无患子是一种具有很高经济价值的林果。无患子果皮的主要成分为皂苷,可用于制作洗手皂、化妆品等。皂苷的提取物具有一定的药用作用,可用于抗菌抗癌等。无患子的种仁含油率高,作为生物柴油的新原料具有广阔的发展前景。但目前市面上还没有一款剥壳效果较好的无患子脱壳机。一些现有的脱壳机用其他果实诸如油茶果、花生脱壳机代替,或人工脱壳,剥壳率与工作效率不高。本文针对无患子果皮的粘性对脱壳机器工作所产生的干扰,试验测定了无患子果皮的粘弹性质,为脱壳机器的改进设计提供了理论支撑;另外对一台辊压式无患子脱壳机进行改进,并通过试验测定其脱壳效果。本文主要的研究内容及结论为:(1)试验测定了无患子果皮的粘弹性。静态蠕变试验表明,果皮应变与含水率正相关;动态剪切试验表明,含水率为11.00%左右的果皮,损耗正切值最大,受到外力时的粘性变形最明显,含水率为0的果皮,损耗正切值最小,受到外力时的弹性变形最明显。频率在0.1Hz-100Hz递增,果皮受到外力时将更多产生粘性变形。一定范围内的温度升高使含水率为18.78%的果皮受到外力时更多产生弹性变形;而含水率6.50%-7.50%的果皮更多产生粘性变形。扫描电镜观察果皮,其主要元素为碳、氧和钾,随着含水率降低,果皮中细胞由初始排列整齐的圆形逐渐变为排列无序的不规则形状,失水导致物质排列更紧密,果皮受到外力时更易发生弹性变形。(2)对辊压式无患子脱壳机进行优化设计。粘弹性试验验证了脱壳过程刀片切割的重要性,因此增加强制切割剥壳进程。使用直流电机驱动两根刀片轴形成进料路程,可分别调速,实现差速运行;为了避免果皮过多粘附辊筒,选择特氟龙(不粘涂层)材料板包裹辊筒、弧形压板,板外表面加工齿形槽,提高挤压切磋效果;为了使调整弹簧调节辊筒间距更容易,使用螺杆螺栓来调整弹簧挤压程度,进而调整弧形压板和辊筒之间的距离;为了提高振动筛分效果,使用振动电机替代偏心块驱动振动筛。(3)对改进优化的脱壳机进行性能测试。通过试验确定的优化工作参数:刀片轴速度为上刀片轴0r/min,下刀片轴120r/min;刀片之间的间隔为上刀片组8mm,下刀片组4mm;两根刀片轴的间距58mm;特氟龙辊筒与弧形压板之间的间距315mm。脱壳机的工作性能测试结果:最终果实的切割率可达94.00%,果实的完全脱壳率可达91.33%,振动筛分离率可达93.67%。