طراحی، ساخت و ارزیابی عملکرد دستگاه فندق‌شکن مخروطی

در این تحقیق به منظور شکستن پوسته سخت و خشبی فندق و خارج کردن مغز به صورت سالم و کامل از آن، دستگاه فندق شکن مخروطی با محور عمودی طراحی، ساخت و ارزیابی گردید. در طراحی و ساخت دستگاه فندق‌شکن محاسبات و طراحی دستگاه بر اساس داده‌های خواص فیزیکی و ملاحظات خواص مکانیکی فندق انجام شد. اساس کار دستگاه برای انجام این فرآیند بر اساس دو پوستۀ مخروطی هم محور است که مخروط خارجی (ضد کوبنده) روی شاسی ثابت و مخروط داخلی (کوبنده) با محور عمودی دارای حرکت دورانی است. دانه های فندق در فضای بین دو مخروط در ناحیه فعال شکست تحت اثر نیروهای فشاری و برشی قرار گرفته و پوسته چوبی شکسته شده و مغز به صورت سالم خارج شود. عملکرد دستگاه در قالب آزمایش فاکتوریل با طرح پایۀ کاملاً تصادفی با سه فاکتور، رطوبت فندق در دو سطح 8.5 و 5.0 درصد (بر پایه تر)، طبقۀ اندازۀ فندق در سه سطح اندازه بندی ریز (کوچک تر از 14 میلی متر)، متوسط (بزرگ تر از 14 و کوچک تر از 16 میلی متر) و درشت (بزرگ تر از 16 میلی متر) و سه سطح سرعت دورانی 150، 200 و 250 دور در دقیقه با سه تکرار انجام شد. نتایج نشان داد که اثر رطوبت و طبقه اندازه فندق بر درصد مغزهای سالم و تلفات کلی مغز در سطح 1 درصد معنی دار بود، لکن اثر سرعت دورانی معنی دار نشد. به طور کلی درصد فندق سالم در رطوبت های 5 و 8.5 درصد به ترتیب 86.1 و 92.1 درصد بود. عملکرد دستگاه در تولید مغز سالم برای طبقه اندازهای ریز، متوسط و به ترتیب 87.2، 89.5 و 90.6 درصد بود.

Design, Construction, and Performance Evaluation of a Conical Hazelnuts Cracker Machine

In this research, to breaking the hard woody shell of hazelnuts to obtain the whole and health kernels the conical hazelnut cracker prototype machine with the vertical shaft was designed, constructed, and evaluated. Calculations of the design and manufacturing this machine were performed based on data on the physical and mechanical properties of hazelnuts. The working principle used for this process was based on two coaxial conical shells, which the external shell was fixed on the chassis, and the internal shell named rotor was driven by a vertical shaft. The hazelnut kernels in the space between the two cones in the active area of fracture are affected by the compressive and shear forces and the wood shell is broken and the kernel is removed healthy. Performance evaluation of machine was conducted as a factorial experiment in the form of a CRD with three factors of the moisture content (MC) of hazelnuts in two levels of 5.0% and 8.5% wet basis, the size class (SC) of hazelnut in three levels of small (size < 14 mm), medium (14 mm ≤ size < 16 mm) and large (size ≥ 16 mm), and the rotor rotational speed (RRS) at three levels of 150, 200 and 250 rpm. Results showed that MC and SC have significantly effects on the percent of the intact kernel and the overall losses at the level of 1%, but the RRS had no significant effect on them. In general, the percentage of the intact hazelnuts at 5% and 8.5% MC were 86.1% and 92.1%, respectively. The performance of the hazelnut cracker machine in producing the intact kernel for the size classes of the small, medium, and large was 87.2%, 89.5%, and 90.6%, respectively.