1、塔里木大學專業文獻綜述題 目:紅棗去核機研究綜述 姓 名: 楊偉 學 院: 機械工程學院 專 業: 機械設計制造及其自動化 班 級: 機制096班 學 號: 093731605 指導教師: 王玲 職稱: 副教授 2014年3 月 5 日塔里木大學教務處制紅棗去核機研究綜述作者：楊偉 指導老師：王玲摘要：本文簡單介紹了國內外核果類去核機的發展現狀，總結了國內在紅棗去核機械方面的的研究成果，分析了國內幾種典型的紅棗去核機具的結構特點和工作原理，并提出了現有紅棗去核機械的不足之處和改進建議。最后指出了紅棗去核機的未來發展趨勢。關鍵詞：核果類；紅棗去核機；發展趨勢 Red jujube to nucl

2、ear machine research were reviewed Author: YangJiangwei Guidance teache: SonglingAbstract:This article simply introduces the domestic and foreign stone to the current situation of the development of nuclear machine, summarizes the domestic go nuclear in jujube mechanical aspects of the research, ana

3、lyses the domestic several typical red jujube to nuclear machine structural characteristics and working principle of and put forward the existing red jujube to nuclear machinery deficiencies. Points out the red dates to the future development trend of nuclear machine.Keywords:Drupe classes; Red juju

4、be to nuclear machine; The development trend我國是大棗主產區，有文字記載的栽培歷史達三千多年，在中國歷史上，棗與桃、杏、李、栗一起，并稱為“五果”。 紅棗含有豐富的營養物質（氨基酸、維生素、礦質元素），紅棗中的許多營養成分如紅棗多糖分子、蘆丁、著色劑、膳食纖維、環磷酸腺苷，提示了紅棗深加工應向三個方面發展：一是復合飲料，即將紅棗汁其他果品混合生產引用；二是食品、工業和化妝品應用的著色劑或色素方向；三是向藥品、保健品方向，對其進行的深加工并與其他中草藥結合、研發生產具備防治心血管病、保肝解毒、糖尿病等方面的藥品將最具潛力。紅棗價格相對穩定，穩中有升是大

5、趨勢，從上世紀80年代至今，紅棗價格增長約10倍，但迄今尚未出現大規模積壓，售價穩中有升。隨著社會的進步人們越來越重視生活質量的提高，“藥補不如食補”的觀念和做法正深入人心并日益流行，棗是藥食同源的絕佳食品。棗類資源的開發利用，特別是大力研究開發適宜于鮮食、初加工、深加工等不同用途的品種，無疑將豐富人們的膳食種類，給棗類產業帶來新的發展機會。由于大棗本身特性所限，需進行加工后儲存和食用，如果不去棗核不便與別的食品混合配用，采用一定技術使原料（紅棗）進行排隊自動給料,用輸送裝置輸送到沖核工位,經過扶正裝置使原料（紅棗）軸線方向與沖針在一條直線上然后加緊, 完成自動軸線定位和夾緊, 由沖針1下行將

6、棗核3沖下,完成原料3（紅棗）的去核工作。如圖1所示。因此根據加工需要進行大棗去核裝置的設計。 圖1沖刺穿透去核理論簡圖 1-沖針；2-棗核；3-紅1 國內外核果類去核機械現狀1.1 國外核果類去核機情況 國外 20世紀60 年代就著手研制水果去核機，至 20世紀 80年代初美國、意大利、荷蘭等國已相繼推出了粘核桃去核機、橄欖去核機等。去核工序基本上實現了自動化。經過數十年的發展，已日趨完善、成熟。目前，正向著節能型和機電一體化方向發展，以電腦自控作業為主。 美國FMC公司80年代初向市場推出了一種自動轉矩式粘核桃去核機。每分鐘可加工80個桃子,其生產率約80k0gh/左右。該機采用14個小杯

7、對桃子進行定位和輸送。每個杯子底部有一帶凸起的小轉軸圖2所示。小軸在鏈條帶動下始終旋轉著,只要杯內桃子的凹部不在小凸起的上方,桃子外圓就會與凸起接觸并被其帶動旋轉著,直到圖示正確位置為止。這時,桃子保持直立狀態,劈刀將果肉劈成兩半后,夾持桃子的兩個橡膠夾板相向轉動1500,使果肉與桃核分離。該機可以整個加工季節連續工作而不必停機潤滑,調節和清洗也十分方便。由于它保持了去核后果肉的完整性,因此比較適合于罐頭、果脯和果干加工廠使用.由于該機結構較復雜,成本較高,而國內罐頭、果脯等食品均屬微利產品,因此,在我國推廣起來存在一些難度。 意大利BERTUZZI公司推出了一種滾子去核機,其原理如圖2所示。

