阅读说明：本技术 一种多功能气动式低温高压膨化脱壳装置 (Multifunctional pneumatic low-temperature high-pressure puffing hulling device ) 是由 李冬兵 郭海艳 李静 杨帆 于 2019-11-13 设计创作，主要内容包括：本发明属于农机领域,涉及一种多功能气动式低温高压膨化脱壳装置。特征是：种子通过加料漏斗(1)进入高压膨化釜(3),密封后,加入高压二氧化碳。稳压几分钟后,通过快速打开高压气动球阀(7),实现瞬时释压,利用环境与种子内部的压差,达到脱壳的目的。利用离心分离器(8)将种子的壳、肉从气流中分离出来。二氧化碳最终存储于二氧化碳储存罐(12)中,实现循环利用。本发明结构简单,操作方便,处理成本低,普适于板栗,核桃,元宝枫种子等干果和翅果脱壳,以解决传统剪切法及机械摩擦法脱壳率低,种仁破损率高,口感破坏,以及受限于种子形状大小的问题。(The invention belongs to the field of agricultural machinery, and relates to a multifunctional pneumatic low-temperature high-pressure puffing and shelling device. Is characterized in that: the seeds enter a high-pressure puffing kettle (3) through a feeding funnel (1), and high-pressure carbon dioxide is added after the seeds are sealed. After stabilizing the pressure for a few minutes, the high-pressure pneumatic ball valve (7) is quickly opened to realize instantaneous pressure release, and the aim of shelling is fulfilled by utilizing the pressure difference between the environment and the interior of the seeds. The shell and meat of the seeds are separated from the air flow by a centrifugal separator (8). The carbon dioxide is finally stored in a carbon dioxide storage tank (12) to realize recycling. The invention has simple structure, convenient operation and low processing cost, is generally suitable for hulling dry fruits and key fruits such as Chinese chestnuts, walnuts, acer truncatum seeds and the like, and solves the problems of low hulling rate, high kernel damage rate, damaged mouthfeel and limited shape and size of seeds in the traditional shearing method and mechanical friction method.)

一种多功能气动式低温高压膨化脱壳装置

技术领域

本发明属于农机领域，具体涉及一种多功能气动式低温高压膨化脱壳装置。

背景技术

种子脱壳是种子加工业工业化进程中较为关键的环节。传统的手工脱壳任务繁重，效率低，不满足工业化加工需求。目前国内对种子脱壳普遍采用剪切法、揉搓法、挤压等机械方式脱壳，存在脱壳效果差，种壳、种仁容易破碎，容易漏脱小的种子，大的种子严重破碎的问题。影响种仁的完整性及美观性，机械内部的金属可能会影响种仁的口感，进而影响种仁的后续应用。此外，碎的种壳、种仁易与脱落的种子混在一起，不能彻底分离，种子损失率大。还需增加拣选分离工序，增加了工作量和成本，经济效益低。采用机械方式的脱壳对种子的形状大小有很大的局限性，只能处理机械设计大小类似的种子，对太大（破损严重）或太小（漏脱）的种子的脱壳效果都很差，这不利于不同规格大小种子的脱壳。

如申请号CN 201810221117.0 发明名称：一种高效率的农产品脱壳装置，公开的一种脱壳机，该脱壳机将搅拌叶片设置在电机带动的转轴上，所述搅拌叶片包括搅拌棍和搅拌刀。搅拌刀在种子表面形成划痕，搅拌棍对种壳进行敲打、碾压，其脱壳采用的是剪切和挤压相结合的机械式脱壳。

如申请号 CN 201711070772.2 发明名称：一种板栗快速脱壳装置，该脱壳机包括渗盐池，自动划痕机，隧道式微波炉，揉搓脱壳机和收集容器。所述渗盐池内3%的NaCl溶液用于板栗侵泡，再通过自动划痕机对板栗切口，经过隧道式微波炉加工，最后通过揉搓脱壳机对板栗揉搓，使外壳与栗仁彻底脱离，其脱壳采用的是剪切和揉搓相结合的机械式脱壳。

如申请号 CN 201910153598.0 发明名称：一种搓挤式核桃脱壳装置，该脱壳机将搓挤装置置于传送装置下方，所述搓挤装置包括弧形压板和搓挤滚筒。压板固定，搓挤滚筒转动，核桃受到挤压外，还会受到由于速度差引起的揉搓作用，核桃被压裂，搓去外壳，其脱壳采用的是搓揉和挤压相结合的机械式脱壳。

