陸 榮，高連興，Chen Charles，Butts C L

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美國(guó)花生脫殼加工技術(shù)特點(diǎn)及啟示

陸 榮1,2，高連興1※，Chen Charles3，Butts C L4

（1. 沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院，沈陽(yáng) 110866；2. 遼寧生態(tài)工程職業(yè)學(xué)院，沈陽(yáng) 110122；3. 奧本大學(xué)農(nóng)學(xué)院，奧本 AL 36849；4. 美國(guó)農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)研究局國(guó)家花生研究實(shí)驗(yàn)室，道森 GA 31742）

脫殼加工是花生進(jìn)入消費(fèi)領(lǐng)域前的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其技術(shù)與裝備水平?jīng)Q定了花生果仁質(zhì)量，關(guān)系到花生食品安全。美國(guó)先進(jìn)而獨(dú)特的花生脫殼加工技術(shù)，是其花生制品豐富及國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力提升的重要原因之一。為發(fā)掘可供中國(guó)借鑒的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，在實(shí)地考察基礎(chǔ)上，運(yùn)用社會(huì)調(diào)查法、文獻(xiàn)研究法和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)法，從美國(guó)花生脫殼概念、加工分類及其重要性入手，系統(tǒng)分析了美國(guó)花生脫殼加工方式、脫殼廠及脫殼加工裝備、典型花生脫殼工藝及裝備配置流程。分析了美國(guó)花生收儲(chǔ)、脫殼和銷售的產(chǎn)地化、一體化和工廠化脫殼加工等特點(diǎn)。總結(jié)了花生脫殼技術(shù)和設(shè)備的最新進(jìn)展，包括果仁儲(chǔ)藏技術(shù)、典型花生脫殼加工工藝等技術(shù)和在脫殼加工裝備總體構(gòu)成中增加花生與果仁處理設(shè)備、獨(dú)立驅(qū)動(dòng)多滾筒花生脫殼機(jī)分級(jí)脫殼等。分析了中國(guó)花生脫殼技術(shù)概況和向雙滾筒循環(huán)脫殼、設(shè)備大型化發(fā)展等最新進(jìn)展。針對(duì)中國(guó)花生脫殼加工的主要問題，在分析中國(guó)國(guó)情和借鑒美國(guó)花生脫殼加工經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，提出了進(jìn)一步加強(qiáng)脫殼技術(shù)研究、提高花生預(yù)處理、果仁精選技術(shù)與儲(chǔ)藏技術(shù)、建立適當(dāng)規(guī)模的花生收儲(chǔ)與脫殼中心和提高花生產(chǎn)業(yè)有序化等發(fā)展建議。

農(nóng)業(yè)機(jī)械；技術(shù)；加工；花生；脫殼；收獲后機(jī)械；脫殼裝備；美國(guó)

0 引 言

花生是世界、更是中國(guó)的重要油料作物。中國(guó)和美國(guó)雖皆花生生產(chǎn)大國(guó)，但花生處理加工、出口和利用情況顯著不同，其中2018年花生產(chǎn)量分別為17 000 kt和2 477 kt，各占世界40.52%和5.93%分別位居世界第一和第四位；花生及制品出口量卻分別為685 kt和567 kt，占世界的20.22%和16.74%[1-4]。中國(guó)花生產(chǎn)量是美國(guó)的7倍，但出口量卻僅為1.2倍，而且美國(guó)花生價(jià)格高且以制品出口為主。中美榨油花生分別占國(guó)內(nèi)花生50.3%和13.0%，中國(guó)約39.6%花生用以烤、炒和煮等粗加工，而美國(guó)約58.5%花生用于花生醬和花生點(diǎn)心精深加工[5-6]。

結(jié)實(shí)于地下的花生只能收獲莢果，但人們只消費(fèi)果仁。無(wú)論直接食用、榨油、食品加工和種用，必須先去除花生外殼、清除收獲時(shí)夾帶的石子、土塊和黏附在外殼的沙土等雜質(zhì)，獲得純凈花生果仁?；ㄉ摎C(jī)械已廣泛應(yīng)用，但脫殼導(dǎo)致的果仁機(jī)械損傷一直是世界難題，也是影響脫殼質(zhì)量與效率的關(guān)鍵。直觀可見的果仁破碎、開裂和破損等不但造成果仁損失和價(jià)格降低，而且容易受到黃曲霉素侵染和其他污染，嚴(yán)重威脅花生及其制品的食品安全；隱性損傷（衣皮完好但內(nèi)部損傷）嚴(yán)重影響種子發(fā)芽且難以發(fā)現(xiàn)和剔除，對(duì)花生再生產(chǎn)潛在危害巨大[7-11]。

美國(guó)不但花生收獲機(jī)械化技術(shù)先進(jìn)，花生脫殼加工裝備技術(shù)同樣世界領(lǐng)先，花生在專門的脫殼廠中連續(xù)化脫殼加工，一般脫殼廠的年脫殼加工能力60 kt；花生公司一般擁有5～7個(gè)脫殼廠和眾多匹配的花生收購(gòu)站（收購(gòu)點(diǎn)），實(shí)行花生收購(gòu)、儲(chǔ)藏和加工一體化；4～5個(gè)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)滾筒的大型脫殼機(jī)既可進(jìn)行并列脫殼，也可進(jìn)行3～4級(jí)的分級(jí)脫殼，單機(jī)效率達(dá)23 h/t。優(yōu)質(zhì)、高效的花生脫殼加工是美國(guó)花生食品加工業(yè)發(fā)展、花生及其制品國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)的關(guān)鍵之一[12-14]。相反，中國(guó)雖是世界花生生產(chǎn)第一大國(guó)，也曾借助廉價(jià)勞力而形成的花生價(jià)格優(yōu)勢(shì)駕馭國(guó)際市場(chǎng)。但是，隨著廉價(jià)勞力時(shí)代結(jié)束和人們食品安全意識(shí)增強(qiáng)，花生脫殼加工技術(shù)相對(duì)落后導(dǎo)致果仁損失和質(zhì)量問題已經(jīng)凸顯，已成為發(fā)展花生食品加工業(yè)、提高國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的桎梏[15-16]。分析美國(guó)花生脫殼加工技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r、特點(diǎn)并加以借鑒，對(duì)發(fā)展中國(guó)花生脫殼加工技術(shù)具有重要意義。

1 花生脫殼加工基本概況

1.1 花生脫殼概念及內(nèi)涵

花生脫殼是一個(gè)既有狹義又有廣義內(nèi)涵的概念：狹義的花生脫殼是指使花生外殼碎裂、從果殼中分離出果仁的過(guò)程，僅指一個(gè)操作環(huán)節(jié)或稱工序；廣義的花生脫殼則是指將花生莢果加工成果仁的整個(gè)操作過(guò)程，其不僅包含脫殼一個(gè)環(huán)節(jié)，也包含為提高脫殼質(zhì)量與效率、脫殼前所進(jìn)行的花生莢果清選和分級(jí)等處理環(huán)節(jié)，以及脫殼后的果仁清選、挑選、分級(jí)和包裝等多個(gè)環(huán)節(jié)，是一個(gè)十分復(fù)雜的加工處理過(guò)程。

