圓盤式鮮果龍眼自動脫殼去核機設計與實踐

林靜,葉石華

（茂名職業技術學院 機電信息系，廣東 茂名 525000）

龍眼成熟于高溫潮濕季節，其收獲期短，易腐爛變質，因此對龍眼深加工制成桂圓肉成為重要產業，桂圓肉具有補血養顏、益智寧神功效，其中燈籠桂圓肉價格是普通桂圓肉的3倍，產品附加值高。在深加工過程中，對龍眼脫殼去核是最主要的工序。國外目前沒有適用于龍眼集脫殼去核一體自動化設備，國內的龍眼脫核脫殼設備或功能單一，或果肉果汁損失率高，或針對果酒加工得到碎肉，均不能滿足燈籠肉的加工要求，目前的燈籠桂圓肉加工仍通過人工去核脫殼，效率較低，且季節性用工的特點導致工人難招、成本高，產能不足。因此，設計一種燈籠龍眼肉自動化加工設備，對提高效率，降低成本，增加產能具有重要意義。針對燈籠龍眼肉的加工要求，設計關鍵脫殼、去核、刀具及工藝，完成龍眼的人工定向下料、傳送定位、自動脫殼去核以及對殼、肉、核的分別收集，脫殼去核過程中對果肉損傷小，肉汁損失少，可得到優質的燈籠龍眼肉。與現有技術相比，設計的機器通過去蒂來形成破口，龍眼蒂部是果殼、果核、果肉的連接部位，此連接部位幾乎無果肉，采取蒂部開口抓核去核工藝，刀具從龍眼蒂部插入果核進行抓核，可以減少果肉損傷與果汁的流失，在形成破口時不會造成果肉的損失，最大限度的保證果肉的完整性。

1 圓盤式鮮果龍眼自動脫殼去核機總體方案設計

本文設計的圓盤式鮮果龍眼自動脫殼去核機，主要由驅動裝置、轉盤、龍眼夾緊座、割殼工位、去蒂去核工位、吹出裝置、頂殼電機、龍眼核收集孔、果核收集槽、引導槽、傳感器、指示燈構成，如圖1所示。

具體設計方案如下：驅動裝置驅動設有若干個定位通孔的轉盤，通孔處設有用于夾緊龍眼的龍眼夾緊座，沿轉盤的轉動方向依次設有割殼工位、去蒂去核工位和吹出裝置，轉盤設有用于將龍眼果殼頂出的頂殼電機，以及供龍眼果核掉落的龍眼核收集凹口，頂殼電機位于轉盤的下方，并對應于龍眼夾緊座的位置；轉盤的下方設有用于承接掉落的龍眼核的果核收集槽；龍眼夾緊座包括一個彈性材料制成的管狀體，管狀體的頂端設有沿管狀體軸向延伸的若干條收縮縫；管狀體的頂端設有環繞管狀體的彈簧槽，彈簧槽內安裝有彈簧；吹出裝置由氣源以及與氣源連接的吹管構成，吹管位于轉盤的上方，吹管的吹出端朝向于轉盤的外側；該鮮果龍眼自動脫殼去核機還設有探測轉盤位置，以向驅動裝置發出位置信息，從而使轉盤停留在預定位置的傳感器。

圖1 圓盤式鮮果龍眼自動脫殼去核機示意圖

2 圓盤式鮮果龍眼自動脫殼去核機關鍵工藝技術設計

當龍眼夾緊座連同其上夾緊的龍眼隨著轉盤運行到割殼工位時，轉盤停止，壓緊電機的推桿伸出，利用壓板將龍眼向下壓緊在龍眼夾緊座上，此時割殼刀正對龍眼，然后割殼電機的推桿桿縮回，在割殼彈簧的作用下，割殼刀壓緊于龍眼上；電機帶動刀架旋轉，割殼刀繞龍眼一圈，將龍眼殼割出環形裂縫，完成果殼的環割。最后電機將割殼刀調整至龍眼夾緊座的側方，以避免割殼刀干涉到龍眼夾緊座的前行，轉盤繼續轉動，帶動龍眼夾緊座行進至去蒂去核工位。

當龍眼夾緊座連同其上的龍眼（此時已實現龍眼殼的環割）隨著轉盤運行到去蒂去核工位時，轉盤停止轉動，抓核電機的推桿向下伸出，帶動抓核插管向下移動，從而使抓核插管的抓核插針插入龍眼的果核，將果核抓牢；然后割蒂氣缸的推桿向下移動，使得割蒂刀在圓形板、割蒂彈簧的作用下向下移動，割蒂刀的底端插入果蒂，此時割蒂電機帶動割蒂刀轉動，從而使果蒂與果核分離；果蒂被分離后，割蒂氣缸的推桿向上移動，從而將割蒂刀復位（高于龍眼所在的高度）；然后抓核電機的推桿向上縮回，帶動抓核插管連同果肉、果核向上移動，而龍眼殼的下部分是被夾緊在龍眼夾緊座中的，因此龍眼核連同果肉會與龍眼殼的下部分分離，實現肉殼分離；在繼續向上移動的過程中，果肉被退肉圈所阻擋，由于退肉圈的內徑比龍眼核的外徑大，但比龍眼肉的外徑小，因而可實現肉核分離，果肉掉落，同時果核會隨著抓核插管繼續向上移動。最后，退核氣缸的推桿向下伸出，當果核接觸到推桿端部固定的頂核針時，果核就會在頂核針的阻隔下與抓核插管的抓核插針分離。

抓核電機帶動空心抓核刀向下移動插入龍眼核，同時割蒂電機向下移動，使割蒂刀在彈簧的作用下插入果蒂，同時電機帶動割蒂刀轉動實現果蒂與核分離，分離后割蒂刀復位，然后抓核電機帶動抓核刀連同果肉、果核向上移動；在上移過程中，果肉被退肉圈所阻擋，果核通過實現肉核分離，果肉掉落；同時果核隨著抓核刀繼續向上移動，退核電機伸出，果核接觸到頂核針時，果核與抓核刀分離，實現退核。圖2為肉核分離的圖解過程。

圖2 肉核分離過程

3 結語

本文提出了一種圓盤式鮮果龍眼自動脫殼去核機，實現鮮果龍眼的自動脫殼去核，以提高效率和降低成本,機器應用于項目合作企業數據顯示，經濟效益方面：2017年龍眼機開始使用，配備兩名操作工人日工作10小時，加工龍眼250kg，該年加工80天，共加工龍眼鮮果20噸，制成桂圓肉2噸，銷售收入16萬元。完成同樣的加工量，全人工加工需要10名工人，日工作10小時，加工80天完成，按人工150元/天，全人工加工需要人工費12萬。使用機器加工，考慮機器成本2.5萬元，人工成本2.4萬元，電力成本0.2萬元，年節省約6.9萬元。

2018年由于龍眼產量小，共加工68天，共加工龍眼鮮果17噸，生成桂圓肉1.7噸，銷售收入13.6萬元。完成同樣的加工量，全人工加工，需要10名工人，日工作10小時，加工68天完成，按人工150元/天，全人工加工需要人工費10.2萬元，使用機器加工，人工成本2.2萬元，電力成本0.18萬元，2107年節省成本約7.82萬元。兩年共約成本14.72萬元，效益明顯。

社會效益方面：機器的投入使用，緩解了企業因季節性用工，用工難且成本高的問題，有利于企業擴大生產規模，增加產能，減少鮮果浪費，增加果農收入，促進企業品牌化發展。