石鑫，吐魯洪·吐爾迪，楊豫新，楊會(huì)民

（1.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所，新疆 烏魯木齊 830091；2.農(nóng)業(yè)部林果棉與設(shè)施農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)科學(xué)觀測(cè)試驗(yàn)站）

0 引言

巴旦木是世界四大著名干果之一，又稱扁桃或巴旦杏[1-3]。新疆是巴旦木的主要產(chǎn)區(qū)，目前巴旦木管理和加工基本采用人工作業(yè)，勞動(dòng)成本高。我國(guó)巴旦木生產(chǎn)加工機(jī)械化水平無(wú)論是同大宗農(nóng)產(chǎn)品相比，還是同世界發(fā)達(dá)國(guó)家相比，均有較大差距。盡管國(guó)外在巴旦木生產(chǎn)和加工裝備方面已經(jīng)有了較為成熟的技術(shù)和體系，但因新疆引進(jìn)和推廣巴旦木時(shí)未考慮機(jī)械化加工的要求，導(dǎo)致品種繁雜，不同品種在外形和物理特性上存在較大差異，國(guó)外的巴旦木加工技術(shù)與裝備對(duì)新疆地區(qū)種植的巴旦木品種適應(yīng)性差，不能滿足本地區(qū)巴旦木機(jī)械化生產(chǎn)加工的實(shí)際需求。因此迫切需要自主研發(fā)適合新疆地區(qū)巴旦木種植規(guī)模、種植品種、地域特點(diǎn)和加工要求的巴旦木生產(chǎn)加工機(jī)械裝備和工藝[1-5]。

1 巴旦木初加工工藝及配套機(jī)具

項(xiàng)目組通過十多年的研發(fā)、試驗(yàn)，針對(duì)新疆巴旦木生產(chǎn)加工現(xiàn)狀研發(fā)了一整套巴旦木脫青皮、分級(jí)、破殼、殼仁分離設(shè)備和加工工藝。巴旦木初加工工藝流程如下：

圖1 巴旦木初加工工藝流程

項(xiàng)目組研發(fā)的巴旦木脫青皮機(jī)包括6TB-400型、6TB-700型及組合式巴旦木脫青皮機(jī)，生產(chǎn)效率最高達(dá)700 kg/h，碎果率為0～3%，青皮脫凈率大于99%。研發(fā)的篩片滾筒式巴旦木分級(jí)機(jī)和欄柵滾筒式巴旦木分級(jí)機(jī)可根據(jù)巴旦木的大小實(shí)現(xiàn)分級(jí)，分級(jí)合格率達(dá)84%，分級(jí)效率400 kg/h。研發(fā)的高效多功能巴旦木破殼機(jī)采用對(duì)輥擠壓撕搓原理，結(jié)合同步調(diào)節(jié)破殼間隙和三級(jí)組合破殼的破殼方法，通過改變破殼部件的工作參數(shù)，適合形狀不規(guī)則、尺寸差異大的巴旦木破殼，一次喂入可實(shí)現(xiàn)大、中、小三級(jí)巴旦木破殼，巴旦木破殼率大于91%，破損率小于3%，生產(chǎn)率達(dá)320 kg/h。研發(fā)的6FKR-300型巴旦木殼仁分離機(jī)利用風(fēng)選的方法，加入一套清選分離工藝，先去除未破殼的巴旦木，再進(jìn)入破殼工序，使得破殼效率提高，生產(chǎn)率達(dá)304 kg/h，仁中含殼率小于2%，殼中含仁率小于3%。

通過測(cè)算巴旦木經(jīng)過脫青皮后，每100 kg青皮巴旦木出硬殼巴旦木30 kg，出果率為30%，硬殼巴旦木通過晾曬在水分損傷30%時(shí)，最適合破殼加工，此時(shí)破殼需要的破殼力和消耗的功率都最小，因此在配套生產(chǎn)線時(shí)需考慮上述因素。通過計(jì)算分析巴旦木生產(chǎn)線最合理的配置方式為5臺(tái)巴旦木脫青皮機(jī)、1臺(tái)分級(jí)機(jī)、1臺(tái)巴旦木破殼機(jī)、1臺(tái)巴旦木殼仁分離機(jī)，中間環(huán)節(jié)采用輸送帶連接，可完成整套機(jī)械化加工。

