張會娟，謝煥雄，王建楠，顏建春，劉敏基，魏海

(農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南京農(nóng)業(yè)機械化研究所，南京市，210014)

0 引言

核桃又稱胡桃、羌桃，營養(yǎng)價值極高，有“養(yǎng)生之寶”和“長壽果”的美稱，深受人們喜愛。核桃位列“四大干果”之首，主要分布在亞洲和歐洲[1-2]。我國是世界核桃主產(chǎn)國之一，核桃在我國栽培已有2 000多年[3-5]。我國核桃品種多，適應(yīng)性廣，種植區(qū)域主要分布在云南、新疆、陜西、山西、甘肅等省[6]。隨著國家政策的推動以及人們對核桃需求量的增加，我國核桃產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，種植面積亦正逐年穩(wěn)步增加[7]。據(jù)聯(lián)合國聯(lián)農(nóng)組織FAO統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2019年我國核桃種植面積約631.3 khm2，產(chǎn)量2 521.5 kt，均居世界第一。

核桃脫殼作為核桃精深加工的一項重要前處理工作，對于核桃產(chǎn)品品質(zhì)有非常大的影響[8]。我國核桃種植面積、產(chǎn)量雖居于世界首位，但核桃生產(chǎn)技術(shù)卻遠不及歐美國家。歐美國家核桃品種優(yōu)良，規(guī)格統(tǒng)一，農(nóng)機與農(nóng)藝融合程度較高，便于實施機械化脫殼[9-10]。目前，歐美等發(fā)達國家的核桃加工產(chǎn)業(yè)機械化程度和質(zhì)量具有相當(dāng)高的水平，已實現(xiàn)機電一體化。近年來，我國核桃機械化加工規(guī)模在逐年增加，但是在核桃脫殼方面，國內(nèi)對于核桃脫殼技術(shù)及設(shè)備的研究還處于起步階段，設(shè)備發(fā)展相對滯后，國內(nèi)普遍是以人工砸取的方式脫殼、人工分選果殼與果仁，效率低，勞動強度大，核桃仁質(zhì)量難以保證[11-12]。目前，我國大部分地區(qū)核桃采收后主要以初加工為主，產(chǎn)品附加值低，機械化程度低，費時費力，且脫殼環(huán)節(jié)存在露仁率低、破損率高等問題，已嚴重影響了我國核桃產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展[8]。

本文闡述國內(nèi)外核桃脫殼設(shè)備的發(fā)展概況，并針對目前我國核桃機械化脫殼存在的問題，提出加快我國核桃機械化脫殼設(shè)備研發(fā)的相關(guān)發(fā)展對策與建議。

1 現(xiàn)有核桃脫殼設(shè)備類型

脫殼是核桃產(chǎn)后處理及初加工環(huán)節(jié)的重要階段，直接影響核桃的后續(xù)加工質(zhì)量[13]。核桃現(xiàn)有脫殼方式主要有手工、化學(xué)腐蝕、真空、超聲波及機械脫殼等[7]。手工脫殼主要靠人工砸碎或人工操作單個擠壓裝置來實現(xiàn)脫殼目的，簡單直接，方便操作，但成本高，生產(chǎn)率低，勞動強度大，衛(wèi)生條件較差；化學(xué)腐蝕脫殼通過化學(xué)溶液軟化核殼，再利用機械方式實現(xiàn)脫殼目的，因添加化學(xué)試劑，果仁有異味，影響核桃品質(zhì)，易造成環(huán)境污染，不宜采用[14]；真空法和超聲波法因設(shè)備昂貴，成本高，且脫殼效果不佳，極少采用[15]；機械脫殼方式主要有擠壓法、撞擊法、碾搓法和剪切法等，采用機械化手段破碎核桃硬殼，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，成本低，效率高，脫殼效果可控，探索研究和應(yīng)用前景廣闊。

