全自动骨汤调配机器的研发.doc
刘衡 刘文秀
[摘 要]阐述了全自动骨汤调配机器的结构及工作原理，通过对全自动骨汤调配机器的各部分功能结构介绍进一步说明该机器的技术特点与技术优势与广阔的应用领域
[关键词]骨汤 骨汤调配 均质乳化 抽料真空泵 净化
中图分类号：U231.92 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）10-0263-01
众所周知，传统骨汤定量调配需要完成以下步骤：物料准备、容器准备、物料加热、辅助搅拌、人工出汤等五步完成。具体讲，物料准备：需要采用人工秤量浓缩骨汤、直饮水、粉剂等物料，过程耗时长，容易出错并且非常容易造成二次污染；容器准备：需要专用汤桶或不锈钢物料桶；物料加热：专用大功率电磁加热炉；辅助搅拌：需要人工借用器具反复不停地搅拌，以达到骨汤均匀分散的目的；人工出汤：人工手动分装骨汤。以上过程虽然并不复杂，但是每次过程都需要大量时间投入，精力投入。加之由于是人员手工操作，不可避免会有人身伤害、交叉污染的风险存在。同时也不利于调配汤品的食品安全、食品卫生控制。
经过反复论证、仔细推敲以及数百次实验探索，终于研究并开发了一款不但可以取消人工调汤复杂而繁琐的手工操作，而且还大大提升了工作效率的自动骨汤调配机器。
1、机器结构及功能介绍
如上图所示，本台全自动骨汤调配机器包括：扫码单元、加热单元、定量给料单元、混合分散、均质单元（净化压缩空气系统）、PLC、HMI电控单元以及架台等六部分。定量给料单元主要实现骨汤、调味粉料定量控制；加热单元提供热水稳定供给功能；PLC、HMI电控单元是整机的控制核心，完成各功能单元协调动作，最终实现骨汤的自动调配，一键出汤。该全自动骨汤调配机器完全通过智能化设备来取代人工调配骨汤过程，其自身具备定量给料、自动加粉、自动混料、加热、一键式出汤的功能，是高效、智能，创新型产品。最大限度的降低人工成本的同时，保障了产品不被二次污染，尤其适用于火锅行业汤底的调配。
2、整机工作原理描述
本台全自动骨汤调配机器其扫码单元装置，可以准确识别产品信息协助客户对适用数量进行记录的同时完成成本记录与自动分账功能；加热单元装置，可以实现快速提供热水。净化压缩空气系统不但可以用于系统物料压力分散，而且可以用于物料均质的作用；其定量给料单元装置，可以实现两种物料的定量供给，分别由专用膏体真空泵、转换阀、定量螺杆、震动机构组成是本机器的核心部件；其混合分散调理单元装置，由内置于混料罐内特制分散器组成；其PLC、HMI电控单元装置，由智能可编程逻辑控制器、电气元件等组成，是整台机器运转的大脑、核心触动部分。
2.1、骨汤调配机器工作流程
2.2工作步骤描述
1、起用设备之前，先确认水、电、气供应正常，然后使用扫码枪扫描物料袋上方的条形码，扫描成功后系统提示导入数据，成功后设备进入工作状态。
2、扫码单元是该台设备收集产品信息、财务统计、分账统计的功能单元。出厂的产品附带条形码也是可以证明所用物料唯一合法性的依据。扫码后，系统自动识别产品，经过验证后设备方可正常使用，否则将不能开启。该扫码系统是日后实现产品结账、分账、客户管理的重要单元，其具备良好的可扩展性。
3、真空抽料阀动作将定量杯内的物料注入到混料罐内；定量加水量在液位计控制下加入混料罐内，粉料在螺杆泵的作用下按量加入混料罐内。
4、物料分散、混合以及均质过程如下所述：物料主要由带有压力的热水在线冲击分散物料同时，辅助压缩空气均质。当液位达到设定值h2时PLC输出压缩空气电磁阀开启，压缩空气进入混料罐内，对罐内物料进行分散、均质，待用。
5、按照预先编制的逻辑程序执行后，物料在混料罐内完成配制后，此时屏幕相应的操作单元会输出允许“出汤”字样提示，当需要使用时只需要按动按钮或点击屏幕即可。每次出汤量修正，只需要在屏幕上方直接改动，操作简单方便。
2.3 工作效率测试
本机器在设计过程中充分考虑智能、高效特点，当混料罐内物料为空时，机器将自动配制下一罐产品。实验数据：
a、以600ml锅体计，每小时可以出汤240锅；1小时预计出汤总量13200ml
b、以4000ml锅体计，每小时可以出汤68锅；1小时预计出汤总量16320ml
2.4机器自清洁功能
混料罐及物料管线在线清洗功能，一键式自动执行。具体步骤如下：接到清洗指令后气动阀门关闭，气动阀门1、3、5开启；真空抽料阀开启至最大行程处。此时供水泵工作，85℃热水由水箱输送至混料罐内强制喷淋，当液位达到h3时（1.1H>h3>H）供水泵停止工作，气动阀5关闭，压缩空气阀8开启。此时洁净高压压缩空气进入混料罐内，通过分散器作用对混料罐内物质进行高速、强烈混合以充分冲刷罐壁，达到设定好时间后系统自动关闭气动阀门8，开启气动阀门7进行排污，清洗结束。当然，为了达到清洗、消毒的效果，热水箱中也可以适度投入杀菌剂，如食品级二氧化氯、次氯酸钠等。
3、整机设计特点描述
3.1整机接触物料部分均采用SUS316L不锈钢材质制成，容器及管线内壁采用镜面抛光，无死角设计更便于内壁清洗消毒，符合食品机器特点。
3.2在一些情况下，客户自己需要改变配料量、出汤量、稀释比、出汤温度、清洗时间等功能参数的技术需求，本机在HMI界面二级参数中均留有开放性通道，方便客户自行调整，只需动动手指便可轻松完成设定。
3.3将高压压缩空气应用到物料分散、调理及均质过程是本设计的亮点和全新突破，充分利用了压缩空气的高压力、氧化性的固有特性。
3.4本机器电控箱采用密封处理，操作键与屏幕设置键分离设计，保障在潮湿环境下的使用安全。
3.5该骨汤机真空抽料泵密封圈、罐体密封材质均采用食品级橡胶、PTFE加工而成
3.6本机器所用到的气动阀门所需气源，由预置在机器内部的空气压缩系统提供，空气压缩机采用无油润滑、超静音活塞机，保证采出的压缩空气无油夹带，运行噪音级别60分贝以下，符合厨房设备噪音排放标准。
本机器可以具备一次设定，快速调配的优点。符合当今时代设备取代人，追求高效的工作理念。该机器一旦投入使用，一定会率先实现厨房调汤过程的工业4.0，具有较大市场前景与发展空间。同时本台设备也填补了调汤领域的国内、国际空白，具有划时代意义。
