出口創(chuàng)匯，提供良好的設(shè)備。其對(duì)社會(huì)的直接經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益包括：可為社會(huì)創(chuàng)造近千個(gè)就業(yè)崗位、可為國民經(jīng)濟(jì)每年創(chuàng)產(chǎn)值五千萬元、為國家創(chuàng)匯近百萬元。可以預(yù)計(jì)隨著人們對(duì)健康食療的逐步認(rèn)識(shí)，牡丹籽脫殼設(shè)備必將在國內(nèi)國際兩個(gè)市場(chǎng)上取得更大的成果，為社會(huì)做出更大貢獻(xiàn)。