我國碾米機械工業經過幾十年的發展，已取得很大的成績。但是，被業界技術專家普遍認同，有顯著防黴、防蟲、延緩陳化作用的大米氣調保鮮包裝技術尚未得到廣泛應用。 為此，筆者開發研製出大米氣調保鮮小包裝機, 並獲得國家專利。

1. 大米氣調保鮮小包裝機的用途

大米氣調保鮮小包裝機主要用於對大米進行計量並充氣保鮮包裝，也可用於其它顆粒物料。由於釆用了電子傳感器及計算機自動控製技術，適合於米廠進行精製免淘洗米、營養米的小包裝或氣調保鮮包裝。

2. 大米氣調保鮮小包裝機的工作原理

所謂氣調保鮮包裝亦稱氣體置換包裝，國際上稱為map （Modified Atmosphere Packing）包裝，是將一定量的保護氣體充入大米包裝袋內,將袋內原有空氣置換，改變袋內大米的 外部環境達到抑製細菌（微生物）的生長繁衍,減緩大米的新陳代謝速度,以延長大米儲藏期的一種包裝工藝方法。它能較好地保持大米原有的色、香、味及營養成分,其采用的保護氣體是食用級二氧化碳。

待計量包裝的物料首先由輸送設備輸送到中間倉等待計量;在允許放料的情況下，控製係統將進料閘門打開，物料進入稱重料鬥。傳感器將重量信號轉換為電信號並由接口輸入計算機;計算機則控製進料閘門的開、閉或開口大小，這樣可將稱量精度控製在規定的誤差範圍以內。已計量好的物料通過放料閘門充填到包裝袋中，同時進行充氣保鮮，再由機械手送到熱封工位進行封口。熱封後的包裝袋由推包機構送出，完成1次計量包裝過程。主要技術參數見表1。

表1包裝機主要技術參數表

包裝速度 計量範圍~i+5 SA 5^ 包裝袋

袋・min" kg 誤差/% 電壓/v耗量/m3.h-'尺寸/mm

3~5 2.5-5 ±0.3 220 0.01 320 x580

3. 大米氣調保鮮小包裝機的主要結構

主要由進料裝置、稱量裝置、夾袋機械手、熱封工作台、 推包機構、充氣保鮮機構、上下機架及氣動係統和控製係統組成。其中關鍵部件是進料裝置和稱量裝置,它們直接影響計量精度。

3.1進料裝置

用於散狀顆粒物料的稱量設備，其進料裝置常釆用電磁振動、皮帶輸送和自重直流等結構形式。電磁振動型和皮帶輸送型對各種物料的適應性好，落料重量的隨機性較小，稱量精度高;但結構複雜，體積較大,成本高，且振動和噪音較大。自重直流型對物料的適應性較差,落料重量的隨機性較大,稱量精度的控製是關鍵;但結構簡單，體積較小,成本低。 根據大米小包裝機的工作對象及其特點，宜選用自重直流型進料裝置。

自重直流型下料裝置多釆用雙料口（雙門）或多料口 （三門或四門）下料。雙料口下料器由大料口負責主要的下料任務，能快速下料到接近設定重量;小料口隻是補充差額到設定重量。由於大料口下料時，落料重量及其衝擊力和殘留料柱重量有較大的隨機性，致使稱量的高精度和高速度的矛盾不易解決，達不到較高的要求。

四料口下料器各料口從大到小分別設為1、2、3、4號，下料時各料口同時落料至等於或略大於各料口設定重量值時， 依順序關閉1、2、3、4號下料口 ,下料完成。三料口下料器的下料過程與四料口下料器基本相同，但結構要簡單許多，隻有大、中、小3個下料口。以稱量5 kg為例，根據落料重量及其衝擊力和殘留料柱重量的隨機性及以後其它各料口的工作，設定各料口下料關閉時的重量值，進行對比試驗,兩種下料器的試驗數據分別見表2、表3。

四料口下料器最後一個料口的誤差（稱量誤差）範圍在±10g/s之間，總稱量時間為3.77 s。三料口下料器稱量誤差範圍為士 13. 35 g,總稱量時間2.44 s。這既保證了稱量結果的高精度，又保證了稱量的高速度。因此本機選用三料口下料器。

在料門形式上，由於多料口下料器結構複雜、體積大，可將多個料口合並為一個擺式弧形料門,用一個多級氣缸來驅動，由計算機來控製其開口大小和開、閉時間，並保證大、中、 小閘門開啟時的截麵積不變。這樣既可以達到多料口下料的功能，又能夠簡化機構。試驗證明，效果良好。

3.2稱量裝置

國內外散狀粒料自動計量裝置，可分為容積式和稱重式兩大類。容積式結構較為簡單，但計量精度不高，因而不宜用於有一定精度要求或較大計量的物料包裝。稱重式一般有機械式、機械電子式、電子式三種。機械式自動計量裝置體積大、精度低、速度慢，現已很少采用。

機械電子式稱量裝置最大優點是結構簡單、成本低，稱量精度也能滿足要求。但是，由於不同的設定稱重量所對應的殘留料柱重量及其衝擊力不同,需要進行修正，這在使用操作上很不方便。加之,機械電子式自動稱量裝置結構尺寸較大,致使整機體積較大。所以，在經過試驗之後，放棄了這一方案。

電子式自動稱量裝置是將計量料鬥直接固定在稱重傳感器上，而傳感器的信號直接通過計算機的釆樣模塊送入計算機。計算機根據采樣結果控製進料閘門的開啟大小和開、閉時間,並根據稱量結果自動調整大門和中門的開啟時間，以便在保證稱量精度的前提下，使放料時間最短。 該稱量裝置經試驗，連續稱量5kg大米100次，其平均質量為4 991.9 g；平均誤差為8.1 g；最大誤差為15g,共出現2次;平均稱量時間為2.5s。

3.3其它機構

夾袋機械手包括了手臂及機械手兩部分。手臂由2個並聯的同步動作的氣缸（手臂氣缸）驅動，使其上下動作。機械手上有2個氣缸，一個是用來控製手指開合的手指氣缸; 另一個是起拉袋作用的拉袋氣缸。操作人員將標準的塑料包裝袋套在下料口上，並將其兩邊喂入手指間以後,踩動腳踏開關，機械手便將包裝袋抓牢，同時啟動機內固有工作程序。

熱封工作台由熱封頭及熱封機構組成。熱封工作台的動作由熱封氣缸來驅動。推包機構包括托物板、托物架及推包氣缸等。

氣動係統由三聯件和一組集裝式電磁閥、氣缸等組成， 氣缸動作由計算機指令控製，氣缸上有調速器可調節其動作的快慢。

3.4控製係統

大米氣調保鮮小包裝機控製係統以單片機為核心，由信號輸入、鍵盤、LED顯示器以及電磁換向閥驅動電路組成。它接收由傳感器送來的信號及各工位送來的反饋信息，並發出各種動作指令,使包裝機完成一係列複雜的包裝動作。同時,它也具有接口與工廠中央控製係統聯網。控製程序釆用模塊化結構設計，主要包括顯示、讀鍵、 測量值讀取、數據轉換、同步調整、執行等功能模塊。

4結語

大米氣調保鮮小包裝機以壓縮空氣作為工作介質，全部釆用氣壓傳動，無任何汙染;動作靈敏、準確、 可靠;使用二氧化碳作為保鮮氣體，成本低、易得到、無毒害。 由於采用電、氣結合的控製理論和傳感器測量，由計算機實現計量及包裝動作程序控製，而且運用了計算機模糊控製技術，大大提高了計量效率和精度。

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