8、它適合于離核型桃、杏、李等核果的果肉與果核的分離.圖中滾子2心部材料為碳鋼,外面覆蓋一層彈性適中的橡膠層,輥子3由數個齒狀國盤組成。各盤間有一定間隔,在兩輥子上方有一推壓裝置,當它將物料推入兩輥子之間時,物料1在兩輥子的擠壓下,果肉被擠入齒輥中的齒間間隔,而果核則使滾子2的橡膠層變形而凹入橡膠層中。當轉過一定角度后,橡膠的彈性作用使果核脫離滾子2而進入果核收集斗。在輥子下方有一可調的分離裝置使肉核有效分離,在齒輥下方還有一個類似梳子的裝置將嵌在滾子3齒盤間的果肉梳出,落入果肉收集斗。從而達到核肉分離的目的。它適用于帶肉果汁飲料、果漿、果醬、果汁飲料等品種的去核工序,具有生產效率高等特點,有較高

9、的推廣價值。圖2破碎原理去核簡圖 1-紅棗；2-主動輥；3-從動輥1.2 國內核果類去核機情況 中國從20世紀80年代后期著手對去核機進行研制，并陸續推出一些產品。中國研制的核果水果去核機具，按其結構特點和工作部件的不同，大體可分為剖分式、對輥式和捅桿式等幾大類。1.2.1 剖分式去核機 對于體積較大的核果類水果如桃、杏、李等的去核，常采用部分分割式去核機，它的主要是采用剖分刀把水果分成兩半，再通過振動篩或工輔助脫核。該設備結構簡單且工作可靠。但對于粘核類果品存在去核率不高且果肉損失率大以及人工勞動強度高等特點。1.2.2 對輥式去核機 此類去核機使用于果肉與果核易分離的核果類水果。果品由推壓

10、裝置被送入兩輥子之間，在兩輥子擠壓下，大部分果肉被擠入不銹鋼齒輥中的齒間間隙中，二果核則使橡膠輥子的表面膠層變形并凹入其中。再經兩輥子下方的核肉分離調節裝置使核肉分離，分離后的果核在橡膠層彈性作用下脫離橡膠輥子落入果核收集裝置，而果肉則由類似梳子式的回收裝置將嵌在齒盤間的果肉梳出，流入果肉收集斗中，從而達到核果自動分離。1.2.3捅桿式去核機 捅桿式去核機是通過粗細與果核基本相同的捅桿把果核捅出。如山楂去核機、紅棗去核機、橄欖去核機。它由沖針、導向機構、果模以及傳動裝置等組成。典型的是山楂去核機，其工作時要靠人工把山楂放入果模，由專門機構推動果模進入或退出工作狀態，當果模進入到工作位置時，去核

11、機的上下刀幾乎同時切入果肉中，下刀在花萼處切入一定深度后即自行落下，上刀則繼續下行，直到把果核從圓形切口中捅出，捅出物一般為燈籠狀。2 我國紅棗去核機研究成果 紅棗去核機設計的關鍵在于紅棗的排隊與定位問題，不同品種紅棗的外形、大小以及棗核的大小差別很大，即使是同一品種的不同個體間，差別也很明顯"純機械式的紅棗去核機面對多樣的工作對象，其效果很難滿足紅棗加工生產的要求。2006 年，王兵臣發明的紅棗去核機由機架、料斗、輸送帶、下傳送鏈、沖桿上定位鏈、沖桿導套、偏心輪、離合器、撥片組件支撐板、滾輪及卡板等組成。工作時，料斗中紅棗由傳送帶輸送到下傳送鏈上面，通過中間滾輪的轉動將紅棗順位，紅

