澳洲坚果精深加工的工艺影响因素与设备现状及对策

王文灿，刘 烽

（云南省农业机械研究所，650032，云南昆明）

澳洲坚果为澳洲坚果属，系山龙眼科，其原产于澳大利亚部分地区的亚热带雨林地区，因其果仁中蛋白质、碳水化合物、钙、磷、铁、B 族维生素和烟酸等营养物质较为丰富，长期食用能够显著降低人体胆固醇含量，改善人体血液循环，得以成为风靡世界的坚果。世界各国在发展澳洲坚果产业的过程中，尤为重视其精深加工方面的研究。本文立足于澳洲坚果精深加工中的脱壳干燥环节，就影响加工的因素及加工机械发展进行了研究探讨，以期为今后澳洲坚果产业的发展提供一定的参考。

1 影响澳洲坚果精深加工工艺的因素分析

1.1 干燥条件因素

经过脱皮处理之后的带壳澳洲坚果，其中的水分含量相对较高，必须对其进行干燥处理，避免果仁发生氧化，保证后期深加工果仁的质量。目前澳洲坚果采用的干燥方法是自然晾晒和热风干燥。自然晾晒干燥周期较长，直接影响到整个加工环节，同时自然晾晒的澳洲坚果壳果的果仁果壳不能分离，后期破壳处理碎仁较多，整仁率较低，影响澳洲坚果的经济价值。热风干燥周期短，但干燥温度过高则会出现果仁中心部位褐变的问题，极大地影响果仁质量。相关研究结果证明，带壳澳洲坚果的水分含量和干燥温度之间是一种显著的负相关关系，需要注意的是，在室温环境条件下，对带壳澳洲坚果实施干燥处理，即便是各项指标有所降低，但却需要较长的干燥处理周期。相关实验及生产实践证明，在40 ℃的温度条件下，经过干燥处理的澳洲坚果，不但破壳水分含量完全满足现行相关标准的要求，而且品质和果仁褐变率也要显著好于50 ℃和60℃的干燥处理结果[1]。

1.2 果壳含水率因素

在精深加工澳洲坚果的过程中，需要对其进行破壳处理，对坚果破壳处理影响最大的因素便是果壳的原有含水率因素。相关实验证明，果壳含水率维持在9%～12%的范围内，在进行破壳处理过程中，果壳含水过多，导致果壳质地较为绵软，果仁和果壳尚未完全分离，直接拉低了坚果破壳处理的整仁率。而在果壳含水率维持在6%～9%范围内的情况下，果壳的纤维变得较脆，但果仁却具备一定的弹性，果壳能够和果仁完全分离，且整仁率显著提高。但如果果壳的含水率降到3%～6%的范围之间，果壳和果仁都会变得较为脆弱，在破壳处理的过程中会经常性出现果仁挤破的问题，这种条件下的整仁率最低。故此，在对澳洲坚果进行破壳处理之前，需要将之置于40 ℃条件下进行干燥处理，直到果壳含水率达到6%～9%，以此来提升破壳之后的整仁率。同时还需要注意的是，澳洲坚果将种脐线作为特征线，其果壳的厚度出现不均匀的现象，简单而言，顶端厚、中间薄，这也就导致加载的方向同样会影响到澳洲坚果精深破壳加工质量。

1.3 水浮选因素

在澳洲坚果精深加工的过程中，澳洲坚果经过脱壳后，需要进行壳仁分离，壳仁的筛选较为成熟的方式是水浮选；但在使用这一方式的过程中，由于果仁自身的水分含量相对较低，往往会在水浮选的过程中吸收一定量的水分，这会直接影响到后期干燥工作所需要的时长。相关的研究实践证明，果仁水浮选时间维持在2 min 左右，就能够在完成水浮法工艺筛选目标的同时，有效防止果仁水分吸收过多。

1.4 焙炒温度因素

在果仁筛选工作完成之后，要进入最后的焙炒加工环节。随着焙炒时间的持续增长和温度的持续提高，果仁的颜色将会由最开始的白色和浅黄色逐渐转化为红色甚至褐色，同时颜色的变化也代表着果仁口感的变化，从之前的香脆逐渐带有苦味，直接提高了果仁的褐变率[2]。焙炒温度高，果仁变得香脆的时间短，焙炒时间须相应减少。相关研究证明，130 ℃、维持12 min的焙炒和135 ℃、维持10 min 的焙炒，均能够达到果仁的香脆状态，但由于后者耗时较短，且褐变率较低，故此成为目前焙炒加工的主要标准。

