片狀芝麻糖成卷機的設計

程玉來，張璐

（沈陽農業大學食品學院，遼寧 沈陽 110161)

芝麻含有豐富的營養，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，限制了企業的發展。提高糖果加工的機械化和自動化程度是提高產品質量和勞動生產率，降低生產成本以及實現糖果加工業現代化的重要環節和可靠保證。本設計首次研究并設計芝麻糖成卷裝置，希望能達到代替人工操作的目的，以填補成卷成型設備這一領域的空白。

1 芝麻軟糖的特點及對成卷裝置的要求

本成卷設備是針對新型芝麻糖而設計。本芝麻糖質地柔軟，在成卷過程中容易發生堆積現象；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 成卷機結構示意圖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，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，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更穩定可靠[4]。本機的兩組動力機組異側安裝，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）設置為長條狀,方便整個裝置進行左右平移調整。

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：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，此時成卷器繞旋轉中心（2）逆時針轉動，由于成卷器與芝麻糖之間存在摩擦力，會帶動芝麻糖轉動，芝麻糖本身轉動也有一個速度，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[5-6]。

輔助壓卷機構見圖4。

如圖4所示，由主成卷機構制成的芝麻糖卷（1）繼續經物料輸送傳送帶（3）輸送，進入輔助壓卷機構，輔助壓卷機構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 輔助壓卷機構壓卷示意圖Fig.4 Auxiliary volumes device lapping process schematic diagram

3 關鍵結構設計要點

3.1 驅動系統

本裝置驅動系統包括2類，一類是傳送帶驅動系統，一類是成卷器驅動系統。

傳送帶驅動系統主要包括變頻電機、變頻器、減速機、鏈輪等，采用變頻電機、變頻器、減速機驅動組合可實現無級變速。鏈輪安裝在傳送帶的兩側，減速機通過鏈輪帶動傳送帶轉動；通過變頻器可以調節變頻電機的轉速，從而調節傳送帶的轉速，滿足不同工藝的需要[7]。

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

3.2 輔助壓卷機構調整

輔助壓卷機構調整見圖5。

輔助壓卷機構在工作過程中需根據片狀芝麻糖狀況進行調整，其調整是通過輔助壓卷機構的支架調整實現。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。通過調整螺桿（4）的位置來調節軸承座（3）的高度進而實現調節。

圖5 傳送帶固定支架設計Fig.5 The design of Fixed frame

4 結論

由以上設計和分析可知，主成卷機構的設計解決了芝麻糖在成卷過程中容易發生堆積的問題；PLC，驅動器和步進電機組成的驅動系統滿足主成卷機構的精準旋轉和瞬啟急停的要求；該裝置結構簡單，穩定性高，實用性強，通用性廣，不僅可以用在芝麻糖生產中實現成卷工藝，稍改參數便可以應用到山楂卷等食品的生產中。

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