12、棗繼續輸送到上定位鏈下面，上定位鏈與下傳送鏈 4 個相對應的滾輪配合作用將紅棗四點定位，沖桿在傳動系統作用下將定位紅棗的核沖出"這種去核機通過離合器作用控制上料機構的間歇運動，從而實現了紅棗的自動化連續作業，提高了生產效率，但機器結構復雜，制造成本高。2007 年，徐燕飛公開了一種鮮棗劃皮去核機，采用汽缸為動力，彈簧沖針!刀片模頭及空心牽引針等部件配合實現去核作業，但需要人工擺放鮮棗，去核效率較低，且食品安全衛生狀況也未能得到改善；韓生銀發明了一種紅棗去核機，采用輪盤式上料裝置，解決了去核機上料率低，對不同大小紅棗適應性差的問題，但機器整體結構比較復雜，以一個紅棗的去核作為一個間歇工

13、作單元，生產效率比較低；中原工學院的梁睦發明了轉盤式紅棗去核機，采用電磁振動篩進行上料，使用壓縮空氣將紅棗壓入去核機的轉盤式料倉，料倉上設有 32 個工位，每個工位對應一套去核壓桿機構，每分鐘可處理紅棗去核 640 個"這種去核機適宜于對半干紅棗進行去核，最大的特點是采用柔性去核工藝，減少了棗核沖碎的概率，但效率比較低，可能將棗壓爛，或將棗核擠到一邊棗肉中。 2011年，呂梁晉亨機械設備研究所的王侯貴針對紅棗的定位及扶正問題設計了與紅棗夾持器配套工作的紅棗旋轉扶正器"紅棗旋轉扶正器整體呈圓柱形，扶桿下端開有半球型槽，上端有軸孔，工作時，扶正器在軸作用下旋轉，紅棗在半球型槽中

14、被帶動旋轉著壓入夾持器，可以有效實現紅棗的軸線定位，他設6HZ-200 型紅棗去核機采用均布紅棗夾持器的傳送帶上料，進入壓棗工位，紅棗旋轉扶正器的驅動齒輪互相嚙合，在直流電動機的驅動作用下將待去核紅棗旋轉著壓入夾持器，實現批量紅棗的軸線定位，再由去核管去核，去棗桿去棗，完成去核工作由于采用水平方向去核，該去核機的紅棗與棗核排出均使用了螺旋輸送器，該紅棗去核機是目前市場上紅棗定位設計較完善的去核機，效率高，定位準，去核徹底，但該去核機去核前對紅棗分級的要求比較高，對于不同級別的紅棗去核需更換相應尺寸的紅棗夾持器與旋轉扶正器，過程比較麻煩。3 典型紅棗去核機分析3.1 履帶式紅棗去核機 圖3履帶式

15、大棗去核機原理圖1-減速器；2-槽輪曲柄；3-槽輪；4-小鏈輪；5-滾輪；6-鏈板；7-支撐板彈簧；8-料斗； 9-銜鐵；10-電磁鐵；11-給料管；12-鏈條；13-轉盤式上料器；14-小型沖壓機；15-上模；16-下模；17-棗核收集斗；18-輸送機鏈輪；19-機架；20-棗肉收集斗3.2.1履帶式大棗自動去核機工作原理 如圖圖3所示經過簡單分選的大棗位于料斗8的底部，在電磁振動器9和彈簧10的作用下，圓筒料斗作扭轉式上下振動，使棗沿著固定在斗壁的螺旋料道由低到高移動，并自動排列定向，直至經出料口進入給料管ll，完成給料、排序。 從給料管送出的大棗進人斷續運動的轉盤式上料器13(縱向可排列

16、多個)將單個棗送人楔形扶正模16中，輸送機將楔形模送至小型沖床14的工位處，輸送機步進停止，完成上料。此時上模開始下行，在其下行的過程中，通過其斜面的作用使楔形扶正模快速合并，同時扶正模將其中的大棗扶正并夾緊，完成定位；接著沖針沖下，完成沖核；被沖下的核落入棗核收集斗17中。之后沖針、上模上行，楔形模靠彈簧彈力自然松開，輸送機又開始步進，當楔形模運動至開口朝下時，位于其中的棗肉落入棗肉收集斗20中，完成一次工作循環。其中轉盤式上料器的上料、傳送帶的起停、沖壓機的工作等動作均由傳動機構協調，如圖4所示。電動機的高速回轉運動經減速器后帶動槽輪 2轉動，鏈輪3經鏈傳動帶動轉盤式上料器轉動。調整鏈傳動

