随着食品工业的发展,食品机械的研发也有新的进展。本文概述了食品机械的发展状况,重点分析我国食品机械中自动切割装置的研究现状及存在问题,指出今后我国自动切割装置研发的重点方向。
目前,我国食品机械的发展任重道远、空间广阔。每年因缺乏必要的食品加工装置使食品资源不能直接加工、贮藏、保鲜而造成很大损失,未能深加工综合利用而造成的资源浪费更大,因此食品自动切割装置的研发对食品加工行业具有很重要的现实意义。
食品自动切割装置是通过对物料进行机械剪切,从而得到所需要的形状和尺寸,如片、条、丁、块、泥等形态,可用于加工工艺的不同工序。图1为被切割食物的五种形态。
图1 食物的片、条、丁、块、泥形态典型的食品自动切割装置可以分为切段装置、切片装置、切丝装置和切丁装置。切段装置是要求能够稳定地喂入并在切割过程中能够保持稳定地压紧物料,使得碎段长度均匀一致,而且产品47食品机械中自动切割装置的研发-战晓林,陶学恒,李玉光端口整齐;切片装置是为了获得预定厚度的食品,需要通过喂入机构的沿切片的厚度方向进行稳定的定量进给,然后由切割器完成;切丁装置是将食物切成正立方体等形状,其切割需要在三个方向上完成;切碎装置是指那些通过切割获得碎块状产品的装置。
食品加工过程中的自动切割装置研发现状；国外食品自动切割装置研发特点和进展近年来,国外食品机械发展十分迅速,食品自动切割装置也随之迅速发展,尤其是欧、美、日等发达国家形成了新的基本特点[:装置高生产率,稳定性和工作速度提高,采用连续性作业或多工位多工作方式;装置高自动化,柔性和灵活性提高;装置机电一体化,产品质量和可靠性提高;结构模块化,装置设计程序和制造过程简化;装置设计虚拟化,研发周期缩短。
图2为自动切片机械手装置,该装置由4个手指组成,先是由两根手指握紧食物,然后再进行切割,该装置已经通过测试,可以用来切肉类、奶酪、鱼类等产品。
图2 自动切肉片装置图3为国外加工三明治的装置,该生产线是一条安全、卫生、连续性自动生产线,可以高效率加工产品。
图4为国外一般食品加工流程图,在流程中将各种生产线整合在一起,包括原料进入到产品产出再到销售等整个流程,可以通过计算机网络远程监控。
图3 国外加工三明治的装置图4 国外一般食品加工流程图；国内食品自动切割装置研发进展随着食品工业的发展,我国食品自动切割装置的研发取得了一定的成果,自动化程度和效率有所提高,一台机器就能完成切段、切片、切丁、切碎等作业,切割质量有大幅度的提高,也越来越重视绿色研发和装置智能化,许多自动切割装置已经应用于生产。
下面通过几个典型实例来具体分析一下我国的食品切割装置的研发进展。
目前研制成功的切割牛肉的机器人能切下占总重量60%的牛肉。它是把要加工的牛肢体与数据库中以前的牛肢体的切割信息进行比较来加工每一头牛,这样就可以确定刀的起点和终点,然后用机器人驱动刀切入牛肢体。
一种全自动台式冻肉类切片机,主要由链轮、链条、滑块及滑动托架组成。创新点是用一种新的动力传动方式取代传统的带轮带动转轮,转轮带动刀架的结构传动方式,传动效率高,切割速度可调。
苏州市惠德食品机械工程有限公司研发的肉类食品切丁切丝机,主要由机架、料槽、送料机构及切割装置组成。创新点是送料机构采用新型伺服电机驱动螺纹副作用于顶料块,取代了48包装与食品机械；肉类切丁机的液压伺服装置驱动双作用油缸,避免了油泄漏而造成对食品的污染和油工作时热胀冷缩而造成送料机构的不稳定。另外,该装置在料槽的侧面设置了闸门机构,可以使切成的肉丝、肉丁尺寸均匀,肉的处理量增加。图5为闸门机构示意图。
国内食品自动切割装置研发特点注重材料的选择随着新型材料研发,食品自动切割装置的研发也越来越重视材料的选择,例如以前的出皮机容易出现粘连现象,而陈志刚等研发的双桶出皮机在切割装置的刀片上采用F4特氟纶涂层,解决了粘连问题。
轻便小型化以切菜刀为例,目前国内的一些切菜刀的研发有很大进步,最大的研发特色就是设备轻便,操作简单。程惠研发的电动菜刀是一个典范[10],它是一种体积小巧的可快速切割软、硬质块状食物的电动菜刀,由动力和切割两部分组成。其成本低,可均匀切片、切丝和切末,拆装、清洗方便。装置如图6所示。再如莲藕切片装置,结构简单,操作方便,莲藕切片厚度可调。装置如图7所示。木瓜剖分原理研究及新机型设计也提到小型木瓜剖半装置,构造简单,制造成本低,应用广泛。
我国的食品机械制造企业要紧跟时代的步伐,从创新的角度,从自主知识产权的高度来加快食品机械高新技术的研发,特别是对食品切割装置的研发,要开发出具有国际一流水平的先进设备,使得食品机械有全新创新和技术上的重大突破,真正实现国产食品机械制造业的产品提档升级。
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