引言
巴旦木是“十二五”期間新疆特色林果業發展的重要樹種。2012 年，新疆莎車縣巴旦木面積從原有的0． 53 萬 hm2增加到 5． 3 萬 hm2，占莎車縣耕地總面積的 1/3 以上，掛果面積達到 1． 4 萬 hm2多。莎車縣計劃 2013 年實現“百萬畝”的種植規模，到“十二五”末巴旦木每畝可創收1 萬元以上。巴旦木已經發展成為當地的農業支柱產業，2012 年莎車縣和英吉沙縣巴旦木產量將分別突破 2 萬 t 與 0． 36 萬 t，產值突破 6 億元。當地財政部門統計，僅此一項，這兩個縣農村人均增收達到 900 元以上。按照喀什地區巴旦木種植規模，巴旦木進入盛果期后年產量將達到 20 萬 t，產量進入巴旦木全球排名前三位。由于我國巴旦木產量遠不能滿足國內市場需求，每年在美國進口巴旦木2． 36 萬 t，國內消費的傳統口味需求，也極大地刺激了我國巴旦木的生產與加工，可見其種植與加工產業發展潛力巨大，具有廣闊的上升空間。
1 國外研究現狀及發展動態分析
世界主要的巴旦木生產國\\( 2010 年\\) 分布于美國加州地區\\( 141 萬 t\\) 、地中海地區\\( 80 萬 t\\) ，這兩個地區的巴旦木產量占世界總產量的 88% 以上。
美國巴旦木產量一直位居世界巴旦木生產與種植的第一位，發展到目前的 29． 1 萬 hm2，產量則占世界巴旦木總產量的 56． 2% ，商品總價值 38． 7 億美元，平均單產位居世界第一\\( 4． 85t/ hm2\\) ，是我國巴旦木平均單產\\( 3． 1 t/ hm2\\) 的 1． 56 倍。
美國除重視高新生物技術在巴旦木栽培、品種改良、開發以外，十分重視巴旦木的機械化生產與加工環節，已形成了一套完備的巴旦木機械化生產工藝。
其典型工藝為: 機械化田間管理\\( 施肥、植保、修剪\\) 、機械化收獲、脫青皮、干燥、貯藏、脫殼、清選、分級和包裝等。由于巴旦木脫青皮是巴旦木采后后續加工利用的首要關鍵環節，脫青皮的及時與否，直接關系到巴旦木果仁的商品等級與價格。為了不降低巴旦木果仁內部品質，巴旦木采收、脫青皮的相關環節嚴格按照美國巴旦木協會制定的工藝標準與質量標準進行操作與檢驗。
目前，美國巴旦木田作業實現了全程機械化，田間收獲采用大型機械化作業，脫青皮不再采用單一的作業環節。機械化收獲作業流程為: 采用振動式收獲機\\( 見圖 1\\) 將巴旦木從樹上震落并集成條堆放在田間，待巴旦木的水分蒸發到一定程度，青皮可與硬殼粘結力變小，用巴旦木撿拾機撿拾\\( 見圖 2\\) ; 在輸送過程中，可將巴旦木青皮脫落，通過風選，去除含雜在巴旦木間的青皮、雜草、樹葉和泥土，去雜后的巴旦木進入集料箱，即完成田間收獲。圖 3 是巴旦木單獨脫青皮機，主要用于小型農場主加工，為電機和拖拉機兩用。工作原理: 通過拖拉機動力輸出軸帶動萬向節轉動，萬向節帶動安裝在機架上的主軸轉動，主軸上安裝有 16 個葉片與安裝在機架上的滾筒組成脫皮機構; 從喂料口青皮巴旦木均勻地喂入脫青皮機構中，高速旋轉的葉片將青皮巴旦木在滾筒中進行擠壓和揉搓將青皮脫去，青皮通過滾筒間隙擠出，核通過出料口出，完成脫青皮過程。美國巴旦木加工工藝為破殼—殼仁分離—分級—成品。
2 國內研究現狀及發展動態分析
