發(fā)布時(shí)間：2020-05-04 20:06

【摘要】：山核桃是具有極高營養(yǎng)價(jià)值和口感香酥可口的堅(jiān)果類果實(shí),廣泛受到消費(fèi)者們的喜愛,被認(rèn)可為一種高檔的堅(jiān)果類食品。但目前山核桃的機(jī)械化破殼取仁設(shè)備仍存在破殼率低和果仁損傷率高等問題,主要原因是對山核桃破殼的機(jī)理和機(jī)械設(shè)備研究及優(yōu)化研究還不夠深入。本文以安徽省皖南山區(qū)的寧國山核桃為研究對象,設(shè)計(jì)一種基于虛擬儀器的山核桃破殼試驗(yàn)臺,可以準(zhǔn)確地測定山核桃破殼力的大小、破殼所需的能量、功率和破殼裂紋產(chǎn)生的過程,系統(tǒng)測試的各項(xiàng)參數(shù)可為山核桃破殼機(jī)械的設(shè)計(jì)與開發(fā)提供系統(tǒng)性的理論依據(jù)和應(yīng)用基礎(chǔ)。本文通過力學(xué)試驗(yàn)機(jī)破殼試驗(yàn),明確了山核桃破殼的各項(xiàng)參數(shù)以及破殼影響的因素,確定了以沖擊形式破殼的試驗(yàn)方案,對比不同的山核桃破殼試驗(yàn)臺設(shè)計(jì)方案,綜合其優(yōu)缺點(diǎn),最終制定了詳細(xì)的試驗(yàn)臺設(shè)計(jì)方案,包括沖擊錘、底座和導(dǎo)軌等各個(gè)機(jī)械部分的設(shè)計(jì),最后將試驗(yàn)臺裝配成形,實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)成本和功能要求的最優(yōu)化組合。數(shù)據(jù)測試部分以虛擬儀器技術(shù)為平臺,建立了傳感器、數(shù)據(jù)采集卡、計(jì)算機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、驅(qū)動(dòng)器和控制器為硬件組成的山核桃破殼測試系統(tǒng)。同時(shí),以計(jì)算機(jī)為核心,以NI公司的數(shù)據(jù)采集卡為硬件中心,利用LabVIEW軟件平臺,設(shè)計(jì)了集數(shù)據(jù)采集及波形顯示、數(shù)字輸出控制、數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)分析及顯示為一體的測試系統(tǒng)程序,具有用戶友好界面和波形顯示等特點(diǎn);其次,利用高速攝像機(jī)拍攝破殼過程中的裂紋形成過程,通過高速攝像機(jī)配套顯示屏實(shí)時(shí)觀測并存儲圖像,并導(dǎo)入計(jì)算機(jī);最后,依托山核桃破殼測試系統(tǒng)對山核桃進(jìn)行不同因素下的沖擊加載破殼試驗(yàn),得出山核桃破殼過程中的各項(xiàng)力學(xué)性能參數(shù),包括山核桃破殼所需要的破殼力、破殼能量、破殼功率等各項(xiàng)參數(shù),并且得到了不同沖擊加載方式下山核桃破殼過程中的裂紋形成圖像。
【圖文】：

全省山核桃種植面積逐年增加，從 80 年代的 2000 公頃逐漸增加達(dá)到的 2 萬公頃，年產(chǎn)量在約 5000 噸左右，山核桃種植地主要分布于皖南山區(qū)和大別山區(qū)[9]。山核桃是無公害污染、營養(yǎng)豐富和香酥可口的天然的綠色食品，長于氣候適宜、土壤肥饒、生態(tài)環(huán)境優(yōu)良的山區(qū)[10]。山核桃果仁含油率很高油的碘價(jià)、皂化值高，亞油酸、油酸等不飽和脂肪酸含量約占 88.39 %～96.4其中不易于消化的脂肪酸含量非常少，對冠心病、高血脂等起到防治功效，還補(bǔ)、潤腸的功效[11]。因?yàn)樯胶颂业耐夤麣ず穸染翟?1mm 以上，且質(zhì)地堅(jiān)硬，質(zhì)量約 2.7g-4.右，內(nèi)含多個(gè)隔閡，山核桃仁深嵌在堅(jiān)硬的殼里，導(dǎo)致破殼取仁困難。目前，桃基地的規(guī)模隨著山核桃的產(chǎn)量、種植規(guī)模及產(chǎn)值的增加而逐漸擴(kuò)大，山核桃及山核桃運(yùn)銷工業(yè)也隨之發(fā)展，形成了初步地山核桃加工、銷售體系。山核桃取仁是山核桃加工首要解決的問題。目前，，山核桃破殼主要以手工破殼為主，破殼為輔，國內(nèi)常見的核桃破殼機(jī)械按破殼方法不同可分為: 擠壓破殼法、剪殼法和碾搓破殼法，但仍存在碎仁率高、殼仁分離困難等問題，其嚴(yán)重制約著桃的產(chǎn)業(yè)化加工[12]。

6圖 1-2 總體技術(shù)路線Fig.1-2 Technical Route1.5 結(jié)論（1）山核桃破殼基本機(jī)理的深入研究能夠系統(tǒng)地為山核桃破殼機(jī)械的優(yōu)化設(shè)計(jì)和破殼工藝優(yōu)化提供理論基礎(chǔ)，從而解決現(xiàn)有的山核桃破殼機(jī)具破殼率低、果仁破碎率高等問題。（2）參考國內(nèi)外堅(jiān)果類果實(shí)破殼機(jī)理和測試系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀，制定出本研究的研究目的、研究內(nèi)容和技術(shù)路線。
【學(xué)位授予單位】：安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S226.4

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2648922