中國(guó)和印度等花生主產(chǎn)國(guó)，因技術(shù)水平遠(yuǎn)不及美國(guó)和阿根廷等國(guó)家[17-18]，花生脫殼通常是狹義概念。相反，美國(guó)、阿根廷和巴西等花生脫殼加工技術(shù)水平相當(dāng)或相近，花生脫殼是廣義概念，通常稱為“花生脫殼加工”，同時(shí)將脫殼加工環(huán)節(jié)稱為脫殼產(chǎn)業(yè)（peanut shelling industry）。

1.2 花生脫殼加工的分類

美國(guó)花生脫殼主要有兩種分類方式，即按花生脫殼加工目的不同，分為專用花生脫殼和商用花生脫殼；按脫殼后花生果仁用途不同，分為榨油用花生脫殼、種用花生脫殼、食品加工用花生脫殼、檢驗(yàn)用花生脫殼和科研用花生脫殼[19-22]（表1）。

表1 美國(guó)花生脫殼主要分類及特點(diǎn)

商用花生脫殼是一種生產(chǎn)加工行為，包括榨油用、種用和食品加工用花生脫殼，包括出口花生果仁的脫殼加工量約占美國(guó)花生產(chǎn)量95%以上[23-25]。因花生脫殼加工量巨大、特別是種用花生脫殼季節(jié)非常集中，需要高效率的大型系列化脫殼加工裝備。專用花生脫殼也稱樣本花生脫殼，是指花生檢驗(yàn)或科研等特殊需要的花生脫殼，一般脫殼量不大，但通常有特殊要求，如花生科研涉及的花生品種或處理多、樣本多和批次多，每次脫殼物料不能混雜，脫殼后要求快速方便地清種，需要具有特殊功能的小型專用花生脫殼裝備[7, 26-29]。

1.3 花生脫殼加工的重要性

美國(guó)花生產(chǎn)業(yè)基本流程如圖1所示，花生處理加工是花生生產(chǎn)和消費(fèi)領(lǐng)域的中間系統(tǒng)和橋梁，是花生消費(fèi)、出口和花生生產(chǎn)持續(xù)發(fā)展的基本保證[28-33]?；ㄉ幚砑庸み^(guò)程分2個(gè)階段進(jìn)行，第一階段為花生收購(gòu)與儲(chǔ)藏階段，第二階段為花生脫殼加工階段?；ㄉ召?gòu)與儲(chǔ)藏在花生收購(gòu)站或收購(gòu)點(diǎn)（peanut buying station）中進(jìn)行，主要完成花生莢果干燥、作為第三方的州聯(lián)邦檢驗(yàn)局（the federal state inspection service, FSIS）檢驗(yàn)人員進(jìn)行檢驗(yàn)（花生稱量、取樣、驗(yàn)質(zhì)和定級(jí)）、清選和儲(chǔ)藏等，重點(diǎn)是防止花生儲(chǔ)藏過(guò)程中霉變、保持原有風(fēng)味，為后續(xù)脫殼加工準(zhǔn)備品質(zhì)合格的原料花生[5-6,28-29]?；ㄉ摎ぜ庸ぴ诨ㄉ摎S（peanut shelling plant）內(nèi)進(jìn)行，將花生莢果加工成質(zhì)量合格、滿足各類用戶不同需求的花生果仁，重點(diǎn)是減輕果仁損傷和污染、減少果仁中的雜質(zhì)成分，達(dá)到食品加工的食品安全標(biāo)準(zhǔn)要求。

脫殼加工主要包括花生脫殼前莢果清選與分級(jí)、花生脫殼、脫殼后的花生果仁處理、黃曲霉抽檢（用于食品加工果仁）和計(jì)量包裝等環(huán)節(jié)。

花生果仁是脫殼加工的最終產(chǎn)品，也是花生制品加工中涉及到食品安全的主要原材料。因此，美國(guó)聯(lián)邦政府將花生脫殼加工確定為產(chǎn)生物理危害、影響花生食品安全的關(guān)鍵[20,30]，對(duì)花生脫殼加工質(zhì)量提出了更高要求。特別在2013年美國(guó)花生醬的沙門氏菌爆發(fā)（the salmonella outbreaks）以來(lái)，所有花生脫殼加工產(chǎn)業(yè)嚴(yán)格執(zhí)行世界食品認(rèn)證制度（global food safety initiative certification）[31-34]，并且每年一次地進(jìn)行花生脫殼廠食品安全評(píng)估。

圖1 美國(guó)花生產(chǎn)業(yè)基本流程

2 花生脫殼廠發(fā)展概況及最新進(jìn)展

2.1 花生脫殼廠發(fā)展歷程

從20世紀(jì)30年代后期開始，美國(guó)部分花生農(nóng)場(chǎng)陸續(xù)興建專門的小型花生脫殼廠，其年脫殼能力2 000 t、最大脫殼效率4 t/h。后來(lái)陸續(xù)出現(xiàn)了當(dāng)時(shí)認(rèn)為“大型”的花生脫殼廠，年花生脫殼能力達(dá)到15 000 t，脫殼效率達(dá)到12 t/h[35-39]。直到20世紀(jì)80年代，花生脫殼廠已由農(nóng)場(chǎng)所有轉(zhuǎn)為大型綜合花生公司所有，花生脫殼加工規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大，陸續(xù)出現(xiàn)了脫殼效率10.9、16.3、21.8和27.2 t/h等4種規(guī)模的花生脫殼廠，脫殼加工技術(shù)與裝備水平得到顯著提高[38-40]。

進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，原有花生公司經(jīng)營(yíng)規(guī)模擴(kuò)大，同時(shí)出現(xiàn)了由眾多農(nóng)場(chǎng)入股成立的花生公司如American Peanut Growers Group Limited Lliability Co.（LLC）等，花生脫殼廠脫殼能力和效率進(jìn)一步提高。截止2002年，產(chǎn)量占美國(guó)花生40%的佐治亞州，共建有10個(gè)花生脫殼廠，其中Golden Peanut Co.和 Birdsong Peanuts Co.是2個(gè)美國(guó)著名的大型花生綜合公司，占有佐治亞州73%的花生脫殼加工份額[41-45]。

2.2 花生脫殼廠發(fā)展現(xiàn)狀

目前，美國(guó)花生脫殼廠是一種特殊的加工廠，其根據(jù)現(xiàn)代工廠理念，結(jié)合脫殼加工要求、工藝過(guò)程和特點(diǎn)專門而設(shè)計(jì)，具有合理的功能分區(qū)、車間布局，輸送和環(huán)境系統(tǒng)等，最終形成花生脫殼加工生產(chǎn)線?；ㄉ摎S生產(chǎn)與一般工廠不同，即從原料進(jìn)廠到成品出廠，花生是唯一加工對(duì)象，全程沒有其他材料介入。典型的花生脫殼廠占地與布局等外貌如圖2a、圖2b所示，脫殼廠一般劃分5個(gè)功能區(qū)和2個(gè)系統(tǒng)（不包括花生儲(chǔ)藏部分），即花生卸料區(qū)（farmers stock receiving section）、花生清選區(qū)（cleaner section）、花生脫殼區(qū)（sheller section）、果仁成品區(qū)（finishing section）和花生殼處理區(qū)（hull section），物料輸送系統(tǒng)（transporting systems of peanuts）和空氣流動(dòng)系統(tǒng)（air flow systems）。

