甘蔗一体化处理装置的制作方法

本实用新型属于食品器械技术领域，特别涉及一种甘蔗一体化处理装置。

背景技术：

甘蔗味道甘甜，是制作蔗糖的原料，但是甘蔗收获目前的处理各个工艺相互独立，过程较为繁琐，因此如何进行智能化处理甘蔗原材料，将对甘蔗的深加工技术产生深远的影响。

因此，为解决以上问题，需要一种甘蔗一体化处理装置，其集合清洗、去皮、研磨以及汁液提取等功能为一体，提高了甘蔗的处理效率。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供一种甘蔗一体化处理装置，其集合清洗、去皮、研磨以及汁液提取等功能为一体，提高了甘蔗的处理效率。

本实用新型的甘蔗一体化处理装置，包括从右至左依次连接的进料系统、用于清洗甘蔗外表面的清洗系统、用于去甘蔗表皮的去皮系统、用于将甘蔗磨碎的研磨系统以及提取研磨后甘蔗汁的汁液提取系统，所述研磨系统包括轴线平行于甘蔗运行方向设置的研磨罐以及驱动研磨罐转动的研磨驱动装置，所述研磨罐包括从右至左依次连接的进料段、内腔直径逐渐变大的出料段以及内腔直径逐渐变小的研磨段，所述研磨段左端呈圆弧状的研磨端部，所述出料段内腔中位于直径最大的区域上周向设置有多个出料孔，所述出料段和研磨段内壁布置有尖锐状的研磨粒。

进一步，所述清洗系统包括设置于去皮系统右侧并与研磨罐同轴设置的清洗筒、位于清洗筒右侧并与其传动配合的供液筒以及驱动供液筒转动的同步驱动装置，所述供液筒包括同轴设置的内层和包裹于内层外的外层，所述内、外层合围成储液腔，所述储液腔左端开设有与内、外层同轴设置的环状出液环，所述内层内壁从右向左沿径向向外倾斜形成锥形斜面并延伸至出液环底部，所述外层内壁从右向左沿径向向外倾斜形成锥形斜面并延伸至出液环顶部，所述储液腔从右向左径向开口逐渐变小，所述清洗筒内壁周向开设有多个清洗孔，所述清洗孔贯通至出液环。

进一步，所述去皮系统包括设置于清洗筒左侧的切削环以及设置于切削环左端部的若干个切削刀，所述切削环的内孔正对于研磨罐的进料段，所述切削环通过同步驱动装置驱动转动，所述切削环左端呈向左逐渐变小的截头锥形体，所述切削刀贴合于切削环左端与切削环轴向保持夹角，所述切削刀一端转动配合于切削环左端并通过切削刀驱动装置提供动力，使得切削刀的具有使切削面向切削环中心靠近的转动趋势。

进一步，所述同步驱动装置包括传动配合于切削环上的动力环、驱动动力环转动的同步驱动件，所述动力环与清洗筒或供液筒传动配合。

进一步，所述清洗孔从连通于出液环一端至连通于清洗筒内腔一端开口截面积逐渐变小。

进一步，所述清洗孔通于清洗筒内腔一端沿靠近清洗筒内腔一侧延伸并向左或右侧倾斜与清洗筒轴线形成夹角。

进一步，所述研磨系统还包括转动配合于研磨罐进料段右端用于引导甘蔗进入研磨罐的进料承接段，所述进料承接段呈从左向右逐渐变大的扩口状。

进一步，所述内层内壁周向设置有若干个径向延伸的挡片。

进一步，所述研磨罐外罩有研磨罩，所述汁液提取系统包括位于研磨罩底部并贯通于研磨罩的搅拌桶、设置于搅拌桶底部的搅拌叶片以及驱动搅拌叶片转动的搅拌驱动装置，所述搅拌筒侧壁设置有注液口和出液口，所述搅拌筒底部设置有出渣口，所述搅拌桶内壁设置有径向延伸的搅拌杆，所述搅拌杆上设置有破碎刺。

