一种冻干脱衣核桃仁自动化加工装置及方法

技术领域

本发明涉及坚果生产技术领域，具体涉及一种冻干脱衣核桃仁自动化加工装置及方法。

背景技术

核桃仁表面有层紧密包覆的种皮，其中含有丰富的单宁。单宁是一种具有抗氧化活性的物质，可以起到防止核桃仁发生氧化变质；但是单宁的存在也影响核桃仁的品质，已有研究结果显示，单宁是核桃仁口感苦涩和其乳制品不易保存的主要原因。

传统技术中有多种方法去除种皮，但各有缺点，例如沸水去皮法，焖制时间越长，去皮效果越好，但随着焖制时间的延长会造成核桃仁发绵，质地变差，也会使部分营养成分溶到水中，造成营养物质的流失；如碱液浸泡去皮法，然而酸碱程度难以精确把握，当碱性太强时，不但会腐蚀掉种皮，也会腐蚀到果肉，造成果肉质量损失，同时核桃仁质地变软，颜色变白，影响最后产品的口感，不利于后续加工利用。

现有技术中也避免这些缺点提供了一些技术方案，如先通过对核桃仁进行冻干处理后，再通过运输装置运输至网格状承载平台，利用高压水对网格状承载平台上核桃仁冲洗去除核桃仁种皮。虽然此方法可以去除核桃仁的种皮，但是核桃仁在高压水的持续冲洗下，核桃仁的含水量上升不利于后续的存储。

发明内容

本发明的目的在于提供一种冻干脱衣核桃仁自动化加工装置及方法，以解决现有技术中仍然未解决核桃仁去种皮技术问题，本发明具体提供下述技术方案：

一种冻干脱衣核桃仁自动化加工装置，

包括设置在加工仓内部的压缩干燥气源、管路、喷头、降温系统、第一升温系统和第二升温系统，所述加工仓连接有真空泵以使其内部保持真空环境；

所述压缩干燥气源通过所述管路连接所述喷头，所述喷头朝向所述加工仓内部的核桃仁喷射干燥气体；

其中，至少三个所述管路分别连接所述降温系统、所述第一升温系统和所述第二升温系统，以使得至少三个所述喷头分别向核桃仁喷射不同温度的气体，从而对核桃仁执行冷冻干燥、升华干燥或者解析干燥的处理；

核桃仁的种皮依次经过冷冻干燥、升华干燥和解析干燥产生大量的孔洞和裂纹，并且种皮与核桃仁之间产生间隙，种皮通过干燥气体的持续喷射产生的动力与核桃仁分离。

进一步地，所述加工仓内顺序设置有第一加工区、第二加工区和第三加工区，所述第一加工区、第二加工区和第三加工区通过第一传送带顺序连接；

第一加工区设置有与所述降温系统连接的管路用于对核桃仁进行冷冻干燥处理；

第二加工区设置有与所述第一升温系统连接的管路用于对核桃仁进行升华干燥处理；

第三加工区设置有与所述第二升温系统连接的管路用于对核桃仁进行解析干燥处理。

进一步地，每两个相邻加工区之间皆设置有第二传送带，所述第二传送带设置在所述第一传送带正上方，所述第二传送带与所述第一传送带之间的间距为核桃仁高度，所述第二传送带与所述第一传送带的传输方向相反且传输速率存在差异。

进一步地，所述第一传送带通过定时开关电性连接电源件；

所述定时开关设置有第一计时件用于计时所述第一传送带开启传送工作至固定时长后断开所述第一传送带与所述电源件连接；

所述定时开关设置有第二计时件用于计时所述第一传送带停止传送工作已至固定时长重新连接所述第一传送带与所述电源件。

进一步地，所述喷头与所述管路之间设置有加压泵用于所述管路内流通干燥气体进行加压处理。

进一步地，所述加工仓内设置有安装架，所述喷头通过设置在所述安装架上的固定接头与所述安装架连接，所述喷头以矩阵式布设于所述安装架上，所述管路的输出端设置有分流接头，所述固定接头通过密封管与所述分流接头固定连接。

