干豆腐覆膜機構的研究與試驗

龐玉艷，李 光，劉鴻雁，付曉峰，譚 杰

（吉林省農(nóng)業(yè)機械研究院，吉林長春 130022）

干豆腐覆膜機構的研究與試驗

龐玉艷，李 光，劉鴻雁，付曉峰，譚 杰

（吉林省農(nóng)業(yè)機械研究院，吉林長春 130022）

為解決干豆腐真空包裝的黏連問題，研制出一種干豆腐覆膜機。該覆膜機的工作原理是在真空包裝的干豆腐層間覆上食品級硅油紙，從而解決黏連問題。通過詳細論述干豆腐覆膜機的結構組成、工作過程、零部件的選擇以及試驗過程，闡明選用食品級硅油紙作為隔離材料具有安全性高、干豆腐表面無殘留、不黏連等優(yōu)點，為干豆腐的工業(yè)化生產(chǎn)提供可行性方案。

干豆腐覆膜機；結構組成；試驗

干豆腐含有人體必需的氨基酸、低聚糖、不飽和脂肪酸、膳食纖維、卵磷脂、腦磷脂，以及鈣、磷、鐵等無機鹽和各種維生素等，營養(yǎng)豐富且易消化[1]。隨著人們飲食觀念的變化，以植物性食物為基礎的膳食模式已重新建立，大豆制品越來越受到人們的青睞。因此，新興大豆制品的開發(fā)和傳統(tǒng)大豆制品生產(chǎn)技術的改造勢在必行[2-4]。為了適應社會發(fā)展的需要，解決干豆腐易變質(zhì)、不易保存的問題，吉林省農(nóng)業(yè)機械研究院開發(fā)出新型的干豆腐保鮮包裝生產(chǎn)工藝，具有不添加保鮮劑、保鮮時間長、原有風味損失小等優(yōu)點，解決了豆制品保鮮這個豆腐產(chǎn)業(yè)鏈上的瓶頸問題，也能帶動干豆腐加工企業(yè)的迅速發(fā)展。

干豆腐保鮮需對其進行真空包裝，但是在真空包裝干豆腐時出現(xiàn)了干豆腐黏連問題。為解決干豆腐黏連，進行了干豆腐覆膜機的研制。本文主要針對干豆腐覆膜機的研究和利用干豆腐覆膜機進行試驗說明，期望能為干豆腐工業(yè)化生產(chǎn)提供一些可行的實施方案。

1 干豆腐覆膜機的研究

1.1 干豆腐覆膜機結構原理

干豆腐覆膜機結構原理見圖1。

圖1 干豆腐覆膜機結構原理

1.2 干豆腐覆膜機的工作過程

首先，縱向雙桿氣缸下伸，干豆腐側吸盤吸起干豆腐時，硅油紙側吸盤放下硅油紙到輸送帶上；隨后，雙桿氣缸收縮，2個吸盤抬起，橫向電磁無桿氣缸工作進行滑動，2個吸盤分別移動到輸送帶中間位置和硅油紙側；最后，縱向雙桿氣缸下伸，干豆腐吸盤放下干豆腐，硅油紙側吸起硅油紙。如此循環(huán)，當達到設定干豆腐層數(shù)時，氣缸即停止工作，輸送帶移動一個工作位置，其中移動距離由步進電機、對射探測器和單片機控制。

氣缸選型一般要考慮的因素有實際推力大小、氣缸行程、緩沖方式、潤滑方式、安裝形式及附件。

首先，需要的輸出力換算出氣缸的活塞面積：

式中：F——所需要的輸出力，N；

P——系統(tǒng)壓力，MPa；

S——活塞面積，m2；

n——安全系數(shù)。

注：一般氣缸水平使用取0.7，垂直使用取0.5，活塞面積算出來后再換算成活塞直徑，一般氣缸使用直徑表示。

氣囊內(nèi)外保護層采用優(yōu)質(zhì)彈性材料制成，這種材料能滿足各種氣候要求和耐機油要求。優(yōu)質(zhì)彈性材料和尼龍制成織物芯層(高強度支架)使得管狀氣囊具有良好的開卷特性和反應靈敏性。所要求特性在-35℃～+90℃的范圍內(nèi)均可以得到滿足。上端蓋和活塞之間的管狀氣囊由金屬張緊環(huán)夾緊，氣囊在活塞上伸展。根據(jù)車橋設計形式，空氣彈簧與減振器可以分開布置，或者與減振器組合在一起同軸布置，如圖6所示是空氣彈簧與減振器可以分開布置形式。

其次，根據(jù)運動的距離選擇氣缸的行程，如果需要壓緊，一般會吃進3～5 mm。然后，根據(jù)安裝方式選擇角座、法蘭或是耳環(huán)安裝。

1.4 覆膜機結構設計

根據(jù)輸送帶傳輸方向和覆膜種類只有干豆腐和硅油紙2種，所以機械結構設計時采用兩側對稱式布置結構向輸送帶進行物料供給。

1.5 其他配件的選擇和確定

干豆腐和硅油紙要實現(xiàn)自動上料和自動空料歸位，一來一去進行滑動，這樣決定輸送帶兩側采用電磁無桿氣缸、接觸探測器、限位塊、緩沖開關來實現(xiàn)自動進料和自動空料歸位。干豆腐側完成自動上料后采用海綿式吸盤、真空發(fā)生器、雙桿式氣缸、滑道、電磁無桿氣缸、限位塊、接觸探測來實現(xiàn)將干豆腐吸起、移動、卸料等動作，而硅油紙側與干豆腐側工作過程相同，時間上有一個工位時間落差。