进一步，所述进料系统包括与供液筒右端转动配合的进料通管、设置于进料通道右端并正对进料通道用于压于甘蔗外端部的压帽以及驱动压帽左、右往复直线运动的送料驱动装置。

本实用新型的有益效果：

本实用新型集甘蔗的清洗、去皮、研磨和汁液提取功能于一体，甘蔗多个工艺连续并同步进行，提高了甘蔗的处理效率，节省人力，降低了甘蔗的处理成本；

本实用新型研磨段的倾斜侧壁可对甘蔗周向形成摩擦和切割力，使得甘蔗形成较小的粒度，研磨段的侧壁即可以保持较大的研磨面积以提高研磨效率，也可以在甘蔗的周向形成切割，切割后的碎屑还可由出料段内侧壁进行二次研磨，提高了甘蔗细胞破碎率，提高其甘蔗汁的提取效率；

本实用新型同步驱动装置同时驱动储液筒、清洗筒和切削环转动，使得清洗工艺和去皮工艺联动，即二者同步运行或停止，实现削皮前的自动清洗，清洗系统的供液筒和清洗筒的转动形成高压流体对甘蔗周向进行清洗，清洗孔沿甘蔗转动形成动态清洗，其清洗效率高，清洗无死角，此清洗装置无需设置独立的驱动系统，其结构简单，可有效降低了甘蔗一体化处理装置的成本；

本实用新型切削刀在甘蔗周向和轴向均有一定的切削力，降低了削皮难度，提高了削皮效率，提高了削皮的稳定性和可靠性，切削刀具有一定的转动趋势，压于甘蔗的表面，为削皮提供了可靠的压紧力；若干个切削刀围成的切削区域可变，可适应不同直径的甘蔗；在切削环转动过程中，通过离心作用，使得切削刀自动具有压紧于甘蔗表面的辅助压紧力，本装置运行时可使得切削刀可自动压紧于甘蔗表面，提高了甘蔗的切削可靠性；

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。

图1为本实用新型结构示意图；

图2为清洗系统和去皮系统结构示意图；

图3为去皮系统侧视结构示意图；

图4为研磨系统结构示意图；

具体实施方式

图1为本实用新型结构示意图；图2为清洗系统和去皮系统结构示意图；图3为去皮系统侧视结构示意图；图4为研磨系统结构示意图；

本实施总，甘蔗运行方向为从右至左运行方向，即与甘蔗运行方向同向为左，与甘蔗运行方向相反为右。

如图所示：本实施例的甘蔗一体化处理装置，包括从右至左依次连接的进料系统10、用于清洗甘蔗外表面的清洗系统20、用于去甘蔗表皮的去皮系统30、用于将甘蔗磨碎的研磨系统40以及提取研磨后甘蔗汁的汁液提取系统50，所述研磨系统包括轴线平行于甘蔗运行方向设置的研磨罐41以及驱动研磨罐转动的研磨驱动装置42，所述研磨罐包括从右至左依次连接的进料段41a、内腔直径逐渐变大的出料段41b以及内腔直径逐渐变小的研磨段41c，所述研磨段左端呈圆弧状的研磨端部，所述出料段内腔中位于直径最大的区域上周向设置有多个出料孔41d，所述出料段和研磨段内壁布置有尖锐状的研磨粒43；在研磨罐进料段右端转动配合有用于引导甘蔗进入研磨罐的进料承接段44，所述进料承接段呈从左向右逐渐变大的扩口状；

