碧根果仁坚果中提取到餐桌和零食袋里其实是一个复杂的过程。目前的剥壳技术倾向于通过施加压力敲打来击碎带壳碧根果。这个外力敲击过程主要提取完整的一半碧根果仁,但这些珍贵的部分通常只占收集到的碧根果食的48%。剩下的小块对生产商来说价值只有它们的一半,有些甚至无法使用。
佐治亚大学工程学院教授、该项目的首席研究员杰米·卡梅利奥(Jaime Camelio)说:“通常,4-6%的碧根果果实不能用,要么是因为它们太小,要么是在去壳过程中受损。”“在全部碧根果的碎壳过程中,这相当于每年扔掉1500万磅碧根果。我们在其他农业行业也看到了类似的数字,我们不能像这样扔掉食物。”
在美国农业部55万美元的资助下,佐治亚大学的研究人员将尝试帮助碧根果生产者提高其作物的产量。该团队的目标是找出控制果仁提取过程中发生的因素和变量,并提供提高半提取率的解决方案。
在短期内,研究人员将寻找具体的方法来改善碎壳过程的机制。壳体的断裂力学还没有被很好地理解,围绕这一过程的变量也没有被彻底地定义。这项研究有机会正式确定压裂应该如何进行,以及控制原因的变量。
研究人员还将通过引入数字化、物联网和机器学习等其他行业采用的先进制造技术,来确定改善整个碧根果生产过程的长期机会。
例如,研究人员认为,实时监控可以通过向生产者提供生产线产出质量的实时反馈来改善碎壳。目前,生产商需要24小时来确定生产一半山核桃的比例。
“短期而言,我们需要解决炮击和裂解问题,”工程学院副教授贝索伊·莫尔科斯(Beshoy Morkos)说。“长期而言,我们需要找出其他可以通过有意和战略整合先进制造技术来改善的农业制造业领域。这需要对主要农业生产过程进行彻底和全面的评估。”
除了Camelio和Morkos,研究团队还包括佐治亚大学环境、土木、农业和机械工程学院的教授Charlie Li和副教授Ben Davis。
美国有15个州种植碧根果,年产量高达3亿磅。美国是世界上最大的碧根果产地,而乔治亚州是历史上最大的碧根果产地。据美国农业部国家农业统计局(National Agricultural Statistics Service)的数据,2020年,乔治亚州的带壳碧根果产量达到1.42亿磅,占美国碧根果总产量的47%。
在整个项目中,佐治亚大学的研究人员将与全国碧根果剥壳商协会和佐治亚州的两个碧根果加工厂合作:奥尔巴尼附近的阳光农场和美国最大的碧根果加工商瓦尔多斯塔的南乔治亚碧根果公司。