Конструкция и эксперимент комбинированной машины для очистки водяного ореха.

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 2393 (2023) Цитировать эту статью

766 Доступов

Подробности о метриках

Водяной каштан является типичным водным овощем в Китае, и спрос на него для очистки свежих фруктов быстро растет. С целью решения существующих проблем высокой трудоемкости и низкой эффективности ручной очистки, была разработана комбинированная машина для очистки водяного каштана, в которой использовался вращающийся нож для удаления почки и корня и ремни дифференциального трения для удаления боковой кожуры. Производительность машины для очистки была проверена на водяном каштане из Сяогань, Хубэй, Прованс. В условиях кормовой массы 200 г и скорости вращения 10 об/мин был проведен однофакторный тест со скоростью среза в качестве влияющего фактора и скоростью срезания почки и корня в качестве оценочного показателя. Результаты показали, что скорость резания свежих плодов почек и корней водяного каштана составила 79,04% и 83,77% соответственно, когда скорость резания вращающимся ножом составляла 1,2 м/с. В ремнях дифференциального трения в качестве влияющих факторов принимались высокие и низкие линейные скорости, а в качестве оценочного показателя использовалась скорость удаления бокового отслоения. Скорость удаления бокового отслаивания составила 84,93% при высокой линейной скорости 2,1 м/с и низкоскоростной линейной скорости 1,58 м/с. Была оценена производительность всей машины, и результаты показали, что рабочие потери комбинированной машины для очистки водяных каштанов составили 43,03%, а общая скорость очистки составила 77,43%, что соответствует проектным требованиям. Это исследование может стать отправной точкой для исследования и разработки устройства для очистки водяного каштана.

Водяной каштан, также известный как Элеохарис, является одним из важных водных овощей в Китае. Он широко выращивается в Хубэе, Гуанси, Чжэцзяне, Хунани и других местах на общей площади 50 000 гм2, а годовой объем производства свежих плодов водяного каштана составляет 600 000–800 000 тонн1,2. В настоящее время, ориентируясь на реализацию национальной стратегии возрождения сельских районов и потребности экономического развития округа «один округ, один продукт», посадка водяного каштана в Гуанси, Хубэй и других местах быстро развивается3,4,5. Пресноводный каштан после очистки можно использовать для переработки цукатов и консервированных фруктов, что позволяет достичь более высокой экономической ценности6,7. Однако очистка водяного каштана по-прежнему осуществляется в основном вручную, с высокой трудоемкостью, низкой эффективностью и высокой себестоимостью производства, что трудно удовлетворить требованиям промышленного развития. Технология очистки стала одним из узких мест в развитии индустрии водяного каштана.

Отечественными и зарубежными учеными изучены распространенные технологии очистки фруктов и овощей8,9,10,11, в основном включающие химическую очистку, паровую очистку, механическую очистку и т.д.12,13,14,15. Паровая очистка сделает водяной каштан готовым и потеряет свежий вкус16,17, поэтому этот метод неосуществим. Химический пилинг пропитывается щелочью, которая сильно загрязнена отработанной жидкостью и склонна к образованию остатков щелочи, что влияет на безопасность пищевых продуктов18,19,20. Механическая очистка — самый ранний и самый продолжительный метод очистки фруктов и овощей, а также более эффективный и экологически чистый метод21,22,23. Химический пилинг и паровой пилинг позволяют одновременно обрабатывать большое количество целевых фруктов, что позволяет достичь высокой эффективности работы. Однако в настоящее время проблема перезревания пульпы или вредных остатков жидкости не может быть решена. Механическая очистка не представляет потенциальной опасности для безопасности и здоровья фруктов и соответствует пищевым требованиям. Таким образом, индустрия очистки обычно фокусируется на оборудовании, таком как Цао Чэнмао, который разработал машину для очистки побегов бамбука с ножевой резкой и прокаткой трением, механизированную очистку побегов бамбука24; Цзэн Жун разработал многоканальную интегрированную шелушительную машину для свежих семян лотоса. Многоканальное колесо с профилирующими канавками использовалось для однократной выгрузки свежих семян лотоса, круговой резки внутренних и внешних резцов, а также разделения прокатывающей скорлупы и ядер для осуществления шелушения свежих семян лотоса25; Юй Гохун разработал гибкую машину для очистки сладкого картофеля с адаптивным профилированием, основанную на физических характеристиках сладкого картофеля, для достижения более высоких результатов очистки сладкого картофеля26. Сюй Сецин разработал машину для очистки свежих семян лотоса, основанную на методе очистки струей воды, чтобы уменьшить ручную работу и повысить эффективность очистки27.