上述结构，各个系统均安装于机架60上，甘蔗经过进料系统进入本装置中，在甘蔗运行的过程中先后经过清洗、去皮、研磨和汁液提取，甘蔗多个工艺连续并同步进行，提高了甘蔗的处理效率，节省人力，降低了甘蔗的处理成本；如图4所示，研磨驱动装置42采用一号电机，一号电机封装于独立的安装壳46内，一号电机安装于安装支架47上使得一号电机输出轴与研磨罐同轴设置，研磨罐的研磨段一体成型的连接有转轴，该转轴穿过安装壳的侧壁与电机转子传动配合对研磨罐形成驱动，在安装壳46内侧壁上可设置轴承座，轴承座内安装轴承，通过轴承使得研磨罐的转轴与安装壳体的侧壁转动配合，并对研磨罐的转轴形成支撑；研磨罐的右侧设置有一号支撑座48，一号支撑座同样作为轴承座使用，一号支撑座内安装有轴承，研磨罐的进料段传动配合于轴承外圈，进料承接段44通过底部的支撑杆固定连接于机架60上，进料承接段44过盈配合于轴承内圈，在进料承接段44外圆以及进料段41a内圆有突起的限位凸环，两个限位凸环分别抵在轴承两侧对其形成轴向定位，进料段41a外圆与一号支撑座48内圆相相适配，进料段41a设置成阶梯状结构与轴承实现配合，此结构通过轴承将进料承接段44、研磨罐41以及一号支撑座48连为一体，使得结构紧凑，提高了各个零部件之间的整体一致性，进而提高系统稳定性，当然，进料段也可与轴承内圆实现过盈配合，轴承外圆与一号支撑座48内圆实现过盈配合，通过此结构实现进料段与一号支撑座的转动配合，具体不在赘述；

研磨段的倾斜侧壁可对甘蔗周向形成摩擦和切割力，通过此结构将甘蔗的纤维状结构切断，形成较小的粒度，研磨段的侧壁倾斜角度相对研磨罐轴线宜在25-35°之间，使得研磨段的侧壁即可以保持较大的研磨面积以提高研磨效率，使得研磨段的左端形成类似锥形结构的腔体，该腔体可对甘蔗端部形成良好的周向加压，进而提高研磨效果，同时也可以在甘蔗的周向形成切割，甘蔗端部位置抵在研磨端，通过研磨端对其进行研磨，研磨后的碎屑随着研磨罐的离心力向外甩，使得碎屑进入直径较大的出料段腔体内，由于研磨段和出料段内壁设置有研磨粒，在碎屑转动过程中通过研磨粒进行进一步的破碎研磨，甩至出料段内的碎屑和汁液经过出料孔41d进入汁液提取系统进行提取，其中研磨粒可设置为具有尖锐棱角的多边形体的凸起结构，各个尖锐棱角作为研磨刀刃对甘蔗进行研磨和切割，研磨粒的粒度依据甘蔗品种的不同确定，研磨粒度应设置较小并密集排列于研磨段和出口段内腔中，以提高细胞的破碎率，提高其甘蔗汁的提取效率；

