红枣加工系统范文

红枣加工系统范文（精选6篇）

红枣加工系统 第1篇

红枣是陕北的主要经济作物, 由于其成熟期集中、不易储藏以及择枣、筛选、运输、加工和包装等过程工作量大的特殊性, 很有必要建立一个自动的红枣加工系统, 以便于减少红枣在运输和加工过程中的损失。为此, 本文设计了一套自动化的红枣加工系统。在整个红枣加工系统中, 主要是保证加工后的红枣颜色纯正, 口感醇香。因为红枣的湿度直接关系到红枣的味道和颜色, 而湿度又与加工炉的温度是否稳定有直接的关系, 所以如何保证在加工过程中加工炉的温度不超过设定的范围就是关键所在。本系统采用输出跟踪输入的随动系统, 克服了手动操作时由于人为判断精确度不高而导致加工中红枣损失的问题, 实现了自动加工红枣作业, 既节省了劳动力, 又降低了经济损失。

1 红枣加工系统的构成及其功能特点

1.1 红枣加工系统的构成

红枣加工过程的流程如图1所示。

红枣加工系统包括清洁装置、筛选装置、传输装置、温度传感器、速度传感器、称量传感器、操作台及PLC控制装置等。首先, 剔除发霉或者破裂的红枣;其次, 利用筛选装置对枣进行分类, 分成大中小3部分;大的直接投入到鲜枣销售过程, 小的加酒储藏为酒枣, 而把大部分中枣利用清洁装置进行清洁处理, 送入到加工炉进行加工;然后, 通过检验对合格品进行包装。

在加工炉加工过程中, 把湿度传感器所测的数据信息送给PLC, 由PLC控制加工炉的温度, 使整个过程中炉的温度与红枣的湿度有很好的匹配。图2所示为自动控制的工艺流程图。

1.2 红枣加工控制系统介绍

本系统主站采用S7系列PLC, 上位机为PC工控机, 主要优势是有实时操作系统的支持。从站S7-200 PLC通过通信模块EM277与PROFIBUS相连。通过PROFIBUS网络实现PLC与现场设备的数据交换;通过USS协议进行变频器之间的通信以实现变频器对添煤机构的控制。每一个从站控制一个相应的分段设备。操作台上包括显示装置、触摸屏、按钮、指示灯以及报警设备。通过操作面板控制主设备和各分段设备, 而自动和手动的转换是由编程来实现的。图3为其控制系统示意图。

1.2.1 操作站

在控制室内设有一台工控计算机作为上位机, 用作人机接口操作站, PC/PPI网络用于工控机和PLC的通讯。打印机用于主要工艺参数报表的定时打印。

PLC主机采用S7-200 CPU226。CPU226基本单元集成24I /16O共40个数字量I/0点, 有两个RS-485通信/编程口, 具有PPI (点对点) 通信、MPI通信和自由口方式通信能力 , 并支持PROFIBUS-DP扩展接口。自身带有的241/160具有很强的计算与智能控制功能, 有助于编程人员开发出高性能的控制系统, 同时具有继电器控制功能、四则运算功能和数据传送功能等。PLC读取输入模块采集的现场设备状态信息, 经CPU进行数据处理后, 运算结果经输出模块到现场控制设备, 实现了生产过程的自动控制。

1.2.2 PLC模块配置

1.2.2.1 模拟量I/O模块

采用EM235 4I/1O的模块1个, 采集现场检测元件 (如检测加工后红枣湿度的湿度传感器, 瞬间称量红枣质量的电子皮带秤等) 送入4～20mA信号 (经电压转换) , 并经A/D转换后送入PLC, 输出4～20mA电流信号, 控制变频器。

1.2.2.2 数字量I/O模块

采用EM223 16I/16O的模块2个, 接受现场开关量信号, 反馈至PLC, 同时接受PLC的输出指令, 直接控制接触器线圈和继电器。

1.2.2.3 PROFIBUS-D模块

采用EM277 PROFIBUS-DP从站模块, 可将S7-200PLC连接到PROFIBUS-DP网络。这个端口可运行9600波特率和12M波特率之间的任何PROFIBUS波特率。作为DP从站, EM277模块接受从主站来的多种不同的I/O配置, 向主站发送和接收不同数量的数据。这样就可以修改所传输的数据量, 以满足实际应用需要。

1.2.3 变频器

本系统中筛选机、两台清洗机、加工炉中配备的添煤机和包装机分别由5台变频器控制。

在此采用西门子公司的MM420变频器。该变频器遵循USS通信协议, 接收来自主机的控制信号, 然后反馈信息给主机作为接收信息的应答。变频器在接受计算机发来的命令后, 首先检查命令中的起始标志, 然后检查命令中的站地址是否与自己的站地址相符。如果不一致, 说明计算机与其他并凭其进行通信, 从而忽略该命令;如果一致, 就响应该命令, 将执行结果回送到计算机, 并结束这次通信。变频器的物理基本接口是标准的RS485接口。

1.2.4 USS协议通信介绍

USS是西门子公司为变频器开发的通信协议, 可以支持变频器同PC或PLC之间建立通信连接, 常适合于规模较小的自动化系统。

USS协议的通信字符格式为1位起始位、1位停止位、1位偶校验位和8位数据位。数据报文最大长度位256个字节, 包括3字节的头部、1字节的校验码和主数据块。数据块按照字的方式组织, 高字节在前。通信数据报文格式如表1所示 (如果是从站发送数据, 则只需把表1中的STW改为ZTW, HSW改为HIW即可) 。

STX:起始字符, 值为02H, 用来表示一个报文的开始。

LGE:报文中LGE后的字节数, 一些变频器通常为12。

ADR:0～4 表示从站变频器的地址;5表示广播位;6为1表示镜像发送;用于网络测试7为1表示特殊报文。

PKE:用来控制变频器的参数设定。0～10为参数设置;12～15为控制位;11未使用, 设为0。

IND:一般设为0。

VAL:包含PKE区域中所指定的参数的值。

STW:控制变频器的工作 (ZTW表示变频器的当前状态) 。

HSW:设定变频器的频率值 (HIW表示变频器的频率输出) 。

BCC:校验报文, 对报文中该区域以前所有的字节进行异或校验, 如果变频器收到一个带有错误结果的报文, 它会将其放弃并拒绝发出应答。

在红枣加工应用中, 传统的方法是采用开关量和模拟量信号对变频器进行控制, 信号容易受到干扰, 出现控制上的错误。采用基于RS-485接口的USS通信协议对变频器进行控制的方法, 大大减少了系统布线, 可以避免现场可能的各种电磁干扰对控制设备的影响, 有效地提高系统的抗干扰能力。

