马铃薯去皮机

马铃薯蒸汽去皮机
1. 概述
提高农产品加工的机械化和自动化程度是提高产品质量和劳动生产率、降低生产成本以及实现农产品加工业现代化的重要环节和可靠保证。

采用先进的技术装备武装农产品加工业，已成为发展我国农业生产的一项非常重要和十分紧迫的任务。

中国是个农业大国，农业发展排在世界前列，但随着农业产业的快速发展，就要求不断提高农产品的附加值。

据2008年统计，我国马铃薯种植面积已近9000万亩，年产量具世界第一位，是名副其实的生产大国，然而，于国外相比，我国单产量在世界排名却在93位。

用于深加工的马铃薯不足年产量的10%，而且在块茎类农产品（如红薯、马铃薯、芋头等）的加工过程中，高去皮损失率、低产量及低表面加工质量这些加工中的问题已经凸现，寻找一种高效、优秀的去皮方法已成为农产品加工工艺过程中迫切需要解决的问题。

所以在传统手工操作的基础上寻求和设计好的加工方式和设备关系到降低生产成本和提高产品的质量。

2. 块茎类作物去皮的主要技术及设备
目前有各种各样的块茎类农产品的可行的加工方法，去皮方法主要有人工去皮、机械去皮、碱液去皮和蒸汽去皮等。

人工去皮的效果较好,但效率低、损失率高,显然不能适应工厂化加工的需要。

机械去皮大多采用擦皮机,擦皮机由工作圆筒、旋转圆盘、加料口、卸料口、排污口及传动等部分组成。

工作圆筒内表面是粗糙的，圆盘表面为波纹状，二者大多采用金钢砂粘结的表面。

当物料从加料斗落到旋转圆盘波纹状表面时，因离心力作用被抛至圆筒壁，与筒壁粗糙表面摩擦而达到去皮的目的。

擦下的皮用水从排污口派去；已去皮的马铃薯靠离心力的作用从打开闸门的卸料口自动排出。

这种方法去皮效果差,且易造成物料表面层的损伤。

碱液去皮将产品在一定温度的碱液中处理适当的时间，果皮即被腐蚀，取出后，立即用清水冲洗或搓擦，外皮即脱落，并洗去碱液。

这种方法对去皮前后的冲洗工艺要求较高,且碱液或去皮液消耗量过大,成本较高。

生产上有将原料在入碱液前，先用沸水或蒸汽处理片刻提高温度后，再用碱液处理；或将原料先用碱液冷处理片刻，再用高温处理，这样去皮效果好，无损伤肉质的危险，也节约碱液的用量。

由以上分析看出,目前所用的多种去皮方法各有一定的局限性。

从以往来看，蒸汽去皮方式为法国油炸食品工业推崇的加工方式，但是目前我们也看到这种去皮方式也成为了其他加工食品工业首选的加工方法，如脆片产品、新鲜的去皮马铃薯产品及其他根茎类产品如胡萝卜，这种去皮方式成了目前最有效的去除表面整张皮的加工方式。

3. 蒸汽去皮
蒸汽去皮特别适合外形凸凹不平且不规则的块茎类物料去皮，具有最佳的去皮表面质量，去皮后物料表面光滑，而且去皮率高，去皮损失率小，适于规模化生产等特点。

蒸汽去皮从生产线角度主要包括自动称重、蒸汽去皮和毛刷去皮三个环节的设计，这里主要介绍后两个环节的设计。

（1）蒸汽去皮的工作原理
其工作原理为：物料经称重后定量落入压力罐，关闭罐盖，向罐内通入高压蒸汽，同时压力罐环绕水平轴旋转，使物料翻滚，以便物料各表面能均匀地接触蒸汽，待表皮熟化后，瞬间排出蒸汽卸除压力，使物料表皮爆裂，罐口向下并开
启罐盖，将物料倒入出料斗，再由提升机把物料送入毛刷式清洗机，已爆裂表皮的物料在毛刷摩擦作用下脱离果肉，从而完成了去皮工作。