2 当下澳洲坚果精深加工设备发展现状及其不足

在澳洲坚果精深加工过程中，破壳处理及壳仁分离是其中的重要加工环节。目前学术界针对破壳处理方面的机械研究逐渐深入。就目前的情况来看，澳洲坚果的破壳处理机械具体可以分为如下几类：第一，板式澳洲坚果脱壳器。这种机械的工作原理是带壳的澳洲坚果在进入进料斗之后，由螺旋桨和渐变距脱壳板所构成的脱壳设施对其进行破壳处理，脱壳果仁从出口端排出，最终落入到果仁收集槽内，而粉碎过后的果壳则最终落入到果壳收集槽中，以此来有效实现破壳和果壳与果仁的分离。第二，链式脱壳器。这种破壳机械需要相关工作人员提前以澳洲坚果的大小为基础，对压紧手柄和开口销的位置进行调节，并固定压紧手柄，坚果同样需要在螺旋轴和脱壳机构的共同作用下脱壳。第三，双通道脱壳装置。这种装置在工作过程中，需要将破壳和驱动机构安装在工作机架上，驱动机构启动之后带动刀盘转动，随后将澳洲坚果借由导料箱上方的进料口输入到破壳机构的破碎室中进行破碎脱壳。以上几种破壳方式破壳生产率普遍不高，处理量＜150 kg/h，同时整仁率不高，不能满足澳洲坚果产业发展的需求。

坚果壳仁分离机械等方面的研究取得了较大进展，但气流分选仍旧是当前破壳分离机械的主要研究方向，其中存在如下几方面问题：第一，分离和处理方式较为单一。澳洲坚果壳仁分离选用气流清选法，无法达到应有的分离效果。第二，设计理论基础不健全。我国境内的坚果种类相对较多，且彼此之间的物理特性差异巨大，但缺乏对脱壳之后的果壳和果仁的空气动力特性研究，从而导致整体果仁脱壳处理设备的设计、优化缺乏相应的理论和技术支撑[3]。第三，果壳果仁混合物的质量水平参差不齐。目前破壳设备的种类和数量相对较多，并且在破壳效果上存在着显著的差异，从而导致坚果破壳处理后的分离工作难度相对较大。

澳洲坚果目前较为成熟的壳仁分离方法是水浮选方法。水浮选方法利用果仁和果壳的不同特性进行分离，能很好地实现壳仁分离且效率高，但在水浮选过程中果仁会吸收一定的水分，影响果仁的品质。

3 澳洲坚果精深加工关键设备发展的具体对策

3.1 政府相关部门强化对澳洲坚果产业发展的支持

政府相关部门应在鼓励发展澳洲坚果种植及相关加工产业的过程中，进一步强化对澳洲坚果精深加工方面的资金支持和引导，并将研究的重点倾向于澳洲坚果的选种、破壳工艺、设备研制等，或者引进配套设施等；进一步强化澳洲坚果种植及产业链式的发展，确保我国已有的澳洲坚果品种能够得到规模化的发展，以此谋求更大的经济效益；进一步完善技术推广和营销推广体系，确保果农能够在接受新技术的前提下获取更大的经济利益。营销推广体系的完善，能够进一步开拓澳洲坚果的国际销售市场，对于我国澳洲坚果产业的长远持续发展有着显著的推动作用。

3.2 重视全新技术方向的研究

在针对澳洲坚果脱壳分离加工的研究中，需要重视全新技术和思路的应用，对现存的脱壳设备进行持续的优化和改进，以传统的气流清选作为基础，将预处理和其他分选方式加入其中，以此来显著提高破壳分离处理效果。国内研究界需要针对破壳处理之后的果壳、果仁在空气动力特性方面的差异及气流场中混合物实际的运动特性等方面进行深入研究，实现从机理上深入探究提高澳洲坚果破壳分离水平的理论，为澳洲坚果脱壳处理设施的持续优化提供坚实的理论支撑。

4 总结

澳洲坚果因其具备较高的营养和健康价值，成为国际市场中较为热门的农产品之一。在其精深加工的过程中，水浮选操作、果壳含水量、干燥温度环境等因素都会对其加工产生一定程度的影响，当前澳洲坚果破壳加工设备优化缺乏对应的理论知识，分离方法较为单一。政府相关部门需要在重视全国澳洲坚果产业发展的前提下，从资金方面对澳洲坚果加工技术研究给予支持，以此提高澳洲坚果精深加工的效率。