利用气压差对种子脱壳具有种仁完整，不受种子形状大小影响的优势。现有的气压式脱壳机采用空气弹簧（CN 201210179540.1）、空气浴加热（CN 201820844092.5）和螺旋压杆（CN 201210393133.0和CN 201811539297.3）提供压差。但是，上述提供的压力差较小，能量不足，导致脱壳率低。此外，利用空气作气源媒介，气体压缩的倍数与容器升温成正比。如果气压足够大，容器温度过高，会影响种仁的营养品质。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种多功能气动式低温高压膨化脱壳装置，其普适性高，可以应用于干果的脱壳：坚果（如板栗，核桃），翅果（如元宝枫种子），荚果（如皂荚）及谷物（如水稻）等。提高脱壳的应用范围及脱壳效率，保存种仁的完整程度，风味口感及营养价值。

本发明的技术方案如下：

一种多功能气动式低温高压膨化脱壳装置，包括高压膨化釜，铸铝加热器，高压气动球阀，离心分离器，二氧化碳储存罐，无油空压机，高压二氧化碳管道。

更优地，所述高压膨化釜外部设置有加料斗、真空压力表、温控器、铸铝加热器、高压气动球阀、清扫二氧化碳管道和高压二氧化碳管道。高压膨化釜采用304材质制作，内部直径φ100mm，工作温度为：-10~120 ºC，承压：16 MPa。高压膨化釜与加料斗通过高压球阀连接。清扫二氧化碳管道和高压二氧化碳管道分别通过高压球阀与高压膨化釜连接。高压膨化釜与高压气动球阀法兰连接。高压膨化釜口部朝下，倾斜安装，利于种子在膨化时排出高压膨化釜。

更优地，所述铸铝加热器：电压220V，功率2KW，温度控制精度±0.5 ºC。铸铝加热器包围高压膨化釜外壁，两者共同组成膨化釜预热组件。

更优地，所述高压气动球阀由锻造球阀和气动执行器组成。高压端口和卸压端口通径φ100mm。气动执行器通过PID控制，以增加打开锻造球阀的速度。高压气动球阀连接高压膨化釜和离心分离器。

更优地，所述离心分离器采用304材质制作，气流管路直径φ100mm。离心分离器利用高速旋转的气流带来的离心力将种子的壳、肉从气流中分离出来。气体进入口与高压气动球阀和卸压端口连接，气体排出口与二氧化碳储存罐通过蝶阀连接。每次膨化后，打开底部的排出球阀，分别从种仁排出口和种壳排出口将种仁和种壳取出。

更优地，所述二氧化碳储存罐采用304材质制作，直径φ360 mm，耐压0.6 MPa或真空 -50KPa。二氧化碳储存罐与离心分离器通过蝶阀连接。底部安装有排污球阀和管道。侧壁有真空压力表，能测量-0.1~1 MPa的压力。上部安装有由回收气体球阀连接的回收二氧化碳管道。

更优地，所述无油空压机功率 1.1 KW，排气压力0.8 MPa，带储气罐,机器本身材料不含油性物质，避免了油机对二氧化碳的污染。同时，修改空压机启动逻辑，当二氧化碳存储罐内压力达到 -50 KPa时停止工作，空压机自带储气罐压力达到0.8MPa时自动排气。

更优地，所述高压二氧化碳管道用伴热带缠绕，组成高压二氧化碳预热组件。加热功率为 1KW。加热时要时刻注意高压膨化釜的真空压力表和温控器，防止压力和温度过高，造成危险。温度调整范围：20~150 ºC。

本发明具有如下有益效果：

本发明是一种多功能气动式低温高压膨化脱壳装置，通过调控高压气动球阀，使高温膨化釜的二氧化碳瞬间释压，利用环境与种子内部存在的气压差，实现种子壳仁分离的的目的。该过程是在低温环境下发生，即可以实现高效快速脱壳，又能保存种仁营养品质。使得种仁在后续提取，榨油等工序中保障原料的品质。高压还可以实现种仁灭菌功能，能更好地储存种仁。通过离心分离器实现种壳和种仁的彻底分离，二氧化碳气体通过离心分离器的上端出口，最终回收储存于二氧化碳储罐中，实现气体的循环使用。

本脱壳装置还具有操作简单，脱壳高效，种仁完整度高，使用范围广，对种子形状大小无要求等优点。同时，本发明实现了对二氧化碳的循环利用，大大降低了操作成本。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为气动高压球阀的结构示意图。