进一步地，所述喷头为实心锥喷头。

进一步地，所述加工仓一端设置有出料口，所述出料口连接传输机构，所述传输机构通过分料机构分别连接第一下料仓和第二下料仓分别用于储存核桃仁种皮和核桃仁果肉。

进一步地，所述分料机构包括倾斜设置在所述传输机构一侧的挡板和与所述挡板相对设置的风机组，所述挡板上设置有若干个可容纳核桃仁种皮通过的过滤孔，所述挡板底端连接第一下料仓，所述第二下料仓设置在所述传输机构的终端；

当完成去皮处理的核桃仁混合物在所述传输机构上处于传输状态时，所述风机组对核桃仁混合物进行气流吹拂，在气流吹拂的作用下核桃仁混合物根据质量不同冲击距离不同。

一种冻干脱衣核桃仁自动化加工装置的控制方法，包括以下步骤：

依次对核桃仁进行冷冻干燥、解析干燥、升华干燥和种皮分离处理；

步骤一：冷冻干燥：通过降温系统将干燥气体的温度降低至第一数值，向核桃仁输出干燥气体，持续规定的时间；

步骤二：解析干燥：通过第一升温系统将干燥气体的温度提升至第二数值，向核桃仁输出干燥气体，持续规定的时间；

步骤三：升华干燥：通过第二升温系统将干燥气体的温度提升至第三数值，向核桃仁输出干燥气体，持续规定的时间；

步骤四：种皮分离：通过压缩气体冲击且种皮与核桃仁之间产生间隙，种皮通过干燥气体的持续喷射产生的动力与核桃仁分离。

本发明与现有技术相比具有如下有益效果：

本发明依次通过冷冻干燥、升华干燥和解析干燥使得核桃仁种皮上产生的孔洞和裂纹且种皮与果肉之间产生间隙，与此同时，通过喷头对核桃仁种皮的上裂纹和间隙持续喷射气体使得核桃仁的果肉与种皮分离，降低了去皮后果肉的含水量以便于储存保藏。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

图1为本发明实施例的整体剖面结构示意图。

图2为本发明实施例的整体结构示意图。

图3为本发明实施例的第一传送带放大后结构示意图。

图4为本发明实施例的囊体处放大后结构示意图。

图中的标号分别表示如下：

1-加工仓、2-压缩干燥气源、3-管路、4-喷头、5-降温系统、6-第一升温系统、7-第二升温系统、8-真空泵、9-传输机构、10-分料机构；

11-第一加工区、12-第二加工区、13-第三加工区、14-第一传送带、15-第二传送带、16-出料口；

21-加压泵、22-安装架、23-固定接头、24-分流接头、25-密封管；

141-定时开关、142-第一计时件、143-第二计时件；

101-第一下料仓、102-第二下料仓、103-挡板、104-风机组、105-过滤孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图2所示，本发明提供了一种冻干脱衣核桃仁自动化加工装置，

包括设置在加工仓1内部的压缩干燥气源2、管路3、喷头4、降温系统5、第一升温系统6和第二升温系统7，加工仓1连接有真空泵8以使其内部保持真空环境；

加工仓1通过真空泵8保证核桃仁的冷冻干燥实在真空环境下，随着真空度的升高，水的沸点将会大幅度降低，在冷冻到一定温度时，进而进行干燥过程，使得核桃仁的结构发生变化，从而达到简易脱皮的目的。

压缩干燥气源2通过管路3连接喷头4，喷头4朝向加工仓1内部的核桃仁喷射干燥气体；

其中，至少三个管路3分别连接降温系统5、第一升温系统6和第二升温系统7，以使得至少三个喷头4分别向核桃仁喷射不同温度的气体，从而对核桃仁执行冷冻干燥、升华干燥或者解析干燥的处理；

核桃仁的种皮依次经过冷冻干燥、升华干燥和解析干燥产生大量的孔洞和裂纹，并且种皮与核桃仁之间产生间隙，种皮通过干燥气体的持续喷射产生的动力与核桃仁分离。

核桃仁种皮在真空环境下受到与降温系统5连接的喷头4中喷射的干燥气体，干燥气体的迅速降温使得种皮迅速冷冻，核桃仁果肉与种皮内的水分在冰点以下大量蒸发，由于水的密度比冰的密度大，种皮会有一定的膨胀，且水分大量挥发使得种皮产生大量孔洞和裂纹。