目前，國內(nèi)外核桃脫殼設(shè)備主要有擠壓式、撞擊式、擊打式、錐籃式和氣動式等幾種。其中以擠壓式和擊打式最為常見，前者主要利用擠壓間隙與核桃外殼尺寸形成的間距差，通過改變間距來使不同尺寸的核桃脫殼，主要有單輥、雙輥和多輥式幾種，該節(jié)以多輥式脫殼為例介紹；后者主要采用擊打塊高速撞擊核桃，利用產(chǎn)生巨大的撞擊力來使核桃脫殼[16-17]。國內(nèi)外現(xiàn)有的主要類型核桃脫殼設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖分別如圖1～圖4所示，其脫殼原理、工作過程以及優(yōu)缺點等性能對比見表1。

圖1 多輥擠壓式核桃脫殼設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖Fig. 1 Schematic diagram of walnut shelling machine with multi-roll and extrusion cracking mode1.出料斗 2.擠壓間隙調(diào)節(jié)機構(gòu) 3.核桃 4.喂料斗 5.輔助脫殼輥 6.脫殼輥 7.機架 8.鏈傳動 9.電機

圖2 離心撞擊式核桃脫殼設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖Fig. 2 Schematic diagram of walnut shelling machine with centrifugal force knocking mode1.出料口 2.傳動裝置 3.電機 4.下機體 5.脫殼裝置 6.上機體 7.進料口

圖3 凸輪盤擊打式核桃脫殼設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖Fig. 3 Schematic diagram of walnut shelling machine with cam disc impacting mode1.輸送裝置 2.核桃 3.擊打頭 4.擊打裝置 5.傳動裝置 6.凸輪盤

圖4 錐籃式核桃脫殼設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖Fig. 4 Schematic diagram of walnut shelling machine with cone cracking mode1.調(diào)節(jié)手輪 2.調(diào)整裝置 3.機體 4.外脫殼體 5.內(nèi)脫殼體 6.核桃 7.傳動軸 8.電機

表1 6種類型核桃脫殼設(shè)備的構(gòu)成、脫殼原理、工作過程以及優(yōu)缺點對比Tab. 1 Comparison of composition, shelling principle, working process，virtues and shortcomings on 6 typical walnut shelling machine

2 國內(nèi)外核桃脫殼設(shè)備研發(fā)概況

2.1 國外研究概況

20世紀初，歐美等發(fā)達國家開始堅果脫殼取仁裝備的研究工作。到20世紀80年代，國外堅果脫殼機具的發(fā)展日趨成熟，已相繼推出杏仁脫殼機、夏威夷果等多種堅果類的脫殼機。國外一些國家亦開展了核桃的物理特性對脫殼效果的影響研究，試驗研究表明，核桃本身的大小、受力位置、殼的厚度以及含水率等工藝參數(shù)對核桃脫殼效果有很大影響。其中，F(xiàn)aroogh等通過力學(xué)試驗開展了核桃脫殼過程中脫殼力及脫殼角度問題的研究；Sharifian等開展了核桃尺寸、含水率、加載速度、加載方向等對核桃脫殼的影響研究，均為核桃脫殼裝備的結(jié)構(gòu)設(shè)計提供了理論依據(jù)。國外對核桃脫殼設(shè)備的研究因核桃品種培育而變化，脫殼設(shè)備的設(shè)計為優(yōu)良核桃品種服務(wù)，但難以滿足我國多品種核桃的脫殼效果和整仁率等方面要求。目前，國外主要的核桃脫殼設(shè)備有擠壓式、離心式和擊打式等[18]。

2.1.1 擠壓式核桃脫殼設(shè)備

Sun等研發(fā)的單輥擠壓式脫殼設(shè)備，當(dāng)核桃落入水平方向放置的旋轉(zhuǎn)輥與側(cè)面安裝的帶弧度脫殼板之間時，相互產(chǎn)生揉搓作用而實現(xiàn)核桃脫殼。該設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，易于操作，但脫殼前需對核桃分級，旋轉(zhuǎn)輥與脫殼板間的間隙調(diào)節(jié)好才能實現(xiàn)脫殼，否則不同尺寸的核桃無法一次性完成脫殼。McSwain研發(fā)的雙輥擠壓式脫殼設(shè)備，利用重力和摩擦力的共同作用，將核桃?guī)氲骄哂幸欢ㄩg隙的2個滾動的輥子之間來實現(xiàn)脫殼。該設(shè)備雖結(jié)構(gòu)簡單，但脫殼效率低、效果差，且在脫殼前需要預(yù)先調(diào)節(jié)好2個輥輪之間的間隙。

