生物產業機械是由農業機械演變而來,為維持一些舊有資訊及研究成果,本部落格中主要以收集目前相關的農業機械資訊及影片。其中有些影片檔案取自video.google.com及youtube.com之內容。
Thursday, May 10, 2007
李子酒釀造機
一、前言
台灣種植李子3,638公頃、梅子8,115公頃,果實採收期間都在高溫、多濕的3~7月間,果實不易保存,必須適時銷售或加工處理以免造成損失。面對農村勞力老化及水果產品進口之衝擊,本分所於1991年起歷經4年逐步研發改良完成『李子釀造一貫化生產機械』,整體釀製作業只要2~3人即可操作,每小時加工處理60~100公斤之原料,比現行法提高效益約30﹪以上,節省人力約3/5。李子酒產品依傳統釀製法不添加任何催化物,保持自然之特別風味,安全衛生,適合農民自行生產及一般業者應用。期望此新技術可以降低李子酒成本,提高品質,增加李子之利用產值,增加農民收益。
二、李子酒釀造過程
(一)過程:1.原料:以紅肉品種為主,粒徑3.0~5.5㎝。2.洗滌與風乾:以洗滌及脫水機將李子洗淨後,以乾燥機40~60℃之熱風去除果粒表面水份。3.切割:利用果實切割機刀剖果肉2道。4.裝罐與加糖:裝罐之同時依重量比率定量分次添加25﹪砂糖。5.灌裝密封與靜置發酵。
(二)產品:行靜置發酵90天之李子酒成品風味最佳,酒量約佔總重量之48﹪,其酒精含量為11~12﹪。若以李子酒液48﹪再行蒸餾之李子蒸餾酒為20﹪,殘餘果汁液佔80﹪。成品必須儲存於5~9℃之冷藏櫃,以抑制繼續發酵保持原有風味。李子酒產品依傳統釀製法不添加任何催化物,保持自然之特別風味,安全衛生。
三、李子酒釀造一貫化生產機械之規格與型式
名稱 台數 馬達 規 格
長×寬×高(cm) 轉速或線速度
(R.P.M.&m/min) 作用型式
1.給料機 1 0.2KW 210X40X170 0.5m/min 帶式
2.洗滌機 1 1/2HP 120X60X130 16 R.P.M 滾動刷水徙式
3.脫水機 1 0.2KW 122X50X100 30 R.P.M 吹風與離心式
4.輸送機 1 1/4HP 100X33X226 0.35m/min 昇降式
5.風乾機 1 0.75KW 180X60X200 22~25 R.P.M
風速2.5m/sec 熱風循環式(含七層鍊式輸送帶、恆溫調控裝置。)
6.輸送機 1 0.1KW 156X40X120 0.3m/min 帶式
7.果實切割機 1 0.1KW 114X42X82 35 R.P.M 自動刀割兩道式
8.給糖機 1 60W 32X33X40 滾軸推給式
9.自動定量器 1 100X47X132 電動感應式(含自動操控裝置)
10.輸送滾軸槽 1 300X30X40 傾斜自動滾動式
11.電動操控裝置 1組
機械配置面積:直線式:120㎝X1320㎝ ; ㄇ型:350㎝X630㎝;整體作業面積:48m2(6mX8m)
四、結論
本分所於4年研製改良期間,在極有限之人力下,克服許多不可預期之瓶頸及難題始完成。期望本釀酒作業機械化之模式,希望對農業生產經營有所助益。(作者連絡電話:07-7771082)
新型果實切割機
一、前言
本新型專利機械係『李子酒釀造加工機械化之研究』計畫歷經3年所研發之技術成果,
該機已達到釀酒過程中之果實切割及全面替代手工作業之實際應用功效。釀酒過程中必須對新鮮果實進行果肉切割作業,有效取得新鮮果實濃醇汁液,讓所添加之砂糖能有效滲入果實中以促進醱酵。為解決目前仰賴人工切割作業方式,提升切割效率及維護產品品質衛生與作業安全,本分所研發之切割機有助於傳統農產品加工業之產、製經營作業。
二、結構及運轉特性
(一)結構
1.機體:長114公分X寬42公分X高82公分。
2.動力:110V/0.5HP或 200V/0.1KW 之減速馬達。
3.主要部份與運作方式:
(1)進料、出料輸送系統、皮帶鬆緊器裝置:
以馬達傳動兩組輸送皮帶(下組固定,上組可調整上下間距及傾斜度、及裝置皮帶鬆緊器壹個),使果實於6㎝寬X40㎝軌道上行輸送原料、果粒導引、及利用裝置皮帶鬆緊器促進切割果肉及排料等運作。
(2)導引與自動調整式切割刀裝置:
於刀口前12㎝處以兩片檔板導引果實至刀口中央進行切割,檔板可彈性張開2㎝。切刀係安裝於軌道兩側,刀刃向前,刀尖平面向後傾斜呈60度。距刀尖6㎝處為活動支點,以便遇到硬殼時可保護刀刃。切割果肉與排料為全自動化連貫運作。
(二)操作容易與切割能量:
本機只要一人操作,行一貫化連續作業。能量每小時可加工處理為80公斤以上李子(梅子)果實原料,為人工之6-8倍。
(三)適用功能
1.本機配置給料機後即可使整體切割作業自動化。本機主要功能為釀酒過程中之果實切割。釀酒後之殘留果粒外觀完整者,可作為酒果加工。本機可單獨使用或配合釀酒加工一貫化機械作業。
2.適合2.5~5.5㎝粒徑之李子、梅子、桃子、或等粒徑之芒果、柳丁等果實之切割作業。
3.機械之規格可依照果實粒徑及加工量調整切割運作系統。該系統可由單一傳動系統帶動。(作者連絡電話:07-7771082)
Wednesday, May 09, 2007
脆梅壓裂機
一、前言
台灣目前主要栽培的梅子品種有大粒梅、小粒梅、尖頭梅、胭脂梅、平頂梅等,台灣梅樹栽培面積逾九千公頃,主要集中於中央山眽東西兩側海拔300~1,000公尺的山坡地,梅子主要產地在南投縣、台中縣、台南縣、高雄縣及台東縣等縣境之山區,梅子的產期大多集中在3月下旬至4月下旬採收;梅子用途很多,所含的果酸可算是眾多水果中最多的一種,鮮果平時很少人拿來直接食用,未成熟的青梅質脆味酸,內含一種稱為 amygdalin 的配糖體,故不宜生食,惟經醃漬加工或加熱後,會受到酵素分解,而使得苦澀味及氰酸消失,可以食用。
果實成熟度約七分熟者適合製作脆梅。梅子平均果粒重量因品種而異,最小的山連種平均為7.4公克,最大的長藤種平均為17.5公克,差異頗大,台灣梅果約二成以手工採收,八成以竹竿擊落採收,除少量自產加工,直銷或共同運銷進行鮮果交易外,其餘係由加工廠收購加工,然而受限於地理氣候環境與中國廉價梅胚競銷暨經第三國轉進口影響,台灣梅產業的傳統生產型式已經逐漸式微,收購價格亦逐年下跌。
農委會為穩定國產青梅的產銷,分別在產地及都會區辦理「台灣美梅季」系列活動及梅DIY教學,促進消費者自行加工醃製。為確保脆梅品質及外觀,製作脆梅前必須將梅果敲開一條不會使果粒破開的裂痕,使得澀味得以排出而糖份能充分被吸收且加工過程中顆粒不會縮小。
