一款家用葡萄破碎機(jī)的研發(fā)

姚 紅

（廣東省石油化工學(xué)院圖書館，廣東茂名525000）

一款家用葡萄破碎機(jī)的研發(fā)

姚 紅

（廣東省石油化工學(xué)院圖書館，廣東茂名525000）

對一款手動/電動葡萄破碎機(jī)的研發(fā)背景、設(shè)計(jì)原則和實(shí)施方案、組成和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工作原理、技術(shù)參數(shù)及其試驗(yàn)效果逐一介紹,指出無論是從外形體積上看，還是從使用效果方面考慮，它都算得上是一款真正意義上的家用葡萄破碎機(jī)。

手動葡萄破碎機(jī)； 電動葡萄破碎機(jī)； 研發(fā)

如同除梗一樣,葡萄粒的破碎也是釀酒過程中很重要的一道工序，是保證葡萄徹底發(fā)酵必不可少的一個(gè)步驟，但也并不比除梗工作更輕松。人們通常是采用傳統(tǒng)的手工破碎方式進(jìn)行破碎，但這種方式費(fèi)力又費(fèi)時(shí)[1]。用一種簡便、快捷、高效易操作的破碎機(jī)取而代之，減輕勞動的強(qiáng)度,同樣是廣大葡萄酒自釀愛好者的迫切需求。為此，繼電動除梗機(jī)之后，余文廣及其研究團(tuán)隊(duì)又致力研發(fā)另一種葡萄酒釀造機(jī)械——手動/電動葡萄破碎機(jī)，同樣基于家庭使用條件的種種限制，研發(fā)者在外觀體積和使用效率上予以了更多的關(guān)注?，F(xiàn)在筆者將機(jī)器的設(shè)計(jì)原則和實(shí)施方案、組成和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工作原理、技術(shù)參數(shù)及其試驗(yàn)效果逐一介紹，為研發(fā)更加先進(jìn)的同類產(chǎn)品提供參考與借鑒。

1 設(shè)計(jì)原則和實(shí)施方案

機(jī)器的整個(gè)設(shè)計(jì)過程秉持了如下的原則：①體積小、重量輕；②安全可靠；③效率高；④清潔方便。

為家庭使用而設(shè)計(jì)的機(jī)器，在滿足使用功能的前提下體積越小就越好，這樣占用存放空間就會比較小，而重量輕的話，可減輕操作者的體力負(fù)擔(dān)，所以，設(shè)計(jì)本機(jī)的時(shí)候，首先考慮了重量和體積的適用性問題，將機(jī)器的尺寸定位在65 cm×39 cm×53 cm以內(nèi)，一個(gè)小紙箱即可收納，同時(shí)，還將它的電機(jī)接入口與其姐妹機(jī)——除梗機(jī)設(shè)計(jì)成一致的，讓兩機(jī)可共用一臺電機(jī)，無需再多購一臺電機(jī)就能實(shí)現(xiàn)其電動功能。

任何一種機(jī)器，安全可靠是首選，本機(jī)也不例外。機(jī)器采用手動/電動兩種模式，手動的運(yùn)作完全由操作者自行控制，危險(xiǎn)系數(shù)控制在最低。電動的則選用了體積小、重量輕、轉(zhuǎn)矩大、性能可靠的適速低壓直流電機(jī)，在保證滿足動力要求的同時(shí)亦保證了使用者的用電安全。除此之外，選用具有自潤性能的制造材料，各轉(zhuǎn)動部件無需再加其他的潤滑油進(jìn)行潤滑，確保葡萄不會受到污染，從而保證了酒質(zhì)的安全[2-3]。

高效是本機(jī)設(shè)計(jì)的終極目標(biāo)，為此，本機(jī)采用了雙輥深槽結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)大的咬緊力，讓小如花生米，大如乒乓球的葡萄都能順利地通過，吞吐量可高達(dá)2000 g/h以上，效率非常高。

方便清潔是人們在選擇家庭用具時(shí)常常會考慮的重要因素，為此，機(jī)器的投料斗采用4塊PP板楔入圍成,主機(jī)與電機(jī)采用鍵連接方式聯(lián)接，整臺機(jī)器沒有一個(gè)焊接點(diǎn)，無論是安裝、拆卸還是清潔衛(wèi)生都極其方便。

2 組成和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

機(jī)器定位為手動電動兩用機(jī)，手動模式下，機(jī)器由主體和手柄兩大部分組成，見圖1。電動模式下，機(jī)器則由主體、電機(jī)和開關(guān)電源三大部分組成，見圖2。圖3、圖4、圖5分別是機(jī)器的主視圖，俯視圖和剖視圖，圖中：1—長支撐棒；2—端板；3—梅花螺絲；4—螺母；5—電機(jī)；6—投料斗；7—短支撐棒；8—搖柄；9—控制開關(guān)；10—電源插口；11—短支撐棒；12—輥軸1；13—雙頭螺栓；14—輥軸2；15—齒輪副；16—隔板。

