一种固液混合调味剂自适应充分搅拌装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于食品加工机械领域，提供了一种固液混合调味剂自适应充分搅拌装置与方法。首先基于可张紧链轮与离心滑块搭建固液混合调味剂充分搅拌装置；然后，以充分混合后调味剂等效密度为中间变量，构建固液均匀混合约束下搅拌速度与调味剂重量之间的关联关系；最后，依据实际检测调味剂重量，自适应调控搅拌速度，实现固液混合调味剂的自适应充分搅拌；该装置与方法可实现对调味剂的自动、充分搅拌，无需人为调节搅拌速度，易操作，适用于多种固液混合调味剂的搅拌过程，具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种固液混合调味剂自适应充分搅拌装置与方法
本专利技术属于食品加工机械领域，涉及一种固液混合调味剂自适应充分搅拌装置与方法。
技术介绍
民以食为天，食品的多元化、多样化是满足人们众多口味需求的必然趋势。调味剂作为食品中必不可少的元素，其高效高精下料对于保证食品的快速加工、口味把控至关重要，直接影响食品的生产效率及生产质量。在目前的生产过程中，为保证食品卫生、高效加工及精准下料，调味剂的加工及下料逐渐由人工转为机械化、自动化，以此实现大批量高效生产及口味严格把控与统一。然而，对于一些油性固液混合调味剂，如辣椒油、麻油，或者多种调味剂混合产品等等，其同时具备液体流动性及固液混合体粘性的特质，若不对其进行充分、均匀搅拌而直接下料，极易出现流速不稳、下料不准、堆积、断层等问题，导致口感、口味下降。由此可见，在食品调味剂的自动化机械下料过程中，对调味剂的自动充分搅拌至关重要。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术难题是粘稠固液混合调味剂精准下料过程中对调味剂的自动化充分均匀搅拌问题，为克服现有技术的缺陷，专利技术了一种固液混合调味剂自适应充分搅拌装置与方法。该方法包括三个步骤：固液混合调味剂自适应充分搅拌装置搭建、搅拌速度与调味剂重量关系求解、搅拌速度的自适应调控，最终实现固液混合调味剂的自适应充分搅拌。该装置及方法可极大简化搅拌过程、易操作，适用于多种固液混合流体的搅拌匀化，具有广泛的应用前景。本专利技术的技术方案：一种固液混合调味剂自适应充分搅拌装置与方法，首先，基于可张紧链轮与离心机构搭建固液混合调味剂充分搅拌装置；然后，以充分混合后调味剂等效密度为中间变量，构建固液均匀混合约束下搅拌速度与调味剂重量之间的关联关系；最后，依据实际检测调味剂重量，自适应调控搅拌速度，实现固液混合调味剂的自适应充分搅拌；具体步骤如下：第一步、固液混合调味剂自适应充分搅拌装置搭建固液混合调味剂自适应充分搅拌装置主要包括：加料口、调速伺服电机、速度控制器、可张紧链条传动机构、搅拌罐、盖板、转轴、搅拌桨、离心滑块、重力感应底盘等；所述的加料口和可张紧链条传动机构连接在盖板上方，所述的调速伺服电机和搅拌罐连接在盖板下方，调速伺服电机输出轴与链条传动机构中的一个链轮相连，所述的转轴两端分别连接在链轮和搅拌桨上，为搅拌桨传递转矩，所述的离心滑块连接在搅拌桨的三个桨叶末端，所述的重力感应底盘安装在搅拌罐底部，通过将测量的搅拌罐内调味剂重量反馈给速度控制器，速度控制器根据重量进行搅拌速度自动调节，从而控制调速电机改变转速，实现固液混合调味剂的自适应充分搅拌。进一步地，所述的可张紧链条传动机构包含五个链轮，其中，一个主动链轮与调速电机连接，两个工作链轮与两个转轴连接，另外两个为涨紧链轮，通过调整涨紧轮在盖板上的位置，实现链条的张紧。进一步地，所述的离心滑块端面设计成楔形，当搅拌桨旋转工作时，离心滑块在离心力作用下贴紧搅拌罐内壁，利用其楔形面将搅拌罐内壁的调味剂导入搅拌桨工作区，从而实现搅拌罐内所有调味剂的充分均匀搅拌。