片狀芝麻糖成卷機的設(shè)計

程玉來，張璐

（沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，遼寧 沈陽 110161)

芝麻含有豐富的營養(yǎng)，在延緩人的衰老及美容方面，起了極大的作用。東北芝麻糖含芝麻多，含糖少，不粘牙，食用后口齒留香，是老少食用皆益的好產(chǎn)品。芝麻糖多以片、卷的形式在市場上流通。目前卷狀芝麻糖制作均為手工卷制；其加工過程，費工費時，限制了企業(yè)的發(fā)展。提高糖果加工的機械化和自動化程度是提高產(chǎn)品質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本以及實現(xiàn)糖果加工業(yè)現(xiàn)代化的重要環(huán)節(jié)和可靠保證。本設(shè)計首次研究并設(shè)計芝麻糖成卷裝置，希望能達到代替人工操作的目的，以填補成卷成型設(shè)備這一領(lǐng)域的空白。

1 芝麻軟糖的特點及對成卷裝置的要求

本成卷設(shè)備是針對新型芝麻糖而設(shè)計。本芝麻糖質(zhì)地柔軟，在成卷過程中容易發(fā)生堆積現(xiàn)象；并且芝麻顆粒小，在糖表面的黏附力較弱，容易在成卷過程中脫落，阻礙芝麻糖成卷。由于芝麻糖加工適應(yīng)性差，所以對加工裝置要求較高。

2 卷糖機基本組成及工作原理

2.1 基本組成

卷糖機基本組成見圖1、圖2。

圖1 成卷機結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1 Volumes machine structure diagram

如圖1所示，成卷機由4部分組成：1、原料輸送機構(gòu)，包括：電機（4）、減速器（3）、滾子鏈（2）、鏈條（5）和輸料傳動帶（10），用于輸送片狀芝麻糖原料（6）；2、主成卷裝置（7），包括：成卷器、PLC、驅(qū)動器、步進電機等（圖中未畫出），使片狀芝麻糖初制成卷；3、輔助壓卷機構(gòu)，包括：電機（13）、減速器（14）、滾子鏈（15）、鏈輪（12）和輔助壓卷傳送帶（8），使芝麻糖進一步成型，達到理想成卷效果；4、機架（1），支撐著整個裝置[1-3]。

考慮到機架支撐整個機械的安全性，防止局部負載過高，機架承受的重力源分散分布作業(yè)更穩(wěn)定可靠[4]。本機的兩組動力機組異側(cè)安裝，圖2表示的是電機（4）及減速器（3）安裝示意圖。電機（4）及減速器（3）用螺母（12）安裝在機架上,安裝孔（13）設(shè)置為長條狀,方便整個裝置進行左右平移調(diào)整。

圖2 電機及減速器安裝示意圖Fig.2 Motor and reducer Installation Instruction

2.2 工作原理

成卷器成卷過程如圖3所示。

圖3 成卷器成卷過程示意圖Fig.3 Volumes device lapping process schematic diagram

主成卷機構(gòu)：成卷器是由食品級不銹鋼薄片制作而成的階梯半徑的卷片。如圖3所示，主傳送帶（4）以一定速度輸送芝麻糖。當芝麻糖（1）到達成卷器（3）并進入一定高度時為第ⅰ階段，此時成卷器繞旋轉(zhuǎn)中心（2）逆時針轉(zhuǎn)動，由于成卷器與芝麻糖之間存在摩擦力，會帶動芝麻糖轉(zhuǎn)動，芝麻糖本身轉(zhuǎn)動也有一個速度，芝麻糖在下方傳送帶和成卷器的帶動下，形成卷狀。并且成卷器旋轉(zhuǎn)到極限位置為第ⅱ階段，成卷器在極限位置停頓片刻，芝麻糖因重力掉落，成卷器底端的間隙，足夠讓芝麻糖順利退出成卷器范圍。待芝麻糖完全退出成卷器為第ⅲ階段，成卷器順時針歸位，進入下一循環(huán)[5-6]。

輔助壓卷機構(gòu)見圖4。

如圖4所示，由主成卷機構(gòu)制成的芝麻糖卷（1）繼續(xù)經(jīng)物料輸送傳送帶（3）輸送，進入輔助壓卷機構(gòu)，輔助壓卷機構(gòu)是利用手工搓卷的原理，在主傳送帶上方一定高度置一反向傳送帶（2）。2條與芝麻糖初制卷接觸的傳送帶為同向，上方傳送帶的帶速低于下方傳送帶，初制卷通過兩傳送帶的擠壓自動成卷。

圖4 輔助壓卷機構(gòu)壓卷示意圖Fig.4 Auxiliary volumes device lapping process schematic diagram

3 關(guān)鍵結(jié)構(gòu)設(shè)計要點

3.1 驅(qū)動系統(tǒng)

本裝置驅(qū)動系統(tǒng)包括2類，一類是傳送帶驅(qū)動系統(tǒng)，一類是成卷器驅(qū)動系統(tǒng)。

傳送帶驅(qū)動系統(tǒng)主要包括變頻電機、變頻器、減速機、鏈輪等，采用變頻電機、變頻器、減速機驅(qū)動組合可實現(xiàn)無級變速。鏈輪安裝在傳送帶的兩側(cè)，減速機通過鏈輪帶動傳送帶轉(zhuǎn)動；通過變頻器可以調(diào)節(jié)變頻電機的轉(zhuǎn)速，從而調(diào)節(jié)傳送帶的轉(zhuǎn)速，滿足不同工藝的需要[7]。

成卷器驅(qū)動系統(tǒng)主要包括PLC，驅(qū)動器，步進電機。整套驅(qū)動系統(tǒng)具有瞬間啟動和急速停止的優(yōu)越特性，并且定位精確，適用于本裝置的要求。

3.2 輔助壓卷機構(gòu)調(diào)整

輔助壓卷機構(gòu)調(diào)整見圖5。

輔助壓卷機構(gòu)在工作過程中需根據(jù)片狀芝麻糖狀況進行調(diào)整，其調(diào)整是通過輔助壓卷機構(gòu)的支架調(diào)整實現(xiàn)。支架由軸承座，螺桿和機架組成，如圖5所示，安裝在機架（5）上的螺桿（4）支撐著軸承座。通過調(diào)整螺桿（4）的位置來調(diào)節(jié)軸承座（3）的高度進而實現(xiàn)調(diào)節(jié)。

圖5 傳送帶固定支架設(shè)計Fig.5 The design of Fixed frame

4 結(jié)論

由以上設(shè)計和分析可知，主成卷機構(gòu)的設(shè)計解決了芝麻糖在成卷過程中容易發(fā)生堆積的問題；PLC，驅(qū)動器和步進電機組成的驅(qū)動系統(tǒng)滿足主成卷機構(gòu)的精準旋轉(zhuǎn)和瞬啟急停的要求；該裝置結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)定性高，實用性強，通用性廣，不僅可以用在芝麻糖生產(chǎn)中實現(xiàn)成卷工藝，稍改參數(shù)便可以應(yīng)用到山楂卷等食品的生產(chǎn)中。

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