Eisel等研發(fā)的平板擠壓式核桃脫殼設(shè)備，主要包括料斗、可調(diào)定位板、破碎裝置等，其根據(jù)核桃的外形尺寸來調(diào)節(jié)可調(diào)定位板和破碎裝置之間的間隙，能夠?qū)崿F(xiàn)對各類堅果的脫殼；Roy等研發(fā)的核桃脫殼設(shè)備也屬平板擠壓式，其主要通過調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速來控制偏心輪運動，以實現(xiàn)動、定板對核桃的擠壓作用，進而完成核桃脫殼。以上兩種平板擠壓式脫殼設(shè)備雖結(jié)構(gòu)簡單、造價成本低，但脫殼效率低，難以在核桃破殼生產(chǎn)中大規(guī)模推廣應(yīng)用[18]。

2.1.2 離心式核桃脫殼設(shè)備

Shepard等研發(fā)的離心式核桃脫殼設(shè)備，主要包括喂料斗、滾筒、可調(diào)沖擊板、擋板等，其通過在變速滾筒內(nèi)壁安裝一個角度可調(diào)沖擊板，二者有效組合實現(xiàn)核桃破殼過程可控，來實現(xiàn)果殼的破碎。核桃經(jīng)變速滾筒內(nèi)脫殼后，在離心力的作用下，經(jīng)左上方通道排出，并在預(yù)設(shè)擋板的作用下進行二次脫殼。

2.1.3 擊打式核桃脫殼設(shè)備

Clarence等研制的滾筒擊打式核桃脫殼設(shè)備，主要包括機架、喂料斗、滾筒、旋轉(zhuǎn)破碎裝置和出料斗等結(jié)構(gòu)，其通過有效擊打核桃成功實現(xiàn)殼仁分離；Michael等研制的擊打式核桃破殼設(shè)備，主要包括喂料斗、機架、凸輪擊打裝置、輸送裝置等，其通過輸送裝置將核桃單個送至擊打裝置，由凸輪控制擊打頭實現(xiàn)核桃脫殼；Kenneth R. Evans研制的核桃破殼設(shè)備，主要包括喂料斗、輸送裝置、出料口和破碎裝置等，其通過輸送裝置將待脫殼核桃從料箱輸送至破碎裝置，從而實現(xiàn)脫殼[7]。

2.1.4 其他脫殼設(shè)備

此外，Basil W.Savage等亦研發(fā)出氣動式脫殼設(shè)備，主要包括氣缸、擊打進氣管、回位進氣管、頂針等，該種脫殼方式對較長核桃品種脫殼效果好、整仁率高，但其生產(chǎn)難度大、價格昂貴，至今未廣泛推廣。

經(jīng)過100多年的發(fā)展，歐美在核桃加工業(yè)方面的機械化程度和質(zhì)量水平相當(dāng)高，已實現(xiàn)了機械化、連續(xù)化、規(guī)?；鳂I(yè)。其中美國核桃加工業(yè)最為發(fā)達，生產(chǎn)最具代表性，市場占有率最大。美國對核桃脫殼機的研發(fā)較早，生產(chǎn)水平遠遠領(lǐng)先于其他國家，已發(fā)展出較為成熟的大型核桃脫殼加工生產(chǎn)線，并且美國MDI公司發(fā)明的氣動式脫殼機應(yīng)用最廣泛，但是僅適用于外形規(guī)則呈長橢圓形的美洲山核桃。此外，美國、澳大利亞等國的農(nóng)機農(nóng)藝融合度較高，核桃品種優(yōu)良且規(guī)格統(tǒng)一，利于機械化脫殼，且均已實現(xiàn)機電一體化，核桃脫殼和殼仁分離等工序已完全實現(xiàn)機械化，且實行了流水線作業(yè)[7]。其作業(yè)流程首先是收集和預(yù)處理果實，其采用機械振蕩器將核桃果實振落，經(jīng)收集并運送到加工廠開展脫青皮、漂洗、烘干、分級等處理工序，再將帶殼核桃通過脫殼機脫殼，經(jīng)機械、氣流分選機對殼仁進行分離，然后采用色選機將果仁分色，分為整仁和破碎大小不同的等級，最后再進行包裝銷售[19]。