图3为离心分离器的结构示意图。

图中标记：(1) 为加料漏斗，(2) 为高压球阀，(3) 为高压膨化釜，(4) 为真空压力表，(5) 为温控器，(6) 为铸铝加热器，(7) 为高压气动球阀，(8) 为离心分离器，(9)和(10) 为排出球阀，(11) 为蝶阀，(12) 为二氧化碳储存罐，(13) 为排污球阀，(14) 为真空压力表，(15) 为回收气体球阀，(16) 为无油空压机，(17) 储气罐（空压机带），(187) 清扫二氧化碳管道，(19) 高压球阀，(20) 高压二氧化碳管道，(21) 高压球阀，(22) 为高压端口，(23) 为锻造球阀，(24) 为气动执行器，(25) 为卸压端口，(26) 为气体进入口，(27)为气体排出口，(28) 为种仁排出口，(29) 为种壳排出口。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施案例来对本发明进行详细的说明。

请参阅图1~3，一种多功能气动式低温高压膨化脱壳装置。包括：高压膨化釜(3)，铸铝加热器(6)，高压气动球阀(7)，离心分离器(8)，二氧化碳储存罐(12)，无油空压机(16)。特征在于：所述高压膨化釜(3)外部设置有加料斗(1)、真空压力表(4)、温控器(5)、铸铝加热器(6)、清扫二氧化碳管道(18)和高压二氧化碳管道(20)。高压膨化釜(3)与加料斗(1)通过高压球阀(2)连接。清扫二氧化碳管道(18)和高压二氧化碳管道(20)分别通过高压球阀(19)和(21)与高压膨化釜(3)连接。高压膨化釜(3)口部向下倾斜安装，利于种籽在膨化时排出高压膨化釜；所述铸铝加热器(6)包围在高压膨化釜(3)外壁，两者共同组成膨化釜预热组件；所述高压气动球阀(7)由锻造球阀(23)和气动执行器(24)组成。气动执行器通过PID控制，以增加打开锻造球阀(23)的速度；所述离心分离器(8)通过高压气动球阀(7)连接高压膨化釜(3)；所述二氧化碳储存罐(12)与离心分离器(8)通过蝶阀(11)连接。底部安装有排污球阀（13）和管道。侧壁有真空压力表(14)，上部安装有由回收气体球阀连接的回收二氧化碳管道；所述无油空压机(16)带储气罐(17),机器本身材料不含油性物质，避免油机对二氧化碳的污染。同时，修改空压机启动逻辑，当二氧化碳存储罐内压力达到 -50 KPa时停止工作，空压机自带储气罐压力达到0.8MPa时自动排气；所述高压二氧化碳管道(20)缠绕伴热带，组成高压二氧化碳预热组件。加热功率为 1KW。加热时要时刻注意高压膨化釜(3)的真空压力表(4)和温控器(5)，防止压力和温度过高，造成危险。温控器(5)温度调整范围：20~150 ºC。

具体的操作流程：

首先打开蝶阀（11），无油空压机（16）将二氧化碳储存罐（12）内的气体抽走，使得罐内压力下降到-50 KPa；打开高压球阀（2），将元宝枫种籽通过加料漏斗（1）放置入高压膨化釜（3）内，关闭高压球阀（2）；打开清扫二氧化碳管道（18）的高压球阀（19），将无油空压机（16）储气罐（17）内的二氧化碳填充入高压膨化釜（3），待高压膨化釜（3）的真空压力表（4）数值不再上升后关闭高压球阀（19）；打开高压二氧化碳管道（20）处的高压球阀（21），使得高压膨化釜（3）内的压力上升至工作压力 2 MPa，关闭高压球阀（21），高压膨化釜（3）内的工作温度为 55 ºC，稳压 10分钟后，使二氧化碳充分渗入元宝枫种籽内部；打开高压气动球阀（7），高压膨化釜（3）内的高压二氧化碳带动元宝枫种籽通过锻造球阀（23）向离心分离器（8）运动，在这个过程实现瞬间卸压膨化；气流和固体物质在离心分离器（8）中通过高速旋转的气流带来的离心力将种籽的壳、肉从气流中分离出来。种壳和种仁分别落在离心分离器（8）的种壳排出口（29）和种仁排出口（28），二氧化碳气体通过蝶阀（11）进入二氧化碳储存罐（12）；关闭蝶阀（11），打开空压机，抽走二氧化碳储存罐（12）内的气体；打开离心分离器（8）下端种壳排出口（29）和种仁排出口（28）的高压球阀（9，10），取出种壳和种仁后，关闭高压球阀（9，10），打开蝶阀（11）。

本发明一种多功能气动式低温高压膨化脱壳装置，同样地适用于核桃，板栗，花生等干果和谷物等农产品的种籽脱壳，具有操作简单，省时，省力，高效，环保，脱壳率高，种仁完整度，风味口感，营养价值保存度高，不受限于种籽形状大小，脱壳范围广等优点。

以上所述仅为本发明的实施例，但并非因此限制本发明的专利范围。凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结果普或等效流程变换，或直间或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包含在本发明的专利保护范围内。