醃漬前之原料青梅壓裂作業以人工逐粒敲裂頗為繁瑣且費工費時,故本所研製脆梅壓裂機以替代手工作業,本機每小時平均作業量達120公斤以上,為人工作業量的8-10倍,可提升果農及小型工廠自行醃製加工脆梅之意願,而且因青梅原料不必鋪陳於桌面上敲擊,降低蚊蠅及細菌之污染,可確保較佳之衛生條件。
二、脆梅壓裂機研發
脆梅醃漬前一般先將七分熟之梅子(圖一)混以粗鹽於木製或不銹鋼製成之滾筒中攪拌(圖二),滾筒轉速約為每分鐘40轉,經過約10分鐘後,梅子表皮上的纖毛已完全去除且果粒稍微軟化。將青梅自滾筒中倒出瀝除汁液之後,為便於加工除澀及使醃漬糖汁易於滲入果肉內,再以人工逐粒敲裂(圖三),此過程頗為費時費工,本所為解決此一作業瓶頸,發展脆梅壓裂機以替代人工,降低生產成本,提升果農及小型工廠自行醃漬之意願。脆梅壓裂機之作用原理為:表皮經以粗鹽軟化處理後之脆梅由供料斗進入輸送帶,果粒輸送到達壓裂板下方時輸送皮帶暫停運動,此時由曲軸滑塊機構組成之壓裂板元件往下運動,壓裂梅子(圖四),之後壓裂元件往上提升,而梅子則繼續輸送至承接容器中。
由於青梅果實相當堅硬,經以Instron 4464型材料試驗機測試,壓縮速度設定於該機最大值100 mm/min時之測試結果顯示,壓裂一粒青梅需要30~50公斤的力量,十五粒青梅之平均壓裂力量為39.6公斤,故選擇使用曲軸滑塊機構以產生強大力量,並使用動力為0.5HP之減速馬達帶動。脆梅壓裂機作業能力試驗結果顯示,每小時平均作業量達120公斤以上,為一般人工工作量的8~10倍,而壓裂效果亦十分良好(圖五),本機外觀如圖六所示,機體尺寸如下:長95公分X寬44公分X高109公分。為顧及衛生條件,與梅果接觸部分的機件均採用不銹鋼原料。

三、結論與建議
脆梅為傳統加工產業,然而製造過程需要大量勞力,於我國加入世界貿易組織後,受到東南亞及中國大陸地區原料傾銷之影響,有漸漸式微之趨勢,荒廢的梅園反而成為果蠅生長的溫床,為提升果農之收益,提高人民購買意願及養成食用本土生產之衛生食品,為一可行之方式,機械加工可降低與環境接觸之時間及昆蟲傳播細菌之機會,可大幅提高衛生條件並降低生產成本,提升產品競爭力。(作者聯絡電話: 04-23302301~5轉704)
Tuesday, May 08, 2007
蜂王漿採收機
‧苗改場蠶蜂課 吳登楨‧
一、前言
蜂王漿俗稱蜂王乳,為保健珍品可供內服與外用,能增進健康與美容養顏。據統計指出民國93年養蜂戶為702戶、養蜂箱數101530箱、蜂王漿年產量345.2公噸,其中出口量為43.32公噸,價值2,440.9千美元,除25.25公噸(價值為1,680.8千美元)外銷日本占第一位,6.8公噸(價值為361.3千美元)外銷美國占第二位,4.81公噸(價值為174.1千美元)外銷馬來西亞次之外,其餘供內銷之需;而同年進口量亦達56.95公噸,價值662.9千美元,主要來自泰國38.28公噸(價值為465.7千美元)與馬來西亞17.1公噸(價值為134.7千美元),可見蜂王漿仍具市場發展潛力。
近年來中國及泰國以廉價人工大量生產與削價競爭,致使國產蜂王漿面臨嚴重威脅;當務之急,唯有加速蜂王漿採收作業全面機械化以為因應,始能降低生產成本、提升蜂王漿品質、衛生條件與生產技術,並強化內、外銷之競爭力。為此,本文摘述本所與苗栗區農業改良場共同研發之蜂王漿採收機之性能近況與使用技巧,提供國內蜂農參考。
二、機械構造
蜂王漿生產過程主要含蜂群飼養、移蟲與取漿(採漿)等三項作業,本蜂王漿採收機係依據(仿)人工取漿作業中之夾除幼蟲與挖漿工作研製而成,機體長50cm、寬39cm、高81.5cm及重64 kg,係由1.動力源2.機座3.驅動軸系4.蜂王漿收集筒5.王台條旋轉架6.幼蟲分離攔截網7.固定環與螺絲8.筒蓋等機件所組成(如圖一和圖二所示)。
機件之規格與功能如下:
- 1.動力源:使用交流電壓110V、80W、1.5A、轉速1750 rpm之寶島牌馬達為動力,並具有定時開關及帶式剎車裝置分別控制作業時間與採漿作業完成後之停機工作。
- 2.機座:以厚度5mm、外徑390 mm之不銹鋼板製成,其外圍焊製厚1.5mm、高45mm之不銹鋼板為底座,底座下方備有4個支撐腳,離地255mm,用以承接馬達與驅動軸系。
- 3.驅動軸系:由不銹鋼軸架(∮48X494mm)、軸架內之滾珠軸承(6004zz兩個)、軸架外之導引滾珠軸承(6010z壹個)、軸架固定座(∮138.5X4.5mm)、驅動軸(∮20X552mm)、驅動盤(∮71X4.5mm)與驅動盤耳(∮6X15mm兩支、中心距56.5mm)等所組成,用以驅動王台條旋轉架並藉由固定環同步帶動幼蟲分離攔截網。
- 4.蜂王漿收集筒:由內徑377mm、高度552mm、厚度1.5mm之不銹鋼板組成,係供承接及收集經旋轉分離出之蜂王漿,有效容量6kg。
- 5.王台條旋轉架:高度432mm,由上、下相對應之兩圓盤(上圓盤外徑259mm含51個圓孔、下圓盤外徑259mm含51個壓縮彈簧)、攔截網承座(外徑340mm)、3支架與驅動盤孔(∮6X5mm-2、中心距56.5mm)所組成,係供安放51支王台條、攔截網及承接驅動軸系之動力。
- 6.幼蟲分離攔截網:外徑320mm,高度437mm,由不銹鋼網組成,其網目為0.608mm(線徑0.45mm,24目/吋)。主要係用以攔截幼蟲,並使從王台條分離出之蜂王漿通過直達蜂王漿收集筒之內壁。
- 7.固定環與螺絲:由內徑273mm、高245mm、直徑6mm之不銹鋼圓棒組成,係用以固定王台條及蜂王幼蟲分離攔截網。
- 8.筒蓋:係由厚度1.5mm、外徑390mm之不銹鋼板製成,可防止蜂王漿向外飛濺並確保作業安全。
配合工具:
刮漿板:採漿作業完成後以大、小刮漿板交互應用刮取收集筒內壁之蜂王漿(小刮漿板用於刮取收集筒內壁下方與出口之王漿)。
蜂刷 :用以刷除分離攔截網上之幼蟲(蜂農慣用之蜂刷)。
三、機械採漿作業方式
依作業方式分:
- (一)同步式作業:利用旋轉架與攔截網之同步離心轉動,從旋轉架上51支王台條同時進行分離幼蟲(對應人工夾除幼蟲)與分離王漿(對應人工挖漿)。
- (二)分段式作業:利用旋轉架與攔截網之同步離心轉動,從旋轉架上51支王台條先進行短暫慢速的幼蟲分離(對應人工夾除幼蟲)後取下幼蟲攔截網,再以快速分離王漿(對應人工挖漿)。
- (三)單項式作業:以人工夾除幼蟲後,再利用旋轉架之轉動離心力,從旋轉架上51支王台條進行分離王漿(對應人工挖漿)。
四、機械作業能力
作業能力係以所調查養蜂77箱王台條246支、分五次作業(51支/次)以及採漿量約4kg之情形,分別計算對應之總作業時間、淨作業時間及相對之作業能力。