2.2 國內(nèi)研究概況

核桃在我國種植雖已有2 000多年，但相對于種植業(yè)，我國核桃脫殼取仁加工、脫殼裝備的研究起步較晚，目前其應(yīng)用和發(fā)展還處于初級階段，核桃產(chǎn)品亦多以原果形式銷售[19]。20世紀80年代，我國機械化水平較落后，核桃產(chǎn)區(qū)主要采用手工脫殼方式，作業(yè)效率低、成本高[15, 20]。20世紀90年代，我國開始了對核桃等堅果脫殼技術(shù)進行研究。在學(xué)習(xí)借鑒和吸收國外先進技術(shù)的同時，我國研制出了多種核桃脫殼裝置，如圓盤式脫殼設(shè)備、內(nèi)外磨核桃脫殼設(shè)備、沖壓式脫殼設(shè)備等，實現(xiàn)了核桃脫殼由傳統(tǒng)人工砸取向機械化脫殼作業(yè)的轉(zhuǎn)變，也在一定程度上促進我國核桃產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，但由于該類脫殼設(shè)備多以擠壓式為主，結(jié)構(gòu)單一，脫殼效率低，核桃仁破損率大，未形成規(guī)模，難以滿足核桃產(chǎn)業(yè)現(xiàn)實需求[11]。隨著經(jīng)濟不斷發(fā)展，機械化水平進一步提高，我國諸多研究學(xué)者在核桃脫殼機理、脫殼技術(shù)設(shè)備的研究方面開展了大量工作，并取得了一定成績。

目前我國主要有擠壓式、撞擊式、擊打式等幾種核桃脫殼設(shè)備，其中以擠壓式和擊打式最為常見，因而主要針對擠壓式和擊打式研究概況展開。

2.2.1 擠壓式核桃脫殼設(shè)備

20世紀80年代，吳子岳通過對綿核桃破裂方式的研究，提出了雙齒盤-齒板擠壓式脫殼原理，研制了綿核桃嗑剝裝置，其脫殼率在90%以上、高露仁率70%～90%，低露仁率為30%～40%，但該機缺乏仁殼分離裝置；2011年，董詩韓等設(shè)計了一種多輥擠壓式核桃脫殼裝置，其采用間斷擠壓式脫殼方法，當(dāng)最小脫殼間距小于核桃橫徑2 mm、脫殼輥轉(zhuǎn)速80 r/min、輔助脫殼輥轉(zhuǎn)速50 r/min時，脫殼質(zhì)量較好；2012年，何義川等研發(fā)的對輥擠壓式核桃脫殼裝置，在摩擦和剪切力的作用下實現(xiàn)核桃脫殼，當(dāng)擠壓輥Ⅰ的轉(zhuǎn)速為95 r/min、擠壓輥Ⅱ的轉(zhuǎn)速為75 r/min、擠壓間隙為33 mm 時，具有較好的脫殼效果[18]。

喬園園等亦開展了核桃內(nèi)部結(jié)構(gòu)和不同脫殼方式對殼仁分離效果的影響研究，分析對比了不同品種核桃適宜的脫殼方式；史建新等通過計算機軟件模擬有限元分析的方法，研究了核桃受外力作用下脫殼過程中的一系列性能參數(shù)變化過程，為脫殼機具的研發(fā)提供了重要理論依據(jù)；吳斌方發(fā)明了綿核桃脫殼取仁機，使綿核桃脫殼機的研究在理論和實踐上都做了有益探討，但對間隙擠壓核桃脫殼機構(gòu)的探討卻很少；劉明政等針對剛性脫殼元件對核桃仁損傷率高、適應(yīng)性差等特點，設(shè)計了一種柔性帶剪切擠壓式核桃脫殼機，該機脫殼率高、整仁率高，其脫殼率課達到98%，整仁率達到93%[21]；鄭甲紅等研制了一款鋸口擠壓式核桃脫殼機，利用自行設(shè)計的鋸口裝置獲得較高的脫殼率和露仁率。