如圖3、圖4和圖5所示，用4根雙頭螺栓和4個(gè)螺母從兩端將一對外周具有凹凸形狀的輥軸1(被動輥)和輥軸2(主動輥)固定在2塊端板的中間，兩塊端板分別水平地安裝一根支撐棒(其中一塊用長支撐棒,另一塊用短支撐棒。兩輥軸分別連接有齒輪，兩齒輪組成一對齒輪副，用以帶動輥軸作非接觸的相對轉(zhuǎn)動。輥軸凹凸面的加工尺寸根據(jù)葡萄破碎程度的要求進(jìn)行調(diào)整。手動模式下，在主動輥軸上安裝搖柄。電動模式下,配有控制開關(guān)的電機(jī)，通過鍵連接方式與被動輥相聯(lián)，然后通過兩個(gè)梅花螺絲固定在一端板上用以提供動力。此外，在輥軸與齒輪之間安裝1塊隔板以防止破碎后的葡萄進(jìn)入齒輪中而影響其正常運(yùn)轉(zhuǎn)。用4塊獨(dú)立的且可以快速裝拆同時(shí)具有投料、防濺作用的PP塊組裝成投料斗，通過端板上的插槽安裝在機(jī)體的上方。

3 工作原理

圖1 手動模式電機(jī)

圖2 電動模式電機(jī)

圖3 主視圖

圖4 俯視圖

手動模式下，操作者通過轉(zhuǎn)動搖柄帶動齒輪副轉(zhuǎn)動,繼而帶動兩輥軸作相對轉(zhuǎn)動；電動模式下，按下控制開關(guān)，讓電動機(jī)帶動齒輪副轉(zhuǎn)動，繼而帶動兩輥軸作相對轉(zhuǎn)動。與此同時(shí)人工將葡萄投入投料斗中，這樣，葡萄被凹凸形狀的輥軸擠壓破碎，形成葡萄汁，在重力作用下自由落入下方的接果盤中。

圖5 剖視圖

4 技術(shù)參數(shù)

機(jī)器的主要技術(shù)參數(shù)如下：

動力：手動/電動(電源電壓：220 V；操作電壓：24 V)；材料：食品級PP塑料、304不銹鋼；重量：約4 kg；外型尺寸：65 cm×39 cm×53 cm；處理速度：2000 g/h以上；適用范圍：硬核直徑小于5 mm的釀酒水果比如葡萄、草莓等。

5 試驗(yàn)效果

2014年10月份的釀季，我們從河北懷來葡萄產(chǎn)區(qū)購回了5 t專用釀酒葡萄（品種：赤霞珠）進(jìn)行了最后一次的試驗(yàn)，如視頻[4]所示，整個(gè)過程，機(jī)器運(yùn)作非常順暢，即便是投料不間歇，機(jī)器的轉(zhuǎn)動依然無任何的阻滯，破碎率也達(dá)到了設(shè)計(jì)的預(yù)期目標(biāo)。試驗(yàn)數(shù)據(jù)：工作人員為1人；所用時(shí)間為4 h左右；破碎率為98%以上。

6 結(jié)論

顯然，無論是外形體積，還是使用效果，本機(jī)都是一款真正意義上的家用葡萄破碎機(jī)，能滿足家庭自釀葡萄酒破碎工作的需要，極大地減輕自釀?wù)叩膭趧訌?qiáng)度，具有極其廣闊的市場前景。該機(jī)于2014年11月獲得了國家知識產(chǎn)權(quán)局的專利授權(quán)（專利號：CN203916740U）。

[1] 王秀道.葡萄酒釀造用的小型破碎機(jī)[J].食品機(jī)械,1985(4)：12-13.

[2] 李瑩,王世平.自釀葡萄酒生產(chǎn)工藝及過程中的質(zhì)量控制研究[J].食品安全質(zhì)量檢測學(xué)報(bào),2015(9)：3713-3722.

[3] 張燕,馮韶輝,白忠勤,等.對葡萄酒質(zhì)量安全的探討[J].釀酒科技,2010(7)：99-102.

[4] 小機(jī)器，大能耐——大嬸第三代(強(qiáng)力型)家用除梗機(jī)面市[EB/OL].[2017-04-31].http://bbs.wines-info.com/show.aspx?class=73&id=377733.

Development of a Domestic Manual/Electric Grape Crusher

YAO Hong

（Library of Guangdong University of Petrochemical Technology,Maoming,Guangdong 525000,China)

The development background,design principles,implementation options,machine components,working principles,technical parameters,and the performance of a newly-developed domestic manual/electric grape crusher were introduced in this paper.The crusher was satisfactory in appearance and application effects.(Trans.by HUANG Xiaoli)

manual grape crusher;electric grape crusher;development

TS261.3；TS262.6

A

1001-9286（2017）11-0132-03

10.13746/j.njkj.2017150

2017-05-31

姚紅（1963-），女，廣東人，副研究館員，學(xué)士學(xué)位。

優(yōu)先數(shù)字出版時(shí)間：2017-07-21；地址：http://kns.cnki.net/kcms/detail/52.1051.TS.20170721.1103.009.html。