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题目：核桃自动分级机设计

[摘要]: 核桃作为一种具有重要药用价值和营养价值的干果，我国的种植面积和产量正飞速发展，而核桃分级技术是其产业化过程中进行流通、贮藏保鲜及深加工和提高农产品附加值的关键技术之一。但是日益增长的产量使得传统核桃分级的技术渐渐不能适应相关产业的发展。所以为了解决相关的核桃分级，相关的新型核桃自动分级机器有着很大的研究和市场空间。

关键词：核桃、机构设计、自动分级机器

1. 前言

核桃属被子植物门双子叶植物纲胡核科，是我国栽培历史悠久、分布广泛的重要干果和经济树种。核桃以其丰富的营养和独特的风味被列为世界四大干果之首，核桃仁是营养价值极高的天然绿色益智抗衰老食品，还具有健脾、补血、润肺和益肾等多种功能 ^[1]， 它是我国重要的经济林树种，具有较高的药用和营养价值，享有“长寿果”、“益智果”的美誉^[2]。我国是世界六大核桃生产国之一，年产量稳居世界第一位^[3]，我国核桃栽培历 史悠久，据报道早在300万年前我国就有核桃生长^[4]。近年来，我国核桃产量和种植面积飞速增长，2017年 我国核桃产值达249亿元，产量415万t^[5]，预计种植面积将超过260万 hm2^[6]。随着种植面积和产量的不断增加，传统的核桃分级模式已然不适应核桃种植业的发展。因此，不断发展和完善核桃分级机械化、标准化、产业化发展体系已成为核桃分级产业发展亟待解决的问题。

1. 国内外研究概况

2.1国内的研究概况

目前，我国商品化核桃的检测和分级主要以人工为主，而人工筛选存在主观性强、劳动密集、准确度不高、分级结果不稳定等固有局限^[7-8]。随着消费者理念的变化，对食品安全重视程度的提高，同时核桃商品化的市场竞争力不断加剧，对核桃商品化处理的精度和效率提出了更高的要求，推动核桃工业在线、快速、自动、无损检测和分析其品质已经是非常的必要^[9]

核桃的外观品质和初加工仁的指标主要受其缺陷和性状特征的影响。缺陷特征主要包括破损(破裂、碎裂)、黑斑、无仁、半仁、仁风干萎缩、霉变、虫害(幼虫、虫灶、虫孔)等；性状特征包括大小、壳厚、质量、外观、出仁率、含水率(MC)等。其中，根据核桃缺陷存在的位置能否通过肉眼等直接观察到，又将核桃的缺陷划分为外部缺陷与内部缺陷。根据标准GB/T 20398-2006,核桃的外部缺陷主要表现为核桃壳的破损(裂缝、碎壳)、虫孔、黑斑(残留青皮或单宁氧化、病虫害造成的黑斑)等特征^[10]。一方面，破损与虫孔缺陷使桃

仁直接暴露于外部环境，不仅容易氧化变质，而且在清洗等加工过程中还易受到非洁净水等的污染；黑斑不仅影响核桃的外观品相及等级，还容易因吸湿而霉变。另一方面，我国核桃品种繁多，品种间核桃果的颜色、纹理、形状、壳厚等特征不同，其缺陷类型和形状，以及缺陷与正常区城的差异性也表现出较大的不同^[11]。所有这些因素不仅对核桃储存、加工质量控制与食品安全构成威胁，还对缺陷果的识别造成一定困难^[12]。因此，在核桃的生产和加工过程中，如何快速而准确地识别并处理这些缺陷，对核桃自动化、智能化与集成化设备的研发提出了更高的技术要求。