2.2.2 擊打式核桃脫殼設(shè)備

董遠德等通過開展擠壓式、擊打式核桃脫殼的相關(guān)對比試驗可知，采用擊打式脫殼，核桃露仁率高、脫殼比例大，殼仁衣分離，脫殼效果更優(yōu)[11]；丁冉等模仿人工敲擊脫殼的方式，發(fā)明了一種針對山核桃的仿生敲擊式核桃脫殼設(shè)備；陳超超等研制了一種擊打式山核桃脫殼設(shè)備，使用擊打式原理對山核桃進行快速脫殼加工，結(jié)構(gòu)簡單加工效率高；李忠新等對核桃初加工工藝、關(guān)鍵設(shè)備及成套設(shè)備開展了相關(guān)研究，研制出了集核桃脫殼、殼仁分級、殼仁氣流分離加工為一體的成套設(shè)備并做了改進[19]。

2.2.3 其他脫殼設(shè)備

除了以上擠壓式、擊打式核桃脫殼外，我國亦將激光脫殼、微波脫殼等新興技術(shù)用于核桃等堅果的脫殼研究，如楊銳等采用激光輻照對核桃進行了數(shù)值分析與模擬，以探索激光技術(shù)脫殼機理；李曉霞等開展了蕎麥微波脫殼方法研究；張莉、楊芙蓮等利用微波技術(shù)實現(xiàn)了對板栗的脫殼[7, 22]；周軍等提出了一種全新的脫殼方法，即利用氣爆原理和核桃本身的氣密性，在核桃外部開小孔向其內(nèi)部注入高壓空氣，使核桃內(nèi)外部產(chǎn)生壓力差，從而實現(xiàn)核桃殼體爆開破裂。

綜上，目前我國雖已有許多關(guān)于核桃等堅果類脫殼的研究及文獻資料，但我國市場上尚無真正成熟的核桃脫殼設(shè)備。近年來，隨著各地對核桃加工產(chǎn)業(yè)的重視，脫殼技術(shù)及裝備等研究投入的不斷加大，國內(nèi)已有科研院所研制、開發(fā)出核桃等堅果脫殼設(shè)備，且已初步應(yīng)用于生產(chǎn)加工中。例如新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)等單位合作研發(fā)的6HP-150型核桃破殼設(shè)備，由料斗、錐形分級滾筒、導(dǎo)向機構(gòu)、破殼機構(gòu)、傳動機構(gòu)以及動力裝置所組成，其采用錐形滾筒柵式分級機構(gòu)，功耗低、振動小，可實現(xiàn)無級分級，并利用滾筒與弧板之間的擠壓作用來實現(xiàn)核桃脫殼，露仁率在65%以上。但整體上，國內(nèi)市場上大多數(shù)核桃脫殼設(shè)備一次性脫殼率偏低，碎仁率偏高，生產(chǎn)效率低，加工損失大，難以形成規(guī)模效益，脫殼關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備還需要進一步研究開發(fā)[11]。

在核桃機械化脫殼技術(shù)研究及應(yīng)用方面，綜合比較國內(nèi)外核桃設(shè)備現(xiàn)狀可以看出，無論是擠壓式、撞擊式還是擊打式等脫殼技術(shù)，其在脫殼率、適應(yīng)性和生產(chǎn)效率等方面都取得了較大突破，但在關(guān)鍵技術(shù)等方面仍需進一步完善與改進提升。

