徐 磊，郭艳玲，郑佳宝，鲍玉冬

(东北林业大学 机电工程学院，哈尔滨 150040)

菇茑(又名酸浆 Physalis alkekengi)在中国栽培历史悠久，在东北地区种植较广泛，其他地区种植较少，仍属稀特蔬菜，具有很高的食用价值和药用价值[1-3]。随着人们保健意识的增强，菇茑及其衍生品受到人们的热烈追捧，从而导致菇茑的种植面积和规模也在不断地扩大。菇茑深加工前的脱皮环节主要为人工脱皮，效率低，强度大，使得菇茑脱皮成为了一项劳动密集型工作，提高了生产成本，阻碍了产业快速发展的道路。目前国内外市场上还没有适用于菇茑脱皮的机械。菇茑脱皮主要依靠手工作业，费工、费时、效率低、劳动强度大，市场急需一种专门用于菇茑脱皮的机械。为此我们进行了菇茑脱皮机的研制。这对实现菇茑脱皮的机械化，减轻劳动强度，降低生产成本有着重要的意义。该文主要从技术要求、解决方案、样机组成及工作过程和试验等方面进行阐述。

1 样机结构的研制

1.1 性能要求

设计一种给菇茑脱皮加工的脱皮机，能一次性完成菇茑脱皮及分离工序，脱净率及效率比人工作业高，劳动强度小，且保证果实的完整率和品质，可在车间或搬迁到有电源的田间地头简单固定后使用。整机工作可靠，便于维护与维修，使用操作简单，调整方便，制造成本适中。

1.2 技术方案

整机是以电动机或柴油机为动力源，通过皮带传递，为脱皮螺纹辊和分离筛斗箱提供动力。主要的脱皮原理是两个相对转动的橡胶辊可以把位于其上方的菇茑皮转入其中并被辊子带到下方而果实却留在辊子上方从而实现果皮与果实的分离。该机构中脱皮螺纹辊在分离筛斗上方，脱完皮的菇茑果和果皮分别依靠重力掉落在不同筛斗箱内完成整个脱皮过程。

脱皮螺纹辊是由一对分别带有左螺纹和右螺纹的轴辊组成，每根轴辊一半是螺纹，另一半是胶辊同时螺纹部分也带有与螺纹相同纹路的胶条。螺纹部分主要起导向作用，胶辊部分主要完成脱皮动作。安装时两个螺纹轴辊并排放置并使其相对转动时能将待加工菇茑导向没有螺纹一端从而完成整个脱皮过程并依靠重力使脱皮后的菇茑果和果皮掉落在筛斗箱中进入分离环节。(会有少数菇茑在螺纹处就已经完成脱皮处理，此时在没有螺纹的一段不进行脱皮动作并与已经脱皮的菇茑一起进入筛斗箱中进行筛选)。

筛斗部分是由两个底部均匀分布有等大圆孔的箱式筛子垂直放置而成，通过侧面连接的轮杆机构提供动力实现周期性摆动从而实现果实与果皮分离与筛选。

1.3 组成结构及工作过程

1.皮带；2.皮带轮；3.入料口；4.螺纹辊；5.组合筛斗箱 1.Belt；2.Pulley；3.Feed inlet；4.Thread rolls；5.Combination sieve

电动机或者柴油机带动皮带1从而带动上下两皮带轮2转动[4]。上皮带轮与一根螺纹辊4相连，该螺纹辊4又通过圆柱直齿轮与另一根螺纹辊4连接并实现相对转动。下皮带轮2则组成轮杆机构使组合筛斗箱5做左右周期摆动运动[5-7]。(此组合筛斗箱5由垂直的两个筛斗箱上下分布组合而成，分别用于筛选菇茑皮与菇茑果)。入料口3上方开口较大便于放入待加工的菇茑，下方宽度约为两倍螺纹辊4直径，长度为螺纹长度的一半并置于螺纹辊4螺纹部分的正上方。当工作时螺纹辊4的螺纹部分会将入料口3中的菇茑导入脱皮部分(即螺纹辊的另一端无螺纹处)进行脱皮。脱下的菇茑皮会垂直掉入组合筛斗箱5的下筛斗箱中，而脱皮后的果实会继续前进直到轴端堆积溢出掉入组合筛斗箱的上筛斗箱中。从而完成整个脱皮动作。