在升华干燥和解析干燥过程中，热量通过传热效应作用于核桃仁内部果肉，由于核桃仁种皮具有一定韧性，部分水分子从核桃仁和种皮之间经过会产生一定宽度的间隙。

喷头4借助核桃仁经过冷冻干燥、升华干燥和解析干燥处理产生的孔洞、裂纹以及间隙喷射干燥气体进入核桃仁果肉与种皮之间，并且产生作用力促使核桃仁果肉与种皮之间分离。

加工仓1内顺序设置有第一加工区11、第二加工区12和第三加工区13，第一加工区11、第二加工区12和第三加工区13通过第一传送带14顺序连接；

第一加工区11设置有与降温系统5连接的管路3用于对核桃仁进行冷冻干燥处理；

第二加工区12设置有与第一升温系统6连接的管路3用于对核桃仁进行升华干燥处理；

第三加工区13设置有与第二升温系统7连接的管路3用于对核桃仁进行解析干燥处理。

核桃仁通过第一传送带14在加工仓1内沿第一加工区11、第二加工区12和第三加工区13的顺序依次间隙冷冻干燥、升华干燥或者解析干燥的处理，每当完成所在加工区域后的干燥处理后，第一传送带14将核桃仁传输至下一加工区域。

进一步地，每两个相邻加工区之间皆设置有第二传送带15，第二传送带15设置在第一传送带14正上方，第二传送带15与第一传送带14之间的间距为核桃仁高度，第二传送带15与第一传送带14的传输方向相反且传输速率存在差异。

核桃仁完成上一加工区的干燥处理后，通过第一传送带14运输至下一加工区，在运输过程中通过第一传送带14与第二传送带15的间隔区域，核桃仁受到来自第一传送带14与第二传送带15对向的作用力且作用力大小不同，核桃仁种皮上的裂纹在这一对方向相反的作用力下进一步加大，甚至核桃仁种皮撕裂从果肉上脱落。

第一传送带14与第二传送带15之间的间隙用于核桃仁传输通过，其间隙大于一层核桃仁，且小于两层核桃仁。并且第二传送带15的靠近输入端一侧向上翘起，以使得多层核桃仁在通过第一传送带14接触第二传送带15进入第一传送带14与第二传送带15的间隙时逐渐合流成单层核桃仁，仅有一层的核桃仁可以进入第一传送带14与第二传送带15之间进行种皮脱落处理，剩余的核桃仁被第二传送带15阻挡并逐渐混入至一层的核桃仁中继续传输第二传送带15上包裹有囊体，无外力作用时囊体为环形条带形状，囊体内填充有流体，且流体未充满囊体内部，囊体随着第二传送带15转动而同步转动，囊体的底面在流体的重力作用下自然下垂，以使得囊体的底面与第一传送带14之间的最小距离小于核桃仁的粒径。

囊体靠近第一传送带14的一侧设置有摩擦层，第一传送带14与第二传送带15的传输方向相同，但是传输速率不同，使得核桃仁的表皮与摩擦层之间产生相对摩擦，摩擦层用于通过与核桃仁接触产生的相对摩擦脱除核桃仁的种皮。

进一步地，为了保证囊体内的流体始终积蓄在第二传送带15的底面，在第二传送带15的输出端设置有弹性挡板，弹性挡板通过连接杆固定，并且弹性挡板抵接在第二传送带15的输出端的底面，在弹性挡板的挤压作用下，流体被阻挡从而积蓄在第二传送带15的底面。

为了保证冷冻干燥、升华干燥及解析干燥处理的时长对核桃仁种皮分离效果，第一传送带14通过定时开关141电性连接电源件；

定时开关141设置有第一计时件142用于计时第一传送带14开启传送工作至固定时长后断开第一传送带14与电源件连接；

定时开关141设置有第二计时件143用于计时第一传送带14停止传送工作已至固定时长重新连接第一传送带14与电源件。

当任意一加工区内核桃仁完成干燥处理后，即第二计时件143完成计时数后，第一传送带14通过定时开关141电性连接电源件，第一传送带14开始传输核桃仁，与此同时，第一计时件142开始计时数，核桃仁从该加工区进入下一加工区，直至此加工区内所有完成干燥处理的核桃仁皆进入下一加工区后，第一计时件142完成计时数且第二计时件143开始计时数，第一传送带14通过定时开关141断开与电源件连接。