- (一)同步式作業能力:係分離幼蟲與分離王漿同步(同時)進行。經測試總作業時間為49.16分(0.83小時),淨作業時間44分(含重複五次攔截幼蟲與採漿28.41分、刮漿5.8分、清洗機件9.82分 )。比純人工採漿需4.5小時(夾除幼蟲1.5小時、挖漿3小時),可節省3.67小時
- (二)分段式作業能力:係先進行短暫慢速分離幼蟲後,再快速分離王漿。經測試總作業時間為54.62分(0.9小時),淨作業時間為48.9分(含重複五次攔截幼蟲與採漿33.28分、刮漿5.8分、清洗機件9.82分 )。比純人工採漿需4.5小時(夾除幼蟲1.5小時、挖漿3小時),可節省3.6小時。
- (三)單項式作業能力:係以人工夾除幼蟲後,再使用機械分離王漿。經測試總作業時間為41.35分(0.69小時),淨作業時間為37分(含重複五次採漿21.39分、刮漿5.8分、清洗機件9.82分 )。比純人工採漿需4.5小時(夾除幼蟲1.5小時、挖漿3小時),可節省2.31小時。
五、機械操作步驟(標準作業程序)
(一)同步式作業
- 1.插王台條51支。
- 2.安裝旋轉架、攔截網、固定環、螺絲與蓋子。
- 3.進行分離幼蟲與分離王漿同步作業(時間40~60秒含慢速起動18秒)。
- 4.拆卸蓋子、螺絲、固定環與取出攔截網、旋轉架。
- 5.以人工使用蜂刷刷除攔截網內壁近1500隻之幼蟲。
- 6.拆卸旋轉架之空王台條51支。
- 7.視王台條數量重複進行步驟1~6之作業。
- 8.刮漿與收集蜂王漿。
- 9.清洗機件。
- 10.攔截網泡水至少1小時再用水注沖洗乾淨。
(二)分段式作業
- 1.插王台條51支。
- 2.安裝旋轉架、攔截網、固定環、螺絲與蓋子。
- 3.進行分離幼蟲作業(時間32秒含慢速起動18秒)。
- 4.拆卸蓋子、螺絲、固定環與取出攔截網並再裝回固定環、螺絲與蓋子。
- 5.進行分離王漿作業(時間60秒)並趁此時以人工刷除攔截網內壁近1500隻之幼蟲。
- 6.拆卸蓋子、螺絲、固定環與取出旋轉架。
- 7.拆卸旋轉架之空王台條51支。
- 8.視王台條數量重複進行步驟1~7之作業。
- 9.刮漿與收集蜂王漿。
- 10.清洗機件。
- 11.攔截網泡水至少1小時再用水注沖洗乾淨。
(三)單項式作業
- 1.先以人工夾除王台條內之幼蟲。
- 2.插王台條51支。
- 3.安裝旋轉架、固定環、螺絲與蓋子。
- 4.進行分離王漿作業(時間60秒)。
- 5.拆卸蓋子、螺絲、固定環與取出旋轉架。
- 6.拆卸旋轉架之空王台條51支。
- 7.視王台條數量重複進行步驟2~6之作業。
- 8.刮漿與收集蜂王漿。
- 9.清洗機件。
- 10.攔截網泡水至少1小時再用水注沖洗乾淨。
六、使用技巧
- 1.動力源:使用110V交流馬達直接驅動,野外使用可另購發電機間接驅動(噪音大)或採購250 W左右之直交流變電器以直流電瓶驅動。
- 2.分離幼蟲與分離王漿作業時間控制:同步式之分離幼蟲與分離王漿作業時間以40~60 秒為宜(作業時間過長較難刷除攔截網內壁之幼蟲),分段式必須注意分離幼蟲作業時間之控制(時間32秒 含慢速起動18秒),單項式之分離王漿作業時間為60秒即可。
- 3.注意相關機件之清潔衛生工作(用濕毛巾擦拭)並不定期清除壓縮彈簧之積蠟。
- 4.刷除攔截網內壁之幼蟲前最好將攔截網倒立以利近1500隻幼蟲之刷除。
- 5.單層固定環宜改為雙層固定環以降低王台條斷裂之機率。
- 6.最後一次採漿作業倘旋轉架未插滿51支王台條,必須以空王台條對稱補滿,以免發生不平衡之機械振動。
- 7適時進行刮漿作業以免蜂王漿超過有效容量6kg,造成蜂王漿碰觸旋轉架底部(以80箱255支王台條計,產量約3~4kg,惟國曆3月產量可高達6~7kg)。
七、結語
蜂王漿採收機目前已定型,品質管控嚴謹,機械性能穩定良好,善加利用,可降低生產成本30%。本機之作業方式可分同步式、分段式與單項式,為兼顧作業效率與產品品質,建議採用分段式為宜,其相關作業實況如圖三至圖八所示。(作者連絡電話:04-23302301-705及04-24792597)。
Saturday, May 05, 2007
高改型重量式鳳梨分級機
一、前言
鳳梨別名波羅,俗稱旺來,隱喻好運旺旺到來的意思,最常成為台灣民俗拜拜或佳節喜慶上必備的水果。根據93年農業統計年報資料,全台鳳梨栽培面積約12,068公頃,高屏地區種植面積約占43﹪(5,191公頃),是本轄區高經濟作物之一(圖一)。由於鳳梨果實甜美富營養,風味佳,市場拍賣價位高,亦有外銷日本等國家的實績。近年來因新品種不斷推出(圖二),漸受高度重視與消費市場喜愛。目前國內鳳梨生產所需各項機械化程度仍然偏低,其中果實採收後之分級方式,果農常就地在田間以目測方法判別大小,或以磅秤單粒重而分級,以每箱分成6至14粒裝箱後運銷(圖三),作業過程不但耗時費工,且易造成人為判別上的誤差,而失去分級精度,影響運銷時程或拍賣價格。
為提昇鳳梨分級精度及建立品牌形象,促進產業運銷技術升級,高雄區農業改良場研究人員乃積極規劃設計,並與廠商統農機械有限公司合作,進行重量式鳳梨分級機之試驗改良,進而商品化製造,期望藉由本項機械之開發完成,大幅提昇鳳梨採收後分級的作業效率及分級包裝果品之均勻性。
二、機體結構與特性
整台機體規格為480×212×88公分(圖四),主要裝置包括:
- 1.分級承果盤:盤面尺寸寬18×18公分,具耐磨強力橡膠材質,近似向上V型承接,採內、外盤組合方式,以考量可承受大型果粒重量與分級精度,並配合四連桿機構分級秤,以承接水果分級及避免損傷。
- 2.分級秤機構:利用天平槓桿原理,以天平秤差感應方式傾倒承果盤,分級調整方式以更換砝碼與微調裝置進行,分級級數為6級,稱量範圍約2公斤,每組分級秤間距為22.86公分。
- 3.分級滑座:本滑座乃承接分級承果盤裝置等使其平穩、定位及支撐輸送,配合分級秤作定點分級重量比對用。
- 4.安全護蓋:分級機構主體及側面保護用,以鐵板為主。
- 5.分級輸送鏈條:主要採C2060輸送鏈條,上方固定分級秤及承果盤,並設有滑軌承接輸送鏈條重量,全長約880公分,速度設計在每秒2個分級秤。
- 6.動力傳動系統:全機作業部門之動力傳動採用機械式鏈條及鏈輪帶動為主,包含馬達(1HP×速比30:1)、分級主軸、鏈輪及鏈條等,使用電壓110或220V,具斷電安全裝置電磁式自動開關。
- 7.主機架:採用以角鐵材加工焊製,主要承接分級承果盤、輸送鏈、動力系統零組件等,組裝成乙部獨立分級機構,前端連接供料系統,側後下端可連接出料機構。
