中国是世界核桃产量和种植面积第一大国。特色核桃产业对提升地区经济和改善民生水平具有重大意义。然而中国核桃采后初加工存在机械化程度低、品种适应性差、优质生物质资源污染、丢弃或焚烧的技术现状，核桃附加值远未发掘出来。尤其是核桃破壳取仁的低适应和高损伤性、核桃仁去种皮的高污染和不可回收性、核桃壳超微粉碎的宽粒径域和低效率等瓶颈技术，导致核桃仁种皮和核桃壳超微粉这种优质资源无法得到有效利用，每年尚需从发达国家大量进口以满足国内需求。因此，针对上述技术难题，核桃高值化加工关键技术成为核桃加工产业深入发展的迫切需要和亟需突破的瓶颈技术。 围绕上述迫切需求与技术瓶颈，在国家自然科学基金、国家重点研发计划项目、山东省农机装备研发创新计划等项目支持下，以产学研结合的创新科研模式，历经11年联合攻关，率先发明了核桃采后高值化加工生产线关键技术与系列装备，并通过产业化验证，效果显著。取得的主要技术发明如下： 1)建立了核桃破壳力学模型，揭示了不同位置壳厚对压缩刚度、断裂极限、裂纹扩展的影响机制，发明了柔性带剪切挤压、行程精准可控对撞、同向双螺旋柔性挤压三种核桃破壳取仁关键技术和装置，突破了品种适应性差和果仁损伤度高的技术瓶颈，破壳率从84.6％提高到95.8％、高露仁率从66.6％提高到81.7％，实现源头创新。 2)揭示了高温瞬时加热条件下核桃仁/种皮内部热传导及脆化种皮裂纹产生和扩展机理，首次发明了高温瞬时热辐射种皮低损伤去除关键技术与智能装备，解决了传统化学法和物理湿法导致的种皮高损伤失效和无法回收利用的难题，实现了多能场耦合作用下多酚损伤阈值、油脂氧化酸败程度的参数化可控，填补了干式物理法去种皮的空白。 3)揭示了多能场耦合作用下核桃壳粉碎机理，率先发明了同腔集成立式短流程高速多级核桃壳超微粉碎关键技术和装置，实现了同腔动态调控短流程粉碎，解决了核桃壳超微粉粒径阈不可控和易团聚的技术难题，突破了富含纤维素木质素的核桃壳超微粉碎临界尺寸阈值极限。 项目在山东省泰山学者特聘专家、山东优秀发明家、山东省优秀科技工作者引领下获授权知识产权85件，其中发明专利22件、PCT国际专利11件、实用新型专利52件；申请发明专利39件(其中包括美国、澳大利亚、荷兰发明专利11件)；在美国农业工程学会会刊、农业工程学报、农业机械学报等行业高影响力期刊发表论文27篇。创新性成果在中央电视台科教频道《我爱发明》和《实验现场》向国内外推广报道。 项目成果经中国机械工业联合会鉴定，整体技术达到国际先进水平，其中高温瞬时核桃仁种皮去除技术、同腔集成式多级核桃壳超微粉碎技术达到国际领先水平。核桃采后高值化加工系列装备已在新疆、陕西、云南等核桃主产区产业化推广应用，并已出口到哈萨克斯坦等国家。近三年新增销售额7.39亿元，解决了核桃高值化加工技术瓶颈和农民增产不增收的难题。研究成果获得中国商业联合会科学技术一等奖、山东省高等学校科学技术优秀成果一等奖等科技奖励。