1.3 控制系统的特点及功能

整个红枣加工系统中, 加工炉的温度控制采取随动算法。由于加工炉的温度与红枣的湿度存在着匹配关系, 而温度又与煤炭的添加息息相关, 所以就需湿度传感器给控制系统反馈信息以跟踪加工炉的温度。红枣加工系统的功能特点如下。

1.3.1 筛选过程的自动化

本装置是自动筛选装置, 用电动机的转速控制筛选装置的旋转。筛选装置中, 轮箍间距的大小控制枣的分类, 自动把枣分成大中小3类。此装置用机器代替了人力, 不仅大大提高了效率, 更降低了人为判别类别的误差。

1.3.2 除尘过程的快速性

目前由于除尘过程自动化程度低, 加工时间过长, 而影响加工的进度。本装置采用自动除尘装置降低了人为除尘的难度, 提高了除尘的速度。

1.3.3 加工过程的高精度

目前在加工过程中多采用人为操作, 这样使得在炉温判断和红枣湿度判断上容易出现较大的误差, 并且不能及时地把红枣的湿度反馈给加工炉, 所以加工过程中容易出现过火或者缺火的现象, 进而加大了加工过程中的损失。此装置采用输出湿度快速反馈给控制系统来及时调节加工炉温度的随动算法, 从而降低了经济损失。

1.3.4 包装过程的自动化

此系统采用称重传感器来代替目前的手动称量, 不仅降低了劳动力, 而且提高了精度和效率。

1.3.5 现场设备的实时保护

充分利用PLC各模块可以独立工作的特点, 可以快速判断出问题所在, PLC还能够快速扫描炉的温度, 控制炉温不超过设定值, 以保护加工炉不因温度过高而爆炸。

1.3.7 控制系统的自诊断功能

充分利用PLC各模块的诊断功能, 在程序中插入诊断程序, 实时判断传感器信号, 方便操作。

2 USS 协议在网络中的设定

2.1 初始化USS协议将通讯口专用作USS通讯

图4 为USS协议初始化指令。USS_INIT 指令用来使能、初始化或禁止与从站驱动的通讯。USS_INIT指令必须无错误地执行, 才能够执行其他的USS指令。当EN输入接通时, 每一循环都执行该命令。在每一次通讯状态改变时, 只执行一次USS_INIT 指令。使用边沿检测指令脉冲触发EN 输入接通。

2.2 USS协议编程顺序

1) 使用USS_INIT指令初始化变频器, 指定端口。用于USS协议, 设置通讯的波特率指定哪个变频器激活等。程序只能通过一次启动或改变USS参数, 此程序段可以在程序初始化子程序中完成。

2) 使用DRV_CTRL激活变频器。每条DRV_CTRL只能激活一台变频器, 而其他USS指令, 如READ_RPM (读变频器参数) 和WRITE_RPM (写变频器参数) 可以任意添加。

3) 配置变频器参数, 以便与USS指令中指定的波特率和地址相对应。

4) 连接PLC和变频器间的通讯电缆。因为是通讯, 所以连线时一定要注意动力线和通讯线分开布线, 并且通讯线要使用短而粗的屏蔽电缆, 且屏蔽层要接到和变频器相同的接地点, 否则会给通讯造成干扰, 导致变频器不能正常运行。

2.3 变频驱动MM420的设置

使能所有参数读/ 写访问P003 (Key Parameter) =3

P2012 (USS PZD长度) = 2

P2013 (USS PKW长度) = 127

本地/远程控制模式P0700 = 5

COM连接中设置到USS 的频率设定值P1000=5

设置USS标准化: P2009 = 0

设置RS485串口波特率:P2010 = 6

输入从站地址:P2011 = 6, 7, 8

设置串行链接超时:P2014 = 0

3 PLC控制变频器的程序设计

PLC通讯程序采用子程序方式编制, 主控程序对变频器的控制通过调用有关子程序发送命令完成, 数据接受由后台中断程序完成。发送命令子程序将变频器目标速度值和命令参数加工为USS协议格式发送出去, 并设置发送标志, 复位接受完成标志, 允许接受中断和定时中断。

当变频器发送响应报文时, 激活后台中断程序接受变频器的状态值和当前速度值, 存入接受缓冲区, 并复位发送标志, 设置接受完成标志。

4 结论

1) 本系统根据可编程序控制器本身的逻辑和计算功能, 程序易编易改, 有较强的抗干扰和抗震性能, 兼备数据操作和通讯等特点。

2) 利用网络化通讯技术, 采取有效的计算方法, 运行后系统的稳定性与快速性达到了预期目的, 不仅减少了原加工方法的损失, 而且降低了消耗, 提高了生产率。

参考文献

[1]骆德汉.可编程控制器与现场总线网络控制[M].北京:科学出版社, 2005.

[2]尹秀妍, 柴秋, 温红真.PLC在农产品称量包装控制中的应用[J].农机化研究, 2007 (1) :200-201.

[3]崔建新.USS协议实现PLC和多传动调速系统的通讯[J].有色设备, 2006 (4) :16-18.

[4]王莉.PLC在自动配煤装车系统中的应用[J].自动化技术与应用, 2004 (3) :33-36.