- 8.滑輪及固定座:設置在分級機主機架下方,分別各4組,分布在4個角落,滑輪3吋左右,作業固定座具可調整螺桿,以適應地面不平時調控用。
三、作業原理及效率
本機分級方式係以水果重量作為分級指標。分級輸送鏈條上方固定多組分級秤及承果盤,每組承果盤採直列方式排列,作業時採用人工輔助將每粒水果放置在分級承果盤上。分級方法利用槓桿原理,以天平秤差感應置放在承果盤上水果重量,由於每組承果盤裝設有不同重量的砝碼,以水果的重量感應平秤差後將承果盤往外傾倒(圖五),每粒果實便隨著重量的不同,分別掉入平面輸送機皮帶上送出,以達到將果實分級目的。分級完後果實再以人工作業裝箱,本機分級作業一次可分成6等級(圖六)。
分級機每小時作業量達3,600粒,約250~300箱,以每箱重量10公斤計,處理量約2.5~3公噸,分級精度達95﹪以上,與現有人工作業方式比較,在作業效率上比人工分級快3倍左右。
分級機之優點如下:
1.分級速度比人工快,能爭取外銷裝貨櫃之時效。
2.作業分級線上可分6等級,分級精度高,符合外銷品規格之要求。
3.以人工單粒化供料,配合出料板鋪設軟墊,可降低果實損傷率。
分級機之缺點如下:
1.必需將鮮果集中於集貨場才能進行分級作業。
2.機械購置費用高,個別農戶採用較不經濟。
四、結語
為加速推廣本機給果農使用,以提高作業效率及降低產銷成本,本場已設計研製完成實用機一台,該機經多次性能測試結果已達實用的目標,並於93年4月6日在本場轄內鳳梨產銷班舉辦操作示範觀摩會,展示作業效率及分級精度,廣受產銷業者及果農的肯定。本機於94年1月1日起正式技術移轉,以非專屬授權統農機械有限公司商品化製造生產。同時鳳梨分級供、出料裝置部分於94年4月21日獲得中華民國新型第M262271號專利,目前已推廣5台。(作者聯絡電話:08-7229461轉158)
柿子加工削梗修蒂與削皮機
•桃園區農業改良場 張金發•
一、前言
台灣地區柿子栽培面積依據民國90年農業年報統計為2,821公頃,年產量有26,169公噸。目前柿子削皮作業農民已有使用削皮機(圖一),但削皮效果不好,尚需人工做較大量修補工作,又在削皮之前需先以人工做削梗與修蒂工作(圖二),計需四個人工,顯見耗費大量勞力,尤其農忙時期僱工困難(約9月至11月)。為解決上述的問題本場研發一種非破壞且能自動將柿子去梗、修蒂、削皮一貫化作業之機械,藉由機械化、自動化之設備,以節省人力,並加快柿子削皮的速度與效果。再者,柿子在削皮的過程中因無人員的接觸,而可達到安全衛生的目的,有利於未來柿餅外銷潛能。
二、機體結構與功能
研製改良完成之柿子削梗修蒂與削皮一貫作業機(圖三),流程包括柿子進料定位、削梗作業、修蒂作業、果肩果頂削皮、柿子吸附提升、氣壓夾果、橫移橫向、吸附定位、柿子削皮及出料等十項作業(圖四)。各項作業均有對應之機構來完成。本機設計規畫為柿子加工以非破壞削梗修蒂與削皮連線一貫化作業,主要機構功能詳如下:
- (一)圓型果粒轉盤:設於機台之右側,上面設有八個柿子承果座,具有三支弧形之夾抓使柿子固定與定位,此轉盤由一馬達驅動,此作業為柿子進料定位功能(圖五)。
- (二)削梗裝置:於機台上對應於果粒轉盤的上方中心位置具有一去梗刀座,此削梗刀座係架設於機台之一滑軌上,以升降移動並迴轉運動,達到削梗之目的,刀座上設有一驅動馬達,以驅動一垂直設置之削梗刀,本項機構可隨果梗深淺自動調整高度。
- (三)修蒂裝置:設於削梗裝置後續位置,於機台上對應於圓型果粒轉盤上方中心位置具有一組修蒂刀座,並可上下滑動,由馬達驅動一垂直設置之修蒂刀,本項修蒂刀以用彈簧壓力,可隨蒂葉之形狀自動改變修蒂刀之方向(圖六)。
- (四)果肩果頂削皮裝置:設於修蒂裝置後續位置,於機台上對應於圓型果粒轉盤上方中心位置,有一組削皮刀座,當修蒂後,藉此刀具先行削去柿子上刀蒂邊緣之皮。本項削皮刀座可垂直、上下移動,隨柿子果形改變削皮刀之方向。
- (五)柿子吸附上昇裝置:設於蒂邊緣削皮裝置後續,使柿子吸附上昇,脫離圓型固定轉盤,其動力由一組真空泵提供。
- (六)氣壓夾果橫移轉向機構:設於柿子吸附上昇裝置後續位置,具有一可升降及水平方向移動之基座,該基座兩端設有氣壓式夾果裝置,藉由夾爪可夾取經削梗、修蒂與蒂邊緣削皮之果子,並依基座之升降、移動調整變換位置,本項機構可作180。迴轉轉換(圖七)。
- (七)橫向果粒吸附裝置:設於機械左側,於氣壓式機械手臂轉換裝置之後續位置,承接吸附固定要削皮之柿子,其吸附動力源由一組真空泵提供。
- (八)削皮裝置:設於橫向果粒吸附裝置 之側面,具有削皮機構,有拉緊削皮刀座之拉申彈簧,以使削皮刀可靠抵柿子果子表面,並由旋轉臂迴轉供削皮之柿子,並可依柿子表面形狀削皮(圖八)。
- (九)集果裝置:設於削皮裝置之下方,為凹槽加設海棉裝置,以免損壞已削皮完成之柿子,集中於預定處。
- (十)電控系統:由機械式控制,並配有一組2馬力的空氣壓縮機應用。
三、機械使用操作方法
本機由1人操作柿子進料定位於圓型果粒轉盤上,經自動化機械之設備進行柿子削梗、修蒂、果肩果頂削皮、吸附上昇、氣壓式夾果橫移轉向、吸附固定、削皮及集果等一貫化作業。另外1人協助將削皮後之柿子排列整齊放於圓型集果盤上,進行乾燥作業。傳統削皮機進行柿子之削皮作業時,柿子的去梗及去蒂作業必需以人工進行,合計約需4人。通常其人工配比約為1人進行手工去蒂及去梗,1人進行傳統削皮機之操作,另外2人則執行傳統削皮機削好皮(尚不完全)柿子之補削動作。
四、結語
本項柿子加工削梗修蒂與削皮一貫化作業機以每分鐘8-10個削皮速率進行實際柿子削皮比較試驗,所使用人力為2人,分別測定各300個柿子削皮之完整率、除梗、去蒂、果肩削皮等項目。結果顯示可以完整削皮,不再需人工補削之比率為83.4~88.3%,其中因果梗、果蒂去除不完整、果肩果頂削皮不完整之比率分別為3.6~4.0、0.6~2.3、4.0~5.2%。由於本項所研製開發之柿子削梗、修蒂與削皮一貫作業機對於柿子果梗、果蒂去除、果肩果頂削皮等三個單元操作,是傳統削皮機無法操作與比擬的。故若就兩種柿子削皮方式所進行削皮後之測試,其平均削皮未完全部份佔全果表面積比率來比較,本項柿子削梗、修蒂與削皮一貫作業機僅為3.5~5.0%,明顯較傳統削皮機之27.%為低,況且其操作需要之人工數僅為2人,較傳統削皮機之4人,可以省掉50%的人力成本。又其乾燥過程中之腐爛率僅為1.67%。該機以機械化一貫作業,可提高工作效率,節省勞力,降低生產成本,增加農民收益。(作者聯絡電話:03-4768216轉342)
Friday, May 04, 2007
苗栗農業改良場農機研究成果
.苗改場 林福源 章加寶 吳登楨 黃勝泉 王仁助.