我國巴旦木種植業主要集中在新疆喀什地區，有上千年的種植歷史; 但長期以來，巴旦木的種植沒有得到足夠的重視，種植規模小，由集市買賣，所有去青皮、去雜和破殼由手工完\\( 見圖 4\\) ，巴旦木脫青皮機和破殼機的研究處于空白階段。隨著新疆維吾爾自治區實施林果大發展戰略，以及南疆農業經濟戰略轉型，巴旦木種植業作為新疆林果產業的重要組成部分?！笆濉逼陂g，巴旦木的種植面積的增長和產量得到提高，巴旦木產業將成為南疆部分縣市的支柱產業。特別是隨著新疆維吾爾自治區林果由粗放式向優質高效林果發展，巴旦木的產量將呈現爆炸式增長，低效的巴旦木手工操作難以解決巴旦木去青皮、破殼和去雜的作業需要。在這種發展環境下，巴旦木收獲機械化、去青皮、破殼機械化應得到充分的重視; 但目前尚無適宜的機具應用于巴旦木收獲、脫青皮、烘干和破殼的作業。
2． 1 脫青皮現狀
就目前而言，新疆地區堅果的去青皮研究多集中在核桃和巴旦木的去青皮方面，傳統的方法有:
1\\) 自然脫落法。也就是等果實自然成熟、青皮自然開裂、果實脫落，靠人工剝離。這種方法的優點為果仁飽滿，營養價值較高，口感和風味較好; 缺點是生產率較低。
2\\) 機械脫皮法?，F有的機械化脫青皮技術采用鋼絲刷脫青皮、毛刷清洗機相結合的方法。新疆農業科學院農業機械化所在 2004 年引進了美國核桃脫青皮機，針對該機存在的適應性差的問題，研制了 6BXH－ 800 型核桃青皮剝離機，采用鋼絲刷刷出核桃外部表皮。由于核桃為薄皮硬殼，工作過程中存在硬殼破損的現象，沒有得到有效的推廣。該脫皮技術不適應巴旦木脫青皮，因核桃和巴旦木的物料特性不一樣，該脫青皮技術可造成巴旦木核破碎率升高。
目前，我國尚無研發出巴旦木脫青皮的機械裝置，在巴旦木脫青皮研究領域也無相關的文獻技術資料。2013 年，在新疆維吾爾自治區農牧局的支持下，新疆農業科學院農業機械化所研制了一臺巴旦木脫青皮機，通過擠壓和揉搓原理實現巴旦木脫青皮。該機在巴旦木收獲季節在新疆莎車縣二林場進行了巴旦木脫皮試驗，共脫青皮 2t 多，脫青皮率≥90% ; 但出料口青皮和巴旦木核混合排出，試驗結果不太理想，還需繼續改進。
2． 2 干燥現狀
隨著新疆巴旦木種植面積迅速擴大，給農民帶來了較好的經濟效益。目前，巴旦木的干燥主要是依靠農民在沙地上晾曬。這種自然干燥方法受氣候條件約束，存在衛生質量條件差、晾干周期長、產品質量不一樣等問題; 優點是無需任何設備，成本低。
為此，研究了一種 5HＲT －8 型果蔬太陽能熱泵組合干燥設備。該設備通過高溫空氣源熱泵干燥的原理，可滿足杏、紅棗、核桃和巴旦木干燥工藝要求，使干燥過程全自動化，比自然干燥周期縮短 3 ～ 4 天，可保證產品質量，提高產品附價值，現已在新疆喀什葉城縣推廣了 30 臺。
2． 3 破殼機現狀
巴旦木破殼是巴旦木加工關鍵環節之一。由于新疆在巴旦木加工方面的技術落后，大部分以原料的形式出售，只有少量的靠人工砸取，生產率低下。隨著巴旦木種植面積和產量的逐漸增加，人工破殼取仁的現狀嚴重制約著巴旦木精深加工的發展，成為巴旦木精深加工的技術瓶頸。改變當前人工破殼、提高生產率、降低人工勞動強度，是當前急需解決的問題。新疆地區巴旦木生產還沒有上規模，所以在巴旦木破殼研究領域也無相關的技術資料。
目前，國內外堅果破殼采用: 撞擊法脫殼、碾搓法脫殼、剪切法脫殼和擠壓法脫殼; 但以上 4 種單獨原理裝置不能破巴旦木。巴旦木殼與杏核相比較硬度、韌性都不同，殼比杏核軟，但有一定韌性，不容易破碎。巴旦木破殼要比杏核破殼難度大，通過擠壓原理無法實現巴旦木破殼。新疆農業科學院農業機械化所在自治區自然基金項目資助下，研制了多功能巴旦木破殼機，通過對巴旦木殼體受力分析，研究了剪切和揉搓原理相結合的破殼機獲得國家實用新型專利\\( 2010202188915\\) 。新疆林業科學院經濟林研究所科研人員研究設計了一種基于碾壓方法的破殼裝置，研究了巴旦木破殼機的機理及破殼性能，通過調節活動齒板間隙和電機轉速，破殼率可達到 95% ，出仁率在85% 以上; 但目前沒有在生產中使用。