红枣的加工方法 第2篇

一、无核糖枣

无核糖枣是一种深受人们喜爱的滋补食品。它色泽鲜嫩,紫红透亮,香气浓郁,软硬可口,含糖量在70%以上,维生素A的含量也较高,具有润肺、益脾、强肾、补气、活血等功能。其加工方法如下:

1、选料去核:

要求用肉厚、皮薄、核小、含糖量高的红枣;枣体完整、大小均匀、无虫蛀、无霉烂、完全成熟、充分晒干。选好后用捅核机把枣核取出,出核口要小。手工取核时,可用小刀从两端旋口取出。

2、浸泡蒸煮:

将去核的红枣浸泡到65～75℃的热水中,轻轻搅拌,等枣吸足水后,捞出沥干水分。然后放入50公斤90～95℃的热水中,加入30公斤白糖,边加边搅,糖溶化后,再加3%的柠檬酸,烧开熬30分钟左右,将枣皮煮成紫红色,即可连同糖液一块倒入干净的容器内,浸泡25小时左右,直到枣皮吸饱糖浆,变成黑紫色为止。

3、烘烤成品:

先在热水中沥干枣表面的糖浆,然后装入烤盘送入烤箱烘烤,使含水量降至15%左右,烤箱温度开始为50℃,过6～7小时升至70～80℃等枣皮发皱即可,用手摸感到外硬内软时取出包装。

二、红枣泥

1、纯枣泥:

挑选无虫咬,无霉烂的红枣冲洗干净,放到沙锅或不锈钢锅中,加水至红枣淹没,加盖用旺火煮开,然后改用小火煮1小时,使红枣熟透。捞出后用木铲捣烂成泥,装入纱布袋压挤过滤,使枣核、枣皮留在袋内,纯枣泥滤出。

2、豆沙枣泥:

用上述方法,小豆与红枣一起放入锅内煮也可单纯将红小豆煮烂制成豆沙后,再与红枣泥拌和在一起。

3、芝麻枣泥:

先制出枣泥,取相当于枣泥重五分之一或十分之一的芝麻,用水洗净、晾干、炒黄、轧碎,与枣泥拌和。除芝麻外,还可用核桃仁、板栗仁做成不同枣泥。

4、果香枣泥:

在制好的枣泥中加入果香精,即成果香枣泥。

三、枣醋

质量好的红枣可及时加工成商品出售,或晾晒后贮存。而挑拣留下的残次枣可用来加工枣醋,既减少损失,又可增加经济效益。枣醋味道鲜美,加工方法简单,具体操作方法如下:

1、入缸处理:

将残次枣洗净去杂,放入清水中浸泡24小时,然后压碎或粉碎。每10～15公斤红枣,加入粉碎的大曲1公斤和相当枣重3～5倍的清水,再加为枣重10%的谷糖和5%的酵母液,拌匀后装入缸中。缸口留15～20厘米的空隙,上面用纸糊严,加盖、压实,进行密封发酵。

2、醋酸发酵:

入缸密封4～6天,即可完成发酵,然后揭去盖子去掉,不保留粘纸,再放到阳光下曝晒。当温度达到34℃时,醋酸菌迅速繁殖,经10～15天即完成发酵过程。

3、成品过滤:

晋中市红枣加工业前景探讨 第3篇

晋中华信安康和农林科技有限公司系北京华信安康和科技发展有限公司在晋中榆次投资发展红枣产业的科技公司。2010年7月在晋中市注册1000万元, 成立了晋中华信安康和农林科技有限公司, 法人代表杨煜军。公司通过土地流转在榆次区庄子乡郝都村、东墕村、井峪村建成了千亩连片“庄缘红”壶瓶枣示范基地。并在郝都村投资740万元, 建成占地400m2集生产、科研、培训、办公为一体的红枣初级加工厂, 基本形成具有种植、加工、销售、信息、技术服务、初级加工等多项功能的综合性产业基地。2011年公司引进具有国际领先水平的生物酵素菌技术, 并在示范园生产中显示出巨大的经济效益和市场潜力的基础上, 投资3 000万元建成了一座生物酵素配肥厂, 为基地和广大枣农生产红枣专用肥。同年, 经市、区两级政府审批核准, 又在榆次工业园区征地1.33hm2, 投资9 000多万元, 建设年产量6 000t、产值1亿元的红枣深加工基地。目前主体已完工, 进入内装修和设备安装阶段, 预计2014年5月试生产。该公司在发展红枣产业中发挥了自身作用, 多次受到市、区两级政府奖励, 已经列为“晋中市干果经济林科教示范基地”和“晋中市红枣产业龙头企业”, 被榆次区政府列入国家现代农业示范核心区项目。

1.1 科技创新, 从研制生物菌切入, 破解红枣病裂难题

据统计, 2008年, 晋中市的红枣种植面积已达到5.33万hm2, 然而, 病裂果难题造成的丰产不丰收问题已经凸显出来, 老百姓心中的“摇钱树”变成“伤心树”。针对这一难题, 晋中市林业局推行“双调”综合管理技术 (上调树势, 下调土壤) , 改变粗放管理的落后做法, 走精细化管理之路。2009年, 晋中华信安康和农林科技有限公司落户晋中市投资红枣产业, 主要是搞红枣深加工和营销, 然而, 直接面临的却是红枣病裂果难题的挑战。

该公司是以红枣加工营销为主的企业, 原材料为壶瓶枣。壶瓶枣由于病裂问题, 商品率低下, 作为加工的原料明显受到制约。“双调”技术之下调土壤是根本, 公司积极依托中国农科院、中国农业大学研制的红枣生物专用菌肥, 经过连续几年科学对比试验, 一年一个台阶, 防病防裂的成果显现出来, 技术的稳定性不断提高, 病果裂果率有效控制在20%之内, 商品果提高到70%以上。2011年, 晋中市政府分管农业的副市长组织全市各县分管农业副县长、林业局长在榆次红枣基地召开现场会, 取经学习。山西省科技厅将公司基地作为鉴定晋中市林业局“双调”综合管理技术的主要依据。公司先后在平遥、祁县、临汾、运城以及河南商丘、山东寿光、陕西大荔等地进行了酥梨、苹果、核桃、蔬菜、草莓等果品蔬菜示范试验, 都取得了良好的效果, 订单不断增加。

