科技创新

当前位置:首页 - 科技法规 - 科技创新

山核桃团圆果仁生产工艺创新及产业化项目

发布时间:2015-05-14作者:章爱琳、陈钢山、刘在祥、王卓成、陈洁来源:杭州临安康太食品科技有限公司 阅读次数:

山核桃属胡桃科山核桃属,全属共有18个种,3个变种。其中我国有5个品种,即临安山核桃、湖南山核桃、贵州山核桃、大别山山核桃和越南山核桃。在全球18种山核桃中,种植面积最大、品质最好、分布最广、产量最高、经济效益最佳、栽培历史最悠久的当首推昌化山核桃。


山核桃的深加工技术、设备目前还停留在手工加简易设备的作坊式阶段。这里指的山核桃深加工技术是干果产品的加工和山核桃仁产品的加工。


干果产品的加工:第一道工序脱蒲壳、第二道工序干燥、第三道工序炒制。现都采用单套设备加工。实现大规模流水线生产在技术上不存在问题,原因还在于加工技术要求不高,产业还处在厂家小而多的顶峰阶段,向规模化经营的洗牌虽初见端倪,但对大型生产流水线的需求还并不迫切。


山核桃仁类的产品加工:第一道工序脱蒲壳、第二道工序干燥、第三道工序破壳,第四道工序壳仁分离,精选。第五道工序核仁去涩,第六道工序炒制,第七道工序烘干。其中第一道工序脱蒲壳、第二道工序干燥和第六道工序炒制,第七道工序烘干现都采用单套简易设备加工,第三道工序破壳,第四道工序壳仁分离,精选现还是靠手工加工,每一千万产值需50人全年劳作,不但成本高,也影响食品加工的卫生品质,已成为制约核桃产业健康发展的瓶颈。


山核桃破壳,壳仁分离,精选,去涩还没有单套加工机械的原因

我国研制山核桃破壳,壳仁分离机也有十多年的历史,开发出各种类型的机器,但效果都达不到要求。主要原因有如下几方面,农业产品,专业研究机构不够重视,研发投入少,山核桃品种的特殊性,国外技术设备不适用我国品种。美国早在60年代就开始研制破壳、分选设备,现有①Larry H. Hemry 研制的专利号为6098530 机械式核桃破壳机。②Kenneth R. Evans 研制的专利号为 4201126 核桃破壳机。③Clarence Lloyd Warmack 和 Barry Shawn Warmack 等研制的专利号为6516714 核桃破壳机。④John W. Brazil 发明的专利号为 4255855 核桃钳。⑤ Michael P.Filice,R obert Lemos 和 Robert P.Baker 等研制的专利号为 5325769核桃破壳机。我市曾有人引进,但因是针对美国山核挑品种的研制的设备,不能加工当地核桃。美国山核珧壳薄,形状长圆形,壳仁间隙大,而我国的山核桃,特别浙.皖地区的小核桃,形状大小各异没有规则,壳仁间隙很小,壳硬,一般开发的机械都是采用定隙破壳,很难达到实用性的效果。


该山核桃生产线的关键技术和技术指标

该生产线是针对我国山核桃的品种研制的,包括山核桃前处理设备,破壳,壳仁分离,壳仁分选,核仁精选,核仁去涩,核仁炒制烘干,包装等设备组成,实现了自动化流水线生产。在我国属首创,填补了国内空白。其核心技术是突破了国内现有二点定隙挤压技术和国外定隙多点,挤压技术的技术路线。开发成功了无级调隙同步定隙轰击的机械结构和振动壳仁分离机、混合分选机。实现了山核桃不论大小、形状各异壳破而仁不碎的目的,达到了整仁率30%,散仁率50%,半破籽和废仁率20%的目标。


技术经济指标与传统工艺比对表

设备名称

工艺特点

加工能力

出仁率

品质保证

总合成本

自动化生产线

采用机器自动化破壳

满负荷生产每天可产3000公斤

团圆仁达到总出出仁率的30%,散仁达到总出仁率的68%

食品卫生保证

团圆仁生产成本下降60%,散仁生产成本下降20%

传统人工简易设备

破壳取仁全部手工操作

一个熟练工人12小时仅加工2-2.5公斤

团圆仁为总出仁率的10%左右,散仁为总出仁率的85%

食品卫生控制难度较大

总合成本随着人工成本的上涨还会提高


自主研发设计一套智能化生产山核桃团圆果仁的生产线,实现了山核桃团圆果仁加工集机、电、气自动控制一体化,具有生产效率高、能耗低等特点。经本项目设备加工后的团圆核仁质量好,产品附加值显著提高。其中山核桃仁制取生产线,达到比手工提高30倍的效率,得仁率提高5%,仁的品质有所提高;精选、去涩生产线,生产效率提高5倍、能耗降低50%、污水排放减少60%、并可保证产品中遗留杂质,炒制烘干贮藏生产线,生产效率提高5倍,能耗降低5%;包装生产线,该生产线可以利用现有通用设备稍加改进即可。


按该设计方案完成后,走进车间将完全不是目前这种状况,人与产品几乎很少直接接触,生产周期可缩短3天,综合成本大大降低,品质将大为改进,同样大的车间产能可增大3倍以上。


在机械加工工艺方面,目前,国内外主要采用欧美所生产加工山核桃的机械比较多,如夏威夷果破壳机、扁桃仁仁破壳机等。但是在机电一体化方向发展速度较为缓慢。我国在传统脱壳设备的基础上,尽管正在积极研制和开发各种类型脱壳机械,但其发展相当不尽人意,同时成熟的机型及进行批量生产的不多,远远落后于农产品深加工的需求。在技术上还存在如下问题:a)脱壳率低,脱壳后的籽仁破碎率高,损失大;b)机具性能不稳定,适应性差;c)通用性差:多数脱壳机只适应某一种籽粒的脱壳作业,而不能够通过更换主要工作部件来适应其他籽粒的脱壳,利用率低等等。


我公司在和临安市工程师协会的共同努力下,历经三年,于2012年冬在破壳分选的关键技术才取得重大突破,该技术为核桃仁的深加工实现机械化流水线生产奠定了技术基础,并于2013年8月第一条破壳分选样机研制成功,在行业里引起了轰动,并开始试制从生籽到成品包装的全程生产流水线,计划2013年底完成,还获得了2013年浙江省农业科技成果转化资金项目。已申报2项发明专利,4项实用新型专利。


本项目实现了核桃加工集机、电、气自动控制一体化,科技含量高,规模大,效率高,能耗低。经本项目设备加工后的团圆核仁质量好,技术属国内领先水平。此外项目还编写了高品质山核桃品质分级作业规范及山核桃生产技术规程,方便生产指导。通过项目实施,实现项目产品的产业化,实现销售收入1个亿以上,累计净利润1000万以上。将产品推广至全国各地甚至出口到国外。