多功能切菜机的发展和现状
郭明 指导教师：葛艳艳
摘要：随着经济的快速发展，人们的物质生活水平的不断提高，人们的饮食习惯逐步走向方便快捷，营养化发展，在蔬菜的加工方面出现了净菜半成品，受到广大群众的欢迎。但随之而来，半成品菜的加工成了难题。多功能切菜机可以代替人们的手工劳动或作为其补充，服务于各种菜肴食料的准备与制作，或者服务于与此相同的其他辅助性工作。多功能，高生产率的食品切菜机代表了食品机械发展进入一个新的历史时期，因为它可以广泛用于食品加工厂，菜市场，厂矿，机关，学校等。本文对于多功能切菜机技术进行了总结和展望，为切菜机的多功能化的进一步研发奠定了基础，具有一定的经济效益和社会效益。
关键词：切菜机；多功能; 结构设计；虚拟装配。
Abstract: With the rapid economic development, the continuous improvement of people’s living standards, people’s eating habits gradually to convenient, fast, nutrition development, the emergence of semi-finished products in a clean vegetable processing vegetables, welcomed by the masses. However, the ensuing processing of semi-finished dish become problems. Multi-function vegetable cutter can replace manual labor or people as its complement, serve a variety of dishes prepared foodstuffs and production, or service in this same other ancillary work. Multi -functional, high productivity food machinery development has entered new historical period, because it can be widely applied to food processing plants, markets, factories, offices, schools, etc. In this paper, multi-function vegetable cutter technology was summarized and prospected; which laid a foundation for the further research on automation and multi-function of vegetable cutter and has certain economic benefits and social benefits.
Key words: Vegetable Cutter; Multi-function; Structural design; virtual assembly.
据有关资料介绍，切菜机是1963年由法国发明家韦尔登发明制造的，并申请获得专利，他设计的切菜机机构及其原理极为简单，在一个圆形容器内放置一把刀，刀贴近容器底部和器壁快速旋转，由此对蔬菜进行加工［1］。
任何时期，新产品设计开发都离不开市场的需求。伴随着生活节奏的不断加快，人们的生活压力也在逐步增大。虽然中国的劳动力低廉，但手工切出的制品不卫生，规格尺寸不均匀，破损较大，成本相对较高。多功能切菜机主要帮助人们解决生活中常见蔬菜的切削工作，帮助人们摆脱切菜这个危险性的工作，提升人们在快节奏环境中的生活质量。
国外的切菜机技术开始于二十世纪六十年代，到七十年代已较成熟，到八十年代大部分切菜机都可以加工直径125mm以上的蔬菜，比如瑞士的迈尔-布格耶斯的卧式内圆切菜机，可切割蔬菜直径最大可达到30mm［2］。八十年代后期，切菜机技术的发展到了鼎盛时期，不断有各种多功能全自动切菜机相继商品化。从而发展起一批相当著名的切菜机厂家，例如瑞士的Meyer-Burger AG公司的TS系列机，日本Tokyo Semites株式会社的TSK系列机，日本Okamoto Machine株式会社的ASM系列机，美国STC公司的STC系列机等。发展到现在，就切菜机的功能而言，已经相当齐全，而且复合化，切菜的方式也多种多样[ 3 ]。
目前，我国生产切菜机的厂家不多，在我国食品机械行业的主要机器型号有 JY－Q550 型多功能切菜机; PQT－580 型多功能切菜机; CHD40 型推杆式切菜机; QD－DLC2 智能型蔬菜切割机等。然而，这些厂家生产的切菜机的主要不足是功能少和生产率低，因此设计或改进多功能高效率的切菜机是十分必要的[ 4 ]。
切菜机的组成部分主要有机架、输送带（或料斗）、压菜带、切片机构、调速箱或塔轮调速机构等［5］。用于瓜薯类硬菜的切片，片厚可在一定范围内自由调节，竖刀部分可将叶类软菜或切好的片加工成不同规格的块丁、菱形等各种形状。切菜长度通过“可调偏心轮”在一定范围内任意调整。因竖刀模拟手工切菜原理，加工表面平整光滑，成型规则，被切蔬菜组织完好，保持新鲜[ 6 ]。
通常对蔬菜深加工的第一步就是使其尺寸变小。初加工的处理就是对尺寸减小的过程。蔬菜的初加工首先是将其切碎成片、丝、丁（块）等形状，这类原料的加工设备被称之为切碎机［7］。由于蔬菜的品种繁多，切碎这些原料的切碎设备种类也很多。目前切割蔬菜类原料的机械主要有以下几种：