花生清選區(qū)和脫殼區(qū)是主要的花生脫殼加工區(qū)，主要有花生清選（圖2c）、分級(jí)（圖2d）、脫殼、分離、果仁精選和包裝等車間。

1.一次清選機(jī) 2.去石機(jī) 3.二次清選機(jī) 4.提升機(jī) 5.輸料管 6.振動(dòng)篩

1.Precleaner 2.Stoner 3.Secondary cleaner 4.Elevator 5.Conveyor 6.Screen

圖2 美國(guó)LMC設(shè)計(jì)的典型花生脫殼廠及車間

Fig.2 LMC peanut shelling plants and workshops in the USA

美國(guó)Birdsong Peanut Co.、Premium Peanut Co.、Lewis M. Carter Manufacturing Company (LMC)、Premium Peanut Co.、Golden Peanut Co.和Olam International Limited Lliability Co. (Olam)等大型花生綜合公司，擁有分布在不同花生產(chǎn)地的多個(gè)脫殼廠，花生年脫殼能力達(dá)到或接近300 kt（表2）[46-50]。為確保脫殼廠全年運(yùn)行的花生供應(yīng)，公司擁有數(shù)量匹配、布局在各花生產(chǎn)地的收購(gòu)站，同時(shí)與花生農(nóng)場(chǎng)實(shí)行“訂單花生”，保證花生的源頭供應(yīng)。

表2 美國(guó)典型花生公司花生脫殼能力概況

2.3 花生脫殼廠最新進(jìn)展和發(fā)展態(tài)勢(shì)

1）脫殼廠規(guī)模繼續(xù)擴(kuò)大

由于美國(guó)花生種植面積和產(chǎn)量相對(duì)穩(wěn)定，花生公司之間對(duì)花生資源的競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，一些公司或退出花生脫殼產(chǎn)業(yè)或進(jìn)行聯(lián)合，通過(guò)擴(kuò)大花生收購(gòu)站和脫殼廠規(guī)模而獲得更大經(jīng)濟(jì)效益成為一種態(tài)勢(shì)。

2）果仁儲(chǔ)藏間溫濕控制技術(shù)

花生果仁是花生脫殼加工的最終產(chǎn)品，相比花生莢果儲(chǔ)藏難度大?；ㄉ摎S普遍建有溫、濕度控制的果仁儲(chǔ)藏間（圖3a），如LMC和APGG等均已采用溫、濕度控制儲(chǔ)藏技術(shù)。將相對(duì)濕度控制在55～70%、溫度在55°F（約12.78 ℃）以下，可使花生果仁儲(chǔ)存一年而不會(huì)影響口味或其他品質(zhì)[50]。

3）清潔能源與節(jié)能技術(shù)應(yīng)用

自2011年以來(lái)，大型花生公司APGG已將太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)應(yīng)用于花生收購(gòu)站和脫殼廠（圖3b），年發(fā)電量達(dá)到6.0×105kW·h以補(bǔ)充脫殼廠的電能消耗[50]。花生脫殼廠普遍采用電氣系統(tǒng)編程邏輯控制器（programmable logic controllers，PLC），通過(guò)計(jì)算機(jī)化電氣系統(tǒng)對(duì)脫殼加工過(guò)程制定具體的防護(hù)措施，允許設(shè)備按順序自動(dòng)啟動(dòng)，實(shí)現(xiàn)花生脫殼廠電力系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

圖3 美國(guó)APGG花生脫殼廠

3 花生脫殼加工裝備與技術(shù)概況及最新進(jìn)展

3.1 脫殼加工裝備總體構(gòu)成及功能

美國(guó)花生脫殼加工裝備是從脫殼前莢果處理到最終果仁計(jì)量包裝整個(gè)過(guò)程所需機(jī)械設(shè)備的總稱?；ㄉ摎ぜ庸ぱb備總體構(gòu)成、設(shè)備名稱和脫殼加工過(guò)程的先后順序如圖4所示。

根據(jù)基本功能和特點(diǎn)不同，可將花生脫殼加工過(guò)程及其設(shè)備分以下4種部分：

1）花生處理設(shè)備 為提高脫殼質(zhì)量與效率而在脫殼前進(jìn)行的花生莢果清選、去石和分級(jí)處理機(jī)械，如花生清選機(jī)、去石機(jī)和分級(jí)機(jī)等。

2）花生脫殼機(jī) 使花生莢果外殼碎裂、花生果仁流出并去除花生殼的機(jī)械即花生脫殼機(jī)，是花生脫殼加工裝備中決定脫殼質(zhì)量和效率的核心機(jī)械。

3）果仁處理設(shè)備 包括分選出花生果仁中未脫殼的較小花生莢果仁果分選機(jī)、選出未成熟的癟果仁和破碎果仁的果仁篩選機(jī)、進(jìn)一步清除各種外來(lái)雜質(zhì)的果仁去石機(jī)、選出破皮和異色果仁的色選機(jī)和果仁分級(jí)機(jī)等。

4）裝袋與稱量設(shè)備 為方便果仁運(yùn)輸和存儲(chǔ)、產(chǎn)品交易，將合格的花生果仁按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行包裝和稱量的設(shè)備，即自動(dòng)裝袋稱量機(jī)。

圖4 美國(guó)LMC公司制造的18 t/h花生脫殼加工主要裝備

美國(guó)花生脫殼加工裝備主要由LMC公司制造，其主要單元設(shè)備主要包括花生清選機(jī)、花生去石機(jī)、花生分級(jí)機(jī)、花生脫殼機(jī)、仁果比重分選機(jī)、果仁篩選機(jī)、果仁去石機(jī)、果仁色選機(jī)、果仁篩分機(jī)、自動(dòng)包裝機(jī)等[51]。這些設(shè)備的基本功能、類型和特點(diǎn)詳見表3。

表3 美國(guó)LMC公司制造的花生脫殼裝備主要構(gòu)成及特點(diǎn)

3.2 花生及果仁處理與包裝技術(shù)最新進(jìn)展

近年來(lái)，花生脫殼前莢果處理、脫殼后果仁處理和包裝等環(huán)節(jié)技術(shù)最新進(jìn)展如下：

1）花生清選和分級(jí)技術(shù)進(jìn)展 對(duì)于傳統(tǒng)的花生脫殼加工，花生清選和分級(jí)一直是建議環(huán)節(jié)，如今大型花生脫殼廠已普遍應(yīng)用，特別用于食品加工的花生脫殼，多數(shù)進(jìn)行花生的二次預(yù)清和二次分級(jí)，花生脫殼效率提高約25%、脫殼損傷減輕約1%～2%?；ㄉ暹x和分級(jí)設(shè)備處理能力也普遍提高，如LMC Cleaner-8448花生清選機(jī)已達(dá)到12～15 t/h。有些脫殼廠開始采用具有防堵塞的回轉(zhuǎn)帶式分級(jí)篩進(jìn)行花生莢果分級(jí)[51-54]。

