一款新型红枣自动分级机的设计及其应用优势

红枣含有多种营养成分，既可食用，又可入药，经济价值较高，红枣及其制品深受消费者的青睐。分级是红枣进入流通市场前首要的、关键的基础加工环节，其结果直接关系到后续的精深加工产品质量，并对红枣产业的经济效益影响较大。本文设计的红枣自动分级机构分为三个区域：进料区域、常规落料区和精细筛选区，可以实现红枣快速精准分级，实现精细筛选。

一、红枣分级的必要性

红枣有优劣之分，不同红枣的形状、大小和着色程度具有较大的差异性，部分红枣甚至有碰伤和病虫伤害等。不同的红枣采摘后混在一起既不便于贮藏和运输，也不便于以质定价。在市场经济高度发达的今天，异地销售、大宗农产品交易和农产品国际贸易均离不开标准化，对红枣的快速精准分级是实现商品标准化的第一步。

二、红枣分级的依据

红枣在分级的过程中实际依据的是红枣腰径方向的最大尺寸。红枣的简化模型如一个椭圆体，长径为红枣沿长轴方向的最大尺寸，腰径为红枣沿短轴方向的最大尺寸。沿短轴方向的相互垂直的两个尺寸，定义为腰径1和腰径2。调研结果表明，各种形态特征的红枣其腰径最小为l0毫米，最大为35毫米，红枣长径最小为15毫米，最大为50毫米（极少的超过50毫米）。

选取不同等级的红枣进行随机抽样测量，测量红枣腰径1与腰径2的平均值。考虑到红枣自身大小对其腰径尺寸的影响，依据红枣长径的大小将红枣分为3组，分别为15～25毫米、26～35毫米、36～45毫米。分析结果如图1所示。

图1 红枣腰径差分布

由3组腰径差值分布图可以看出，红枣的腰径截面的形状具有不规则性。长径在15～25毫米的红枣腰径平均差值基本在1.5～2毫米之间。长径在26～35毫米的红枣腰径平均差值基本在3～3.5毫米之间。长径在36～45毫米的红枣腰径平均差值基本在5～6毫米之间。

三、新型红枣分级机的结构组成

笔者设计了一款红枣自动分级机构，该机构分为三个区域：进料区域、常规落料区和精细筛选区。红枣通过这三个区域，实现快速精准分级，达到精细筛选。

图2 红枣自动分级机构1-进料区域；2-常规落料区；3-精细筛选区

图3 进料区域结构图1-振动器；2-料斗；3-振动运输台；4-振动筛网；5-尘污箱

采摘的果实从料斗倒入，果实因自身重力作用在料斗处堆积，料斗处设计有振动器，避免物料卡阻，实现均匀进料，并且可以调整其振动频率进而控制进料速度。果实从料斗落入振动运输台，因振动运输台作用而充分平铺，避免果实堆叠，均匀送料。振动运输台后端设计有振动筛网。筛网用于筛选掉附着于果实上的杂质、尘污以及不用于后续筛选销售的小枣，使其落入下方尘污箱。进料区域的末端将得到用于后续筛选销售的“干净”果实。此区域，可将杂质筛掉并集中处理，以免影响后续的成品清洗和包装工序，也可以将进料后的大枣均匀平铺，提高后续筛选效率，缩小常规落料区的长度尺寸，进而降低成本。

干净的红枣平铺在落料带上，落料带的间距依据红枣的腰径设置，可以落下 “小枣”。落料带靠电机驱动，运送物料的同时，使大量的“小枣”下落至成品筐1，实现“小枣”与“中、大枣”的分级筛选功能，“中、大枣”进入精细筛选区实现进一步的分选。

图4 常规落料区结构图1-落料带；2-导料板；3-成品筐1（小号枣）

图5 精细筛选区结构图1-“中枣”轨道；2-“大枣”轨道；3-挡板；4-地面料框；5-成品筐2（中枣）；6-成品筐3（大枣）

进入精细筛选区的红枣都是高附加值的“中枣”和“大枣”，果实通过预设的轨道，落入地面料框，在精细筛选区实现中枣与大枣分级筛选功能。选料皮带设有倾斜角度，上面设置有“中枣”轨道和“大枣”轨道，如图6所示。两轨道相对于皮带平面也有一定的倾斜角度，皮带通过电机带动循环动作时，轨道犹如铲子，将汇聚于地面料框的果实铲起，随着高度增加，超过挡板后，果实通过设置的大小枣轨道，落入成品筐。根据轨道的角度设计，两种果实分别落入图示左右两个成品筐。

图6 精细筛选区轨道

“中枣”轨道，上部设计有一个带离去边的挡料板。尺寸大于挡料板和轨道间距的果实，会顺着离去边落下，重新落入地面料框。满足尺寸要求的“中枣”顺利通过轨道落入中枣成品筐3。

“大枣”轨道，上部设计有挡料板。将重叠的果实剔下。轨道上设计有落料条孔。小于落料条孔宽度的果实落回地面料框。满足尺寸的“大枣”顺利落入大枣成品筐2。实现“中枣”与“大枣”分级筛选功能。

四、新型红枣自动分级机的应用优势

1．进料斗设置有振动器，可均匀进料，并实现进料速度的控制。

2．振动筛网的设置，可使进料均匀平铺，提高后续筛选效率和准确率，可有效缩减后续筛选设备的长度。

3．杂质去除设置为后续的清洗包装工序节省时间、降低难度，实现杂质集中收集。

4．精细筛选区，采用从下往上的皮带传动，大大减少筛选设备的空间占用。

5．选料皮带上设置有带斜度的轨道，轨道上设置有挡板，挡板设计有导向。挡板可使符合尺寸要求的枣继续通过斜度轨道落料。挡板导向设计可使不符合尺寸要求的枣快速落入下面料框，再次进入选料循环。

6.此设备的筛选方案，可以用于其他类型产品的筛选。