本实施例中，所述清洗系统20包括设置于去皮系统右侧并与研磨罐同轴设置的清洗筒21、位于清洗筒右侧并与其传动配合的供液筒22以及驱动供液筒转动的同步驱动装置23，所述供液筒包括同轴设置的内层22a和包裹于内层外的外层22b，所述内、外层合围成储液腔22c，所述储液腔左端开设有与内、外层同轴设置的环状出液环24，所述内层内壁从右向左沿径向向外倾斜形成锥形斜面并延伸至出液环底部，所述外层内壁从右向左沿径向向外倾斜形成锥形斜面并延伸至出液环顶部，所述储液腔22c从右向左径向开口逐渐变小，所述清洗筒21内壁周向开设有多个清洗孔21a，所述清洗孔贯通至出液环24；所述内层22a内壁周向设置有若干个径向延伸的挡片25；内层22a和外层22b为右侧连接的一体成型结构，内、外层左侧之间留有间隙形成出液环24，供液筒左端与清洗筒的右端固定连接，供液筒与清洗筒可一体成型，本实施例中，为降低供液筒和清洗筒的制造工艺，二者为分体结构，供液筒左端和清洗筒右端通过焊接形成传动配合，或者在二者的端部形成花键和花键槽，通过花键和花键槽的配合形成传动配合，具体不在赘述；储液筒上应设置进水口，通过进水阀控制用于补充水量；在供液筒22和清洗筒之间设置有密封圈，以防止液体泄漏；清洗筒底部还设置有排水结构26，清洗筒在清洗孔的左侧或者右侧的区域的清洗筒侧壁设置成有轴向延伸的栅栏合围的鼠笼状结构，当清洗后的水流至此位置时，通过栅栏之间的空隙流道清洗筒外，鼠笼状结构围成的内腔直径应大于清洗筒内腔，使得排水结构形成沿清洗腔径向向外扩大的环状腔体结构；在排水结构外应设置承水结构系统，本实施例中在排水结构出口外围即鼠笼状结构外围围绕有环状的承接结构，承接结构内圆向内凹陷形成承水腔27，用于承接由排水结构处甩出的水流，承水腔底部贯通于蓄水池，蓄水池通过排水阀控制排水，具体不在赘述；供液筒右端与进料通管11转动配合，供液筒右端套于进料通管上，为减小二者的摩擦提高转动流畅性，二者之间可设置轴承实现供液筒与进料通管的转动配合，进料通管底部通过安装架固定连接于机架60上，当供液筒转动时，为防止内部液体相对内层流动无法达到离心作用，增设了挡片结构，相邻挡片25之前形成了若干个液腔，在供液筒转动时，每个液腔内的液体沿挡片甩向外层，液体由外层导向向储液腔左端即靠近出压环流动，由于储液腔22c从右向左径向开口逐渐变小，故其体积从右向左逐渐变小，液体挤压形成高压液体，液体流动至清洗孔21a内喷向甘蔗表面，对甘蔗形成清洗，清洗孔的出液端应指向甘蔗所在的区域内；同步驱动装置同时驱动储液筒、清洗筒和切削环，使得清洗工艺和去皮工艺联动，即二者同步运行或停止，实现削皮前的自动清洗，提高了零部件运行的一致性，提高系统运行的稳定性，简化了控制系统；此结构供液筒和清洗筒的转动形成高压流体对甘蔗周向进行清洗，且清洗孔21a沿甘蔗转动形成动态清洗，其清洗效率高，清洗无死角，此清洗装置无需设置独立的驱动系统，其结构简单，可有效降低了甘蔗一体化处理装置的成本；

本实施例中，所述同步驱动装置包括传动配合于切削环上的动力环23a、驱动动力环转动的同步驱动件，所述动力环与清洗筒或供液筒传动配合；动力环与切削环同轴设置并一体成型，本实施例中动力环为从动带轮，其上通过皮带27与主动带轮传动配合，主动带轮通过同步驱动件驱动转动，同步驱动件采用三号电机，其中供液筒通过周向均布的连接杆28连接于从动带轮的端部，实现供液筒和从动带轮的传动配合，当然，动力环并不限于带轮，其也可以为从动齿轮，通过相互啮合的主动齿轮实现转动，具体不在赘述；从动带轮安装于中间管道29上，中间管道左端和右端分别与切削环31和清洗筒21转动配合，从动带轮与中间管道之间设置有轴承，中间管道右端套于清洗筒上，中间管道与清洗筒之间也可设置轴承实现转动配合，当然，为加强各零部件的整体一致性，清洗筒可与从动带轮直接固定连接，动力通过从动带轮直接传递至清洗筒和供液筒上，实现动力传导，具体不在赘述，上述结构可将切削环的动力同步传递至清洗系统，通过一个动力源同步驱动清洗系统和去皮系统，简化了本装置的结构，降低本装置的成本；

本实施例中，所述清洗孔21a从连通于出液环一端至连通于清洗筒内腔一端开口截面积逐渐变小；如图2所示，清洗孔连接于出液环一端呈直线段，后向清洗筒中心侧弯折并从清洗筒的内壁贯通至其内腔，清洗孔在弯折处优选圆弧过渡以减小阻力，清洗孔的截面可以为矩形或其他多边形结构，本实施例中，清洗孔截面优选圆形，其截面积直径逐渐变小，即从进液端至出液端直径逐渐变小，使得液体挤压形成高压液体喷射至甘蔗表面，清洗孔出口端正对其内腔中心处，上述结构进一步辅助形成高压流体，提高清洗质量；