1.2 实施红枣“双调”技术”管理, 带动周边枣农致富

双调技术即“下调土壤, 上调树势”是一项综合管理技术, 各个技术环节环环相扣, 贯穿整个红枣物侯期管理过程当中, 既需要足够的物力、人力投资, 更需要系统的精细化管理。公司有了生物菌肥核心技术支撑, 大胆地面向广大枣农承诺, 把打造千亩红枣示范园和带动周边枣农推行“双调技术”紧密结合起来, 真正做到“做给农民看, 带着农民干, 帮着农民赚”。一家一户分散经营的小农经济状况, 仅仅靠培训实践证明收效甚微。主要原因是农民个体素质差异大, 接受能力参差不齐, 科学管理的认识程度不高, 投工、投资跟不上。公司针对这些原因, 实行“工厂化”管理, 将“双调”技术量化, 责任到人, 分工合作, 将技术工种专业化、标准化、熟练化, 将系统的技术分解在工作岗位上, 避免了一个人一条龙四季作业的难题。比如, 修剪树的相对固定走向专业化, 打药的由承包专业队实施, 责任相联, 效益挂钩, 经过连续三年的不断完善, “工厂化”管理既调动了打工农民的积极性, 又将“双调”技术步入了规范化、精细化管理轨道。干活的农民分工负责, 省心省力, 基地的效果丰产优质。可以这样讲, 工厂化管理是组织措施, 精细化管理是标准要求, “双调”技术是落实目标。

1.3 打造特色健康品牌, 深加工产品深受市场青睐

红枣是地域性很强的特色农产品。公司以“庄缘红”注册商标, 其含义是该公司红枣产业与榆次区庄子乡结缘, 与庄稼人结缘, 与红枣结缘, 将红枣产业搞得红红火火。公司深加工产品有枣汁、枣酪、枣醋、红枣酵素原液等, 推向市场深受消费者青睐。公司参加了第三届中国 (山西) 特色农产品交易博览会, 红枣产品展台前热闹非凡, 红枣系列产品受到经销商和观展人员热捧, 营销额达到十几万元。

1.4 引领消费, 致富农民, 昂首生态特色产业

公司研制并规模化生产酵素生物菌肥, 能够有效控制红枣病裂果, 这对于主产红枣的山西巩固退耕还林成果, 以利益驱动遏制枣农大面积放弃枣树有着重大的社会意义。使伤心树变成摇钱树, 让山西红枣特色经济林效益大幅提升, 让生态效益和农民的经济效益同时兼得, 让传统落后的红枣产业转变为新时期农民增收致富的朝阳产业。

从酵素生物肥到酵素红枣产品, 这是领先国内市场的新技术。当今, 酵素食品在日本、台湾发展得相当成熟, 近两年在欧美也开始盛行。养生、健康、增进美容、减缓衰老、增强活力是当今世界上的消费潮流, 酵素食品的发展空间巨大。2010年全球酵素市场达到38亿美元规模, 年增长率7.0%以上, 可见, 酵素在未来食品行业中有着不可估量的前景。

公司将红枣与酵素相结合, 可谓珠联璧合, 必将成为保健品和食品消费的新宠。目前该公司在深圳又注册成立了“深圳庄缘红生物科技股份有限公司”, 并在深交所挂牌托管, 向着上市的目标前进。

2 存在困难和问题

从技术角度分析, 通过实践酵素生物菌肥、菌剂确实能够增强树势, 提高产量, 改善品质, 控制病果、裂果, 但从严格意义上讲, 这项技术目前还没有根除病裂危害, 还需继续研发攻克。从广大枣农角度分析, 从事枣树管理的绝大多数是农村妇女和老年男性劳力为主, 处于粗放管理的落后状态。“双调技术”是一项精细综合管理技术, 走的是高投入高产出的路子, 农村的辅助劳力文化水平低, 观念落后, 舍不得投资、投工, 很难快速大面积推行。

应对措施:一方面要继续加大科研力度, 努力通过生物菌肥、菌剂彻底攻克病裂果危害难题;另一方面, 继续提升“千亩红枣科技示范园”管理水平, 鼓励广大枣农学技术、用技术, 把“伤心树”变成“摇钱树”。

3 几点建议

第一, 公司走的是“公司+合作社+农户”的产业化发展之路, 在晋中, 瞄准的是5.34万hm2壶瓶枣, 看好榆次交通区位优势。榆次是晋中的红枣大县, 然而, 从省级林业红枣支持项目上很难落到榆次, 推行精细化的“双调技术”支持力度不大。建议省林业厅要把榆次千亩红枣基地和现有红枣林列为项目重点给予支持。要建立科技推广应用财政补贴机制, 大力扶持科技型企业发展, 不断推进红枣产业发展。

第二, 红枣丰产、优质是多项成型技术的组装配套, 这几年, 晋中市、榆次区林业部门做了大量工作, 既搞技术探索创新, 又请专家指导, 还组织枣农培训, 已经感受到了产业发展氛围。但是与公司的产业发展还联系不紧, 建议省、市、区各级政府及相关部门要把公司当“龙头”来抓、来扶持, 有重点、有措施、有具体的支持。把一家一户分散经营的枣园以合作社为形式组织起来, 实行公司与农户对接。要建立科技推广应用财政补贴机制, 扶持科技型企业发展。

红枣的加工利用与产业发展现状 第4篇

关键词：红枣,加工产品,发展现状

0前言

枣是鼠李科, 枣属植物, 枣树的果实, 又名大枣或红枣等。红枣原产于中国, 在我国各地均有栽培, 迄今为止具有三千年的历史。中国的草药书籍《神农本草经》中记载到, 红枣味甘性温、归脾胃经, 有补中益气、养血安神、缓和药性的功能。民间有“一日吃三枣, 百岁不显老”之说。现代药理研究发现, 红枣不但含有蛋白质、糖和脂肪, 还含有丰富的维生素, 有“活维生素丸”之称, 红枣中还含有丰富的有机酸、人体必需氨基酸等生理活性物质, 以及钙、磷、铁等多种微量元素。丰富的营养使红枣对促进新陈代谢、增强心肌功能、防止血管硬化和高血压、降低血脂、胆固醇等方面有良好的功效。对红枣的深入研究使人们对其药食同源作用有了深层的认识, 这使红枣在国内以及国际市场上有极大的需求量, 也使得系列红枣产品获得人们的青睐。

