食用玫瑰花瓣振动除杂机的设计分析与改进

杨云福，方卫山，刘 烽，陈 昆，王文灿，高 谦，施晓佳

(云南省农业机械研究所，昆明 650031)

0 引言

食用玫瑰花原产中国，为蔷薇科蔷薇属植物，落叶直立灌木，品种繁多，花色丰富，香气浓郁，不仅是园林绿化布局的好材料，而且是中药、食品工业、香料工业和日化工业的重要原料[1]。食用玫瑰花瓣用途较多，其产品及衍生产品也层出不穷，其经过初加工得到的产品有玫瑰花干花、玫瑰花粉、玫瑰花茶、玫瑰花糖、玫瑰馅料等，经过深加工可以得到玫瑰露、玫瑰精油、玫瑰酱、玫瑰酒、玫瑰化妆品、玫瑰保健品等产品。市场调查显示，我国每年药用、食用、酒用、化工及出口等食用玫瑰花需求量达30万t以上，但是每年产量却只有几万吨[1]。食用玫瑰花的产量不足主要有两个因素，一是种植规模小，都是露天种植，只能在花期才能有产量；二是玫瑰花的初加工技术不成熟，加工设备不完善，每天鲜花加工量有限，限制了玫瑰花种植规模的扩大。玫瑰花初加工设备的研发与改进是扩大食用玫瑰花种植规模，提高产量与品质的一大保障。

1 振动除杂机除杂的原理

玫瑰花瓣振动除杂机的作业原理是利用玫瑰花瓣与其他杂质的粒径不同而进行筛选除杂。具体过程为振动除杂机上装有一块符合除杂要求的筛板，筛板上放有待除杂的玫瑰花瓣，动力装置带动除杂机振动，玫瑰花瓣在筛板上被小幅度的抛起或翻转，粒径小的杂质就会通过筛板落下，粒径大的花瓣则会被振动到除杂机的出料口，完成玫瑰花瓣的除杂作业。

由于玫瑰花瓣的特殊形状和结构，振动除杂能有效的将玫瑰花瓣中夹杂的花蕊、萼片等细小的杂质与花瓣分离，且对花瓣的损伤较小，不影响玫瑰花瓣的品质。由于玫瑰花瓣的流动性较差，振动将有助于提高玫瑰花的流动性，避免玫瑰花瓣聚集在筛板上，影响除杂效率和生产的正常进行。

2 玫瑰花瓣振动除杂机对比分析与技术改进

玫瑰花瓣振动除杂机的技术改进要保证玫瑰花瓣除杂的效果、除杂效率及除杂后玫瑰花瓣的品质，还要综合考虑振动除杂机的安装，作业安全性、可靠性及产生的噪音等方面的影响因素，对玫瑰花瓣振动除杂机进行综合性的改进。

2.1 传统玫瑰花瓣振动除杂机

2.1.1 传统振动除杂机振动原理

传统玫瑰花瓣振动除杂机的振动方式采用偏心轮转动产生半径差的原理，带动除杂机做横向往复运动，引起玫瑰花瓣在筛板上面振动。

2.1.2 传统振动除杂机的整机结构

传统振动除杂机整机结构简单(图1)，主要包括筛体装置、偏心轮装置、连杆装置、连接钢板、机架、电机等。电机装在机架的底部，偏心轮装置装在电机的正上方，通过皮带完成动力传递，偏心轮装置通过连杆装置与筛体装置连接，筛体装置的前后通过连接钢板与机架连接。振动除杂机工作时，电机带动偏心轮装置转动，偏心轮装置将带动筛体装置向后运动，同时连接钢板会因为受力变形而对筛体装置产生向前的力。当偏心轮装置转过大径面时，向后的拉力消失，筛体装置便会向前运动，如此一来便形成了筛体装置的横向往复运动，对物料产生振动除杂的效果。