为了避免压缩干燥气源2内的干燥气体从管路3运输至喷头4的过程中，干燥气体的压强不同从而导致喷头4喷射干燥气体的作用力不同，故此本发明提供了一种优选方案，喷头4与管路3之间设置有加压泵21用于管路3内流通干燥气体进行加压处理。

加工仓1内设置有安装架22，喷头4通过设置在安装架22上的固定接头23与安装架22连接，喷头4以矩阵式布设于安装架22上，管路3的输出端设置有分流接头24，固定接头23通过密封管25与分流接头24固定连接。

安装架22整体结构通常为矩形或者弧形，安装架22通过固定杆悬空设置在加工仓1的内部，固定接头23固定连接喷头4，喷头4通过密封管25连通管路3。

进一步地，喷头4为实心锥喷头。喷头4以矩阵式布设，相邻喷头4的喷射范围交错布设，任意核桃仁承受不少于两个不同喷头4喷射的干燥气体，核桃仁种皮上的裂纹在多个不同方向作用力作用下进一步加大，且干燥气体顺核桃仁种皮上裂纹进入核桃仁果肉与种皮间隙之间，提高了种皮从果肉上脱落速率。

为了便于去皮处理后的果肉与种皮区分存储，本发明提供了一种优选方案，加工仓1一端设置有出料口16，出料口16连接传输机构9，传输机构9通过分料机构10分别连接第一下料仓101和第二下料仓102分别用于储存核桃仁种皮和核桃仁果肉。

进一步地，分料机构10包括倾斜设置在传输机构9一侧的挡板103和与挡板103相对设置的风机组104，挡板103上设置有若干个可容纳核桃仁种皮通过的过滤孔105，挡板103底端连接第一下料仓101，第二下料仓102设置在传输机构9的终端；

当完成去皮处理的核桃仁混合物在传输机构9上处于传输状态时，风机组104对核桃仁混合物进行气流吹拂，在气流吹拂的作用下核桃仁混合物根据质量不同冲击距离不同。

由于核桃仁果肉自身质量大，核桃仁果肉堆积在挡板103底端，沿着挡板103的倾斜坡度向上逐渐堆积核桃仁脱落的种皮，在风机组104的作用下，种皮通过挡板103上的过滤孔105进入设置在挡板103底端的第一下料仓101，剩余的核桃仁果肉在传输机构9上持续保持运输状态直至掉落入设置在传输机构9终端的第二下料仓102内。

一种冻干脱衣核桃仁自动化加工装置的控制方法，包括以下步骤：

依次对核桃仁进行冷冻干燥、解析干燥、升华干燥和种皮分离处理；

步骤一：冷冻干燥：通过降温系统5将干燥气体的温度降低至第一数值，第一数值通常为-50℃--40℃,向核桃仁输出干燥气体，持续规定的时间，持续时长为2h-4h；

步骤二：解析干燥：通过第一升温系统6将干燥气体的温度提升至第二数值，第二数值通常为30℃-40℃，向核桃仁输出干燥气体，持续规定的时间，持续时长为3h-4h；

步骤三：升华干燥：通过第二升温系统7将干燥气体的温度提升至第三数值，第二数值通常为30℃-40℃，向核桃仁输出干燥气体，持续规定的时间，持续时长为3h-4h；

步骤四：种皮分离：通过压缩气体冲击且种皮与核桃仁之间产生间隙，种皮通过干燥气体的持续喷射产生的动力与核桃仁分离。

压缩干燥气源2内的干燥气体通过管路3运输至喷头4,干燥气体作用在依次经过步骤一、步骤二、步骤三的核桃仁种皮的裂纹上，在干燥气体的喷射下核桃仁种皮的裂纹进一步增大，且干燥气体顺着种皮裂纹进入核桃仁种皮与果肉的间隙中促进种皮与果肉分离。

以上实施例仅为本申请的示例性实施例，不用于限制本申请，本申请的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本申请的实质和保护范围内，对本申请做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本申请的保护范围内。