1 红枣的开发前景

红枣原产自我国, 枣树是我国特有果树, 我国现有枣树面积达2300万亩、从产量可达460亿公斤, 占世界种植面积和产量的98%以上, 国外枣树都是直接或间接从我国引入的。目前, 我国依然是居世界之首位的枣商品生产国, 枣的国际市场仍由我国控制。我国红枣资源丰富, 然而采摘后, 由于鲜枣水分含量高, 易腐烂变质, 致使红枣大量的浪费, 因此将红枣进行加工是减少损失、提高红枣附加值的最佳途径。目前, 红枣加工技术尚处于初级阶段, 规模较大的红枣科研机构和生产企业仅40多家, 加工能力明显不足。因此, 加大红枣制品深加工力度, 提高红枣附加值, 利用高科技开发系列红枣产品, 将具有十分广阔的空间。

2 红枣加工产品的发展现状

在我国红枣的加工历史悠久, 除了干枣和果脯, 目前市场上的红枣加工产品呈现多元化趋势, 如饮品枣醋、枣乳、枣酒, 保健品枣粉、枣茶, 休闲食品枣泥、枣糕、枣片等产品, 随着人们对自身健康保养重视程度的增加, 越来越受到喜爱和认可。

2.1 枣的干制品

红枣成熟后, 果内水分多, 含糖量高, 易导致真菌或细菌感染;加之呼吸强度高, 不断放出大量呼吸热, 因此常温下易于腐烂, 不耐储藏, 每年因腐烂损失的数量高达20%~30%。目前, 制干是红枣最常用的加工保藏方法, 大枣的干燥方式主要分为人工干燥法和自然干燥法。自然干燥法是一种古老而传统的干燥方式, 即晒干或自然风干, 其产品品质不高, 由于干燥时间长, 露天环境易受细菌及昆虫侵扰, 卫生条件较差, 存在一定的食品卫生安全隐患, 且受天气和环境影响很大, 严重降低了枣农的经济效益。而人工干燥方法就可以大大降低这种弊端, 目前主要有热风干燥、微波干燥、真空干燥和真空冷冻干燥等。其产品具有水分含量低、保存时间长、不易变质, 口感爽脆等优点。

2.2 枣脯

传统果脯蜜枣是用高浓度的糖液进行糖渍, 利用渗透压将糖液渗入枣中, 以达到抑制各种微生物生长和耐储藏的目的, 但含糖量较高, 使枣脯原枣味不足, 限制了枣脯的食用量, 为解决这一问题, 近年来已研究出能较好保存红枣风味的枣脯产品, 色泽鲜艳, 酸甜适口, 枣香味浓郁。如通过调整白砂比例糖, 加入适量柠檬酸, 较好地保留了红枣的原有风味以及营养价值, 或以甜味剂木糖醇替代白砂糖, 或加入复合果汁开发出低糖果脯。此外由于枣脯多用鲜枣制作, 而鲜枣不耐贮藏, 使枣脯加工生产受季节性制约。为解决这一问题, 可用干红枣生产枣脯, 从而使枣脯的加工不受时间季节的限制。

2.3 枣醋

枣醋兼具食醋和红枣的保健功能。枣果中所含有的丰富营养成分和保健成分, 通过以粮食酿造的食醋浸泡, 经微生物发酵, 使其营养价值远远高于普通的食醋。不仅风味独特, 其主要成分更易消化吸收, 利用残次红枣加工枣醋, 既能减小损失, 又可增加经济效益, 是红枣深加工综合利用的又一新途径。

2.4 枣乳

马利华等人以核桃、红枣为主要原料, 制成核桃枣乳, 既提供了优质蛋白, 又具有良好的营养保健作用。最佳配方为红枣浆10%、核桃乳25%、白砂糖10%。产品色泽、风味俱佳, 组织状态稳定。

2.5 枣酒

发酵型枣酒酒性温和, 是一种高档果酒, 色泽紫红悦目, 口味醇香浓郁。按含糖量可分为干红枣酒、半干红枣酒、半甜红枣酒和甜红枣酒, 风味独特, 保留了大枣的营养价值及药用价值。更有研究发现, 枣酒成分可对抗过敏性紫癜、贫血、高血压、肝硬化患者血清转氨酶增高, 提高免疫力等, 是一种更易于人体吸收的典型保健酒。

2.6 枣粉

近年来, 枣粉成为了枣的一种新型初加工产品, 主要是以天然、无核的枣为原料, 采用热风干燥和喷雾干燥的方法, 经过精加工而完成。枣粉含糖量低, 枣香浓郁, 粉粒细小均匀、无结块、速溶性好, 可直接作为产品食用, 也可作为进一步深加工产品的原料。

2.7 枣片

以红枣作为主要原料, 白糖、淀粉等作为辅料, 经过煮制、打浆、浓缩、干燥等工序制成的枣片, 外观类似于市场上流行的口香糖, 酸甜可口, 便于携带。目前成为一种流行的营养休闲食品, 丰富了红枣产品的品种。

2.8 枣罐头和枣酱产品

已开发的罐头产品有糖水红枣罐头, 以及红枣与其他原料复合制成的各种罐头, 如银耳枣栗罐头、花蜜四宝罐头等。枣酱产品多以枣配以其他保健成分, 如沙棘、银耳、枸杞等生产的多维枣酱。

2.9 其他产品

枣的加工品还包括一些大枣提取物, 如枣精、枣色素、枣糖色等, 还有蜜枣、醉枣、枣羹、枣晶、红枣固体饮料和枣珍等。

3 展望

中国红枣资源丰富, 只有发展深加工, 才能增强枣在水果产业和世界范围内的竞争力, 提高枣的附加值, 解决枣农的增收难题。采用先进的技术, 开发新型的枣产品, 可进一步丰富红枣加工制品的种类, 扩大红枣加工产业的生产规模及销售范围。此外, 枣的副产物枣核、枣皮也都含有丰富的功能性物质, 可进一步开发利用, 如生产枣核油、色素等功能性食品。中国枣加工业具有很大的发展潜力, 新技术的广泛应用必将推动红枣加工业的全面快速发展, 红枣加工业逐渐成熟壮大, 除了需加强技术和基础研究, 保证工艺的标准化、生产自动化和品种多样化之外, 还需要注意包装的精美化、管理的科学化, 保证产品安全卫生。

参考文献

[1]毕金峰, 于静静, 王沛, 等.高新技术在枣加工中的应用研究进展[J].食品与机械2010, 26 (1) :164-167.