2． 4 殼仁分離機機現狀
巴旦木殼仁分離機也是巴旦木加工關鍵環節之一，目前許多科研人員對巴旦木初加工機械的機理及設備進行了研究和分析，取得了一些成果; 但是在巴旦木殼仁分離裝置方面的研究還比較少。目前，國內利用機械法分離殼和仁的裝置主要有以下 3 種方法:絨輥分離殼仁法、帶式分離殼仁法和磁選法分離殼和仁法。
要想達到巴旦木殼仁分離的預期效果只能借鑒其它物料的篩分規律，針對巴旦木殼仁做相應的基礎性研究，找出最佳方案。筆者根據核桃的特性研制出一種集尺寸分級、比重分級、真空去雜、風力分選等多項技術為一體的核桃殼仁分離機，如圖 5 所示。核桃殼、仁在氣力作用下密度不同，在氣流中的懸浮速度也就不同，通過調整氣流速度、風量大小，即可將殼、隔膜從果仁中分離出去，分離過程果仁不損傷，分離精確度高。
3 存在的問題
3． 1 農藝與農機尚未有效結合
新疆地區巴旦木種植模式多樣化，種植和管理比較分散，造成巴旦木收獲機械作業復雜，機械化水平很低?，F有果園品種和質量都難以滿足巴旦木產業發展的需要，同一果園有多個品種的巴旦木，每棵樹上的巴旦木物理特性都不一樣\\( 巴旦木破殼主要以厚度方向破殼\\) ，厚度級差在 9mm 左右，為巴旦木加工機械設計和制造增加了難度，使其加工機械仍然處于空白。
3． 2 技術創新能力低
新疆地區科研院所已逐步引進和研制開發出一些巴旦木脫青皮機和破殼加工設備，但成熟的機型以及進行批量生產的不多，還無法滿足市場需求。雖然引進了一些國外加工設備，如堅果震動收獲機、巴旦木破殼機、脫青皮機、自動升降果園人工采集機等，因起步太晚，該設備無法適應新疆的林果種植模式和品種，導致設備和資金的浪費。新疆地區林果業加工設備發展只能依賴硬件進口，拼設備。技術創新能力低，特別是擁有自主知識產權的技術缺乏，使新疆林果加工業落后于東部發達省份、國外發達國家的根本原因。在技術上還存在如下問題。
1\\) 現研究的脫青皮機脫皮率低，脫青皮后果核含皮率高。
2\\) 破殼機，破殼后的果仁破碎率高、損失大。
3\\) 適應性差。由于巴旦木形狀不規則，機具性能不穩定，適應性差。
4 建議
1\\) 加強農藝與農機的有效結合。要研究適合巴旦木加工的品種，巴旦木果園的品種要一致，樹形要規范一致，只有二者相互協作，有機結合，才可解決巴旦木加工機械處于空白問題。
2\\) 加大科研投入力度?？v觀堅果的去青皮和破殼作業原理與機具研制現狀，巴旦木脫青皮和破殼尚未取得令人滿意的實質性突破，技術創新或者技術集成方面亟待提高。因此，加大科研研發力度，保證科研研發技術創新資金，解決現有的巴旦木脫青皮、去雜作業流程完全依賴手工的現狀。
3\\) 向機電一體化方向發展。巴旦木機具仍依賴人輔助完成，影響了作業速度和作業質量。通過機電一體化的手段，進一步提高作業精確性和作業速度，提高生產率，滿足部分大、中型加工企業的需要，以開拓巴旦木加工國內和國際市場。
4\\) 針對巴旦木初加工的技術瓶頸和機械化破殼取仁的技術難題，借鑒美國的世界領先的加工技術，對脫青皮機、烘干、破殼、分級、殼仁分離等關鍵技術及設備進行研究分析、研發創新，并對已有技術、成果集成配套，研制出具系列化巴旦木脫青皮機、破殼、殼仁分離自動化生產線，改變當前人工脫青皮、破殼、殼仁分離的現狀，提高生產率、降低人工勞動強度，為巴旦木精深加工奠定基礎。
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