2）果仁精細(xì)化處理技術(shù)進(jìn)展 花生果仁已屬于半成品或成品，相比花生莢果處理難度大，因此需要更多環(huán)節(jié)、更精細(xì)的技術(shù)與設(shè)備。花生脫殼廠采用精度較高的密度分選機(jī)（density separator）替代傳統(tǒng)的比重清選機(jī)（conventional gravity separator）；為進(jìn)一步提高果仁凈度，普遍增加了果仁去石機(jī)；LMC VISTASORTOR果仁色選機(jī)最小分辨率0.04，色選準(zhǔn)確率已達(dá)到≥99.99%,最大分選效率達(dá)到15 t/h；LMC 500型比重分離機(jī)分離小果仁、中果仁、大果仁的生產(chǎn)率分別達(dá)4.63、10.89、13.61 t/h，配備電機(jī)功率13.5 kW；LMC ROCA 60 Destoner 最大效率達(dá)到9.5 t/h[49]。

3）果仁包裝技術(shù)進(jìn)展 在過(guò)去的30 年間，散裝花生的包裝已經(jīng)從100磅（約45.36 kg）的麻袋發(fā)展到1 t的蓋洛德箱包裝、再到今天的1 t柔性合成方形提袋[49,57]。

3.3 花生脫殼機(jī)發(fā)展概況及最新進(jìn)展

美國(guó)1907年發(fā)明手搖往復(fù)式花生脫殼機(jī)，1913年發(fā)明動(dòng)力式花生脫殼機(jī)[55-58]。20世紀(jì)50年代初到80年代初，相關(guān)的公立大學(xué)和農(nóng)業(yè)部科研部門，集中研究了商用花生脫殼機(jī)構(gòu)原理和結(jié)構(gòu)型式，最終確定了“刮搓脫殼”原理及其脫殼機(jī)構(gòu)“基本構(gòu)型”與參數(shù)，即由打桿式滾筒和柵格式凹板篩構(gòu)成的臥式脫殼機(jī)構(gòu)（圖5）。脫殼滾筒分為開式和閉式2種，帶有4個(gè)矩形鋼制脫殼打桿，脫殼滾筒外端直徑25.4～27.9 cm，滾筒轉(zhuǎn)速160～300 r/m；凹板篩內(nèi)徑為30.5～35.6 cm、包角180°～270°。采用氣吸式風(fēng)篩清選裝置，流速為5.08～7.62 m/s的氣流將花生殼吸出[59-63]。

1.喂料斗 2.凹板篩 3.開式滾筒 4.開閉滾筒

1.Surge hopper 2.Grate 3.Open-type cylinder 4.Solid-type cylinder

圖5 花生脫殼機(jī)構(gòu)構(gòu)型

Fig.5 Peanut shelling mechanism configuration

脫殼裝置工作時(shí)，隨滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)的脫殼打桿與柵格凹板篩相對(duì)運(yùn)動(dòng)，對(duì)花生莢果形成刮、剪、搓和摩擦等機(jī)械作用下，花生外殼逐漸開裂、破碎，花生果仁離開果殼并隨之一起通過(guò)凹板篩間隙而離開脫殼室，花生殼等被聯(lián)通到凹板篩下方的負(fù)壓空氣系統(tǒng)吸走，果仁及未脫殼莢果落入清選篩。

20世紀(jì)90年代以來(lái)，“基本構(gòu)型”花生脫殼機(jī)在美國(guó)普遍應(yīng)用，其中90%由美國(guó)機(jī)械制造公司LMC制造[60]。LMC在原有技術(shù)基礎(chǔ)上，推出3個(gè)“T”形打桿的開式滾筒和薄鋼片式柵格凹板篩構(gòu)成的脫殼機(jī)構(gòu)，其中，“T”形打桿是在矩形打桿外端焊接徑向直刃刮板而形成，采用寬38.1 mm、厚6.4 mm的薄鋼柵篩；脫殼滾筒外徑至36～40 cm，最大有效長(zhǎng)度增加到1.0～1.5 m，降低了滾筒轉(zhuǎn)速至260 r/m；凹板篩內(nèi)徑相應(yīng)增大至43～48 cm；變單滾筒為4～5個(gè)滾筒（圖6）。

進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，LMC將“T”形脫殼打桿的直刃刮板改進(jìn)為波紋刃刮板，薄鋼柵篩的鋼片厚度從6.4 mm降到3.5～4 mm，進(jìn)一步增大脫殼機(jī)構(gòu)的刮削能力，提高了篩面利用系數(shù)，從而提高脫殼效率。目前，廣泛應(yīng)用的4～5個(gè)滾筒大型脫殼機(jī)，最大單機(jī)脫殼效率達(dá)到23 t/h。通過(guò)更換相應(yīng)規(guī)格的脫殼部件，脫殼機(jī)既可用于榨油、加工和種用花生脫殼，也可對(duì)同一級(jí)花生莢果并列脫殼或進(jìn)行不同尺寸花生的分級(jí)脫殼。每個(gè)脫殼滾筒均獨(dú)立配置驅(qū)動(dòng)電機(jī)和減速器（圖6b），既簡(jiǎn)化了整機(jī)結(jié)構(gòu)、減少傳動(dòng)的功率損失，又可根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)每個(gè)滾筒獨(dú)立運(yùn)行。雖然脫殼滾筒獨(dú)立驅(qū)動(dòng)運(yùn)行，但整機(jī)只采用一套氣吸和振動(dòng)篩等復(fù)式清選系統(tǒng)，簡(jiǎn)化清選系統(tǒng)、提高清選效果。如圖6a所示，脫殼機(jī)除第一次氣吸清選外，上篩和下篩分別設(shè)有吸風(fēng)口進(jìn)行二次氣吸清選；5個(gè)滾筒脫殼機(jī)（圖6b）每個(gè)脫殼裝置均設(shè)有氣吸室進(jìn)行第一次清選，清選后的花生果仁經(jīng)統(tǒng)一篩選后進(jìn)入比重分選裝置二次清選。這種“獨(dú)立脫殼、統(tǒng)一清選”結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步改善了清選效果和脫殼質(zhì)量。

1.風(fēng)機(jī) 2.主風(fēng)管 3.上篩吸風(fēng)管 4.喂料槽 5.脫殼裝置 6.維護(hù)平臺(tái) 7.下篩 8.人行梯 9.下吸風(fēng)口 10.下篩吸風(fēng)管 11.電機(jī)及減速器 12.比重分選裝置 13.排雜口 14.上篩

1.Fan 2.Main pipe 3.Pipe for upper screens 4.Surge hopper 5.Shelling device 6. Maintenance platform 7.Lower screen 8.Step ladder 9.Lower suction outlet 10.Pipe for lower screens 11.Motor and reducer 12.Gravity table 13.Pipe for light hulls and skins 14. Upper screens

圖6 美國(guó)多滾筒花生脫殼機(jī)

Fig.6 American peanut shellers with multi-cylinders

4 花生脫殼加工工藝及裝備配置流程

4.1 榨油用花生脫殼加工及裝備配置流程

相比種用花生、食品加工用花生脫殼加工，美國(guó)榨油用花生脫殼加工環(huán)節(jié)最少、流程最簡(jiǎn)單、配置的設(shè)備數(shù)量也最少。其脫殼加工工藝流程、環(huán)節(jié)和配置的設(shè)備如圖7a所示。