第二步、固液均匀混合约束下搅拌速度与调味剂重量关系求解记调味剂中的固态成分密度为ρG，液态成分密度为ρY，调味剂要求的固态、液态成分混合比例为1:n，根据公式(1)计算固液混合调味剂的等效密度ρeq：在搅拌罐中加入高度为h的固液混合调味剂，同时以速度v进行搅拌，测量前h/2高度范围内固液混合调味剂的密度，若大幅低于ρeq，则增加搅拌速度v值，直到前h/2高度范围内固液混合调味剂的密度等于或接近ρeq，记录对应的h与v值；进一步，改变h值，重复上述第二步中步骤，从而得到固液均匀混合条件下的h与v之间函数关系，记为：v＝f(h)(2)进一步，根据搅拌罐内半径R、转轴半径r，得到固液均匀混合约束下搅拌速度v与调味剂重量m之间关系：第三步、搅拌速度的自适应调控为了实现无论搅拌罐中加注多少调味剂，均能实现其充分均匀搅拌，利用搅拌罐下方的重力感应器测量调味剂重量m，并把测量结果反馈给速度控制器，速度控制器根据公式(3)，计算出与m匹配的搅拌速度v，实现自适应调整；进一步，当调味剂重量发生变化时，搅拌速度应该避免快速突变，以防调速电机过载，因此，当重力感应器测得的调味剂重量发生变化时，以S形加减速模式调整搅拌速度，实现速度的平稳过渡；具体为，记当前时刻调味剂重量为m1，根据公式(3)计算出m1对应的搅拌速度v1，下一时刻调味剂重量为m2，根据公式(3)计算出m2对应的搅拌速度v2，速度控制器对电机速度控制时，从v1变化到v2的中间过渡过程速度v(t)采用公式(4)计算：公式(4)中，t表示过渡过程时间，jmax为调速电机的许用最大加加速度，t1、t2、t3分别为加加速时间、恒加速时间、减加速时间，按公式(5)计算：公式(5)中，amax为调速电机的需用最大加速度；根据各时刻重力感应器测量的调味剂重量，速度控制器根据公式(3)计算出固液均匀混合条件下与调味剂重量相对应的搅拌速度v后，根据公式(4)从当前搅拌速度调整到新的搅拌速度，实现速度平稳过渡前提下的固液混合调味剂自适应充分搅拌。本专利技术的有益效果是，该方法设计了一种固液混合调味剂自适应充分搅拌装置与方法，首先基于可张紧链条传动机构和离心滑块设计了固液混合调味剂自适应充分搅拌装置，该装置可通过离心滑块的楔形面将搅拌罐内壁上附着的调味剂导入搅拌区，完成充分搅拌；然后，以固液混合调味剂等效密度为中间变量，建立了固液充分混合约束下的搅拌速度与调味剂重量之间关系；最后，根据重力感应器测得的调味剂重量，基于S形调速规则，对搅拌速度进行平稳调控，实现了搅拌速度的自适应调节；该装置与方法可实现对调味剂的自动、充分搅拌，无需人为调节搅拌速度，易操作，适用于多种固液混合调味剂的搅拌过程，具有广阔的应用前景。附图说明图1为固液混合调味剂自适应充分搅拌装置结构示意图；图中：1进料口，2速度控制器，3盖板，4搅拌罐，5转轴，6搅拌桨，7离心滑块，8重力感应底盘，9调速电机，10可张紧链条传动机构中的主动链轮，11可张紧链条传动机构中的可调涨紧链轮，12可张紧链条传动机构中的可调涨紧链轮，13可张紧链条传动机构中的工作链轮，14可张紧链条传动机构中的工作链轮。图2为固液混合调味剂自适应充分搅拌装置搅拌机构示意图；图中：1转轴，2搅拌桨，3离心滑块。具体实施方式以下结合技术方案和附图详细叙述本专利技术的具体实施方式。图1为固液混合调味剂自适应充分搅拌装置结构示意图。该装置主要由进料口1，速度控制器2，盖板3，搅拌罐4，转轴5，搅拌桨6，离心滑块7，重力感应底盘8，调速电机9，可张紧链条传动机构10～14构成。图2为固液混合调味剂自适应充分搅拌装置搅拌机构示意图。搅拌机构主要由搅拌桨2和离心滑块3构成。