本实施例中，所述清洗孔通于清洗筒内腔一端沿靠近清洗筒内腔一侧延伸并向左或右侧倾斜与清洗筒21轴线形成夹角；即清洗孔轴线与清洗筒的轴线具有一定夹角，此结构使得冲洗水流顺着或逆着甘蔗运行的方向倾斜喷射，提高清洗水流在甘蔗轴向方向的流动性，当清洗孔顺着甘蔗运行方向喷射时，清洗水喷射至甘蔗外表面时，会沿着甘蔗轴向向左流动，此时会将清洗过的甘蔗部分进行重复清洗，提高了清洗质量，当清洗孔逆着甘蔗运行方向喷射时，清洗水喷射至甘蔗外表面时，会沿着甘蔗周向向右流动，对还未清洗的甘蔗部分进行预清洗，同样使得甘蔗同一部位实现重复清洗，提高了清洗质量；此结构可提高同一时间对甘蔗的清洗范围，有效提高清洗效率；当清洗孔逆着甘蔗运行方向喷射时，清洗后的水流可向未清洗甘蔗区域流动，还可避免污水污染清洗后的甘蔗区域，进一步保证清洗质量。

本实施例中，所述去皮系统30包括设置于清洗筒21左侧的切削环31以及设置于切削环31左端部的若干个切削刀32，所述切削环的内孔正对于研磨罐的进料段，所述切削环31通过同步驱动装置23驱动转动，所述切削环32左端呈向左逐渐变小的截头锥形体，所述切削刀贴合于切削环左端与切削环轴向保持夹角，所述切削刀32一端转动配合于切削环左端并通过切削刀驱动装置提供动力，使得切削刀的具有使切削面向切削环中心靠近的转动趋势；所述切削刀以切削环31中轴线为中心对称分布，依据切削刀的延伸方向确定切削环的转动方向，以本实施例为例，切削环宜逆时针转动，如图2所示，切削环左端面边缘处沿轴向向外延伸形成环状导向壁35，切削刀位于导向壁围成的区域内，切削下来的甘蔗皮掉于此导向壁形成导向，防止甘蔗皮飞溅，导向壁的内圆呈从右向左逐渐扩大的截头锥形体，甘蔗皮在随切削环31转动过程中沿导向壁的倾斜内壁滑出导向壁，甘蔗皮自动排出，为避免排出的甘蔗皮飞溅至进料承接段44内，导向壁的大径孔大于进料承接段的大径孔，使得甘蔗皮飞至进料承接段的外侧部；为防止甘蔗皮飞溅，在切削环左侧设置隔离网37，进料承接段穿过隔离网，在隔离网37与切削环31之间设置用于承接甘蔗皮的收纳盒38，具体不在赘述；切削刀底部在轴向方向向左偏移一定角度与切削环轴线呈一定角度，当切削刀的切削面抵在甘蔗上时，通过此结构增大切削刀与甘蔗表面的接触面积，提高甘蔗的去皮效率，在切削时，切削刀在甘蔗周向和轴向均有一定的切削力，降低了削皮难度，提高了削皮效率，提高了削皮的稳定性和可靠性，本实施例中切削刀的靠近切削环31中心一侧密布有外凸的切削齿形成了切削刀的切削面，当然，切削刀可设置为滚刀状结构，即在圆柱外圆面设置螺旋形切削刃，此结构的切削刀周面即为其切削面，具体不在赘述；切削刀的切削面可设置成内凹的圆弧状结构，使得其可更好的包裹于甘蔗周面，提高切削效率，本实施例中切削刀驱动装置采用电动驱动结构，即采用二号电机34驱动转动，二号电机34安装于切削环31左端部上的安装腔内，二号电机的转子与切削刀的端部传动配合，使得切削刀具有一定的转动趋势，压于甘蔗的表面，当然，切削刀驱动装置可采用弹性驱动结构，即采用扭力弹簧，通过扭力弹簧使得切削刀具有转动趋势，通过弹力将切削刀压于甘蔗表面；