整個(gè)工藝流程：花生經(jīng)提升機(jī)輸送至清選機(jī)進(jìn)行清選，清選后的花生莢果經(jīng)提升機(jī)、喂料斗進(jìn)入第一級(jí)脫殼機(jī)脫殼，石子、土塊和殘茬等雜質(zhì)分離出來(lái)，癟花生、離殼果仁和碎秸稈等經(jīng)旋風(fēng)分離器、傳送機(jī)送至果仁回收器分離后，匯至脫殼機(jī)果仁路徑；脫殼后果仁及未脫殼莢果經(jīng)振動(dòng)篩選機(jī)分離，果仁進(jìn)入比重分選機(jī)精選，而未脫殼莢果通過(guò)提升機(jī)進(jìn)入脫殼間隙和凹版篩隙更小的第二級(jí)脫殼機(jī)再次脫殼；兩個(gè)脫殼機(jī)均與氣吸系統(tǒng)相連，脫殼過(guò)程中的花生殼直接通過(guò)氣流吸出并經(jīng)旋風(fēng)分離器、回收器傳輸機(jī)送至花生殼處理加工設(shè)備；精選后的果仁經(jīng)磁選后傳送至榨油設(shè)備[64-67]。

該流程主要有3個(gè)特點(diǎn)，即清選出的有用成分和雜質(zhì)“分路”處理，提高花生資源利用率；采用2個(gè)花生脫殼機(jī)進(jìn)行未脫殼花生的二級(jí)循環(huán)脫殼；因榨油過(guò)程設(shè)有精制、漂白和脫臭等環(huán)節(jié)，基本可去除黃曲霉毒素等，所以不進(jìn)行黃曲霉檢測(cè)。榨油對(duì)花生果仁質(zhì)量要求不高，一般不能種用與食品加工用的破碎、兩瓣和黃曲霉含量超標(biāo)果仁均可用于榨油。因此，榨油用花生脫殼是3種商用花生脫殼中加工環(huán)節(jié)最少、加工裝備最簡(jiǎn)單的一種。

圖7 榨油和種用花生脫殼典型工藝流程及設(shè)備

4.2 種用花生脫殼加工及裝備配置流程

美國(guó)種用花生脫殼加工及設(shè)備配置流程如圖7b所示，主要由一次和二次花生預(yù)清，一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)花生脫殼，振動(dòng)篩選，比重分選，光電色選，篩式果仁分級(jí)（篩分機(jī)），種子處理（包衣等處理），計(jì)量包裝等工藝環(huán)節(jié)及其相應(yīng)的設(shè)備構(gòu)成[68-69]。

一次清選主要清除花生莢果中的石子、土塊等雜質(zhì)外，同時(shí)將選出的離殼果仁和莢果一同送入二次清選裝置（一般為滾筒篩），清選出的碎果仁等用于榨油，完好果仁及莢果進(jìn)入振動(dòng)篩選機(jī)；振動(dòng)篩選機(jī)將來(lái)自第一級(jí)脫殼機(jī)和滾筒篩分離除碎仁和半仁，未脫殼的中等尺寸莢果送至第二級(jí)脫殼機(jī)循環(huán)脫殼；比重分選機(jī)再將果仁中未脫殼小花生莢果返回到第三級(jí)脫殼機(jī)脫殼；所有果仁再經(jīng)色選、篩選進(jìn)行種子包衣等處理后計(jì)量包裝。

種用花生脫殼工藝及設(shè)備流程比榨油用花生脫殼復(fù)雜，其采用三級(jí)循環(huán)脫殼原理并增加了色選、分級(jí)等多個(gè)處理環(huán)節(jié)，最終將處理后的種子稱量和包裝。其中，將破碎果仁直接選出用于榨油，而特大果仁選出作為食品加工用。

4.3 加工用花生脫殼加工及裝備配置流程

果仁作為花生食用加工的主要原料，有害雜質(zhì)、劣變成分和黃曲霉?jié)舛瘸瑯?biāo)等問題，關(guān)系到人類健康和生命安全。因此，美國(guó)聯(lián)邦政府對(duì)食品加工用花生脫殼質(zhì)量要求非常嚴(yán)格。相比榨油和種用花生脫殼技術(shù)，食品加工用花生脫殼加工技術(shù)水平不斷提高，其工藝過(guò)程及設(shè)備配置主要差別和特點(diǎn)如下：

1）加強(qiáng)了花生清選功能 除進(jìn)行花生二次清選外，對(duì)一次清選出的離殼果仁和小癟花生另需經(jīng)單獨(dú)篩選和比重選，將離殼果仁分離后，小癟花生再分出兩級(jí)，分別進(jìn)入第三級(jí)、第四級(jí)脫殼機(jī)進(jìn)行脫殼。

2）增加了花生分級(jí)環(huán)節(jié) 將二次清選后的花生莢果分出4個(gè)等級(jí)，特大莢果一般帶殼保留、高價(jià)銷售，其余3個(gè)等級(jí)花生分別進(jìn)入一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)脫殼機(jī)進(jìn)行脫殼。

3）實(shí)行4級(jí)混聯(lián)脫殼 每級(jí)脫殼機(jī)分離出的未脫莢果在循環(huán)至下一級(jí)脫殼，直至第4級(jí)脫殼。第4級(jí)脫殼機(jī)脫出的果仁一般為籽粒不飽滿的癟果仁，單獨(dú)用于榨油；第一級(jí)脫殼機(jī)脫出的果仁為大果仁，單獨(dú)配置果仁處理設(shè)備，而二級(jí)和三級(jí)脫殼機(jī)果仁處理合用一套果仁處理設(shè)備。

4）增加果仁處理環(huán)節(jié) 如果仁處理設(shè)備有比重分選機(jī)、去石機(jī)、光電色選和果仁分級(jí)機(jī)等，增加了包裝前的黃曲霉含量抽檢，當(dāng)黃曲霉質(zhì)量濃度≥200g/L時(shí)[32]，可通過(guò)重新脫殼或果仁“脫衣”去除黃曲霉，也可將其用于榨油的原料。

5 美國(guó)花生脫殼加工主要特點(diǎn)

1）花生脫殼加工工廠化

花生脫殼加工全過(guò)程在標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的脫殼廠內(nèi)進(jìn)行，衛(wèi)生安全且環(huán)境可控，更好滿足日益嚴(yán)格的食品安全要求。流送式、氣力式和機(jī)械式輸送系統(tǒng)使脫殼加工過(guò)程中各環(huán)節(jié)連續(xù)，縮短了輸送路徑、又減少了上料和卸料次數(shù)，減少損傷與損失。工廠化有利于設(shè)備單元優(yōu)化配置和連續(xù)化與規(guī)?；a(chǎn)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗和安全地脫殼加工?；ㄉ摎S全年運(yùn)行，既提高了設(shè)施和脫殼加工裝備利用率，又可將各種成分果仁更好地滿足用戶常年需求。

2）脫殼加工過(guò)程精細(xì)化

花生脫殼加工前伸至花生清選和分級(jí)，后延至花生果仁的多個(gè)精選環(huán)節(jié)。前者既可清除收獲時(shí)夾帶及果殼黏附雜質(zhì)，以免加劇果仁脫殼損傷、部分雜質(zhì)殘留在果仁中而降低果仁質(zhì)量，又可防止石子和土塊等雜質(zhì)造成脫殼部件的損壞和磨損加?。缓笱邮姑摎ず蟮幕ㄉ实玫骄?xì)處理，通過(guò)精選、色選和分級(jí)等系列技術(shù)與裝備，提高了花生果仁的出廠質(zhì)量。