3 存在問題

我國是核桃生產(chǎn)大國，種植面積和產(chǎn)量均居世界首位。目前，我國核桃種植業(yè)以及加工業(yè)正蓬勃發(fā)展，但我國核桃普遍采用人工脫殼的方式，存在工作效率低，勞動強度大，成本高，加工質(zhì)量等問題，難以滿足實際需求。隨著核桃仁、核桃深加工產(chǎn)品的不斷增值，市場對核桃產(chǎn)品的需求倍增，采用機械脫殼替代人工脫殼的趨勢刻不容緩。相對于核桃種植業(yè)的發(fā)展，我國核桃機械化脫殼在生產(chǎn)應(yīng)用中存在諸多問題。

1) 機械化脫殼效率低，整仁率低、破碎率高、果仁損失大。相比核桃人工脫殼，機械化脫殼既可提高生產(chǎn)效率，又可滿足脫殼后果品的衛(wèi)生要求。我國一些研究學(xué)者在核桃脫殼方面開展了大量研究工作，并取得了一定成果，但在實際的生產(chǎn)加工中，部分脫殼設(shè)備雖生產(chǎn)率高，但由于個體尺寸差異，脫殼前未能有效分級，須經(jīng)多次脫殼，致使破碎率高，完整性差，且仁殼分離效果不理想，導(dǎo)致果仁損失率較大?？傊?，目前我國高效、優(yōu)質(zhì)的核桃脫殼設(shè)備亦嚴重缺乏，現(xiàn)有核桃脫殼設(shè)備普遍存在脫殼效率不高、核桃仁完整率低、破碎率高、核仁表皮損傷率較高等問題，嚴重影響核桃脫殼設(shè)備的發(fā)展與推廣，制約了核桃加工水平的提高。

2) 各方面投入有限，設(shè)備功能單一，性能不穩(wěn)，通用性差，利用率低。國外的核桃脫殼裝備在國內(nèi)適應(yīng)性相對較差，需要進行較大的改進才能應(yīng)用。目前，我國從事核桃脫殼設(shè)備研發(fā)的科研單位和生產(chǎn)廠家較少，各方面投入有限，雖已研發(fā)出一些核桃脫殼機械，但發(fā)展緩慢，遠落后于種植業(yè)的發(fā)展，并且成熟的機型以及進行批量生產(chǎn)的不多。我國現(xiàn)有核桃脫殼設(shè)備機械化水平不高，普遍存在功能單一、性能不穩(wěn)定、產(chǎn)品的適應(yīng)性等問題，且多數(shù)脫殼機通用性較差、利用率低，一般僅適用于某一核桃品種的脫殼作業(yè)，難以滿足其他品種，其他品種堅果如需脫殼，必須通過更換關(guān)鍵部件才能實現(xiàn)。因此，需要對我國現(xiàn)有核桃脫殼設(shè)備在使用過程中存在的問題進行改進和優(yōu)化提升。

3) 脫殼機理研究多但方向分散，新技術(shù)、新理論、新方法研究較少，共性問題深入研究不夠。目前，我國的核桃脫殼裝備在脫殼效果方面參差不齊。有不少學(xué)者針對核桃脫殼機理開展了一些研究，有采用有限元法、掃描電子顯微鏡和脆性斷裂原理、逆向工程技術(shù)等對尋找核桃脫殼最佳條件，探討受力過程及其他脫殼特性研究等，但由于研究方向過于分散，對核桃破殼新技術(shù)、新理論、新方法的研究應(yīng)用較少，亦較難融合共有的研究成果，將其在核桃破殼裝備研制中進行應(yīng)用。而且即便有學(xué)者應(yīng)用了一些新技術(shù)、新方法，但其應(yīng)用深度和廣度還不夠，還有待進一步深入并加強對核桃脫殼機理共性問題研究。

