高速旋轉(zhuǎn)式桂圓添加機(jī)

趙彥偉，孟祥麟，王鶴楠，孔令新，趙云飛

（哈爾濱雙城娃哈哈食品飲料有限公司，黑龍江哈爾濱 150111）

0 引言

在當(dāng)今快節(jié)奏的工作和生活狀態(tài)下，罐裝八寶粥以其方便攜帶、營(yíng)養(yǎng)均衡的優(yōu)點(diǎn)受到人們的青睞。八寶粥以糯米為主，輔以紅棗、桂圓以及百合等食材，經(jīng)過特定的生產(chǎn)工藝加工而成。八寶粥生產(chǎn)工藝根據(jù)各食材的特性及口感需求，會(huì)將不同食材在不同的生產(chǎn)工序進(jìn)行添加，且部分食材會(huì)提前進(jìn)行預(yù)煮以滿足口感需求。例如桂圓，生產(chǎn)時(shí)需要提前預(yù)煮，但其自身含有的糖分較大，經(jīng)過預(yù)煮、清洗后，果肉較之以前變軟，增加了桂圓肉的黏性，提高了在生產(chǎn)環(huán)節(jié)添加投放的難度。如何在高速自動(dòng)化生產(chǎn)線上均勻、定量的添加桂圓，已經(jīng)成為相近生產(chǎn)線上急需解決的問題。

1 傳統(tǒng)投放工序分析

目前類似生產(chǎn)線上的桂圓添加工序，采用的方法主要有兩種。

1.1 設(shè)備添加

采用設(shè)備添加需考慮生產(chǎn)速度的匹配，而目前市面上的量產(chǎn)的桂圓添加設(shè)備無法滿足高速生產(chǎn)的需求。以凱麟斯KYGY350 全自動(dòng)桂圓添加機(jī)為例，其產(chǎn)能為250～350 罐/min（圖1）。隨著消費(fèi)者需求的增多，行業(yè)內(nèi)生產(chǎn)線速度已經(jīng)達(dá)到700 罐/min，若如果采用此設(shè)備進(jìn)行桂圓添加，則漏加率超過50%。如果采用多臺(tái)設(shè)備進(jìn)行重復(fù)添加，則增加了生產(chǎn)成本，同時(shí)存在桂圓添加量大、影響口感的隱患。

1.2 人工添加

按照700 罐/min 的生產(chǎn)速度，采用人工添加的方式每班需耗用13 名員工，與上述設(shè)備添加方法相比，這種人工添加方法可將桂圓的添加率維持在90%左右，但由于人員自身很難在8 h 內(nèi)將精力集中于，也帶來了毛發(fā)、灰塵等異物掉落的隱患。同時(shí)由于生產(chǎn)節(jié)奏的加快，用工成本的提升，為生產(chǎn)線控制成本、質(zhì)量控制帶來了一定的難度。

圖1 凱麟斯KYGY350 全自動(dòng)桂圓添加機(jī)

2 高速旋轉(zhuǎn)式桂圓添加機(jī)

高速旋轉(zhuǎn)式添加機(jī)利用了齒盤嚙合、同步傳送的原理，將清洗后的桂圓傳送至下料口，而后采用潔凈壓縮空氣垂直下吹的方式將傳送至下料口的桂圓吹落至罐子內(nèi)，同時(shí)利用鏈傳動(dòng)的方法傳遞電機(jī)輸出的動(dòng)力，從而使桂圓添加速度達(dá)到與生產(chǎn)線速度相匹配的目的。

2.1 設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

該設(shè)備主要分為攪拌、分配以及傳動(dòng)3 個(gè)主要部分。其中，攪拌部分內(nèi)含直齒輪傳動(dòng)、分配部分由分配齒盤、輔助盤組成，輔以吹氣等細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)，完成分配工序；傳動(dòng)部分由兩臺(tái)直角轉(zhuǎn)向器、一臺(tái)0.4 kW 電機(jī)以及鏈條、鏈輪傳動(dòng)構(gòu)成（圖2）。

（1）攪拌結(jié)構(gòu)（圖3）。攪拌機(jī)構(gòu)主要采用直齒輪傳動(dòng)來獲取預(yù)期的速度，進(jìn)而帶動(dòng)槳葉，分配桂圓至盤邊處。圖中所示12齒、21直齒輪固定于同一傳動(dòng)軸上，35 齒與26 齒直齒輪緊固與同一傳動(dòng)軸上，且12 齒與35 齒、21 齒 與26 齒直齒輪相嚙合，直齒輪內(nèi)部均配以標(biāo)準(zhǔn)軸承。通過傳動(dòng)使下部槳葉獲得2.3 倍傳動(dòng)速比。

圖2 桂圓添加機(jī)實(shí)體模型

圖3 桂圓添加機(jī)攪拌結(jié)構(gòu)模型

（2）分 配結(jié)構(gòu)（圖4）。分配機(jī)構(gòu)由主分配齒盤及分配副盤構(gòu)成：主分配齒盤采用厚度為20 mm 的不銹鋼板制成，均勻加工分配齒，齒數(shù)為30 個(gè)；分配副盤由同等厚度不銹鋼板加工而成，其中上部凸臺(tái)厚度為15 mm，下部盤邊厚度為5 mm。桂圓被槳葉分配至副盤盤邊處，結(jié)合其自身的質(zhì)量屬性，當(dāng)桂圓轉(zhuǎn)動(dòng)至兩盤嚙合處時(shí)，即由分配齒盤帶動(dòng)至設(shè)定下料口處，由潔凈低壓氣吹落至罐子內(nèi)。為了保證食材的質(zhì)量要求，低壓氣需經(jīng)過過濾方可使用。

（3）傳動(dòng)結(jié)構(gòu)（圖5）。傳動(dòng)結(jié)構(gòu)主要由直角轉(zhuǎn)向器、鏈輪及對(duì)應(yīng)鏈條構(gòu)成，傳動(dòng)鏈輪用于轉(zhuǎn)換電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，采用兩臺(tái)直角轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)換輸出的后的轉(zhuǎn)矩，進(jìn)而帶動(dòng)上部鏈輪的進(jìn)行作業(yè)。

圖4 桂圓添加機(jī)分配機(jī)構(gòu)模型

圖5 桂圓添加機(jī)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)模型

2.2 傳動(dòng)控制

高速旋轉(zhuǎn)式桂圓添加機(jī)的傳動(dòng)控制主要以電機(jī)輸送動(dòng)力，因此控制方面以電箱輸送電源為主，設(shè)備整機(jī)與生產(chǎn)線勻速啟停。

2.3 使用注意事項(xiàng)及相關(guān)說明

由于設(shè)備采用齒盤嚙合的方式進(jìn)行傳動(dòng)，所以齒厚較薄，因此清理時(shí)務(wù)必將設(shè)備停機(jī)后進(jìn)行沖洗和清理。高速桂圓添加機(jī)內(nèi)部以齒輪傳動(dòng)為主，因此精度較高，使用中如遇設(shè)備故障，請(qǐng)咨詢后再進(jìn)行拆卸修理。

3 使用效果

經(jīng)過實(shí)際驗(yàn)證，高速桂圓添加機(jī)可以滿足700 罐/min 的生產(chǎn)需求，并且在滿足2～5 g 質(zhì)量添加要求的前提下，添加率可達(dá)到98%以上，所添加的桂圓也比較完整。根據(jù)食材特性對(duì)比，該設(shè)備不僅適用于桂圓添加，同樣也適用于蓮子、棗類的生產(chǎn)線食材添加。