마름 복합박피기 설계 및 실험

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 2393(2023) 이 기사 인용

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밤나무는 중국의 특징적인 수생 채소로, 신선한 과일 껍질을 벗기는 수요가 급속히 증가하고 있습니다. 수동 박피의 높은 노동 강도와 낮은 효율성이라는 기존의 문제점을 해결하기 위해 회전 칼을 사용하여 새싹과 뿌리를 제거하고 차동 마찰 벨트를 사용하여 측면 껍질을 제거하는 복합 박피 기계를 설계했습니다. 필링 기계의 성능은 후베이 프로방스 샤오간(Xiaogan)의 밤나무를 사용하여 테스트되었습니다. 공급량 200g, 회전속도 10r/min의 조건에서 절단속도를 영향요인으로 하고 새싹과 뿌리의 절단속도를 평가지표로 하여 단일인자 시험을 실시하였다. 그 결과, 회전칼의 절단속도가 1.2 m/s일 때 밤나무 새싹과 뿌리의 생과의 절단율은 각각 79.04%, 83.77%로 나타났다. 차동마찰벨트에서는 높고 낮은 선속도를 영향인자로 삼았고, 측면박리 제거율을 평가지표로 사용하였다. 측면 박리 제거율은 고속 선속도 2.1m/s, 저속 선속도 1.58m/s에서 84.93%를 나타냈다. 전체 기계의 성능을 평가한 결과, 복합 박피기의 작업 손실은 43.03%, 종합 박피율은 77.43%로 설계 요구 사항에 도달했습니다. 본 연구는 밤나무 박피장치의 연구개발에 참고자료를 제공할 수 있다.

Eleocharis라고도 알려진 밤나무는 중국의 중요한 수생 채소 중 하나입니다. 후베이(Hubei), 광시(Guangxi), 절강(Zhejiang), 후난(Hunan) 및 기타 지역에 널리 재배되며 총 면적은 50,000hm2이며 연간 신선한 마름 열매 생산량은 600,000~800,000톤입니다1,2. 현재 국가 농촌 진흥 전략의 시행과 "일현, 일품" 현 경제 발전의 요구를 중심으로 광시, 후베이 및 기타 지역에서의 밤나무 재배가 빠르게 발전하고 있습니다3,4,5. 껍질을 벗긴 신선한 밤나무는 설탕에 절인 과일과 과일 통조림 가공에 사용될 수 있어 더 높은 경제적 가치를 달성할 수 있습니다6,7. 그러나 밤나무 박피는 여전히 노동집약도가 높고 효율성이 낮으며 생산비용이 높은 수동작업이 주류를 이루고 있어 산업발전의 요구를 충족시키기 어렵다. 박피 기술은 밤나무 산업 발전의 병목 현상 중 하나가 되었습니다.

국내외 학자들은 주로 화학적 필링, 스팀 필링, 기계적 필링 등을 포함하는 일반적인 과일 및 채소 필링 기술8,9,10,11을 연구해 왔습니다.12,13,14,15. 증기 껍질을 벗기면 밤나무가 익고 신선한 맛을 잃게 되므로 이 방법은 실현 가능하지 않습니다. 화학적 필링은 잿물에 스며들게 되는데, 이는 폐액에 의해 오염도가 높고 잿물 잔여물이 발생하기 쉬우며 식품 안전에 영향을 미칩니다18,19,20. 기계적 박피는 과일 및 채소에 적용되는 박피 방법 중 가장 오래되고 가장 오래 적용되는 방법이며, 보다 효율적이고 환경 친화적인 방법이기도 합니다21,22,23. 화학적 필링과 스팀 필링은 한번에 많은 수의 대상 과일을 투입할 수 있어 높은 작업 효율을 얻을 수 있습니다. 그러나 현재로서는 펄프 숙성이나 유해한 액체 잔류물 문제를 해결할 수 없습니다. 기계적 껍질은 과일에 잠재적인 안전 및 건강 위험을 초래하지 않으며 식품 요구 사항을 충족합니다. 따라서 필링 산업은 일반적으로 칼 절단 및 롤링 마찰 공급 죽순 필링 기계, 기계화된 죽순 필링 기계를 설계한 Cao Chengmao와 같은 기계에 중점을 둡니다. Zeng Rong은 신선한 연꽃 씨앗을 위한 다중 채널 통합 껍질 벗기는 기계를 설계했습니다. 다중 채널 프로파일링 그루브 휠은 신선한 연꽃 씨앗의 단일 배출, 내부 및 외부 절단기의 원형 절단, 롤링 껍질과 커널의 분리를 실현하여 신선한 연꽃 씨앗의 껍질을 벗기는 데 사용되었습니다. Yu Guohong은 더 나은 고구마 껍질 벗기기 성능을 달성하기 위해 고구마의 물리적 특성을 기반으로 유연한 적응형 프로파일링 고구마 껍질 벗기기를 설계했습니다26. Xu Xieqing은 수작업을 줄이고 필링 효율성을 향상시키기 위해 워터젯 필링 방법을 기반으로 신선한 연꽃 종자 필링 기계를 설계했습니다27.

vI; vI is the velocity direction of the friction belt I; vII is the velocity direction of the friction belt II; vIII is actual running direction of water chestnut; ωIII is actual angular velocity direction of water chestnut./p> 0.05), but with high-speed belt velocity increased, the side peel removal rate had a downward trend, mainly due to: When the side peel of water chestnut was removed between the differential channels of the two friction belts, the relative sliding distance between the side peel and the friction belts was always longer than the outer circumference of the water chestnut, and a certain amount of side peel can be removed. However, with the increase of the high-speed belt velocity, the relative sliding distance between the water chestnut and the friction belts decreased slightly, so the removal rate decreased. In the test range, according to the mean value analysis of test data, when vI = 2.1 m/s and vII = 1.58 m/s, the highest removal rate of water chestnut side peel was 84.93%./p>