4) 小型單機制造為主，工藝水平低，作業(yè)成本高，系列化和規(guī)?；a(chǎn)尚未形成。我國生產(chǎn)的核桃脫殼設(shè)備數(shù)量、種類雖多，但基本以小型為主。部分產(chǎn)品僅開展了樣機試制或少量試生產(chǎn)，未進行大量生產(chǎn)性考核和示范應(yīng)用，機具性能、可靠性及商品性等方面還存在諸多問題，且脫殼設(shè)備大多采用單機制造，制造工藝水平較低，制造成本、能耗偏高，因而脫殼的作業(yè)成本也較高。目前，我國核桃脫殼設(shè)備大多仍依賴人工喂料或定位，影響脫殼速度和脫殼質(zhì)量，尚未形成系列化和規(guī)?；Ｎ覈邪l(fā)的產(chǎn)品適宜于農(nóng)戶自用或?qū)I(yè)的農(nóng)村合作社加工生產(chǎn)，效率比較低，無法達到大規(guī)模的企業(yè)化生產(chǎn)加工實際需要。與國外相比，我國在大型脫殼設(shè)備的研究和推廣上還存在很大差距。

5) 標準化生產(chǎn)和管理體系尚未形成，專用設(shè)備和技術(shù)人員缺乏，加工產(chǎn)品附加值低。目前，我國從事核桃脫殼設(shè)備研制的企業(yè)、高校以及科研單位較少，各方面投入有限，規(guī)模小而分散。核桃脫殼方面的標準化生產(chǎn)和管理體系尚未形成，先進實用的設(shè)備和專業(yè)技術(shù)人員缺乏，自動化控制水平低，部分核桃脫殼設(shè)備脫殼依然需要人工協(xié)助來完成，脫殼質(zhì)量難以保證。與歐美等國核桃脫殼加工方面的機械化程度和質(zhì)量水平相比，我國核桃的種植面積和產(chǎn)量雖逐年增加，但是在核桃的深加工、產(chǎn)品的開發(fā)方面還遠遠不夠，且加工后產(chǎn)品的附加值較低，因而需要針對不同核桃品種開發(fā)相應(yīng)的專用設(shè)備。

4 發(fā)展對策與建議

1) 優(yōu)化提升關(guān)鍵技術(shù)與結(jié)構(gòu)，研發(fā)新型核桃脫殼設(shè)備，提高脫殼率，降低破仁率和損失率。我國核桃品種多而雜，核桃物理特性不同，且存在地區(qū)差異，對于脫殼關(guān)鍵技術(shù)及設(shè)備的要求也有所不同。國外設(shè)備先進，工藝復(fù)雜、造價昂貴，但不適合我國實際需求。盡管國內(nèi)一些學(xué)者做了大量研究工作，但現(xiàn)有機型仍存在能耗大、破碎率高等諸多問題。因此，我們需要因地制宜，研究新的脫殼機理，對核桃脫殼設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)與工作部件、整體配置進行優(yōu)化提升與改進完善，研發(fā)適合當(dāng)?shù)睾颂姨匦缘男滦秃颂颐摎ぴO(shè)備，提高脫殼率，降低破仁率、損失率等，以加快我國核桃脫殼設(shè)備的發(fā)展與推廣，提高我國核桃加工業(yè)的水平。

2) 完善設(shè)計標準，提高設(shè)備性能，研發(fā)并實現(xiàn)關(guān)鍵部件可調(diào)，提高機具的通用性、適應(yīng)性、可靠性。我國核桃脫殼設(shè)備的設(shè)計標準還不完善，設(shè)備普遍存在功能單一，性能不穩(wěn)，適應(yīng)性差、利用率低，零部件的通用性差等問題。因此，需進一步完善核桃脫殼設(shè)備設(shè)計標準，提高設(shè)備性能，并根據(jù)不同核桃品種脫殼需要，研制適宜對應(yīng)核桃品種脫殼的關(guān)鍵工作部件。脫殼作業(yè)時，僅需通過更換主要工作部件，即可滿足不同核桃品種脫殼作業(yè)實際需求；針對物理特性相近的核桃品種，亦可研發(fā)關(guān)鍵部件可調(diào)節(jié)的核桃脫殼設(shè)備，實現(xiàn)一機多用功能；同時，還應(yīng)加強核桃脫殼設(shè)備的結(jié)構(gòu)特性、加工工藝等方面研究，以改善零部件的可靠性，并進一步提高核桃脫殼設(shè)備的可靠性和適用性。