3）裝備技術(shù)先進(jìn)且大型化和系列化

作為花生脫殼加工裝備核心的脫殼機(jī)，采用“刮搓脫殼”脫殼機(jī)構(gòu)不斷改進(jìn)和優(yōu)化，“獨(dú)立脫殼、統(tǒng)一清選”的多滾筒脫殼機(jī)原理獨(dú)特、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，既可獨(dú)立工作也可聯(lián)合脫殼，提高了脫殼效率和質(zhì)量。花生莢果清選、分級(jí)、果仁精選、色選、分級(jí)和包裝設(shè)備等，按流水線脫殼加工統(tǒng)一配備，形成系列化。

4）花生收儲(chǔ)和脫殼加工產(chǎn)地化

為最大限度降低運(yùn)輸成本，及時(shí)干燥而減輕花生損傷與損失并提高品質(zhì)，美國(guó)花生脫殼廠及其收購(gòu)站均建在花生產(chǎn)區(qū)，完成花生收購(gòu)、干燥、儲(chǔ)藏和脫殼加工。脫殼廠和收購(gòu)站投資建廠之前，均進(jìn)行嚴(yán)格的可行性研究，綜合考慮花生產(chǎn)區(qū)地形地貌、交通條件、花生種植地塊、面積、產(chǎn)量和運(yùn)輸半徑等綜合因素。

5）花生“產(chǎn)-購(gòu)-儲(chǔ)-脫”有序化

“產(chǎn)-購(gòu)-儲(chǔ)-脫”系統(tǒng)有序是美國(guó)花生產(chǎn)業(yè)的一個(gè)顯著特點(diǎn)?；ㄉ九c農(nóng)場(chǎng)建立“訂單花生”關(guān)系，穩(wěn)定原料來(lái)源保障；花生公司與果仁用戶之間建立果仁供銷關(guān)系，花生果仁有序地流向榨油、加工企業(yè)和用種農(nóng)場(chǎng)等果仁用戶?；ㄉ鞠聦俚幕ㄉ召?gòu)站和脫殼廠之間數(shù)量匹配、產(chǎn)地布局合理?；ㄉ鷱姆N植農(nóng)場(chǎng)到收購(gòu)站、再到脫殼廠，花生果仁從脫殼廠到果仁用戶，所有流通環(huán)節(jié)均處于系統(tǒng)、有序和高效狀態(tài)。

6 中國(guó)花生脫殼加工的現(xiàn)狀及發(fā)展建議

6.1 中國(guó)花生脫殼加工現(xiàn)狀及問題

中國(guó)國(guó)情與美國(guó)顯著不同，大面積花生種植和脫殼機(jī)研究始于20世紀(jì)90年代[8,70]。根據(jù)花生種植分散、戶均種植規(guī)模小和農(nóng)民經(jīng)濟(jì)收入水平不高等實(shí)際情況，陸續(xù)研制出多種具有清選功能的小型花生脫殼機(jī)并迅速投入使用。截止到2005年，除部分地區(qū)種用花生仍采用人工脫殼外，中國(guó)基本實(shí)現(xiàn)了花生脫殼機(jī)械化，成為花生生產(chǎn)過(guò)程中率先實(shí)現(xiàn)機(jī)械化環(huán)節(jié)[70-71]?；ㄉ摎C(jī)研究最新進(jìn)展如下：

1）花生脫殼機(jī)技術(shù)進(jìn)展

脫殼機(jī)普遍采用了螺紋鋼或方鋼打桿和鋼筋柵條凹板篩；中大型脫殼機(jī)開始采用雙滾筒結(jié)構(gòu)，可在不進(jìn)行莢果分級(jí)情況下實(shí)現(xiàn)循環(huán)分級(jí)脫殼，提高脫殼效率到2～3 t/h，少數(shù)大型脫殼機(jī)脫殼效率達(dá)到6～8 t/h，脫殼質(zhì)量有一定提高。

2）花生莢果清選去石機(jī)的應(yīng)用

花生清選去石機(jī)的作用正在受到重視，大型脫殼機(jī)與清選去石機(jī)配套，減輕了石子和土塊等雜質(zhì)對(duì)脫殼質(zhì)量影響，提高了脫殼關(guān)鍵部件使用壽命。

3）花生果仁處理普遍加強(qiáng)

果仁清選、色選和分級(jí)技術(shù)等已普遍應(yīng)用，特別廣泛應(yīng)用于出口花生果仁的處理，提高了花生果仁加工質(zhì)量。

中國(guó)花生脫殼加工技術(shù)雖然發(fā)展很快，對(duì)花生生產(chǎn)、加工和出口起到了保證作用，但仍存在以下問題：

1）脫殼場(chǎng)所及脫殼方式問題

中國(guó)的花生脫殼多數(shù)在農(nóng)戶庭院、少量在固定的脫殼點(diǎn)場(chǎng)地的露天環(huán)境下進(jìn)行。因條件簡(jiǎn)陋和設(shè)備頻繁轉(zhuǎn)移，難以配置多環(huán)節(jié)、規(guī)?；土魉摎ぜ庸ぴO(shè)備，實(shí)現(xiàn)連續(xù)脫殼加工。除少數(shù)花生去石清選與脫殼2個(gè)環(huán)節(jié)連續(xù)進(jìn)行外，其余絕大部分花生的清選、脫殼、色選、分級(jí)等均分段進(jìn)行，增加了花生上料、卸料次數(shù)，不僅效率低下而且增加了花生損失和損傷，嚴(yán)重影響脫殼質(zhì)量與效率。露天環(huán)境下的脫殼作業(yè)，因沒有除塵等防護(hù)措施，脫殼過(guò)程容易引起花生果仁的衛(wèi)生和安全問題。

2）花生脫殼機(jī)原理與性能問題

中國(guó)花生脫殼機(jī)雖然種類繁多、大小各異，但脫殼裝置結(jié)構(gòu)原理和關(guān)鍵部件結(jié)構(gòu)參數(shù)等完全或基本相同，主要采用打擊和擠搓脫殼原理，脫殼滾筒由4個(gè)方鋼或螺紋鋼打桿焊合而成，凹板篩為鋼筋焊制的柵格篩，脫殼部件產(chǎn)生較大的擠壓力。為獲得足夠的打擊力，脫殼滾筒轉(zhuǎn)速一般高達(dá)400～500 r/h。因此，中國(guó)的花生脫殼損傷率一般超過(guò)5%～6%[72-80]。

3）花生及其果仁處理技術(shù)問題

盡管花生清選去石機(jī)開始應(yīng)用，但僅有一部分大型脫殼機(jī)脫殼作業(yè)時(shí)配備清選去石機(jī)，而多數(shù)情況下直接進(jìn)行脫殼，忽略清選環(huán)節(jié)。中國(guó)因花生新品種不進(jìn)行莢果和果仁均齊性審驗(yàn)，部分品種花生因莢果和果仁均齊性差而影響脫殼性能。中國(guó)尚未開展花生莢果分級(jí)技術(shù)研究，也沒有花生分級(jí)設(shè)備應(yīng)用；中國(guó)針對(duì)花生果仁的包裝和儲(chǔ)存技術(shù)研究尚不深入，造成果仁包裝粗放、規(guī)格不統(tǒng)一，也沒有嚴(yán)格的包裝、儲(chǔ)藏和運(yùn)輸技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和操作規(guī)范，容易使花生果仁產(chǎn)生二次和多次損傷。