2 干豆腐覆膜機組試驗

2.1 材料

新鮮干豆腐5 kg，市售，切成外形尺寸（長×寬）為156 mm×216 mm；測量3次含水率的均值為58%；13張干豆腐3次測量厚度均值為20 mm，質(zhì)量均值為500 g；雙面硅油紙5卷（上海郵購），切成外形尺寸（長×寬）為156 mm×216 mm，共準備2 200張。

2.2 儀器與設備

覆膜機組，自制；上海捷豹空氣壓縮機；得利切紙機；聯(lián)想手提電腦；濕度測量儀；上海友衡電子天平。

2.3 計算公式生產(chǎn)率=干豆腐覆膜數(shù)量/1 h；時間取值方法：

（1）工作時間。t=進料時間+吸附時間+橫向移動時間+覆膜時間+回位時間

（2）平均時間。

干豆腐覆膜試驗機組時間試驗結果見表1。

表1 干豆腐覆膜試驗機組時間試驗結果

3 結果與分析

生產(chǎn)能力為5張/袋的200袋/h，10張/袋的100袋/h。

真空包裝后放置3個月，用手撕開，干豆腐和硅油紙能完整地分開，解決了干豆腐的黏連問題。

4 試驗問題及解決辦法

（1）硅油紙由吸盤覆在干豆腐上時發(fā)生上翹、翻卷，造成下一張干豆腐覆蓋時紙發(fā)生褶皺、不規(guī)整現(xiàn)象。

解決方法：利用加濕器，出口對準覆蓋側上方吹，來自上方濕氣壓力大于下方干豆腐的潮氣上升推力，就不再發(fā)生翹邊上卷現(xiàn)象。

（2）吸紙平底吸盤在有潮氣環(huán)境下有水氣產(chǎn)生，即水膜隔斷吸盤與紙，吸不起來（吸盤吸紙需要6個吸盤同時密封，1個不密封都吸不起來物料）。

解決方法：換海綿吸盤，吸力大，受潮氣影響小。真空發(fā)生器產(chǎn)生負壓小，換大規(guī)格的真空發(fā)生器。

（3）吸盤架布置不合理，整體縮小一點，避免干豆腐和紙位置不完全對正時有半個吸盤位置形不成真空，影響吸盤效果。

解決方法：重新設計。

（4）漫反射傳感器（輸送帶上）受白色輸送帶光反射影響嚴重、信號不穩(wěn)定、干豆腐在移送上方時送不到位，出現(xiàn)干豆腐重疊現(xiàn)象。

解決方法：換對射式傳感器。

5 結論

選用食品級硅油紙作為隔離材料保鮮干豆腐食品具有安全性高、表面無殘留、不黏連等優(yōu)點，解決了干豆腐真空包裝時的黏連問題。

該樣機5張包裝時生產(chǎn)率為200袋/h，10張包裝時生產(chǎn)率為100袋/h，生產(chǎn)率較高，可滿足一般生產(chǎn)需求。如需提高生產(chǎn)率，可通過增加覆膜機工位來實現(xiàn)。

[1]李里特.大豆加工與利用 [M].北京：化學工業(yè)出版社，2003：241-245.

[2]張炳文，郝正紅，黎榮靜.中國大豆食品產(chǎn)業(yè)化技術創(chuàng)新之路的探討 [J].中國調(diào)味品，2000（7）：6-9.

[3]吳暉，吳濤，陳子敬.新型豆腐技術的研究 [J].現(xiàn)代科學技術，2005（2）：1-4.

[4]李光，劉鴻雁.一種干豆腐物理保鮮方法的工藝研究[J].農(nóng)產(chǎn)品加工（下），2015（10）：28-29，32.◇

Research and Experiment on the Dry Bean Curd Laminating Machine

PANG Yuyan，LI Guang，LIU Hongyan，F(xiàn)U Xiaofeng，TAN Jie
（Jilin Insitute of Agricultural Machinery，Changchun，Jilin 130022，China）

In order to solve the problem of adhesion of dry bean curd vacuum packaging，a new type of dry bean curd laminating machine is developed.The working principle of the laminating machine is in a vacuum packed dry bean curd layer coated with food grade silicone oil way to solve the problem of adhesion.This paper discusses the structure，working process and the selection of the components of the dry bean curd laminating machine，also introduces the experimental process and the experimental data.The results show that take as speration material with high safety，products with good quality.This method can solve the adhesion problem in dried tofu preservation.

try bean curd laminating machine；structure composition；test

TS201.4

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2016.12.047

1671-9646（2016）12b-0065-02

2016-10-24

龐玉艷（1981— ），女，本科，工程師，研究方向為食品包裝與機械。