一. 前言
苗栗區農業改良場前身為台灣總督府桑苗養成所,創立於民國前2年,原設在台北市公館現民族國中校區內。光復後,隸屬於台灣省行政長官公署農林處。自民國38年改制為台灣省政府農林廳蠶業改良場,民國66年5月16日,為因應台北市區與台灣蠶業發展之需,遷至苗栗縣公館鄉館南村261號現址。民國78年元月9日,奉命增辦蜜蜂試驗研究,為台灣唯一之蠶蜂試驗研究機構。民國87年 3月25日改制為台灣省苗栗區農業改良場正式揭幕掛牌成立。民國85年籌建第一期台灣蠶業文化館,在二樓陳列歷年養蠶農業器械。民國88年7月1日本場改隸行政院農業委員會。為配合本場發展之特色,近年來有關農機具之研究及推廣工作包括養蜂器具、蜂產品加工機械、天敵繁殖飼養自動化設施、精密溫網室環控設施、和農特產品收穫後加工處理機具等。以下簡要報導上述成果說明,提供各界參考並請惠賜指正。
二、 成果
1.福菜充填機(圖一)
本機之主要機構說明如下:1.進料機構:加工充填用福菜,由輸送帶進料至上、下一對之壓滾滾筒,利用滾筒差速比,穩定供料。2.料瓶定位機構:藉由電腦控制,達到精密固定之定位點。3.剪斷機構:當充填之福菜至瓶口滿位時,暫停福菜供料,並將充填中之福菜剪斷,完成一次之原料供應。4.擠壓機構:仿竹筷斜向之擠壓方式,使瓶內福菜均勻受力擠壓,達到密實之程度。5.附屬機構:出料口與瓶口之間有導引滑塊,使福菜依序出料。本機只需人力一員即可操作,每瓶充填時間只需3-5分鐘,工作效率為人工之2-3倍。
2.酸菜清洗機(圖二)
機械設計之原理係用2馬力高壓風機,在輸送帶下端送出氣泡,使水面猶如翻滾之沸滾水,酸菜在其中翻滾。另端有2 HP之幫浦,抽動水循環,導引水向前,使酸菜受向上及向前之水推力,翻滾依序輸送前進。在輸送帶兩側設有不銹鋼直徑10 cm沖孔網板,使水循環順利,並沖洗酸菜,不致形成逆流及卡住酸菜。酸菜最終被30°傾斜輸送帶送出,並在其間用三排各28個孔徑所流出之自來水沖洗。
3.花粉顆粒分級機(圖三)
將花粉倒入升降供料斗,送入振動儲料機台上之花粉顆粒儲存斗。花粉顆粒經由振動調整器振盪、定量平送至振盪篩分級機台上作分級。振盪篩分級包含有上中下三層篩網框架,使用之網目為4mm、3mm及2mm之正方形網孔。
4.釀酒李去核子機(圖四)
本機只要一個人工即可操作。操作時只需將李子放入斜錐放置盒,啟動自動按鈕即可完成單粒化去籽留肉之作業。本機有助於釀酒去籽前處理,在改善加工釀酒技術,提昇食品衛生安全上有其必要性。
5.木瓜剖半機(圖五)
木瓜剖半機之木瓜輸送帶採用V 型固定座,以便放置木瓜,並精確定位木瓜,剖半率範圍為41-58%。本機由凸輪控制空壓缸之前進、後退,帶動刀架作上升、下降來切開木瓜。木瓜之切條及切片機一體成型,將剖半之木瓜,放在輸送帶上,經縱切、橫削後,完成成品。木瓜片可調厚度為2-10mm,寬度亦是可調式。
6.多功能製麴機(圖六)
本研究針對農村酒莊規模及需要來設計,洗米、蒸煮、涼米、拌麴、製麴來由同一部機器完成,並對繁複製麴的管控點採取半自動化控制,所製出麴米品質優良,有利於提升國內米榖酒之品質。除入料需以人工完成外,其餘完全由機械操控,可大幅節省人工。由於高壓蒸氣蒸煮穿透力強,浸泡時間可縮短為20min,蒸米時間也可縮短為40min。因機械拌麴均勻,控溫準確,用麴量在減少20倍,麴米仍然正常生長和完整,出麴的水份同人工製麴,約28~30%,菌絲生長均勻度較人工製麴優,發酵完成酒醪酒精度為15~16%。本機台除用於釀酒製麴外尚可利用於味噌、醬油、豆瓣醬等發酵製品之應用。
7.青木瓜削皮機(圖七)
本機器適用於長橢圓形之木瓜削皮。削皮時採用一條鞭之削法,刀具組適合沿木瓜圓周做縱向行進削皮。對於正常之長橢圓形外型木瓜,用單刀削皮即可。若外型凹凸不平或偏斜,採用雙刀削皮。雙刀之去皮為單刀之2.5~3倍,每天作業八小時,約可削皮2,000~2,500個青木瓜。
8.木瓜切片機(圖八)
木瓜自動切片機,由機體、傳動結構組、輸送結構組及切片結構組等所組成。切片結構則包括一刀座外體、刀座、刀座固定塊等結構元件。刀座外體與平置輸送帶間具有一切口空間,刀座上則等角分佈設切刀口及具斜角之切刃,另刀座固定塊鎖固於切刀口旁之斜塊上,其上設若干置刀槽藉以可安置固定分割刀片。刀座外設安全護罩,其下設出料口。刀座中央設可調式固定套軸,可於傳動軸上做適度調整,藉以調整木瓜切片所需厚度,約3-10mm。
9.釀酒旋轉發酵罐(圖九)
國內釀酒用品種主要有製紅葡萄酒的黑后(Black Queen)和白葡萄酒的金香(Golden Muscat)二種。由於氣候、環境因素,黑后品種常比國外的釀酒葡萄品種有較高酸度、低糖度的特性,不易釀出高品質的紅葡萄酒。有鑑於此,本場參考國外的釀酒技術,研發採用不鏽鋼製密閉式且具旋轉功能之旋轉發酵罐進行改進國產紅葡萄酒的發酵,藉以提升釀酒品質,以增加競爭力。旋轉發酵罐(以下簡稱旋轉罐)應用類似二氧化碳浸漬法之原理,讓黑后葡萄在充滿二氧化碳的密閉容器中進行厭氧發酵。旋轉發酵罐具有降低酒質酸度、增加葡萄紅色素、酚類物質、果香之效果,內部設計兼具發酵桶及壓榨機的功能,又可縮短操作流程及減少污染等優點,極適合應用在國內中小型或農民之酒廠,該設備已取得國家新型專利,並技術轉移廠商生產推廣。
10.甘藷清洗風乾包裝機(圖十)
本機包括水洗、風乾連續一貫作業機及包裝機,可解決甘藷表面周圍附帶泥土塊之問題。甘藷塊根在田間採收後,集中運送至集貨場放置待處理,一般約1-2天,在水洗過程中經浸泡沖洗處理,可使砂質鬆軟,利於後續高壓水霧沖刷乾淨。甘藷塊根採用高壓噴水霧方式沖刷,較水管水洗之效果佳且省水量。
11.草蛉給水器(圖十一)
草蛉是一種雜食性的捕食性天敵昆蟲,能捕食葉、蚜蟲類、粉蝨類、介殼蟲類、木蝨類,以及多種鱗翅目及鞘翅目昆蟲之初齡幼蟲及卵等。在草蛉之大量飼養過程,草蛉成蟲的給水扮演甚為重要的角色。本試驗利用改良廢棄的底片塑膠片盒做為草蛉給水器,選擇5 cm,直徑3.1 cm,附蓋有凹溝的底片盒,在盒蓋挖空直徑1.7 cm的內圈,並將長8 cm,寬1 cm的繃紗布,由上蓋內洞直通盒底,作為吸水管道,盒蓋上置棉花,覆於上伸之繃紗布上。與傳統式比較,傳統式持續二天便乾涸,若二天以上則造成草蛉成蟲死亡。本給水器之供水可持續一星期以上。
12.加工用桑果採收機(圖十二)