4）花生“產(chǎn)-購(gòu)-儲(chǔ)-脫”系統(tǒng)無(wú)序

農(nóng)戶花生種植規(guī)模小而分散，自己很少儲(chǔ)藏花生?；ㄉ斋@、晾曬后一般進(jìn)行袋裝，等待榨油和加工企業(yè)或中間商來(lái)產(chǎn)地收購(gòu)。因銷售季節(jié)集中且時(shí)間較短，農(nóng)民必須及時(shí)將花生售完，使分散的農(nóng)戶在銷售過(guò)程中基本處于被動(dòng)地位。一般情況下，農(nóng)戶根據(jù)用戶要求或直接銷售花生莢果或盡快脫殼后銷售花生果仁。除少數(shù)企業(yè)承包一部分耕地種植花生或與農(nóng)民簽訂花生生產(chǎn)訂單外，絕大多數(shù)農(nóng)民的花生種植、銷售、脫殼等缺少計(jì)劃和組織。這種“產(chǎn)-購(gòu)-儲(chǔ)-脫”系統(tǒng)無(wú)序化狀況，將嚴(yán)重制約中國(guó)花生產(chǎn)業(yè)持續(xù)高效發(fā)展。

6.2 中國(guó)花生脫殼加工的發(fā)展建議

分析中國(guó)花生脫殼加工發(fā)展問題和展望今后發(fā)展，必須注意中國(guó)花生產(chǎn)業(yè)的幾個(gè)特殊情況：一是全國(guó)花生總產(chǎn)量大但農(nóng)戶種植單元規(guī)模小而分散，需要處理好一家一戶的花生生產(chǎn)和脫殼加工規(guī)模化要求的關(guān)系；二是農(nóng)民種植的花生品種品系繁多，莢果類型和外形差異較大，脫殼特性不同，即便同一品種花生的莢果整齊度也遠(yuǎn)不如美國(guó)種植的花生，給脫殼加工技術(shù)帶來(lái)難度；三是花生生產(chǎn)、收購(gòu)、儲(chǔ)藏和脫殼加工等環(huán)節(jié)基本處于脫節(jié)狀態(tài)；四是花生脫殼加工技術(shù)研究起步晚、基礎(chǔ)差，正處于快速發(fā)展階段。針對(duì)中國(guó)花生產(chǎn)業(yè)和脫殼加工實(shí)際情況，借鑒美國(guó)花生脫殼加工經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)成果，對(duì)中國(guó)花生脫殼加工發(fā)展提出以下建議：

1）進(jìn)一步加強(qiáng)花生脫殼機(jī)技術(shù)研究

美國(guó)花生脫殼機(jī)研究歷史久遠(yuǎn)，20世紀(jì)50年代以后，持續(xù)深入地進(jìn)行了花生脫殼原理、脫殼機(jī)構(gòu)、總體結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵脫殼部件材料等研究，以及花生品種、物料特性，環(huán)境溫濕度等對(duì)花生脫殼性能的影響[81-82]。LMC從刮搓脫殼原理到超大型脫殼機(jī)結(jié)構(gòu)等多方面持續(xù)地創(chuàng)新。相反，中國(guó)花生脫殼機(jī)尚存在脫殼質(zhì)量和效率問題，需從脫殼原理、機(jī)構(gòu)和材料等多方面進(jìn)行深入、系統(tǒng)地研究與試驗(yàn)，研發(fā)出適應(yīng)中國(guó)花生種植模式和花生品種特點(diǎn)的系列脫殼機(jī)。

2）提高花生脫殼前的莢果處理技術(shù)

根據(jù)中國(guó)花生新品種審驗(yàn)沒有整齊度要求、花生莢果和果仁外形差異顯著的情況，增加花生脫殼前莢果分級(jí)設(shè)備，有利于改善花生脫殼性能。

3）加強(qiáng)果仁處理和黃曲霉檢測(cè)技術(shù)研究

應(yīng)用密度分選等方法進(jìn)一步降低雜質(zhì)含量，加強(qiáng)花生果仁的安全儲(chǔ)藏技術(shù)研究。對(duì)于花生食品加工用花生果仁，應(yīng)該增加黃曲霉檢測(cè)環(huán)節(jié)，確?；ㄉ称芳庸ぴ系馁|(zhì)量安全。對(duì)此，重點(diǎn)借鑒美國(guó)花生精細(xì)化技術(shù)特點(diǎn)，結(jié)合花生生產(chǎn)實(shí)際情況，逐步提高中國(guó)果仁處理技術(shù)和裝備水平，為中國(guó)花生食品加工業(yè)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

4）提高花生產(chǎn)業(yè)的系統(tǒng)化程度

借鑒美國(guó)花生“產(chǎn)-購(gòu)-儲(chǔ)-脫-銷”系統(tǒng)化經(jīng)驗(yàn)和特點(diǎn)，鼓勵(lì)企業(yè)、農(nóng)村專業(yè)合作社等投資花生產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域、建立大型綜合花生公司，政府作為第三方建立花生質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)、制定合理定價(jià)和公平交易機(jī)制，規(guī)范花生收購(gòu)行為，讓農(nóng)民放心生產(chǎn)花生、企業(yè)放心購(gòu)買花生。實(shí)行“訂單花生”和“訂單果仁”的花生收購(gòu)與果仁銷售機(jī)制，加快花生“產(chǎn)-購(gòu)-脫-銷”系統(tǒng)化建設(shè)，使花生種植農(nóng)戶進(jìn)入到現(xiàn)代花生產(chǎn)業(yè)體系之中，保證花生收購(gòu)、儲(chǔ)藏和脫殼加工有序進(jìn)行。

5）逐步建立花生收儲(chǔ)與脫殼中心

借鑒美國(guó)花生收購(gòu)站和脫殼廠發(fā)展經(jīng)驗(yàn)及其運(yùn)行模式，針對(duì)中國(guó)以小而分散戶經(jīng)營(yíng)為主的花生生產(chǎn)方式，在花生種植集中的主產(chǎn)區(qū)逐步建立數(shù)量和規(guī)模適當(dāng)、區(qū)域分布合理的花生收購(gòu)、儲(chǔ)藏和脫殼加工中心，通過(guò)這些中心與分散的花生種植戶建立“訂單”關(guān)系，使分散的花生種植和統(tǒng)一、規(guī)?；默F(xiàn)代花生產(chǎn)后處理加工密切結(jié)合，形成現(xiàn)代的花生產(chǎn)業(yè)“統(tǒng)”、“分”結(jié)合關(guān)系，既可使千家萬(wàn)戶的農(nóng)民安心種植，又可化解花生食品企業(yè)和中間商花生儲(chǔ)藏、脫殼的風(fēng)險(xiǎn)與投資。建立花生收-儲(chǔ)-脫中心，不僅有利于提高花生脫殼加工設(shè)備及其利用水平，實(shí)現(xiàn)花生脫殼加工的規(guī)?；凸S化，提高花生脫殼質(zhì)量和效率，而且對(duì)提高中國(guó)花生產(chǎn)業(yè)化水平、促進(jìn)花生制品加工業(yè)發(fā)展和提升花生出口競(jìng)爭(zhēng)力，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和長(zhǎng)遠(yuǎn)意義。