1.筛体装置；2.连接钢板；3.机架；4.连杆装置；5.电机；6.偏心轮装置图1 传统振动除杂机的结构示意图

2.1.3 传统振动除杂机综合分析

传统振动除杂机的安装需要用地脚螺栓进行固定，设备在安装时不方便。振动除杂机在运行时，由于连接部位为刚性连接，所以噪音较大，对设备连接部分破坏力也较大，影响整机使用寿命；且振动幅度与频率难以精准控制，除杂效果不理想，对玫瑰花瓣的损伤大，但是整体上还是达到了振动除杂机的设计要求。

2.2 新型玫瑰花瓣振动除杂机

2.2.1 新型振动除杂机振动原理

新型振动除杂机不再采用传统振动除杂机的振动装置，而是直接采用惯性式双轴直线电机驱动代替偏心轮装置。

2.2.2 新型振动除杂机的整机结构

新型振动除杂机的整机结构重新进行了设计(图2)，主要包括筛体装置、弹簧连接装置、机架、振动电机等，在筛体装置上面，除了有筛板，还增设了翻料装置和挡料装置。振动电机通过连接机架装配在筛体装置上，筛体装置通过弹簧连接装置与机架进行柔性连接，挡料装置和翻料装置直接焊接在筛体装置的两侧挡板上。

新增设的挡料装置按照设计要求进行制作，两块为一组，分别焊接在挡板的两侧。焊接时按照安装要求焊接，与挡板之间形成夹角β。翻料装置按照设计尺寸制作，共三块，按照安装要求焊接在挡板上。筛板上面的通孔可根据客户需求进行制作，一般情况为边长5～12 mm的方孔，筛板安装时，与水平面形成夹角ɑ。

2.2.3 新型振动除杂机综合分析

新型振动除杂机由于利用振动电机产生振动，且筛体装置与机架之间的连接采用连接弹簧进行柔性连接，在振动除杂机除杂时，产生的噪音较小，筛体装置也不会引起机架的振动。在设备安装时，不需要对设备进行地脚螺栓的固定，只需要对设备进行简单的校平，便完成设备的安装。振动电机带有频率调节器，在进行玫瑰花瓣除杂时，可根据实际情况进行振动频率的调节，在保证花瓣品质的前提下提高除杂的有效性。

新型振动除杂机安装的挡料装置可以将筛盘两侧的物料集中到筛盘中部，保证杂质能够筛出筛盘。由于玫瑰花瓣结构的特殊性，容易将一些细小的花蕊、花萼等杂质包裹在花瓣里，设置的翻料装置能够使玫瑰花瓣在振动过程中翻面，使包裹在花瓣里面的杂质筛出筛盘。挡料装置和翻料装置能够有效的提高新型玫瑰花瓣振动除杂机的除杂效果。

筛板安装时与水平面夹角ɑ，使得筛板向出料端倾斜，可增加玫瑰花瓣的流动性，使花瓣能够顺畅地移动到出料口，并从出料口排出，避免花瓣在筛盘上堆积堵塞。

1.筛体装置；2.弹簧连接装置；3.机架；4.振动电机；5.挡料装置；6.翻料装置；7.筛板图2 新型振动除杂机结构示意图

改进后的振动筛较传统振动筛在除杂率、能耗、噪音污染等方面效果较为明显，具体指标对比如表1。

表1 振动筛技术指标对比表

3 结语

随着人们生活质量的提高与消费观念的改变，加之食用玫瑰花系列产品的研发，食用玫瑰花产品近几年逐渐成为保健食用品消费市场上的宠儿。我国作为食用玫瑰花种植大国，其产量较为丰富，但是，由于生产技术、设施设备等较为落后，发展受到了制约，致使玫瑰花生产加工规模小，产品单一、附加值低[2-3]。尤其在玫瑰花瓣初加工上，存在设备陈旧且不符合食品卫生要求，自动化程度较低，加工效率不高等诸多问题。玫瑰花瓣的初加工成为玫瑰花产业规模扩增的一大瓶颈，初加工设备的改进与研发则任重而道远。

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