桑果果實小、成熟期不一致,以人工逐粒採收〈每人每天可採收約40 kg〉,頗費勞力,且成熟時果實容易掉落,往往未能及時採收,而遭致損失。本機利用背負式動力割草機為動力源,研製高頻率、耐磨之振動採收組件及簡單移動式之桑果收集裝置。本機具有省工、減少落果損失之效益。
13.蜂王漿採收機(圖十三)
本機主要構造由動力源、機座、驅動軸系、集漿筒、王台條旋轉架、固定環、幼蟲分離網、筒蓋、括漿板等所組成,本機由本埸與農試所合作開發,其效率約為人工之8倍(請參閱本刊19卷6期第9頁之報導)。
14.東方果實蠅幼蟲培育收集器(圖十四)
東方果實蠅防治方法多採用滅雄技術,另外可利用天敵大量繁殖寄生蜂防治東方果實蠅。寄生蜂之寄主東方果實蠅幼蟲之飼養回收較費工。幼虫飼養架為不銹鋼材質,長寬高分別為345、120、190 cm,可置放75盤長寬高分別為48、33、3 cm之塑膠盤,底部為傾斜30度之水槽,讓老熟幼蟲跳入水中休眠。水槽中間留孔連接水管至飼育架一端,以利收集老熟幼蟲。水槽下方再設置長寬高分別為400、60、27㎝之貯水槽,及長寬高分別為40、40、18 cm底部為細網之幼蟲收集箱,並於水槽四週加裝4分塑膠管,連接水源並裝置1/2 HP馬達循環使用貯水槽的水,四週塑膠管每隔1 cm鑽洞讓水自然流出沖洗幼蟲,收集成為幼蟲寄生蜂之寄主。本場開發之東方果實蠅幼蟲收集器之幼蟲產量每平方公尺可增加68﹪,收集10萬隻東方果實蠅幼蟲只需6分40秒。
15.熟蠶振落機(圖十五)
省工養蠶是近代蠶業發展重點之一,利用自動化機械替代人工更是近年來努力的目標。本機將熟蠶振落,改變以往手拾的操作方式。本機效率為每盒蠶(1,800頭)僅需60分鐘,和手拾每盒需273分鐘比較,其效率為人工的4.5倍,可節省人力達78%,且對家蠶吐絲無影響,又可使蠶充分飽食。本機主要構造及性能簡述如下:振動篩台面長150 cm,寬85 cm,振動頻率450rpm,振幅2 cm (上下方式),振落距離15~55 cm,集蠶部為軟質塑膠帆布,可避免衝擊損傷,每次振落需時30~40秒,每盒蠶機器動作時間為5~7分鐘。
(作者聯絡電話: 037-222111轉355)
應用熱泵低溫低濕乾燥台灣咖啡
應用熱泵低溫低濕乾燥台灣咖啡生豆之可行性探討
•屏科大機研所 謝欽城.鍾志琛•
一、前言
咖啡樹屬茜草科常綠喬木(圖一),以赤道為中心,南北緯23.5度的熱帶地區,雨量豐沛、平均氣溫約15~30℃是最好的栽培咖啡帶(COFFEE BELT)。在咖啡生產地區中,生咖啡豆的加工方式有二種,為乾式加工法及濕式加工法,乾式較為簡單,製程中對於咖啡豆的傷害較少,但品質較差偏酸性;相對的,濕式加工法需要嚴格的控制採收條件,雖然加工過程較為複雜,但品鑑專家均認為所得咖啡生豆的品質較佳。
本文目的為探討利用低溫低濕乾燥法乾燥國產咖啡生豆可行性。
二、熱泵低溫除濕乾燥機之構造及作業流程
熱泵低溫除濕乾燥機原理是以冷凍壓縮機取代一般乾燥機內之燃料或電力加熱器,利用冷凍機將乾燥室所排出之空氣中所含熱能加以凝集、回收,做為加熱的能源,故可節省可觀的能源費用,如圖二所示。
三、乾燥實驗
咖啡生豆的製程包括:(1)水選:浸水利用比重原理淘汰不良之咖啡果實。(2)去外皮:將優良的咖啡果實,置入去皮機中,使外皮與帶殼的咖啡豆分離。(3)發酵:去外皮後的咖啡豆浸置於水中約24~36小時,然後以清水搓洗數次至內皮沒有滑溜的感覺,確保發酵過程而不會帶走味道。(4)脫水:將洗淨之咖啡生豆置入脫水機中約 2~3 分鐘,使附著水分減至最少,再取出日曬乾燥(傳統法)。現改用熱泵低溫除濕乾燥機,以30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃乾燥實驗,依實驗時間及成分分析來選定後續之方向,結果如表一所示。
表一 台灣咖啡生豆乾燥時間及成分分析表:﹪
| 溫度 | 時間 | 水分 | 脂肪 | 蛋白質 | 糖分 | 單寧酸 | 礦物質 | 粗纖維 | 咖啡因 | 可溶物 |
| 日曬法 | 5-7天 | 11.60 | 5.92 | 12.50 | 8.33 | 5.0 | 7.34 | 20.08 | 0.64 | 28.59 |
| 55℃ | 26 hr | 11.43 | 5.58 | 12.80 | 7.54 | 4.6 | 7.53 | 19.56 | 0.89 | 30.07 |
| 50℃ | 30 hr | 11.53 | 6.45 | 12.58 | 8.40 | 5.2 | 7.51 | 28.64 | 0.94 | 18.75 |
| 45℃ | 34 hr | 11.63 | 5.21 | 12.40 | 7.25 | 5.0 | 7.52 | 24.95 | 0.64 | 25.40 |
| 40℃ | 48 hr | 11.46 | 4.74 | 12.30 | 7.11 | 4.8 | 5.71 | 18.33 | 0.59 | 34.96 |
| 35℃ | 66 hr | 11.46 | 4.96 | 12.26 | 7.59 | 4.5 | 6.96 | 19.20 | 0.53 | 32.54 |
| 30℃ | 76 hr | 11.18 | 4.98 | 12.16 | 4.47 | 4.3 | 7.18 | 18.00 | 0.49 | 37.24 |
表二 參考文獻咖啡生豆乾燥時間及成分分析:﹪
| 溫度 | 時間 | 水分 | 脂肪 | 蛋白質 | 糖分 | 單寧酸 | 礦物質 | 粗纖維 | 咖啡因 | 精華部 |
| 日曬法 | 5-7天 | 11.3 | 11.7 | 11.8 | 8.0 | 6.0 | 4.2 | 28.6 | 1.3 | 17.1 |
四、結論
經由上述之實驗數據 分析結果如下(1)以熱泵低溫低濕乾燥來取代傳統日曬法時以50℃乾燥方式可縮短乾燥時間10~26hr ;(2)50℃乾燥結果之成品品質比較接近文獻之日曬法品質(表二)。綜合以上資料選擇50℃低溫低濕乾燥,較符合經濟效益及品質的穩定性。(作者謝欽城連絡電話:08-7703202轉7007)

圖二 乾燥機空氣循環示意圖
Tuesday, March 13, 2007
全自動礱穀機械系統
.台大生物產業機電工程學系教授兼本中心主任盧福明.