本实施例中设置有三个切削刀，当然，切削刀的数量并不限于三个，可以依据具体结构进行相应的调整，此处不再赘述，此结构切削刀可转动，若干个切削刀围成的切削区域可变，可适应不同直径的甘蔗，且通过选择不同型号的二号电机或者扭力弹簧以调节切削刀压在甘蔗表面的压力，使得此压力维持于一定范围内，提高切削的质量，可有效防止过切削的现象发生，此结构每个切削刀配备一个切削刀驱动装置，切削刀易于控制，便于维修，当调节切削环31转动时，通过离心作用，使得切削刀自动具有压紧于甘蔗表面的辅助压紧力，使得切削刀可自动压紧于甘蔗表面，此结构提高了甘蔗的切削可靠性；

切削环安装于二号支撑座36内，二号支撑座同时作为轴承座使用，二号支撑座内安装有轴承，通过轴承使得切削环与二号支撑座转动配合，此为现有技术，具体不在赘述；

本实施例中，所述研磨罐41外罩有研磨罩45，所述汁液提取系统50包括位于研磨罩底部并贯通于研磨罩的搅拌桶51、设置于搅拌桶底部的搅拌叶片52以及驱动搅拌叶片转动的搅拌驱动装置53，所述搅拌筒侧壁设置有注液口54和出液口55，所述搅拌筒底部设置有出渣口56，所述搅拌桶内壁设置有径向延伸的搅拌杆57，所述搅拌杆上设置有破碎刺；搅拌桶内

灌注提取液，提取液可以为水也可以为其他易于溶解甘蔗中糖份的溶剂，出液口的位置，依据碎屑的密度决定，当碎屑密度低于搅拌桶内的液体密度时，出液口位置应设置于搅拌桶中部偏下位置，当碎屑密度大于搅拌桶内的液体密度时，出液口位置应设置于搅拌桶中部偏上位置，出液口和注液口上应设置相应的阀门控制液体排出或注入；搅拌装置为安装于搅拌桶底部的四号电机，四号电机传动配合于搅拌叶片52上驱动搅拌叶片高速旋转，搅拌桶内溶液带动甘蔗碎屑转动，其中碎屑与搅拌棒发生摩擦碰撞，或者碎屑自身发生撞击摩擦，对碎屑进一步研磨，进一步提高甘蔗碎屑的细胞破碎率，进而提高甘蔗汁的提取率，随着内部溶液的高速转动，溶液会发生固液分层现象，溶解有糖份的溶液通过出液口排出，提取后的碎屑可通过出渣口排出进入下一个离心干燥或者汽提工艺，实现对碎屑中残余溶液的提取；上述结构提高了甘蔗细胞的破碎率，同时便于固液的分离和提取，其提取效率高，提取液中碎屑较少，提取液的质量高。

本实施例中，所述进料系统10包括与供液筒22右端转动配合的进料通管11、设置于进料通道右端并正对进料通道用于压于甘蔗外端部的压帽12以及驱动压帽左、右往复直线运动的送料驱动装置13；本实施例中送料驱动装置采用五号电机，该电机可采用直线电机对压帽直接线性驱动，本实施例中，压帽连接有连杆14，连杆底部连接有导向套和驱动套，导向套套于导向轴上，驱动套螺纹连接于螺柱上，螺柱传动配合于五号电机的输出轴，螺柱和导向轴转动配合安装于机架60上，五号电机驱动螺柱转动，将转动运动转化为驱动套的直线运动，通过驱动套驱动压帽线性驱动，当甘蔗放置在进料通管11内时，压帽运行压于甘蔗端部使得甘蔗向内运行，当输送一根甘蔗后，人工继续填料，使得后加的甘蔗抵在前方的甘蔗上继续运行，甘蔗依次相抵连续运行，导向套和驱动套使得压帽运行稳定，提高了系统运行稳定性，压帽朝向进料通管11一端呈从左向右缩小的喇叭状，即可以提高对甘蔗端部的包裹性，也可以适应不同直径的甘蔗，当然压帽也可以设置为外径小于进料通管11内径的轴状结构，此结构可将甘蔗右端送入进料通管内部，方便后续甘蔗的送入；当然，进料系统也可以采用滚轮结构输送，通过若干对夹持于甘蔗上的滚轮实现对甘蔗的传动，具体不在赘述。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。