[2]姚雪东, 朱荣光, 高振江, 等.红枣制干技术现状分析与展望[J].农机化研究, 2013, 12, 249-252.

[3]姚学冬, 朱荣光, 高振江, 等.红枣制干技术现状分析与展望[J].农机化研究, 2012, (12) :249-252.

南疆红枣枣园喷雾机控制系统的设计 第5篇

红枣是新疆的特色林果,味甘香甜,营养丰富。新疆独特的光热、温度、湿度等气候条件,为优质红枣的生长提供了优良的自然条件。红枣产业已成为新疆近年来发展最快、覆盖面最广、效益最突出、惠民成效最显著的一项林果产业［１］。随着红枣直播建园技术的应用,红枣种植规模迅速扩大,矮化密植栽培模式在全疆广泛采用,提高产量与经济效益的同时,也为病虫害的集中爆发提供了条件。红枣是常年生密植灌木,因树龄不同,种植行距在1~3m,株距0.7~3m,传统喷雾机因尺寸与喷杆固定等原因,无法适应不同树龄枣树的喷雾要求,如果发生突发性和扩散蔓延快大面积的病虫害将难以防治,影响红枣的产量、质量和经济效率［２］。同时,燃油农业机械虽然功率较大,但其也有体积大、质量大和作业空间小等缺点;而电动力农业机械的设计更加紧凑,使用方便,具有“小巧”的特点,非常适应此类行距小的情况下使用［３］。

针对以上情况,通过控制电机调节喷杆机架垂直高度与水平长度、喷雾压力及喷雾机行走,研制适应不同树龄枣树的垂直高度与水平距离的电动力枣园喷雾机,对于提高枣园喷雾机械化水平、降低劳动强度具有积极意义。 因此,基于单片机与无线蓝牙传输,设计结构小巧、便于操控的枣园喷雾机控制系统,用以实现喷雾机的喷雾作业要求。

1 系统设计思路

系统以STC89C52RC单片机为主控制核心,以HC-05蓝牙主从模块为通信元件,以按钮组、多路选择开关组为手持控制端控速控向元件,以YD-DC-MD2-48直流电机模块为电机驱动端电机驱动组模块,设计完成电机控制系统。系统实现的主要功能为通过操控手持控制端控速、控向元件,完成联动控制2台直流电机的正反转与调速,点动控制3台直流电机的正反转。其设计系统结构框图如图1所示。

2 系统硬件设计

2.1 手持遥控端设计

主控制核心模块为STC89C52 单片机,是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS 8 位微控制器,具有8k在系统可编程Flash存储器。STC89C52使用经典的MCS-51内核,但做了很多的改进,使得芯片具有传统51 单片机不具备的功能。 在单芯片上,拥有灵巧的8 位CPU和在系统可编程8k字节Flash、512字节RAM、32 位I/O口线及看门狗定时器,内置4kB EEPROM、MAX810 复位电路,3 个16位定时器/计数器、4 个外部中断、1 个7 向量4 级中断结构(兼容传统51 的5 向量2 级中断结构),全双工串行口。另外,STC89C52可降至0Hz静态逻辑操作,支持2 种软件可选择节电模式。 空闲模式下,CPU停止工作,允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作;掉电保护方式下,RAM内容被保存,振荡器被冻结,单片机一切工作停止,直到下一个中断或硬件复位为止。其工作电压为5.5~3.3V,最高运作频率为35MHz,6T/12T可选［４］。

通用异步收发传输器(Universal Asynchronous Re-ceiver/Transmitter)通常称作UART,是一种异步收发传输器。在本系统中,主控制模块按照UART通信协议,将并行的数据(字符串)经过移位器的移位后一位接一位(串行)地从主控制模块的TXD端口发出,通过杜邦线发送至蓝牙串口的RXD端口,蓝牙同样按照UART通信协议一位一位接收数据并再次通过移位器的移位将数据解析为主控制模块发送的指令。整个系统的串行通信原理包括UART与蓝牙的通信原理和蓝牙与蓝牙之间的通信原理［５］,如图2所示。

多路选择开关是用来切换各种被测量模拟信号的关键元件,基于译码器工作原理,通常具有多个输入端及1个输出端［６］。按钮组、多路选择开关组为手持控制端控速控向元件,通过控制转向开关向上电机正转,中间停止,向下反转实现电机正反停。控制调速开关实现开关向上高速、中间中速、向下低速。控制电机按钮开关,实现正反停3档开关拨在正或反时按下按钮电机转动,松开按钮电机停止转动。手持控制端电路图及PCB板电路设计图如图3、图4所示。

2.2 电机驱动端设计

YD-DCMD2-48直流电机模块采用美国IR公司专用的栅极驱动芯片IRS2184加高性能MOS管驱动技术,可对外提供两路“H”桥电路驱动两路直流电机;每一路H桥电路都可以承受48A电流通过,可使用的驱动电源电压7~36V,具有相应速度快,耐压,耐流参数等特点,适合驱动大功率直流电机及需要大电流直流场合,如火花塞驱动、大功率继电器及飞思卡尔智能车等［７］。

主要参数包括:输入电压范围DC7~36V;额定输入电压DC12V/24V/36V;H桥数目2 路;每路H桥额定输出电流与峰值输出电流48A/144A;每路H桥额定功率0.576kW (12V)/1.152kW (24V)/ 1.728kW(36V);逻辑控制信号电压2.8~5.5V;工作温度-20~100℃。模块驱动示意图与逻辑引脚分别如图5、表1所示。

驱动端需要总共驱动5台直流电机,每个驱动模块可以驱动2个电机,因此需要3个驱动模块实现驱动功能。驱动模块与主控制模块连接成逻辑数据口如下:

1)电机驱动模块1 1IN1连接主控制模块P3^3;电机驱动模块1 1IN2 连接主控制模块P3^2;电机驱动模块1PWM1连接主控制模块P3^1,组成1号可调速电机控制口。

2)电机驱动模块1 2IN1连接主控制模块P3^6;电机驱动模块1 2IN2 连接主控制模块P3^5;电机驱动模块1PWM2连接主控制模块P3^4,组成5号可调速电机控制口。

3)电机驱动模块2 2IN1连接主控制模块P2^0;电机驱动模块2 2IN2 连接主控制模块P2^1;电机驱动模块2PWM2连接主控制模块P2^2组成2号电机控制口。

4)电机驱动模块3 2IN1连接主控制模块P2^5;电机驱动模块3 2IN2 连接主控制模块P2^4;电机驱动模块3PWM2连接主控制模块P2^3,组成3号可调速电机控制口。

5)电机驱动模块3 1IN1连接主控制模块P0^0;电机驱动模块3 1IN2连接主控制模块P0^1;电机驱动模块3PWM1连接主控制模块P0^2,组成4号电机控制口。驱动端硬件布置与硬件连接示意图如图6所示。

3 系统的软件设计

系统在操控时,如果按键信号冲突,造成程序无法读取正确信号。蓝牙模块的工作状态直接影响控制系统的遥控端与驱动端的信号通信。打开电源,蓝牙与主控制模块上电,手持遥控端蓝牙主模块进入监听状态,电机驱动端蓝牙从模块进入等待连接状态。对手持遥控端进行操控,电机驱动端完成指令解析与指令执行。其程序流程如图7所示。

4 系统仿真与测试

4.1 系统仿真

Keil C51是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统。C语言在功能、结构性、可读性及可维护性上有明显的优势,Keil提供一个功能强大的仿真调试器,对开发程序进行仿真与调试［８］。

运行Keil软件,打开程序文件,软件自动进行编译,调出I/O端口窗口,窗口对应单片机的P0、P1、P2端口;通过改变端口的高低电平,执行对应电机的控制命令,如使1号电机高速正转,则相应的P2^0和P2^2应该为低电平,将P2 端口窗口的第0 位和第2 位取消勾选,如图8 所示。程序执行完成,逻辑分析窗口的仿真信号图线发生对应的高低电平改变,则说明程序执行正确。依据以上操作对各电机的指令进行操作,全部电机的逻辑分析仿真信号图如图9所示。

对仿真信号图的分析表明:对各指令端口操控,端口对应电平变化正确,无指令冲突与错误,程序识别及调用无错误,程序运行正常,可以进行系统的实物制作与测试。

4.2 系统测试

依据硬件与软件的设计,对实物进行制作,手持遥控端与电机驱动端实物图,如图10 所示。在试验室进行测试时,外接DC36V直流电源,分别依次在电机驱动端的每个驱动模块上连接2台转速800r/min、额定电压36V的直流电机。在电机轴上粘贴纸片,以观察电机的转向与转速变化,判定操作指令执行情况,如图11所示。

完成连接后,依次操作转向开关与调速开关对各电机进行转向与转速。

控制、观察电机的执行情况,并记录测试结果,如表2所示。表2中“√”系统运行正常。

测试结果表明:系统各部分连接无错误,遥控控制指令在驱动端执行无错误与延迟现象,各电机执行指令正确、响应及时,程序运行稳定可靠。

5 结论

以单片机为控制核心,使用蓝牙信号传输、电机驱动模块为控制元件,运用C语言进行编程的控制系统,并进行了程序仿真与实物测试。结果表明:软件与硬件电路连接合理,程序运行稳定可靠,可以实现5台电机的转速、转向控制,满足系统设计目标,为下一步控制系统与喷雾机构总装提供了基础。

摘要：为实现通过控制直流电机,达到调节枣园喷雾机喷杆机架垂直高度与水平距离、控制喷雾压力与行走速度、以适应南疆地区红枣枣园喷雾作业要求的目的,从硬件和软件两个方面,设计了一种以STC89C52单片机为核心的遥控电机控制系统,并进行仿真与测试。结果表明:软件与硬件电路连接合理,程序运行稳定可靠,可以实现5台电机的调速转向控制,满足系统设计要求。

红枣加工系统 第6篇

红枣是我国林果业中的特色林果,其种植面积和产量均占世界的99% ; 韩国仅有0. 1万hm2红枣种植面积,总产2万t。因此,我国红枣是世界最大的生产国和出口国。目前,新疆红枣已经突破46. 7万hm2,新疆生产建设兵团的标准矮化密植枣园种植面积达到13. 3万hm2[1],其种植模式适合机械化采收作业。20世纪60年代,国外林果收获广泛采用机械化作业,林果机械收获的生产效率与人工相比提高了约5 ~ 10倍。随着新疆矮化密植红枣规模化种植,种植面积迅猛增长,人工收获已不能满足红枣的产业化生产的需求,使用机械替代人工收获是新疆红枣产业发展的必然趋势。近年来,新疆农垦科学院机械装备研究所和石河子大学机械电气工程学院对红枣机械化采收装备进行了深入研究[2]。

目前,收获期红枣采收主要靠人工完成,采收成本约占生产成本的20% ~ 30% ,且劳动强度大、效率低; 又因新疆红枣收获季节与棉花等经济作物收获期重叠,导致雇工极其困难,不能适时收获,造成红枣品质下降[3]。为满足新疆矮化密植枣园机械化作业要求,有效解决人工采收存在的问题,石河子大学机械电气工程学 院研制了4ZZ - 4自走式红 枣收获机。该机采用全液压驱动及电控,液压助力转向的动力分配及液压元件的选择是液压系统设计的关键。为此,本文通过液压系统的设计及仿真,验证液压系统设计的合理性。

1 红枣收获机液压转向系统

1. 1 转向系统设计要求

红枣收获机转向系统的设计首先要保证转向功率要求,在此基础上考虑结构稳定和操作可靠性。红枣收获机的转向是由发动机输出动力驱动液压泵,通过转向器控制液压油路驱动液压油缸实现的,要求工作平稳、结构合理、可靠性高,适用于农用机械低速、高转向阻力及高工作强度的特点。