農委會產學合作計畫所開發的全自動礱穀機械系統已研製完成並裝設於雲林縣西螺鎮農會埤源碾米廠(圖1)。該計畫由國立台灣大學生物產業機電工程學系和農富工業股份有限公司合作開發現代礱穀設備自動監控系統,自動監控的項目包括礱穀機間隙、進料閘門、選別篩進料閘門、稻穀儲筒料位、箕式輸送機、稻穀進料量、糙米出料量和鼓風機等設備。與傳統舊式礱穀系統比較之,本系統佔地小,設備高度低,方便監控及維修工作,集塵效果甚佳,可排除廠房環境污染。加工能量可達3 公噸糙米/小時以上,碾糙率可達79%,脫稃率為90%,效率及品質都高於傳統礱穀系統。由於可全自動監控,因之可實施無人化礱穀作業,可利用夜間或離峰電費時間來進行礱穀作業,達到節約能源的效果。
加工糙米的品質,依據現場西螺鎮農會操作人員報告,指出加工能力、效率及操控方便性較舊有礱穀設備為高,佔地又小,另外糙米表皮刮損的情形較之原來該農會舊有礱穀設備具有明顯的改善效果,幾乎看不到有表皮受損的糙米粒。因之可延長糙米的儲存期限及保存糙米品質。由於本系統裝有計量器,因此每批稻穀原料加工至糙米成品均能正確記錄加工量,方便營運管理方面計算步留及加工成本。
所有的感測與自動控制元件籍由可程式控制器進行監控作業,並具有運轉時數及故障警報顯示設備。自動控制箱裝置於礱穀系統旁方便於作業管理。本自動化礱穀機械系統適用於將舊式傳統礱穀設備更新為全自動式。其機械設計與電氣迴路之全自動控制整體設施,可運用於長時間運轉之需求,只需操作人員了解控制盤面之啟動,即能順利運轉生產而無後顧之憂。
八十九年十一月九日在西螺鎮農會埤源碾米廠協同西螺鎮農會舉辦示範觀摩會,邀請農民、民間碾米業界及各地農會參加,人數達百多人。碾米業界及農會對此全自動礱穀系統之精巧與功能印象深刻,並表達更換其傳統礱穀系統的意願。有關更新國內傳統老舊礱穀系統之工作,建議由政府相關主管單位儘速輔導及協助業界裝設現代化及自動化稻米碾製加工系統以提高國內稻米加工品質及降低加工成本,以便因應未來加入WTO 之後提升國內稻米碾製加工之競爭能力。
作者聯絡電話:02-23637436
Sunday, March 11, 2007
番荔枝果肉分離機
.農委會台東場助理研究員 曾得洲.
一、前 言
台東縣番荔枝(釋迦)栽培面積達4500公頃、鳳梨釋迦栽培面積達1000公頃。由於產期過於集中會使果實售價降低,所以農友為提高收穫後果實的高價值及田間已軟熟果實的利用,將番荔枝果實製成各種農產加工品以增加收益及減少田間軟熟果實的損失。
果農以人工挖取方式把果肉與皮、籽分離,將果肉儲藏冷凍、密封保存,待日後再加工製成產品,如冰淇淋、濃縮汁、餅、醋及釀酒等各種特殊風味農特產品等之多用途利用,以提高銷售利潤。目前人工分離果肉、籽頗為費時費工,本場乃著手開發番荔枝果肉分離機,將番荔枝果實之果肉及籽分離,精選篩取出純果漿,提供加工用優質原料。
二、機械主要構造及作業流程
番荔枝果肉分離機(圖一)以單相220V為電源,啟動3HP電動馬達為機械的動力源,動力經皮帶輪及皮帶傳動到圓桶型篩網內的刮板轉軸。圓桶型篩網(圖二)圓徑約為25cm、長度為60cm,篩網孔徑目前有3.0、3.5及4.0mm三種規格,篩網內附有三組覆予軟材質塑膠板的不鏽鋼刮板(圖三),篩網與刮板的間隙距離為2.0mm以下,刮板之轉軸轉速約為510RPM。
機械作業流程首先將去皮後之番荔枝果肉以人工方式投入進料口中(圖四),果肉被轉動之刮板帶進篩網中進行果肉分離作業,因刮板在篩網中轉動擠壓及撥離果肉,果肉會被擠壓成漿狀,經由篩網孔徑排出掉落於集料桶中(圖五),分離出之種籽則被刮板送出尾端排出篩網(圖六),完成一系列的果肉分離作業。
三、番荔枝果實物性試驗及機械功能
番荔枝果肉去皮作業部分目前仍以人工方式處理(圖七),人工去皮時間約25~30公斤/小時/1人工,需較多的時間進行去皮處理。如果將整顆未去皮的番荔枝直接投入機械進行去皮及去籽作業,分離過程中部分果皮會與種籽被刮板排出,但其餘的果皮則與果肉一同被刮板擠壓成果漿掉落於集料桶中。
雖然此種未經人工去皮作業的果肉分離方式很快速,但會導致未經清洗及處理之果皮沾附一些髒東西,隨同果漿被製成產品。含有果皮的果漿含有粗糙顆粒,並且在分離作業中果漿容易發生褐化的情形,導致果漿品質、色質及口味感覺較差。
番荔枝果肉之人工投料速率控制在18~21公斤/分以下,分離作業效果較佳,如果一次進料過多時,果肉分離的功能會降低,會有一些帶果肉的種籽排出,尤其是鳳梨釋迦如果以整顆方式投入,則排出時甚至還有呈塊狀果肉。解決方法為預先攪碎鳳梨釋迦果實再投入分離機內。
果實的成熟度,對果肉與種籽分離的程度會有所影響,土種番荔枝成熟度不夠時,部分果肉會黏附在種籽上排出,甚至於未經處理般的排出整塊果肉,故須等到果實軟熟後再行處理之效果較好。軟熟的番荔枝經去子作業後之調查得知土種番荔枝果皮:果肉:種籽重量比值約0.44:0.46:0.10,鳳梨釋迦重量比值約0.32:0.55:0.13。
刮板與篩網的間隙大小及刮板的材質,在篩網旋轉時會影響到種籽的破碎程度。成熟番荔枝果實種籽粒徑平均大於4mm,其中以5mm以上的占大部分。篩網與括板間的間隙約為1.0~2.0mm,分別使用三種不同孔徑3、3.5及4mm的篩網進行比較試驗,其種籽破碎率皆小於1%以下,種籽破碎的情形都很少,其不同的差別在於分離的果肉顆粒粗細會隨篩網孔徑的大
小而不同。
經由番荔枝分離機分離出之果漿裝罐後,送入冷凍庫冷藏,觀察其果漿色澤變化,與人工作業的品質相同,沒有劣變現象,確實可提供製造農特產品(圖八)之優質原料。
作者聯絡電話:(089)325110轉750

圖一、番荔枝果肉分離機

圖三、三組夾有軟材質塑膠板的不鏽鋼刮板
蘿蔔加工一貫作業化機械
.農委會高雄場助理研究員 陳秀文.