圖2 巴旦木加工生產(chǎn)線

2 關(guān)鍵技術(shù)裝備

2.1 脫青皮

巴旦木脫青皮工藝為將巴旦木脫青皮機(jī)擺放在晾曬場(chǎng)，采用多臺(tái)機(jī)具同時(shí)作業(yè)，脫青皮之后的巴旦木就地晾曬，以備后期分級(jí)。通過調(diào)整脫皮滾筒和分離篩的間隙來(lái)適應(yīng)不同品種、不同外形尺寸的青皮巴旦木，機(jī)械化作業(yè)比手工提高工效70倍，同時(shí)可完成巴旦木青皮和雜葉的分離。6TB-400型巴旦木脫青皮機(jī)技術(shù)參數(shù)如下：

圖3 巴旦木脫青皮機(jī)

2.2 分級(jí)

巴旦木分級(jí)采用篩片滾筒式和欄柵滾筒式巴旦木分級(jí)機(jī)。工作時(shí)滾筒旋轉(zhuǎn)，巴旦木通過進(jìn)料口進(jìn)入滾筒內(nèi)，沿著旋轉(zhuǎn)篩筒的內(nèi)壁旋轉(zhuǎn)，在滾筒離心力的作用下，將厚度尺寸小的巴旦木從第一節(jié)滾筒篩柵欄間隙中分離出來(lái)，厚度尺寸較大的巴旦木在滾筒的帶動(dòng)下運(yùn)動(dòng)到下一級(jí)繼續(xù)篩分，如此重復(fù)到第四級(jí)，直至厚度最大的巴旦木從出料口分離為止，分級(jí)合格率達(dá)84%，達(dá)到分離目的（圖4）。

圖4 欄柵滾筒式巴旦木分級(jí)機(jī)

圖5 高效多功能巴旦木破殼機(jī)

2.3 破殼

高效多功能巴旦木破殼機(jī)采用對(duì)輥擠壓撕搓原理，結(jié)合同步調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)均勻調(diào)節(jié)破殼間隙，一次喂入實(shí)現(xiàn)三級(jí)破殼的高效新方法，改變了當(dāng)前國(guó)內(nèi)采用人工砸取、挑選的現(xiàn)狀，解決了勞動(dòng)成本高、巴旦木仁破碎率高、產(chǎn)品質(zhì)量和衛(wèi)生條件無(wú)法保證等問題。技術(shù)參數(shù)如下：

2.4 殼仁分離

6FKR-300型巴旦木殼仁分離機(jī)采用新的巴旦木殼仁分離工藝，在破殼工序之后比重殼仁分離之前，利用風(fēng)選的方法，加入一套清選分離工藝，先去除未破殼的巴旦木，再進(jìn)入破殼工序，使得破殼效率提高，同時(shí)提高殼仁分離的效率以及清選率。技術(shù)參數(shù)如下：

3 經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比分析

項(xiàng)目組于2019～2020年在莎車縣阿熱勒鄉(xiāng)實(shí)地調(diào)研，通過對(duì)比試驗(yàn)測(cè)算統(tǒng)計(jì)出巴旦木機(jī)械化作業(yè)與人工作業(yè)在生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)性上的差異（表1～表3）。通過測(cè)算，采用機(jī)械化作業(yè)生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)性大大提高，由于大面積示范推廣機(jī)械化作業(yè)，提高了巴旦木的品質(zhì)和價(jià)格，巴旦木收購(gòu)價(jià)格穩(wěn)步上升，使農(nóng)民人均收入及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總收入水平顯著提高，促進(jìn)了當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)的整體增效和農(nóng)民增收。

圖6 巴旦木殼仁分離機(jī)

表1 巴旦木機(jī)械化脫青皮與人工脫青皮對(duì)比

表2 巴旦木機(jī)械化破殼與人工破殼對(duì)比

表3 巴旦木機(jī)械化殼仁分離與人工殼仁分離對(duì)比