高速旋转式桂圆添加机

2020-04-30赵彦伟孟祥麟王鹤楠孔令新赵云飞

设备管理与维修 2020年8期

赵彦伟，孟祥麟，王鹤楠，孔令新，赵云飞

（哈尔滨双城娃哈哈食品饮料有限公司，黑龙江哈尔滨 150111）

0 引言

在当今快节奏的工作和生活状态下，罐装八宝粥以其方便携带、营养均衡的优点受到人们的青睐。八宝粥以糯米为主，辅以红枣、桂圆以及百合等食材，经过特定的生产工艺加工而成。八宝粥生产工艺根据各食材的特性及口感需求，会将不同食材在不同的生产工序进行添加，且部分食材会提前进行预煮以满足口感需求。例如桂圆，生产时需要提前预煮，但其自身含有的糖分较大，经过预煮、清洗后，果肉较之以前变软，增加了桂圆肉的黏性，提高了在生产环节添加投放的难度。如何在高速自动化生产线上均匀、定量的添加桂圆，已经成为相近生产线上急需解决的问题。

1 传统投放工序分析

目前类似生产线上的桂圆添加工序，采用的方法主要有两种。

1.1 设备添加

采用设备添加需考虑生产速度的匹配，而目前市面上的量产的桂圆添加设备无法满足高速生产的需求。以凯麟斯KYGY350 全自动桂圆添加机为例，其产能为250～350 罐/min（图1）。随着消费者需求的增多，行业内生产线速度已经达到700 罐/min，若如果采用此设备进行桂圆添加，则漏加率超过50%。如果采用多台设备进行重复添加，则增加了生产成本，同时存在桂圆添加量大、影响口感的隐患。

1.2 人工添加

按照700 罐/min 的生产速度，采用人工添加的方式每班需耗用13 名员工，与上述设备添加方法相比，这种人工添加方法可将桂圆的添加率维持在90%左右，但由于人员自身很难在8 h 内将精力集中于，也带来了毛发、灰尘等异物掉落的隐患。同时由于生产节奏的加快，用工成本的提升，为生产线控制成本、质量控制带来了一定的难度。

图1 凯麟斯KYGY350 全自动桂圆添加机

2 高速旋转式桂圆添加机

高速旋转式添加机利用了齿盘啮合、同步传送的原理，将清洗后的桂圆传送至下料口，而后采用洁净压缩空气垂直下吹的方式将传送至下料口的桂圆吹落至罐子内，同时利用链传动的方法传递电机输出的动力，从而使桂圆添加速度达到与生产线速度相匹配的目的。

2.1 设备结构设计

该设备主要分为搅拌、分配以及传动3 个主要部分。其中，搅拌部分内含直齿轮传动、分配部分由分配齿盘、辅助盘组成，辅以吹气等细节结构，完成分配工序；传动部分由两台直角转向器、一台0.4 kW 电机以及链条、链轮传动构成（图2）。

（1）搅拌结构（图3）。搅拌机构主要采用直齿轮传动来获取预期的速度，进而带动桨叶，分配桂圆至盘边处。图中所示12齿、21直齿轮固定于同一传动轴上，35 齿与26 齿直齿轮紧固与同一传动轴上，且12 齿与35 齿、21 齿与26 齿直齿轮相啮合，直齿轮内部均配以标准轴承。通过传动使下部桨叶获得2.3 倍传动速比。

图2 桂圆添加机实体模型

图3 桂圆添加机搅拌结构模型

（2）分配结构（图4）。分配机构由主分配齿盘及分配副盘构成：主分配齿盘采用厚度为20 mm 的不锈钢板制成，均匀加工分配齿，齿数为30 个；分配副盘由同等厚度不锈钢板加工而成，其中上部凸台厚度为15 mm，下部盘边厚度为5 mm。桂圆被桨叶分配至副盘盘边处，结合其自身的质量属性，当桂圆转动至两盘啮合处时，即由分配齿盘带动至设定下料口处，由洁净低压气吹落至罐子内。为了保证食材的质量要求，低压气需经过过滤方可使用。

（3）传动结构（图5）。传动结构主要由直角转向器、链轮及对应链条构成，传动链轮用于转换电机输出的转动惯量，采用两台直角转向器转换输出的后的转矩，进而带动上部链轮的进行作业。