高速旋轉(zhuǎn)式桂圓添加機

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、營養(yǎng)均衡的優(yōu)點受到人們的青睞。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，會將不同食材在不同的生產(chǎn)工序進行添加，且部分食材會提前進行預煮以滿足口感需求。例如桂圓，生產(chǎn)時需要提前預煮，但其自身含有的糖分較大，經(jīng)過預煮、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 設備添加

采用設備添加需考慮生產(chǎn)速度的匹配，而目前市面上的量產(chǎn)的桂圓添加設備無法滿足高速生產(chǎn)的需求。以凱麟斯KYGY350 全自動桂圓添加機為例，其產(chǎn)能為250～350 罐/min（圖1）。隨著消費者需求的增多，行業(yè)內(nèi)生產(chǎn)線速度已經(jīng)達到700 罐/min，若如果采用此設備進行桂圓添加，則漏加率超過50%。如果采用多臺設備進行重復添加，則增加了生產(chǎn)成本，同時存在桂圓添加量大、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 全自動桂圓添加機

2 高速旋轉(zhuǎn)式桂圓添加機

高速旋轉(zhuǎn)式添加機利用了齒盤嚙合、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)，同時利用鏈傳動的方法傳遞電機輸出的動力，從而使桂圓添加速度達到與生產(chǎn)線速度相匹配的目的。

2.1 設備結構設計

該設備主要分為攪拌、分配以及傳動3 個主要部分。其中，攪拌部分內(nèi)含直齒輪傳動、分配部分由分配齒盤、輔助盤組成，輔以吹氣等細節(jié)結構，完成分配工序；傳動部分由兩臺直角轉(zhuǎn)向器、一臺0.4 kW 電機以及鏈條、鏈輪傳動構成（圖2）。

（1）攪拌結構（圖3）。攪拌機構主要采用直齒輪傳動來獲取預期的速度，進而帶動槳葉，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軸上，35 齒與26 齒直齒輪緊固與同一傳動軸上，且12 齒與35 齒、21 齒 與26 齒直齒輪相嚙合，直齒輪內(nèi)部均配以標準軸承。通過傳動使下部槳葉獲得2.3 倍傳動速比。

圖2 桂圓添加機實體模型

圖3 桂圓添加機攪拌結構模型

（2）分 配結構（圖4）。分配機構由主分配齒盤及分配副盤構成：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；分配副盤由同等厚度不銹鋼板加工而成，其中上部凸臺厚度為15 mm，下部盤邊厚度為5 mm。桂圓被槳葉分配至副盤盤邊處，結合其自身的質(zhì)量屬性，當桂圓轉(zhuǎn)動至兩盤嚙合處時，即由分配齒盤帶動至設定下料口處，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）傳動結構（圖5）。傳動結構主要由直角轉(zhuǎn)向器、鏈輪及對應鏈條構成，傳動鏈輪用于轉(zhuǎn)換電機輸出的轉(zhuǎn)動慣量，采用兩臺直角轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)換輸出的后的轉(zhuǎn)矩，進而帶動上部鏈輪的進行作業(yè)。

圖4 桂圓添加機分配機構模型

圖5 桂圓添加機傳動結構模型

2.2 傳動控制

高速旋轉(zhuǎn)式桂圓添加機的傳動控制主要以電機輸送動力，因此控制方面以電箱輸送電源為主，設備整機與生產(chǎn)線勻速啟停。

2.3 使用注意事項及相關說明

由于設備采用齒盤嚙合的方式進行傳動，所以齒厚較薄，因此清理時務必將設備停機后進行沖洗和清理。高速桂圓添加機內(nèi)部以齒輪傳動為主，因此精度較高，使用中如遇設備故障，請咨詢后再進行拆卸修理。

3 使用效果

經(jīng)過實際驗證，高速桂圓添加機可以滿足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，添加率可達到98%以上，所添加的桂圓也比較完整。根據(jù)食材特性對比，該設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。