3) 深入研究脫殼機理及設(shè)備共性問題，加強核桃脫殼新技術(shù)、新理論、新方法研究應(yīng)用。我國核桃脫殼技術(shù)及設(shè)備的研制、應(yīng)用和發(fā)展相對落后，難以滿足實際需要。盡管有不少專家和學(xué)者開展了積極探索，但存在機理研究多，方向分散，理論應(yīng)用的深度和廣度還不夠等問題。因此，需根據(jù)目前我國核桃脫殼設(shè)備的發(fā)展概況及存在問題，充分結(jié)合核桃的結(jié)構(gòu)特性和特點，對現(xiàn)有的機械結(jié)構(gòu)進行改進和提升，同時對核桃脫殼機理及裝備的共性問題開展深入研究，并加強新技術(shù)、新理論、新方法在核桃脫殼設(shè)備研究中的應(yīng)用，找出核桃破殼的最佳特性參數(shù)，為今后核桃破殼的新技術(shù)、新方法的產(chǎn)生和啟迪發(fā)展，為脫殼效率高、效果好的破殼裝備的設(shè)計與研制提供一定的參考價值和理論借鑒。

4) 研發(fā)自動化脫殼關(guān)鍵裝置以及大型核桃脫殼設(shè)備，實現(xiàn)核桃的精確快速脫殼、分級以及殼仁分離等自動化生產(chǎn)。我國核桃脫殼設(shè)備大多是單機制造，工藝水平低，制造成本與能耗高，人工操作勞動強度大、自動化程度低，難以達到企業(yè)批量生產(chǎn)的加工實際需要。因此，今后應(yīng)充分利用現(xiàn)有核桃脫殼設(shè)備和技術(shù)研究基礎(chǔ)，研發(fā)自動喂料、自動定位脫殼裝置，確保喂料均勻與定位準確，實現(xiàn)核桃的精確、快速脫殼；應(yīng)加強科研投入，提升企業(yè)加工能力，提高企業(yè)制造工藝水平與自動化、機械化水平，降低制造和人工成本，研發(fā)適應(yīng)不同地區(qū)、不同品種、不同加工企業(yè)需要的大型化、自動控制核桃脫殼設(shè)備，實現(xiàn)分級、脫殼、殼仁分離的自動化生產(chǎn)，以適應(yīng)今后核桃規(guī)模化脫殼的生產(chǎn)、研究和推廣。

5) 加大政府支持力度，發(fā)展壯大一大批核桃脫殼加工設(shè)備龍頭企業(yè)，同時培養(yǎng)專業(yè)技術(shù)人才隊伍，健全標準化的生產(chǎn)和管理體系等，提高核桃脫殼等加工產(chǎn)業(yè)化水平。我國現(xiàn)有脫殼產(chǎn)品與國外先進設(shè)備性能相比有一定差距。因此，要改變我國核桃脫殼加工滯后現(xiàn)狀，政府相關(guān)部門需加大政策支持力度，發(fā)展和壯大一批市場競爭力強的核桃脫殼加工龍頭企業(yè)；同時加強產(chǎn)學(xué)研緊密結(jié)合，培養(yǎng)高素質(zhì)核桃脫殼加工技術(shù)研究、生產(chǎn)和開發(fā)的新型人才隊伍，就核桃脫殼共性關(guān)鍵技術(shù)等開展相關(guān)研究，提高脫殼設(shè)備技術(shù)性能，為已有設(shè)備的改進設(shè)計和新產(chǎn)品的研究開發(fā)提供依據(jù)，同時要促進核桃加工產(chǎn)業(yè)的整體發(fā)展，亦需生產(chǎn)企業(yè)有先進的理念、機械化設(shè)備以及標準化的生產(chǎn)和管理體系等；此外，我國核桃加工專用設(shè)備類型較少、生產(chǎn)效率低，今后需研發(fā)適合不同核桃加工企業(yè)實際所需的脫殼專用裝備，以提高核桃深加工產(chǎn)品的產(chǎn)量、質(zhì)量和附加值，并帶動核桃脫殼產(chǎn)業(yè)化水平全面提高。