（2）蒸汽去皮设备设计
蒸汽去皮设备的设计，要求最优的去皮质量和最少蒸汽耗量以达到最有效的去皮目的。

其结构示意图如下图。

1）蒸汽去皮设备主体设计
设备主体是一个只有1 个开口的旋转容器，容器围绕1 根中空的水平轴缓慢旋转，蒸汽从空心轴注入容器，并从同一空心轴排出。

蒸汽去皮容器材料多用不锈钢实现无金属污染，如304，316。

容器的内表面要求非常的光滑，一是便于容器的清洗，二是可以防止污物的堆积。

容器的外表面要求光滑过渡，无水平面、间隙及裂缝，防止污物的存积。

容器设有一个大的不锈钢门，开启该门，可以清洗容器内部的部件及表面。

压力容器采用双层结构形式，内层结构采取特殊的开孔设计，这样做为了保证蒸汽在容器内快速均匀的分布，从而可以快速的接触到所有的物料。

为了确保蒸汽充分接触到每一个产品的表面，在容器转动的同时要求容器内层结构轮廓轻轻的翻滚产品。

盛放产品的蒸汽去皮容器处于倾斜的状态从而减少产品落入去皮容器的高度。

蒸汽管路的连接安装于去皮容器的滚动轴承内部，因此此处轴有相对小的摆动，从而可以减少此处的机械密封摩擦。

由于蒸汽连接密封处远离轴承从而轴承不会因为蒸汽的泄漏而受到破坏。

轴承采用特殊的密封结构形式阻止润滑油的泄漏。

配有转动蒸汽连接的空心轴轴承和蒸汽连接三通安装在一块厚重的底板上，这样可以防止蒸汽中空轴和摩擦环衬套之间的轴向窜动，减少密封连接处的磨损。

蒸汽进出口轴中心孔的直径需满足蒸汽在有效时间内进出容器的流量。

去皮容器通过齿轮电机驱动旋转，齿轮电机与蒸汽中空轴通过锥形衬套连接，无需链条和销子。

译码器安装在电机驱动上从而可以设置容器的转动位置，安装在容器外部的传感器可以确定容器密封门的开关位置，由此可以实现设备的自动化。

2）冷凝水排除系统的设计
在蒸汽去皮的操作过程中由于蒸汽热量被物料的表皮吸收从而一部分蒸汽就会冷凝成水，聚集在容器的底部，如果不将集聚过多的冷凝水排除出去，那么就导致额外能量的消耗，增加表皮熟化的时间，为此容器设有有效的蒸汽分离冷却排除系统。

冷凝收集罐布置在容器的外侧底部，容器和收集罐之间设有气动阀，阀门的开启通过PLC 控制。

冷凝水收集系统和容器的双层结构可以保证物料始终处于“蒸”的状态，相对传统的结构物料处于“蒸”和“煮”之间的状态蒸汽耗量减少，去皮时间缩短。

3）蒸汽缓冲罐的设计
为了达到“爆破脱皮”的效果，去皮容器附近设计一个蒸汽缓冲罐，材料采用不锈钢或碳钢。

缓冲罐和去皮容器之间设有气动阀、过滤器、蒸汽管路等。

管路要短而粗，这样可以减少蒸汽的流动阻力，减少蒸汽排放的时间，达到一个好的“爆破”效果。

4）电控及气动系统的设计
容器门附近配有一个手动控制箱，通过上部按钮的操作，一是可以开关容器门、旋转压力容器、以及调节容器的旋转速度；二是用于设备的维护。

所有的气控装置安装在一个密封的不锈钢控制箱内，所有的电路和气动线路安装于密封的不锈钢管路中，所有电的接线和接线端子要安装在分离的不锈钢箱子内。

控制容器门开关的气缸设有特殊的密封，气缸和容器门安装在同一个法兰上，这样容器的膨胀和温度的变化对关闭容器们不会造成影响。

同样，不会有额外的外部张力作用在容器的压力部件上。

（3）毛刷去皮机的设计
蒸汽去皮后采用干毛刷设备相结合的加工方式对于块茎类农作物的加工是非常重要的，这种结合使得整个去皮过程更加完整，不仅使得设备的加工能力大大提高，而且通过这种方式的去皮可以去掉产品表面的废皮、瑕疵等，可以获得高的去皮质量。

毛刷去皮机主体为一个滚筒，滚筒有环形的和直条形的不锈钢焊接制成，内部横条上布有食品专用毛刷，整个滚筒周围有均匀的间隙。

滚筒内设有送水管道和喷嘴等喷淋设施。

在设备的卸料端设有可以调节的门。

滚筒由摩擦轮驱动，摩擦轮安装在两个主轴上，通过链条由齿轮减速机驱动。

通过蒸汽去皮处理的物料与滚筒内的毛刷不断摩擦以及水的喷淋将表面已经疏松的表皮去掉，废皮、废水和瑕疵通过滚筒的间隙落入下面的废料收集器中，由皮浆泵输送到回收的地方。

（4）该蒸汽去皮设备的特点
相对于传统的去皮设备该去皮生产线无论从设备的结构上还是从生产线的整体上都做了一些有效的改进，使得设备具有了如下的特点：
1) 容器双层结构且内部凿空的独特设计保证了蒸汽的均匀分布。

2) 设备设计了冷凝水排除系统使得蒸汽耗量得以减少，去皮时间得以缩短。

3) 独特的毛刷去皮设备使得整条生产线更加合理，加工能力大大提高，去
皮质量得到了很大的改善。

4) 设备加工能力为中批生产为主。

5) PLC 控制保证了设备的友好使用和加工过程参数的易于设定，自动化程
度高。

6) 通过触摸屏便于操作去皮设备。

7) 控制系统具有手动维护和自动控制功能。

8) 自动称重系统具有自动校准、连续生产过程中的自动调整重量功能。

4. 结论
蒸汽去皮设备相对其他方法很好的解决了去皮损失率高的问题，为用户大大减少了生产成本，而通过蒸汽去皮与毛刷清洗去皮相结合的方式，又大大提高了设备的加工能力和产品表面质量，而且蒸汽耗量大大减少。

蒸汽去皮机在我国的应用是从改革开放以后国内企业引进欧美发达国家蒸汽去皮技术和设备开始的,与传统去皮方法相比,蒸汽去皮机具有去皮损失小、去皮后物料表面光滑、处理能力大等优点,尤其对表面凸凹不平且外形不规则的物料去皮,同样能达到满意的去皮效果,受到现代化大中型食品加工企业的广泛采用，大多数食品人们都有去除外皮的习惯，所以去皮机的发展前景值得期待。

在随着科技进步和人们对食品的不断要求下，农产品加工设备将日益曾多，实现更有效，更健康，更环保的加工过程，为人们创造优质的生活享受。

参考文献
沈再春农产品加工机械与设备中国农业出版社
戴枝荣等工程材料高等教育出版社。