方法的具体步骤如下：第一步、固液混合调味剂自适应充分搅拌装置搭建如图1所示，固液混合调本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种固液混合调味剂自适应充分搅拌装置与方法，其特性在于，首先，基于可张紧链轮与离心机构搭建固液混合调味剂充分搅拌装置；然后，以充分混合后调味剂等效密度为中间变量，构建固液均匀混合约束下搅拌速度与调味剂重量之间的关联关系；最后，依据实际检测调味剂重量，自适应调控搅拌速度，实现固液混合调味剂的自适应充分搅拌；/n具体步骤如下：/n第一步、固液混合调味剂自适应充分搅拌装置搭建/n固液混合调味剂自适应充分搅拌装置主要包括：加料口、调速伺服电机、速度控制器、可张紧链条传动机构、搅拌罐、盖板、转轴、搅拌桨、离心滑块、重力感应底盘等；所述的加料口和可张紧链条传动机构连接在盖板上方，所述的调速伺服电机和搅拌罐连接在盖板下方，调速伺服电机输出轴与链条传动机构中的一个链轮相连，所述的转轴两端分别连接在链轮和搅拌桨上，为搅拌桨传递转矩，所述的离心滑块连接在搅拌桨的三个桨叶末端，所述的重力感应底盘安装在搅拌罐底部，通过将测量的搅拌罐内调味剂重量反馈给速度控制器，速度控制器根据重量进行搅拌速度自动调节，从而控制调速电机改变转速，实现固液混合调味剂的自适应充分搅拌；/n进一步地，所述的可张紧链条传动机构包含五个链轮，其中，一个主动链轮与调速电机连接，两个工作链轮与两个转轴连接，另外两个为涨紧链轮，通过调整涨紧轮在盖板上的位置，实现链条的张紧；/n进一步地，所述的离心滑块端面设计成楔形，当搅拌桨旋转工作时，离心滑块在离心力作用下贴紧搅拌罐内壁，利用其楔形面将搅拌罐内壁的调味剂导入搅拌桨工作区，从而实现搅拌罐内所有调味剂的充分均匀搅拌；/n第二步、固液均匀混合约束下搅拌速度与调味剂重量关系求解/n记调味剂中的固态成分密度为ρ...

【技术特征摘要】
1.一种固液混合调味剂自适应充分搅拌装置与方法，其特性在于，首先，基于可张紧链轮与离心机构搭建固液混合调味剂充分搅拌装置；然后，以充分混合后调味剂等效密度为中间变量，构建固液均匀混合约束下搅拌速度与调味剂重量之间的关联关系；最后，依据实际检测调味剂重量，自适应调控搅拌速度，实现固液混合调味剂的自适应充分搅拌；
具体步骤如下：
第一步、固液混合调味剂自适应充分搅拌装置搭建
固液混合调味剂自适应充分搅拌装置主要包括：加料口、调速伺服电机、速度控制器、可张紧链条传动机构、搅拌罐、盖板、转轴、搅拌桨、离心滑块、重力感应底盘等；所述的加料口和可张紧链条传动机构连接在盖板上方，所述的调速伺服电机和搅拌罐连接在盖板下方，调速伺服电机输出轴与链条传动机构中的一个链轮相连，所述的转轴两端分别连接在链轮和搅拌桨上，为搅拌桨传递转矩，所述的离心滑块连接在搅拌桨的三个桨叶末端，所述的重力感应底盘安装在搅拌罐底部，通过将测量的搅拌罐内调味剂重量反馈给速度控制器，速度控制器根据重量进行搅拌速度自动调节，从而控制调速电机改变转速，实现固液混合调味剂的自适应充分搅拌；
进一步地，所述的可张紧链条传动机构包含五个链轮，其中，一个主动链轮与调速电机连接，两个工作链轮与两个转轴连接，另外两个为涨紧链轮，通过调整涨紧轮在盖板上的位置，实现链条的张紧；
进一步地，所述的离心滑块端面设计成楔形，当搅拌桨旋转工作时，离心滑块在离心力作用下贴紧搅拌罐内壁，利用其楔形面将搅拌罐内壁的调味剂导入搅拌桨工作区，从而实现搅拌罐内所有调味剂的充分均匀搅拌；
第二步、固液均匀混合约束下搅拌速度与调味剂重量关系求解
记调味剂中的固态成分密度为ρG，液态成分密度为ρY，调味剂要求的固态、液态成分混合比例为1:n，根据公式(1)计算固液混合调味剂的等效密度ρeq：



在搅拌罐中加入高度为...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文廷，张伟达，
申请(专利权)人：麻云伴智能科技大连有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21