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脱壳是银杏果粗加工中最复杂、最关键的加工环节。目前,银杏果脱壳机械化和自动化仍处于起步阶段,为了研发出脱壳率高、破仁率低的银杏果脱壳机,以提高银杏果加工的生产效率,增加银杏果仁的商品价值。本论文在研究了银杏果物理力学特性和银杏果热风干燥特性的基础上,提出了银杏果脱壳工艺路线;设计了一台滚筒-栅条式银杏果脱壳机,并进行了脱壳和清选性能试验;利用响应面分析法分析了热风温度、热风速度、装载量对干燥品质的综合影响,滚筒转速、滚筒直径、栅条间隙对脱壳率、破仁率的影响,以及喂入量、风速、出风口倾角对损失率和清洁率的影响;采用函数期望寻优法对脱壳机的结构参数进行了优化。取得的主要研究结论如下:(1)银杏果热干燥过程主要集中在恒速和降速干燥两个阶段,升速不明显。在试验范围内,热风温度、装载量对失水速率影响均显著而热风风速影响不显著,热风温度对失水速率影响最大,热风风速影响最小。经拟合发现银杏果热风干燥过程符合Page模型。(2)通过对银杏果传热系数的计算可知:银杏果热风干燥条件下的扩散系数大约在(0.492~2.158)×10-6m2/s范围内,扩散系数随着气体温度的升高及风速的增加而增加。银杏果热风薄层干燥的活化能在(21.816~33.811) kJ/mol,这与其组织结构、形状、大小及组成等因素有关。(3)通过本项目研究发现:热风温度、装载量和风速对银杏果热风干燥平均能耗、平均干燥速率、蛋白质保存率以及感官评分等评价指标有极显著影响,而且不同干燥因素对不同干燥评价指标的影响程度也不同。利用多目标非线性优化分析及函数期望寻优法对干燥工艺进行优化,得到银杏果热风干燥最佳工艺参数组合,即热风温度为68℃、热风速度为1.15m/s及装载量为15.58kg/m2。此时平均能耗为11.86kW.h/kg、平均干燥速率为9.77%/h、蛋白质保存率为90.30%、感官评分为8.57分。(4)对银杏果压缩力学试验研究可知:含水率、施压方向对破碎力、变形量及能耗有极显著影响(P<0.10)。破碎力、变形量及能耗与银杏果含水率之间存在二次非线性的函数关系。经过正交试验多重比较分析可知:银杏施压方向、施压速率、银杏含水率与银杏果综合评分均为显著相关,要使银杏压缩脱壳质量最佳时,最优水平组合为银杏施压方向为Y向、挤压速率为55mm/min、含水率23.72%。(5)采用滚筒-栅条式对银杏果进行脱壳试验可知在:试验范围内,银杏果脱壳率和破仁率随着转子转速和滚筒直径的增加而逐渐增大,随着栅条间隙的增大而减小。对脱壳率的影响强度依次是:转子转速>滚筒直径>栅条间隙。对破仁率的影响强度依次是:滚筒直径>转子转速>栅条间隙。通过多目标优化法脱壳装置最优组合:转子速度为180r/min、滚筒直径为182mm、栅条间隙为10.5mm,此时,银杏脱壳率为92.80%,破仁率为8.10%。能够满足银杏果脱壳工艺的要求。(6)通过本项目试验结果表明,建立了喂入量A、风速B、出风口倾角C对损失率Y1和清洁率Y2的二次多项式回归模型。损失率Y1的二次多项式回归模型:Y1=5.69+0.60A+6.99B-0.95C+1.00AB-0.63AC-0.32BC-0.30A2+4.79B2-1.23C2。并由各影响因素的贡献率可知:在试验范围内各结构参数对损失率的影响强度次序为:风速>出风口的倾角>喂入量。清洁率Y2的二次多项式回归模型:Y2=95.32-0.40A+3.54B-0.77C-1.20AB-0.20AC+0.37BC-0.55A2-1.63B2-0.25C2。并由各影响因素的贡献率可知:在试验范围内各结构参数对清洁率的影响强度次序为:风速>喂入量>出风口的倾角。(7)采用多目标函数优化得出银杏果最佳组合条件为:喂入量为270kg/h、风速为9.3m/s、出风口倾角为17°,此时可得:损失率为1.68%、清洁率为95.68%。能够满足银杏果脱壳后清选工艺的要求。