一、多功能旋转式切菜机由机架、传动变速机构、菜道、刀头箱组成。切刀采用高速旋转来切割蔬菜。采用不同刀具可加工段、片、条（丝）、块。通过调整输送带的速度满足不同切分尺寸的要求。该机可切各种根茎类、叶菜类蔬菜和水果[ 8 ]。
其缺点是产能低，切料长度短，调整复杂。
二、离心式切菜机（切丁机）其原理是使需要切的蔬菜高速旋转，利用离心力使蔬菜紧贴刀片进行加工，采用先进工作原理，其特点为结构紧凑、坚固耐用、易于维修，可提高生产率，降低劳动强度，对萝卜、土豆、白薯、圆白菜、等根茎类菜可加工成菜丝、菜条、菜片，可以一道工序完成块状的加工，广泛适合于大、中型酱菜厂和速冻食品厂使用。
其缺点是对刀具的磨损大，不能切叶类蔬菜[ 9 ]。
三、直线式多用切菜机，本机模拟手工切菜原理，采用无级调节机构和离心式切片机构等先进技术研制而成复合式多用切菜机，广泛适用于各种根、茎、叶类蔬菜和海带等多种食品的加工。可切制片、块、丁、丝、菱形、曲线等多种花样[10]。该机设计先进，节能高效居同类产品领先水平。
其缺点是电机调速精度低，切丝长度不易控制，噪音大，电气化程度低，成本高。
虽然现在切菜机在国内市场上已经广泛应用，但是很多切菜机都已经不能满足现代食品加工企业的需要了，日益突出的矛盾使切菜机的更新换代毋庸置疑。而现在切菜机主要存在以下几个缺点：
（1）可切割物料单一，碎渣率较高。直线式多用切菜机甩头开片的独特性，造成了此类切菜机加工物料种类具有局限性，只能满足圆滚实心类物料的加工。由于被切割物料的特性，在离心式切刀出口处会形成大量碎渣［11］；如果切丝处与输送带间的距离调节不合适，会造成物料无法被切断的现象。
（2）由于部分切菜机采用的是机械式的无级变速，所以调速的范围相对小，成本较高[12]。此类切菜机调速的目的是根据不同蔬菜需要的切削力调整切削转速，其调速范围受到极大的限制，已经不能满足市场的需要。
（3）部分切菜机切丝为二次成型机，片状类蔬菜需经过传输带才能进入切丝工序。由于两组刀之间存在一段距离，块状类蔬菜通过片切刀切成片状，再经过一段传输带才能进入切丝工作段进行加工[13]。这样不仅增加了切菜机的成本，而且减少了产能。
（4）由于部分切菜机电气化程度较低，操作起来比较复杂。原有的圆盘式切菜机由于采用的是继电器控制，其稳定性能差，且能耗较高。
（5）有些切菜机需要通过人工调整切削长度，不仅操作起来不方便，而且会降低生产效率[14]。当调整蔬菜丝形的厚度时，通常都需要先对蔬菜进行切削，然后根据切出来的蔬菜丝形与需要的丝形进行对比，再根据情况进行调整。此外，因为采用人工调整的方式，对丝形的长度控制要求较高时，操作难度较大[15]。
切菜机的刀片运动形式：
（1） 刀具回转和物料直线进给式；
（2） 刀具作直线往复运动和物料直线进给式；
（3） 刀具作摇摆式转动和物料直线进给式；
（4） 刀具固定及物料作回旋进给式；
（5） 刀具作旋转运动及物料竖直进给式；[16]
通过对市场上的切菜机观察了解，对其结构和功能对比分析发现，切菜机的发展主要倾向于以下这两个特点：
（1）功能集成化
在保证基本功能的同时，同过对结构修改和优化，将不同产品的功能融于一身，实现一机多用，提升产品的使用价值，降低产品的成本。类似于豆浆机和榨汁机的融合，既减轻了消费者的成本，又提升了产品的市场竞争力[17]。
（2）规格两极化
切菜机是一种蔬菜加工机械，其适用范围因地点而异。大规模的食品加工厂和酒店，需要高效率、全自动化的切菜机设备，同时对其加工效果的要求也会不断提高。但是随着生活水平的提高，人们对家庭生活的舒适度要求也在提高，对家用切菜机的需求一定会不断增强，操作简便、轻巧时尚、功能多样的家用切菜机产品一定会受到市场的热烈欢迎。
1、能够解决以下问题：
（1）人们对生活质量高要求的问题；
（2）手工切制蔬菜形状多样，大小不均匀的问题；
（3）由于人工切制导致切到手的安全问题；
（4）减轻手工切制蔬菜可能导致的菜品污染问题；
（5）解决人工切制费时费力的问题。
2、能够带来更大的利润或节约开支：
（1）切菜机的工作效率以多功能小型电动切菜机为例，8倍于手动人工切菜工作效率；
（2）节约时间和财力，可大大缩短切菜时间，减少对切菜环节的资金投入；
（3）提高工作效率，同时提高操作者的工作积极性；
（4）一台高效的多功能切菜机，有利于保证菜品的质量及工作人员的积极性。
3、机械与人工的比较：
（1）工作效率，同样的切菜量时间上大大缩短；
（2）切菜成本，可以肯定的是机械单位重量的切制成本比人工还要低；
（3）切菜效果，机械可以保证切制的片，丝，块规格基本一致；
（4）安全性能，可消除人工切制切到手的可能性；
（5）经济回报，以一台机器为例，它停止使用的那天共花费了多少钱，才是它真正的价钱。除了投资成本外，还有运营成本和人力消费成本。
综合国内外发展现状及切菜机的发展趋势可设计一种能够满足食品加工厂，菜市场，厂矿，机关，学校等有较大切菜工作量的多功能切菜机，要求其具备结构简单、使用成本低、功能多样、体积较小等特点。
随着社会的进步，经济的发展，人们生活水平的不断提升，为了省时省力的做好切菜工作，特别是一般切菜机由于体积较大、质量较重、功能单一而不适合菜市场，厂矿，机关，学校等有较大切菜工作量的地方。现通过改装优化的多功能切菜机就能发挥其体积小、适应性强、方便使用等独有的特点而受到未来市场的青睐。目前，市场上的小型多功能切菜机也逐渐受到人们的喜爱，有些企业、食品加工厂等都渐渐使用多功能切菜机。所以，这种体积小、功能多样的多功能切菜机的技术领域将越来越成熟。现设计的结构简单、使用成本低、功能多样、体积较小的多功能切菜机，符合国家食品加工机械要求，相信其在众多食品加工机械中有着独特的意义，有着广阔的发展前景。
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