基本信息
- 項目名稱：
- 山核桃破殼分揀機
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 手剝山核桃近來備受廣大消費者的青睞，成為一類暢銷食品。但是，山核桃破殼分揀機械領(lǐng)域尚處于起步階段。基于此，在結(jié)合了人工山核桃破殼的分析和調(diào)研，吸收國內(nèi)同期相關(guān)研究的最新成果的基礎(chǔ)上，根據(jù)IDEF0的產(chǎn)品功能模型設(shè)計理念，我們研制開發(fā)了山核桃破殼分揀機，它一改傳統(tǒng)堅果破殼分揀領(lǐng)域只在敲擊重錘上進行改進的情況，彌補了國內(nèi)山核桃破殼分揀機械領(lǐng)域的不足,其生產(chǎn)效率為100kg/h，破殼率>=95%.
- 詳細介紹：
- 手剝山核桃由于其口感佳、味香、營養(yǎng)價值高、易食用且具有防病抗癌、延年益壽等功效，近年來備受廣大消費者的青睞，成為一類非常暢銷的饋贈禮品、日常食品。然而，傳統(tǒng)手剝山核桃的加工工藝復(fù)雜，工序繁多，尤其手剝山核桃的破殼工作基本是由人工完成，導(dǎo)致山核桃的生產(chǎn)周期延長，延誤了最佳的入市時機與銷售良機。目前，國內(nèi)手剝山核桃的破殼基本由人工敲擊來完成，人工破殼存在著勞動效率低下、碎殼質(zhì)量不穩(wěn)定、勞動強度大、生產(chǎn)周期長、生產(chǎn)成本高等不足之處，使得山核桃破殼及加工工藝設(shè)備的研究具有重大的現(xiàn)實研究意義及市場推廣價值。 本文針對上述的基礎(chǔ)，設(shè)計并開發(fā)了第一代山核桃破殼分揀設(shè)備。山核桃破殼分揀機是能夠自動實現(xiàn)山核桃高效率供料、擠壓碎殼、碎殼分離及計量的新型自動化機械設(shè)備，主要由供料模塊、擠壓破殼模塊、碎殼分離模塊、出料斗及動力傳動系統(tǒng)構(gòu)成。入料模塊的撥料滾筒配合供料導(dǎo)向板的作用，保證向擠壓模塊高效率的供料；在偏心輪機構(gòu)與不完全齒輪間歇運動機構(gòu)的配合作用下，擠壓模塊將供料、擠壓碎殼、出料三個工序恰到好處地結(jié)合在一起；碎殼分離模塊與出料口能將完成擠壓的山核桃與碎殼分離，并分別盛裝。 山核桃破殼分揀機的試驗，結(jié)果良好，設(shè)備的工作率達100Kg/h，破殼率≥95％，果肉破損率≤5％，試驗結(jié)果證明該設(shè)計較為合理。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標
- 作品設(shè)計目的： 山核桃破殼分揀機的設(shè)計目的在于有效克服了傳統(tǒng)手剝山核桃加工工藝中山核桃的裂殼、碎殼分離工作基本是由人工完成、破殼效率極低、破殼質(zhì)量不穩(wěn)定、生產(chǎn)成本投入較大等問題，實現(xiàn)了連續(xù)性良好的山核桃破殼分揀全自動化過程。產(chǎn)品在保證良好的經(jīng)濟效益與企業(yè)效應(yīng)的同時，更是帶來了巨大的環(huán)境效益與社會效益。 設(shè)計思路： 山核桃破殼分揀機是能夠自動實現(xiàn)山核桃高效率供料、擠壓碎殼、碎殼分離及計量的新型自動化機械設(shè)備，主要由供料模塊、擠壓破殼模塊、碎殼分離模塊、出料斗及動力傳動系統(tǒng)構(gòu)成。入料模塊的撥料滾筒配合供料導(dǎo)向板的作用，保證向擠壓模塊高效率的供料；在偏心輪機構(gòu)與不完全齒輪間歇運動機構(gòu)的配合作用下，擠壓模塊將供料、擠壓碎殼、出料三個工序恰到好處地結(jié)合在一起；碎殼分離模塊與出料口能將完成擠壓的山核桃與碎殼分離，并分別盛裝。 該項目的技術(shù)關(guān)鍵： （1）供料方式的選擇。利用撥料滾筒與引導(dǎo)板的設(shè)計，能夠保證供料過程的高效率。 （2）傳動機構(gòu)的設(shè)計。偏心輪機構(gòu)與不完全齒輪間歇運動機構(gòu)的配合作用，使得供料、擠壓、出料三個過程連成一體，以機械結(jié)構(gòu)代替控制，簡單、安全、可靠。 主要技術(shù)指標： （1）機器生產(chǎn)效率：正常連續(xù)性工作，山核桃加工量100Kg/h； （2）山核桃破殼率：≥95%，果肉破碎率≤5% ； （3）設(shè)備連續(xù)工作能力強，性能穩(wěn)定。
科學(xué)性、先進性
- 手剝山核桃由于其口感佳、味香、營養(yǎng)價值高、易食用且具有防病抗癌、延年益壽等功效，近來備受廣大消費者的青睞，成為一類暢銷、時髦的饋贈禮品及易食品。堅果破殼類機械在革除傳統(tǒng)人工勞作的弊端，發(fā)揮自動化機械特有的優(yōu)勢，提高勞動生產(chǎn)率，改善勞動生產(chǎn)質(zhì)量等方面凸顯其巨大的優(yōu)勢。但是，與大部分的機械相類似的是，山核桃破殼分揀機械領(lǐng)域尚處于剛剛起步階段。 基于此前提，結(jié)合了大量人工山核桃破殼的實驗分析過程和實踐調(diào)研，綜合與吸收國內(nèi)同期相關(guān)研究的最新成果與技術(shù)，根據(jù)IDEF0的產(chǎn)品功能模型設(shè)計理念（TRIZ）研制開發(fā)的山核桃破殼分揀機，一改傳統(tǒng)堅果破殼分揀領(lǐng)域只在敲擊重錘上進行相關(guān)改進，堅果破殼機械嚴重空缺的局面，彌補了國內(nèi)山核桃破殼分揀機械領(lǐng)域的空白。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 2009年度浙江省大學(xué)生創(chuàng)新實驗計劃項目（項目已通過省教育廳驗收） 2009年浙江工業(yè)大學(xué)第二十屆“運河杯”學(xué)術(shù)科技作品競賽特等獎
