吃槟榔为什么要加石灰【食用槟榔切片机的设计】
摘要：目前槟榔（Ａｒｅｃａ ｃａｔｅｃｈｕ Ｌ．）的切片主要依靠手工操作，加工效率低下，产业得不到很好发展，究其原因是槟榔的果肉纤维与种子的连接层致密，分离很困难。设计了一台将槟榔果肉均匀切片，并尽可能保持种子完好，且能实现种子果肉与种子自动分离的切片机，重点分析了关键部件及其参数。槟榔切片机的成功应用可有效解决槟榔收获后的加工问题，提高中国槟榔主产区农民经济收入和种植槟榔的积极性，促进当地槟榔产业的发展。
关键词：槟榔（Ａｒｅｃａ ｃａｔｅｃｈｕ Ｌ．）；切片机；设计
中图分类号：ＴＳ２５５．３５；Ｓ７９２．９１ 文献标识码：Ａ 文章编号：0439－８114（２０12）16－3615-04
Ｄｅｓｉｇｎａｔｉｏｎ ｏｆ Ｅｄｉｂｌｅ Ａｒｅｃａ Ｓｌｉｃｅｒ
ＣＨＥＮ Ｙａｎｇ，ＣＨＥＮ Ｚｈｉ－ｓｈｕｉ
（Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈａｉｎａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｉｋｏｕ ５７０２２８，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ａｒｅｃａ（Ａｒｅｃａ ｃａｔｅｃｈｕ Ｌ．） ｗａｓ ｍａｉｎｌｙ ｓｌｉｃｅｄ ｍａｎｕａｌｌｙ ｗｉｔｈ ｌｏｗ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ， ｗｈｉｃｈ ｂｌｏｃｋｅｄ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ａｒｅｃａ ｉｎｄｕｓｔｒｙ． Ｔｈｅ ｄｅｎｓｅ ｏｆ ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ ｌａｙｅｒ ｂｅｔｗｅｅｎ ｆｌｅｓｈ ｆｉｂｅｒ ａｎｄ ｓｅｅｄ ｗａｓ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｒｅａｓｏｎ ｃａｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔｙ ｏｆ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ． Ａ ｓｌｉｃｅｒ ｗｈｉｃｈ ｃｏｕｌｄ ｓｌｉｃｅ ｔｈｅ ａｒｅｃａ ｆｌｅｓｈ ｅｑｕａｂｌｙ ｗｈｉｌｅ ｋｅｅｐｉｎｇ ｔｈｅ ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｅｅｄｓ ｉｎｔａｃｔ ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｒｅａｌｉｚｉｎｇ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｆｌｅｓｈ ａｎｄ ｓｅｅｄ ｗａｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ． Ｔｈｅ ｋｅｙ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ． Ｔｈｅ ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ａｒｅｃａ ｓｌｉｃｅｒ ｃｏｕｌｄ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｓｏｌｖｅ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆ ａｒｅｃａ ｐｏｓｔ－ｈａｒｖｅｓｔ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ， ｉｍｐｒｏｖｅ ｆａｒｍｅｒｓ ｉｎｃｏｍｅ ｉｎ ｍａｉｎ ａｒｅｃａ ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ ａｒｅａｓ ｉｎ Ｃｈｉｎａ， ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｐｒｏｍｏｔｅ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｌｏｃａｌ ａｒｅｃａ ｉｎｄｕｓｔｒｙ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ａｒｅｃａ（Ａｒｅｃａ ｃａｔｅｃｈｕ Ｌ．）； ｓｌｉｃｅｒ； ｄｅｓｉｇｎ
槟榔（Ａｒｅｃａ ｃａｔｅｃｈｕ Ｌ．）为棕榈科常绿乔木，是中国四大南药之一。槟榔全身都是宝，其有效成分主要为槟榔碱，具有固齿杀菌、健胃驱寒、消化积食、去水肿以及驱虫等功能。完整的槟榔果实干制品称为榔干，是中国海南、湖南、云南等地群众咀嚼用嗜好品。目前中国国内槟榔干果市场需求日益增长，规模化的槟榔加工已成为扩大槟榔种植面积、增加农民收入的重要手段［１］。
利用现代科学技术改进槟榔的加工工艺是一种突破，加工后的槟榔果干可供人们在四季享用，口感更佳，便于保存；提炼出的槟榔精华可制成药物用于治疗疾病，又可作养生的补品，是居家旅行的必备良药。随着人们对槟榔认识的逐步拓展，槟榔这一热带果品正逐步走向市场，并深受人们的喜爱，但其加工过程大多仍采用较为传统的工序，对槟榔进行切片去核这一部分还是以手工刀切为主。因槟榔果肉的纤维与其种子的连接非常紧密，且槟榔果实体积小巧，使得切片去核这一工序尤为困难和耗时。因此，目前在槟榔食用加工这一领域，生产率还比较低下，尚存在很大的发展空间。联系目前槟榔果实在食品领域加工的生产现状，可以得出一个结论，就是槟榔的果肉纤维与种子的分离困难是导致其生产滞后的一大主要原因。当然，这也为目前的努力提供了方向。如何更好地把槟榔果实的种子和包裹种子的纤维组织分开，以便能充分利用槟榔的有效成分，并且能够实现机械化和自动化的生产是研究的主要方向。如果这一研究成果得以实现，其将成为槟榔加工史上的一大突破性飞跃，将使槟榔的加工工艺迈上一个新台阶。
１ 工作原理与总体结构
１．１ 总体结构
槟榔切片机由料斗、托盘、组合刀盘、冲头等组成，其结构见图１。
１．２ 工作原理
将槟榔从送料斗送进来后，放在固定成型刀具上用冲头冲压，冲头可由气缸控制，从上至下做冲压动作切分槟榔，切完后果肉与种子顺着刀形分别进入各自的出料装置。
２ 主要工作部件及其参数的确定
２．１ 槟榔切片机单个刀具的设计
图２为果肉与种子自动分离式刀具的结构，槟榔经过这样的刀具切分后，果肉会分成４瓣，球形种子也会与果肉分离，图３和图４分别模拟了切片后果肉的形状和种子的效果。
２．１．１ 刀具承受总压力的计算 刀具承受的总压力Ｆｄ为槟榔的重力Ｇｂ与冲头冲压时的冲压力Ｆｃ之和，即Ｆｄ＝Ｇｂ＋Ｆｃ，通过查阅槟榔结构相关资料和采样统计得到，槟榔按照体积和质量可分为大、中、小３个等级。大、中、小级别的槟榔质量分别为大于８０小于等于１２０、大于５０小于等于８０、大于３０小于等于５０ ｇ。
经试验测算，切分单个槟榔的平均冲压力为１５０.0 Ｎ。且在计算Ｆｄ时，Ｇｂ应取各种级别槟榔的最大重量，切大号槟榔的刀具应能承受的压力为Ｆｄ１＝（１．２＋１５０.0）Ｎ＝１５１．２ Ｎ；切中号槟榔的刀具应能承受的压力为Ｆｄ2＝（０．８＋１５０.0）Ｎ＝１５０．８ Ｎ；切小号槟榔的刀具应能承受的压力为Ｆｄ3＝（０．５＋１５０.0）Ｎ＝１５０．５ Ｎ。由此可知，刀具承受的总压力大致为１５０ Ｎ。