一、前 言
蘿蔔是台灣重要經濟蔬菜之一, 根據90年農業統計年報全國蘿蔔種植面積約4,431公頃,主要分佈在台南,嘉義、雲林等縣市,高屏地區亦有少量栽培,估計年產量約886,200公噸。蘿蔔收獲後除可作為家庭鮮食外,約有236,000公噸係製成蘿蔔乾、菜脯、客脯、條脯、瓜脯等加工產品送到市場銷售或作成小包裝脯漬直銷到國內生鮮超市,頗受消費者的喜愛(圖一)。加工用之蘿蔔品種每公頃產量大約150~200公頃之間,換算成加工量每年高達8萬7千餘公噸,加工後產品價格若以市價每公斤7.5元計算,則總產值約6億餘元。
圖一、製成小包裝脯漬產品
目前蘿蔔在調製加工過程中之前置作業仍需依靠人工手持切刀將整條蘿蔔先剖成二半再切成條狀或紡錘形片狀.然後橫切成大小不一的塊狀等一系列作業項目,辛苦又耗工,利用人工作業方式即耗去60%之工時,不但作業效率低(約60kg/hr),在切削過程危險性又高且影響產品的品質與衛生。針對上述國內農民或加工業者特殊的需求,積極進行規劃設計乃開發成功蘿蔔加工一貫作業化之機械,從蘿蔔整條原料之供給到切成紡錘形規格化之塊狀出料均不需經人手搬移或觸摸即能達成一貫化作業之要求,對提高作業效率及產品品質與衛生有所幫助,近期將本機械經由技術轉移給合作廠商劦崇企業有限公司進行商品化設計製造生產,以便推廣給農民使用,謹將本機械各項機構及功能效益加以介紹,供各界參考。
二、主要機體架構及規格
整台機體規格為5100x900x1800mm,機架外殼材料採用不銹鋼組裝製造,其作業架構規劃以二段式平面化輸送帶上按裝各單元機構之設計,主要處理模組包括(1)第一段輸送皮帶4600x800x4mm傳動機構1組。(2)第二段輸送皮帶4200x350x3mm傳動機構各1組。(3)圓盤形剖半刀D=300x2mm 1組。(4)S型翻向機構1組。(5)V字型挾持定位機構3組。(5)法線形切削機構2組(包括6支圓盤刀D=200mm)。(6)切塊機構2組(包括10支長方形刀具D=215x115x2mm及2支反射型sensor )。(7)出料輸送皮帶1530x3390x3mm傳動機構1組。(8)全罩式壓克力蓋板1組。(9) PLC機電控制系統1組。(10)空氣壓縮機1組等單元處理模組均按裝在整台機體平台上,適合人體工學操作,簡單又方便,為單一化按鍵式控制作業模式(圖二、圖三)。
三、作業流程
本機作業系統流程自原料之供給、剖半、翻面、切片、切塊至成品輸出為連續一貫作業化模式(圖四),整體作業過程中除第一階段作業係利用人手將整條蘿蔔放置在輸送帶上供料完成後,其餘在後處理部分均不需經人手搬移或觸摸,切削完成後蘿蔔呈紡錘形塊狀化,規格大小及形狀可達到98%以上均勻化,並可立即進入調製加工階段,整體作業流程相當順暢與一致性。
圖二、蘿蔔加工一貫作業化機械正視圖
圖三、蘿蔔加工一貫作業化機械側視圖
四、機械功能與特性
1、本機主要功能可把整條蘿蔔隨意放置在輸送帶上後導引成縱向前進,利用圓盤刀將蘿蔔從中間縱向剖成二半,並分流成二邊成為獨立的物料,每個物料由原來剖切面向上的狀態下,藉由雙S型挾持皮帶運動軌跡加以翻面,符合切削時物料擺放法則,之後物料再分別送入法線型設計的切削機構切成紡錘形條狀,接著通過利用sensor感應加上氣壓缸驅動的切塊機構向下將蘿蔔切成塊狀後出料,所有的處理過程均在輸送帶上一次作業完成(圖五)。
2、本套加工機械屬商品化實用機種,係由9個單元機構串聯整合組裝完成,各項機構製造模具在加工過程中,為求物料在輸送帶上處在移動狀態下進行作業時之穩定性或減少阻塞現象發生,零組件在加工時公差值或按裝時精密度均設定在±5%誤差範圍內,以維持作業順暢。
3、由於本機械係用在食品加工方面,為保持產品衛生安全起見,整台機架結構採用不銹鋼材料製成,全組機械以透明壓克力全罩式覆蓋,可維護產品衛生,另刀具部分包括剖半、切片、切塊所用之材料均經過特殊處理,以降低物料在切削時所產生的黏彈性。
4、整台機體結構為考量人體工學操作,其高度設計適符合作業人員之操作,以增添作業人員之舒適性,另整組各單元機構之控制均整合成一控制系統,以按鍵操作模式1人即可上線作業,更增加操作人員進行作業時之方便性與安全性。
5、本機具備有機體構造簡單、操作方便、按裝容易、為自動一貫作業化體系及生產效率高等優點,切出成紡錘形之塊狀原料符合加工產品規格化之要求,可立即進入調製加工階段與調製後產品之品質,保持產品衛生,並有利於後續產品之包裝(圖六)。本機適用範圍廣泛,除蘿蔔外,亦可應用在越瓜、芋頭等蔬果類之作物。
圖四‧蘿蔔加工一貫作業化機械作業流程圖
五、效益比較
本機作業能力每小時可達500公斤以上,與現有人工作業方式比較,在作業工時方面,每公噸可節省14.6小時,約節省88%工時;在作業成本方面,本機作業費用每公噸僅需1,090元,較人工作業費用每公噸需2600元,節省1,510元,可節省58.1%。
六、結 語
本機已達實用階段並與配合廠商劦崇企業有限公司進行商品化設計製造生產,值得推廣給農民使用。本機於91年9月12日於國立屏東科技大學食品系加工廠辦理操作示範觀摩會,是日農委會及產銷班農民與加工業者等50餘人蒞臨指導,示範成果頗受與會者好評。另本機具有許多創新,為維護智慧財產權由行政院農業委員會代為申請本國發明及日本新型專利權,於91年6月22日獲得日本實用新型專利(登錄第3086792號)。
(作者聯絡電話:08-7229461
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李子釀造一貫化生產機械
李子 梅子 桃子
切割效果
機器內部結構
新型果實切割機
圖一 供製脆梅之七分熟梅子
圖二 青梅與粗鹽混合於木桶中攪拌以去除表皮細毛
圖三 人工敲裂脆梅作業情形
圖四 脆梅壓裂機之壓裂作業情形
圖六 脆梅壓裂機外觀
圖一 蜂王漿採收機外觀
圖二 蜂王漿採收機之機件
圖三 安插51支王台條(一次可插7~9支)
圖四 刷除攔截網內壁之幼蟲
圖五 拆卸51支王台條(一次可拆7~9支)
圖六 採漿後收集筒內壁之蜂王漿
圖七 利用刮漿板刮漿
圖八 收集過濾與裝袋
圖一 鳳梨田間栽培
圖二 鳳梨果實外觀
圖三 人工分級作業
圖四 鳳梨分級機正視圖
圖五 .以天平秤差感應傾倒承果盤
圖一 傳統柿子加工削皮機作業情形
圖二 人工削梗與修蒂作業情形
圖三 柿子加工削梗修蒂與削皮機
圖四 柿子加工削梗修蒂與削皮一貫作業機作業流程
圖五 柿子加工削梗修蒂與削皮機進料定位作業情形
圖六 柿子削梗、修蒂、果肩果頂削皮及吸附上昇等一貫化作業情形
圖八 橫向吸附固定削皮作業情形
圖一 福菜充填機
圖二 酸菜清洗機
圖三 花粉顆粒分級機
圖四 釀酒李去核子機
圖五 木瓜剖半機
圖六 多功能製麴機
圖七 青木瓜削皮機
圖八 木瓜切片機
圖九 釀酒旋轉發酵罐
圖十 甘藷清洗風乾包裝機
圖十一 草蛉給水器
圖十二 加工用桑果採收機
圖十三 蜂王漿採收機
圖十四 東方果實蠅幼蟲培育收集器
圖十五 熟蠶振落機