作品所處階段
- 初期山核桃分揀破殼機尚處于中試階段，同類產(chǎn)品正在研發(fā)。
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 專利實施許可
作品可展示的形式
- ■實物、產(chǎn)品 ■圖紙 ■磁盤 ■現(xiàn)場演示 ■圖片 ■錄像 ■樣品
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 本產(chǎn)品技術(shù)特點及其優(yōu)勢： （1）供料方式的選擇。利用撥料滾筒與引導(dǎo)板的設(shè)計，能夠保證供料過程的高效率。 （2）傳動機構(gòu)的設(shè)計。偏心輪機構(gòu)與不完全齒輪間歇運動機構(gòu)的配合作用，使得供料、擠壓、出料三個過程連成一體，以機械結(jié)構(gòu)代替控制，簡單、安全、可靠。 （3）間隙調(diào)整采用螺栓與調(diào)整墊片組實現(xiàn)，簡單、實用。 （4）設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，工作穩(wěn)定，工作噪音小，工作壽命長。 本產(chǎn)品的適用對象： 設(shè)備目前適用對象為標準球形堅果類食品，限于加工手剝山核桃，在進行山核桃取仁方面基本無計可施。 市場分析與經(jīng)濟效益預(yù)測： 該機器能使手剝山核桃加工企業(yè)提高生產(chǎn)效益降低成本，減少勞動力投入，根除傳統(tǒng)非人性化要素。手剝山核桃破殼機的市場化推廣，在帶來經(jīng)濟效益的同時，能給經(jīng)濟發(fā)展方式轉(zhuǎn)型與社會勞資供求平衡帶來收益。隨著山核桃加工技術(shù)進一步完善之后，潛在的市場將轉(zhuǎn)變?yōu)檎嬲氖袌?，加之，機器相對人工勞作效率的大幅提升，不僅克服人口紅利減少的問題，經(jīng)濟效益將更加凸顯。
同類課題研究水平概述
- 目前，國內(nèi)針對大小核桃、夏威夷果、香榧等各式各樣的堅果破殼機器的研究都尚處在起步階段，由于市場的需要及技術(shù)的發(fā)展不夠完善，使得各類相關(guān)機械無法很好滿足工業(yè)生產(chǎn)的要求與標準，同時，市場上更缺少一類能夠適應(yīng)各類堅果都能統(tǒng)一進行破殼的機械。究其原因，供料方式的選擇及堅果的傳送方式協(xié)調(diào)性的解決是開發(fā)堅果統(tǒng)一機械的技術(shù)關(guān)鍵所在。由于山核桃地域的局限性（只分布在臨安、寧國等有限區(qū)域），使得山核桃破殼分揀機械的研究現(xiàn)狀也極具地域性且發(fā)展地非常緩慢，設(shè)計到的相關(guān)專利及文獻報道甚至只有一兩項。然而，國內(nèi)（目前包括江蘇、陜西、北京、新疆等地）針對大核桃的研究狀況開展得較為深入，可借鑒其研究方法為我們的研究服務(wù)?，F(xiàn)將大核桃破殼分揀的方式歸類如下： （1）敲擊式破殼 2007年，盧春貴等人設(shè)計完成了敲擊式破殼機械，用于完成小核桃的碎殼工作，并且申請了相關(guān)專利。敲擊式破殼即為傳統(tǒng)人工破殼的機械自動化過程，是種可行性極高且有效地破殼方法。其工作原理：杠桿定理來實現(xiàn)敲擊力度的增強化，用走步齒輪與凸輪機構(gòu)的配合實現(xiàn)敲擊過程，用彈簧控制敲擊的力度。敲擊將人工勞作自動化，生產(chǎn)效率大大提高，且能夠保證破殼的成功。與擠壓、擠壓式破殼相比，敲擊破殼的效率可能相對較低（較人工破殼有較大提高），但是破殼的成功率極高，同時，敲擊式破殼能夠?qū)崿F(xiàn)對敲擊力度的控制，能夠保證破殼的質(zhì)量。 （2）擠壓式破殼 辛動軍、史建新等人在《國內(nèi)外核桃破殼取仁機械的現(xiàn)狀及問題探討》等文中提出了兩類基于軋輥原理的擠壓破殼方法，前者是一對心破殼裝置，在每一軋輥上開有與核桃適應(yīng)的擠壓孔，該裝置擠壓效率高，擠壓時工作可靠，但是擠壓效果不良；后者為螺紋槽擠壓式，由一對具有反向螺紋的軋輥組成，在軋輥上切制螺距恒定的梯形螺紋，通過軋輥中心距的調(diào)節(jié)來適應(yīng)核桃直徑大小的變化。軋輥式擠壓能夠保證足夠的擠壓效率，但是軋輥中心距的調(diào)整具有一定的難度，同時軋輥上加工各類形狀也需較高的加工成本。在此基礎(chǔ)上，他們也研制出了能對綿核桃進行破殼的設(shè)備6HP-150型核桃破殼機。