2 样机试验

2.1 条件与方法

脱皮试验[8]于菇茑成熟季节十月在东北林业大学主楼六楼的实验室进行，单台菇茑脱皮机的脱皮效率与人工脱皮平均数对比，分析脱皮机的脱皮效率、脱皮质量和产品损伤率等因素。

2.2 试验结果与分析

2.2.1 脱皮效率

单位时间内菇茑脱皮的个数是脱皮效率的直接体现，在实验室同时记录一台脱皮机和一个人在一分钟内的脱皮个数，见表1。脱皮机的脱皮效率大约是人工的3倍。

表1 脱皮效率试验数据

2.2.2 脱皮质量

脱皮质量是指脱皮机脱皮的干净与否，也就是说菇茑皮与果实经过脱皮机处理后分离的情况。是评价脱皮机是否实用的另一个非常重要的指标。通过随机选取一定数量脱皮后的果实调查完全去皮的个数与总粒数，计算脱皮比，见表2。结果表明，菇茑脱皮机的脱皮比接近80%。

表2 脱皮质量试验数据

2.2.3 脱皮损伤率

脱皮损伤率是指对果实损伤的评价。通过随机取样调查脱皮机脱皮的菇茑总数与损坏果实数并计算损伤比，见表3。结果表明脱皮损伤率和手工脱皮相近，损坏程度接近10%。

表3 脱皮损伤率试验数据

3 结束语

通过对脱皮机关键脱皮部分即双螺纹辊的多次试验与研究确定了较理想的参数并试制了样机进行了脱皮试验。

结合实验过程中遇到的问题，分析得到影响菇茑脱皮的主要因素。

(1)菇茑在螺纹导向过程中容易堆积脱落掉入筛斗箱中从而影响脱皮质量。

(2)在螺纹导入菇茑进入胶辊部分时橡胶辊不易夹住菇茑的外皮。

针对上述问题做出如下改进措施。

(1)在螺纹辊两侧安装挡板防止菇茑中途掉落。

(2)在螺纹结束端即夹皮开始端将橡胶皮做成锯齿状。

(3)菇茑脱皮前向比较干燥的菇茑喷洒自来水使果皮更容易被夹住。

双螺纹辊式菇茑脱皮机能实现对菇茑的机械化脱皮，能减轻工人的劳动强度，提高脱皮效率，降低菇茑产业链的生产成本，解决再加工过程中菇茑果供应量不足等问题。促进农业科技进步，同时也为高附加值的农特产品的种植与推广提供了设备支持。

【参 考 文 献】

[1]刘美艳，张 健，彭兰华，等.黄果酸浆的生育特性及栽培技术研究[J].江苏农业科学，2002(3)：72-73.

[2]丰 利，高倩倩.酸浆和甜菇茑的营养成分分析[J].安徽农业科学，2012(33)： 16113-16114.

[3]王家东，王荣荣.酸浆开发利用研究的进展[J].农技服务，2007，24(11)：109-112.

[4]王旺平，张永林，易启伟，等.新鲜莲子脱皮机的研制[J].食品工程，2011(3)：149-151.

[5]刘延柱，陈文良，陈立群.振动力学[M].北京：高等教育出版社，1998.

[6]李志鹏，王 茜，杨凤英.蓝莓采摘车车驾刚度有限元分析及弯曲扭转刚度试验[J].森林工程，2013，29(6)：82-85.

[7]孙传祝，王相友，张志杉，等.螺旋揉搓式豌豆脱皮机设计[J].农机化研究，2013(2)：94-97.

[8]郭艳玲，鲍玉冬.手推式矮丛蓝莓采摘机设计与试验[J].农业工程学报，2012，28(7)： 40-45.