17、的傳動比，可使輸送機步進一次后上料器落下一個棗，此時沖壓機不工作，設備完成上料與輸送機步進動作；當槽輪即將靜止時，凸輪 4將沖床開關5壓下，沖壓機工作，此時輸送機和上料器靜止，設備完成沖壓動作。 圖 4傳動原理見圖 1-槽輪曲柄；2-槽輪；3-小鏈輪；4-凸輪5-沖壓開關3.2.2 履帶式紅棗去核機優點 此設備使用時，將棗注入棗箱，為避免棗在定向過程中發生機械攪拌減少損傷采用電磁振動供料器作為給料裝置；電機帶著傳動輪運轉，將棗準確運至沖頭下方位置，采用高速沖核針將棗核沖出，然后沖棗針將棗沖出，果肉損失少，切口平齊外形美觀；實現沖核目的；其工作效率高，為一般手工去核的20倍；結構簡單合理、緊湊，

18、部件更換方便可靠性高，使用方便安全全部生產過程無需人員介入，從根本上保證食品的安全衛生。3.3 轉盤式紅棗去核機3.3.1 轉盤式紅棗自動去核機工作原理 圖5轉盤式紅棗去核機結構簡圖1-導向轉盤與料倉轉盤；2-環形凸輪；3-環形擋塊；4-下平板；5-減速電機； 6-上平板；7-沖頭壓桿；8-落棗斜直導管；9-板式彈簧片；10-電磁圈；11-銜鐵； 12-壓縮空氣管；13-振動篩盤 轉盤式紅棗自動去核機工作流程經過初步尺寸篩選的紅棗，通過簡單的皮帶輸送機送到振動篩料筐13中，利用電磁振動原理，紅棗在振動篩料筐斜圓周帶擋邊的螺旋環道中躺倒排隊上升，在振動篩頂部依次掉入漏斗并斜垂管道8，使棗豎直,由

19、持續加壓的壓縮空氣壓入去核專機的轉盤式料倉；轉盤式料倉12分為32個工位，每個工位上對應有一套去核壓桿機構；由料倉轉盤上方同步轉動的導向轉盤11實現隨機導向；壓桿轉動時產生的力矩通過滾動導套10囚架間的滾動體作用在導向轉盤上，實現力矩平衡；導向轉盤與料倉轉盤由主動電機4驅使同步轉動；在主機上平板固定有一個靜止不動的圓環凸輪5，圓環凸輪5與去核壓桿配合工作的滾道上設置有3個不同的區域，分別為去核區；壓棗區；靜止區。以圓環凸輪靜止區為最低高度，如紅棗最大長度為25 mm,則沖頭壓桿要求最大行程為25mm，圓環凸輪在去核區的高度比靜止區高出25 mm；在壓棗區的高度比靜止區高出20mm；又在靜止的下

20、平板上相對料倉轉盤開設2條寬度不等的落核；落棗長圓弧槽孔。這樣，主動電機4驅動料倉轉盤12和導向轉盤11每同步轉動 1圈 ,每個工位上的壓桿沖頭相對工位中的紅棗往復動作2次，實現每個紅棗的去核、拔沖桿、落棗、沖桿復位的一次工作循環;進而依次實現 32個紅棗的連續柔性沖核工作要求。3.3.2 其他說明（1）紅棗扶正壓緊機構 紅棗的形狀有很大的差異,半干的紅棗又富于彈性,在沖核加工中很難準確固定;若紅棗定位不準,(如紅棗沒有豎起、扶正)棗核就很難從棗中沖出;因此,在紅棗去核工藝中,紅棗的扶正夾緊也是必須解決的難題之一;本設計方案如圖7所示,棗倉轉盤的32個工位,徑向三分之一直徑(8mm)為固有深度

21、,呈圓弧形固定在料倉轉盤3上;另外三分之二直徑的棗倉工位做成彈性支撐;由彈簧向外彈出,形成彈性壓縮頭2;在棗倉轉盤的外圍,固定有一圈環形擋板1,限制了彈性壓縮頭的外伸;固定在下平板上的環形擋板有四分之三圓周直徑不變,在其剩余的90°圓弧范圍內,30°范圍直徑逐漸內收6mm,中間30°范圍內保持收緊后的小直徑不變,最后30°范圍逐漸外放6mm,使直徑恢復原狀;當電機驅動料倉轉盤轉動時,料倉彈性壓縮頭始終與環形擋板接觸、并產生相對滑移;當環形擋板徑向不變時,紅棗在料倉工位中處于松動狀態;隨著環形擋板的徑向收縮,料倉內的紅棗被逐漸扶正壓緊,擠壓呈橢圓狀,此時對