1. 2 液压转向系统组成及工作原理

液压转向系统主要由转向油缸、液压转向器、优先阀及液压泵4部分组成,如图1所示。

当方向盘不动、转向器处于中位时,发动机处于熄火状态,油泵不供油,优先阀的控制弹簧将阀芯推向右位,接通CF口油路; 发动机启动后,优先阀给CF分配油路油液,流经转向器内的中位节流口时,产生压降,推动优先阀阀芯左移,EF阀口开大,CF阀口关小,此时只有很小流量的液压油流经CF口至油箱,大部分液压油经EF口与系统合流。当转动方向盘时,转向器进出口开启,高压油经转向器控制仪与转角成比例地进入转向油缸,实现转向[4]。

1. 3 液压元件选型[5,6,7]

1. 3. 1液压油缸的选择

本文转向力矩计算式根据液压系统设计计算经验公式。

转动转向轮所需要的总力矩为

式中TL—转向阻力矩,TL= 24 552N·m;

f—车轮与地面的摩擦系数,取f = 0. 8 ( 田间路面) ;

G—前桥负荷,取G = 296 000N;

e—转向节主销的偏移距,取e = 80mm;

B—转向轮断面宽度,取B = 356mm。

转向液压缸最大推力为

式中Fsmax—转向液压缸最大推力( N) ;

rmin—最小转向阻力臂,取rmin= 0. 3m。

转向液压缸工作面积为

式中Asc—转向液压缸工作面积( mm2) ;

Psc—转向液压缸工作压力,取12MPa;

ηscm—转向液压缸机械效率,取ηscm= 0. 9( 一般为0. 88 ~ 0. 97) 。

转向液压缸内径为

式中d—转向液压缸的杆径,取d = 45mm。

查阅液压设计手册,参考GB /T 2348 - 1993标准,确定D = 80mm。

转向液压缸作用面积为

式中Asc—转向液压缸作用面积( mm2) 。

根据上述计算结果,参照相关液压手册选择相应的液压油缸为HSGF01 - 80 - 45B300。

1. 3. 2 转向器的计算选型

式中Ls—液压缸的行程,取Ls= 300mm( 实际测量) ;

式中m—极限位置间方向盘转动圈数,取m = 4( 一般为2. 5 ~ 5. 5) ;

ηscm—转向器机械效率。

查阅厂家提供技术手册,选择排量为630m L /r的转向器。又根据转向系统高灵敏度和操控舒适性的要求,选择BZZ5 - 630型负荷全液压转向器。配套优先阀为镇江液压有限公司生产的YSL - F60L10N18,设定压力为14MPa。

1. 3. 3 液压泵的选择

发动机传动系统驱动转向泵供油,为满足极端情况( 原地转向) 驱动转速为发动机怠速。查阅发动机技术说明手册可知,怠速时发动机转速为650r /min。

转向泵的供油量为

式中Qs—转向泵的供油量( L/min) ;

ns—转向器的转速,取40r/min( 一般情况) ;

Vsu—转向泵排量( m L/r) 。

转向泵的排量为

式中Qs—转向泵的供油量( L/min) ;

ηscm—转向泵机械效率,取ηscm= 0. 9( 一般为0. 88 ~ 0. 97) ;

nsv—发动机怠速( r/min) 。

根据计算结果,查阅相关产品手册,选择排量为45m L / r的Gelanrex A10VS045斜盘变量柱塞泵。

2 系统仿真分析

2. 1 系统建模

在众多系统仿真软件中,由于AMEsim可以建立复杂的液压系统模型而被广大用户应用于液压系统的设计当中[8]。转向液压系统仿真模型如图2所示。

2. 2 系统参数设置

系统模型搭建完成后,主要参数设置如表1所示。

2. 3 系统仿真结果及分析

仿真模型中系统提供压力为6MPa,仿真时间为4s,通信间隔为0. 01s,运行仿真。图3为加载的阶跃信号曲线,图4为油缸位移曲线,图5为油缸转向端压力曲线,图6为液压泵出口压力曲线,图7为液压缸速度曲线。

图3中,系统在第1s时,加载阶跃载荷。由图4可以看出: 在模拟实际工况施加在外界加负载的仿真环境下,位移曲线平滑,油缸动作平稳,满足系统的设计要求。

由于建模中转向轮连接采用阻尼模块,所以当转向开始时,转向端压力会产生一定的压降后再进入正常转向状态。由图5可以看出: 去向过度平滑,符合设计要求,再次验证了系统中各元件选型及其工作参数设置的合理性。

由图6可看出: 泵出口压力在0. 5s时稳定,为6. 15MPa,曲线斜率平滑,没有明显的压力冲击。由图7可以看出: 当加载阶跃载荷时,转向端速度在第1s时出现了波动,是由于缸体内液压冲击造成的,由于波动较小,在设计合理范围之内,位移为负值说明转向端油缸活塞杆收回,在第1. 6s时速度平稳,验证了该系统模型的正确性。

3 结论

1) 对红枣收获机转向系统进行工况分析,对液压系统进行了设计,并对主要液压元件进行了选型。

2) 液压系统采用优先阀和符合传感式转向器控制,实现了降低能耗,提升操作舒适性的目的。

3) 运用AMEsim仿真软件搭建转向液压系统,对系统中的元件的参数进行设置,并搭建了转向阀组和轮组阻尼 模型。仿真 结果表明: 泵出口压 力6.15MPa,油缸速度为0. 015m / s,油缸行程为0. 27m,满足设计要求。

摘要：针对矮化密植红枣的种植模式,研制了自走式矮化密植红枣收获机,通过分析红枣收获机整机性能指标和工作要求,设计了液压转向系统,对主要液压元件进行选型;运用AMESim仿真软件搭建了液压系统模型,设置了系统中主要元件的参数。仿真结果显示:转向驱动油缸满足实际工况的动作要求,验证了模型的正确性,为红枣收获机液压转向系统的开发和改进提供了一定的理论依据。