7 結(jié) 論

在分析美國(guó)花生脫殼加工內(nèi)涵、分類及其在花生產(chǎn)業(yè)地位的基礎(chǔ)上，從脫殼加工方式及運(yùn)行系統(tǒng)條件入手，剖析了美國(guó)花生脫殼裝備與技術(shù)構(gòu)成、應(yīng)用現(xiàn)狀、功能結(jié)構(gòu)、典型脫殼加工工藝流程及裝備配置等，對(duì)美國(guó)花生脫殼加工技術(shù)與裝備的最新進(jìn)展和動(dòng)態(tài)進(jìn)行初步總結(jié)和展望，其中包括，花生脫殼廠的脫殼加工能力繼續(xù)擴(kuò)大、果仁儲(chǔ)藏技術(shù)、清潔能源與節(jié)能技術(shù)最新進(jìn)展；脫殼加工過(guò)程的花生清選、分級(jí)、果仁精細(xì)化處理、果仁包裝環(huán)節(jié)的技術(shù)及裝備最新進(jìn)展；花生脫殼機(jī)的刮搓式脫殼原理、波紋刃刮板打桿和薄鋼片式柵格凹板篩等關(guān)鍵部件、多滾筒獨(dú)立驅(qū)動(dòng)和復(fù)式清選等技術(shù)最新進(jìn)展等。歸納出美國(guó)花生脫殼加工工廠化與規(guī)?；⒚摎ぜ庸み^(guò)程精細(xì)化、裝備大型化和系列化、花生收儲(chǔ)和脫殼加工產(chǎn)地化、花生“產(chǎn)-購(gòu)-儲(chǔ)-脫”有序化等主要特點(diǎn)。

在借鑒、吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，全面了解、結(jié)合實(shí)際、合理借鑒觀點(diǎn)，深入系統(tǒng)地分析了中國(guó)花生脫殼加工現(xiàn)狀，找出了存在的脫殼方式、花生脫殼機(jī)原理與性能、花生及其果仁處理技術(shù)和花生“產(chǎn)-購(gòu)-儲(chǔ)-脫”系統(tǒng)等主要問題及其原因。針對(duì)中國(guó)花生脫殼加工及產(chǎn)業(yè)發(fā)展實(shí)際，借鑒美國(guó)花生脫殼加工技術(shù)和發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，提出了進(jìn)一步加強(qiáng)花生脫殼機(jī)技術(shù)研究、提高花生脫殼前的莢果處理技術(shù)、加強(qiáng)花生果仁處理與黃曲霉檢測(cè)技術(shù)研究、提高花生產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)化程度和逐步建立花生收儲(chǔ)與脫殼中心等中國(guó)花生脫殼加工的發(fā)展建議。提高花生脫殼加工質(zhì)量，對(duì)促進(jìn)中國(guó)花生生產(chǎn)和食用加工業(yè)發(fā)展，提升國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，具有重大經(jīng)濟(jì)意義和長(zhǎng)遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義。

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Technology and characteristics of peanut shelling of United States and enlightenment

Lu Rong1,2, Gao Lianxing1※, Chen Charles3, Butts C L4

(1.110866,; 2.,110122,; 3.; 4.,)

Peanut is a very important crop for production and trade of the edible oil not only in China and also in the world. Both China and the United States of America (USA) are important peanut producers and exporters in the world. In 2018, the total groundnut production of China and the USA were about 17 000 kt and 2 477 kt, accounting for 40.52% and 5.93% of the total production in the world respectively. The peanut exportation as well as peanut product exportation from the two countries were 685 kt and 567 kt, accounting for 20.22% and 16.74% of world total respectively. In China, the peanut production is about 7 times of the United States, but the peanut exportation only is 1.2 times of the United States in 2018, which indicates that the United States has become the most efficient and most advanced in peanut processing in the world. Based on comprehensively analysis, the main reasons for the United States to be the leading nation in peanut industry are not only the high mechanization level in peanut harvest but also the most advanced technology in peanut shelling processing. Peanut processing includes the procurement, storage, shelling, grading, and transportation of raw peanuts. The peanut shelling industry is responsible for the food safety and the quality throughout the supply chain. Shelling is a very important part of the post-harvest processing of peanut, which is not only a necessary step in peanut production and processing, but also the key source of peanut kernel damage. The technology status of peanut shelling mechanization determines the peanut kernel quality level, which includes peanut hulling loss, damage, health and safety. The United States is not only the earliest and most technologically advanced country in realizing peanut harvest mechanization, but also the earliest in realizing the mechanization of peanut shelling, with leading technology in the world. The advanced technology and equipment in peanut shelling processing have played an important role in the change of peanut consumption structure and the promotion of demand, the development of food processing industry and the enhancement of the international competitiveness of peanut and its products of the United States. In order to explore the technology and learn from the experience of the USA on peanut shelling which can be referred by Chinese peanut enterprises and engineers, classify, and review the peanut shelling technology of the USA were conducted based on onsite observation and public survey of documents. By means of the systematical analysis of the process of American peanut shelling, the layout of shelling plant and related shelling equipment, and the typical peanut shelling process and equipment configuration，the technical characteristics of American peanut shelling, which is significant different from China in aspects such as the industrialization and the large scale, the advanced equipment and well-equipped assembling, localization and ordering were summarized. The problems that the United States will focus on in the future, including but not limited to the selection, the storage safety, the transportation of peanut nuts, the detection and elimination of aflatoxin, the further improvement of processing efficiency and the optimizing of technology and equipment, etc were also predicted. At last, the suggestions on the development of peanut shelling technology according to the geographical location and gradually innovating from one-stage shelling to cyclic shelling were provided, according to the actual condition of Chinese peanut shelling. Also, suggests were provide developing shelling process from a narrow scope to a broader scope and setting up a standardized process for peanut shelling. The above findings and suggestions should be useful to the improvement of peanut shelling technology not only in China but also in other countries.

agricultural machinery; technology; processing; peanut; shelling; post-harvest machinery; sheller; the United States

2019-03-31

2019-05-03

國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2016YFD0702102）和國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（51575367、50775151）

陸 榮，講師，博士生，主要從事農(nóng)產(chǎn)品收獲與加工機(jī)械研究。Email：lurong1025@126.com

高連興，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事農(nóng)產(chǎn)品收獲與加工機(jī)械研究。Email：lianxing_gao@126.com

10.11975/j.issn.1002-6819.2019.11.033

S225.7+3; S226

A

1002-6819(2019)-11-0287-12

陸 榮，高連興，Chen Charles，Butts C L. 美國(guó)花生脫殼加工技術(shù)特點(diǎn)及啟示[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2019，35(11)：287－298. doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2019.11.033 http://www.tcsae.org

Lu Rong, Gao Lianxing, Chen Charles, Butts C L. Technology and characteristics of peanut shelling of United States and enlightenment[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2019, 35(11): 287－298. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2019.11.033 http://www.tcsae.org