22、應于上部凸輪的去核工位,沖頭壓桿下行,在環形擋板維持小直徑的30°圓弧范圍內,完成去核沖壓工藝。隨后,環形擋板直徑逐漸外放,去核后的紅棗被逐漸放松,并逐漸恢復原狀。 圖 7 變徑扶正壓緊機構工作原理 1-環形擋塊；2-彈性壓頭；3-料倉轉盤；4-紅棗（2）轉盤式紅棗去核機優點 1.采用柔性去核工藝,減少了棗核沖碎的概率;提高了成品率; 2.可實現的生產效率比傳統的手工操作提高了20倍以上; 3.結構簡單,動作可靠,各零部件在十分緩慢的運動狀態下完成工作要求,可用最低的成本,最小的結構形式,實現紅棗去核的動作要求; 4.從根本上滿足了食品衛生法提出的生產工藝要求;4 目前紅棗去核機存在

23、問題 通過以上六種核果類果品去核機的現狀分析，我們不難看出制約中國果品加工業發展的因素，特別是在核果類果品去核方面的不足，與國外的去核機器相比，去核機在生產中推廣應用的并不多主要存在以下幾個突出的問題: 1.現有紅棗去核機產品整體適應性較差，實際的紅棗加工生產中，加工企業可能需要對鮮棗或半干棗去核，而很多去核機產品只能為一種紅棗去核，工作參數不合理，不同品種、不同狀態的紅棗去核時，對去核速度等工作參數的要求是不同的，目前的紅棗去核機部分設有變速箱等機構對工作速度進行控制，但關于最佳的工作參數未見有說明。 2.去核后果肉完整性差，機具雖生產率高，但去核后果肉成碎塊狀，嚴重破壞了果肉的完整性。 3

24、.工作環境差產品大都為純機械結構，自動化控制水平低缺乏保護機構設計，遇到異型棗出現卡機，會損壞機器，甚至傷人。 面對缺少良好的設備、加工手段落后、生產率低的現象，為了給中國果品業的發展提供技術幫助，針對上述分析，特提出幾點改進的思想: 1.提高機具的通用性 可通過研制可變動刀具和夾持裝置，或采用多用刀具來達到。例如夾持機構可用螺栓等聯結以便加工不同核果時進行更換，并為今后對去核機具的推廣應用上得到最優的工藝設計以降低成本。 2.保證果肉的完整性 需對刀具及夾持機構進行一定的改進。采用空心沖桿和捅核桿配合的二級沖形式，可使加工后紅棗的切口光滑，外形與人工去核效果相當，避免爛尾和帶棗肉現象。 3.

25、向自動控制方向發展 增加電子監控機構以減少果肉損失率和控制夾持機構，特別對一些需要人工裝料的去核機具可增添機械手以及分料裝置，實現自動化連續生產。也可考慮采用多刀多工位加工方法以提高生產效率。5 紅棗去核機發展趨勢 縱觀現階段我國紅棗去核機的實際應用狀況，應大力加強幾方面的研究，根據鮮棗、半干紅棗去核的要求開發對這 2 種紅棗均可去核的產品，滿足紅棗加工企業對鮮棗、半干紅棗的去核需求，結合紅棗精深加工的實際要求，通過試驗測定各品種、各狀態下紅棗去核的最佳工作速度及含水率，為去核機最佳工作參數的選擇提供依據，結合現有去核機產品的上料方式，設計輔助機構，提高生產中機器的實際去核率，開發安全可靠的棗核黏連棗肉刮除裝置，減少去核過程中棗肉的損失，重點開發開放型定位機構，適應不同大小紅棗上料與定位的需求，突破現有產品針對不同大小紅棗分區間設計模具的思路，減小機器制造成本，簡化紅棗去核生產過程。利用機電一體化設計理念，將智能化、自動化等高科技智能控制應用到紅棗去核機產品中，增加電子監控機構以減少果肉損失率和控制夾持機構，特別對一些需要人工裝料的去核機具可增添機