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[摘 要]一种采用气动、液压控制与机电相结合的仿人工的多功位、分区域曲坯踩压成型复合型压曲机。该机设有三个工位，第一工位采用液压系统控制送料机构、曲模实现曲坯初步成形，第二、第三工位采用液压、气动系统综合实现单块曲坯仿人工分区域、交互踩压成形。
[关键词]压曲机；机械制曲；制曲
中图分类号：TM301.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）47-0328-01
针对国内白酒生产企业机械制曲普遍存在的曲坯松紧与软硬不合适、曲坯表面提浆效果差，从而导致成曲质量差的问题。在充分了解、分析国内现有曲坯成形设备成形机理，吸取同类设备优点，借鉴国内外其它行业类似物料成型设备基础上，笔者提出一种采用气动、液压控制与机电相结合的人工的多功位、分区域曲坯踩压成型复合型压曲机。该机设有三个工位，第一工位采用液压系统控制送料机构、曲模实现曲坯初步成形，第二、第三工位采用液压、气动系统综合实现单块曲坯仿人工分区域、交互踩压成形。由于人工踩曲，可控雾化喷水等技术，该压曲机压制的曲坯各部松紧程度合适、提浆效果较好，单机性能先进，具有国内领先水平，可满足我国大中型酒企机械制曲需求。
仿人工复合型压曲机的核心是通过液压、气动、机电综合作用，模仿人工实现曲坯分区域、交互踩压成形。其技术难点在于如何保证曲坯初步成形后移动第二、第三工位时定位精确，如何实现曲坯分区域、交互踩压成形和曲坯表面可控雾化喷水。
1、仿人工复合型压曲机动作流程
传统的人工踩曲主要是利用人体脚掌对装入模盒的曲料进行交替踩压，使曲料相互之间形成摩擦、蠕动、滑移，从而使曲坯成形并获得良好的提浆效果。人工踩曲生产效率低，踩曲需要大量操作工人，因工人个体的体重差异、素质高低不同，造成曲塊质量差异较大，各项踩曲参数处于不可控状态。
通过观察、分析人工踩曲过程，测试曲坯松紧度与物料状态，我们基于现有液压一次成形压曲机工作原理，将仿人工复合型压曲机动作分解为送曲料、曲坯初步成形、表面雾化喷水、曲坯分区域踩压、曲坯推出等几步。为加强曲坯分区域踩压次数，提高曲坯表面提浆效果，结合曲坯初成形节拍，将分区域踩压分为一次踩压、表面雾化喷水和二次踩压。
复合型压曲机分区域踩压工位根据曲坯尺寸的不同，可将曲块压模分为4-10小块，每一小块采用独立的小型气缸带动，通过气动控制按预先设定好的顺序，分别对初次成形、雾化喷水后曲坯分区域、多次交互踩压，经一次踩压表面雾化喷水后进行二次踩压，模拟传统工艺中的人工踩曲动作，使曲料通过分区域、交互踩压产生相互摩擦、蠕动、滑移，从而产生良好的提浆效果。
复合型压曲机主要由液压系统、送料装置、送料斗、暂存斗、成形装置、顶料装置、雾化喷水装置、第一次踩压装置、步进系统、第二次踩压装置、送料框升降装置、机架、出料台板等部分组成，具体结构示意见图1。
复合型压曲机分为三个工位分别完成曲坯初成形、第一次踩压、第二次踩压，每个工位可同时对两块曲坯进行处理，以便保证合理的生产效率。曲坯压制过程：曲料通过送料机进入暂存斗，送料装置推动装好曲料的送料斗运行至顶料装置上方，送料装置带动送料斗、送料框连同曲料和初步成形曲坯一起向第二次踩压装置方向移动一个工位；在送料框带动曲坯移动过程中，自动控制系统开关雾化喷水装置向曲坯表面连续均匀喷水。随后送料框升降装置将送料框举升至上限位，送料装置将送料斗和送料框拉回，送料框立即向下运行并贴紧工作台面，此时曲坯在送料框第二工位。此后，成形装置向下运行，将松散的曲料初压成形；同时第一、第二次踩压装置向下运动，分别对相应的曲块进行交互踩压、定形。最后，初次成形装置和踩压装置所有气缸、液缸向上收回原位。如此反复，实现曲料经初压成形、第一次踩压、第二次踩压后，送至压曲机出料台板，由人工将曲坯取下或自动转入输送机摊晾后送至发酵室发酵。
因仿人工复合型压曲机动作复杂，系统采用基于PLC自动控制系统完成位置检测、踩压装置动作顺序关联互锁等逻辑控制和技术参数人机交互。在遵循传统制曲工艺的基础上，结合人机工程，控制系统高度智能化，技术参数实现数字化，可方便的进行设定、修改，使之尽可能的模拟人工踩曲动作，将人为因素对曲块的影响降至最低，更好的控制曲块质量，减少生产损耗，提高经济效益。
2、多次踩压装置
复合型压曲机采用独创的多次分区域、交互踩压技术，模拟传统制曲工艺中的人工踩曲动作。如图1，复合型压曲机第一次、第二次踩压装置的每块上模被分别分割为大小一致的八件上模模块，每件模块分别对应1-8#区域，多次踩压装置工作时通过控制每块模块，按预先设定好的先1、3、6、8模块，后2、4、5、7模块交叉次序分区域对曲坯进行踩压。该技术原理不同于现有多次成形压曲机整块多次压制成形方式，强化了每块曲坯曲料间相互摩擦、蠕动、滑移过程，从而使曲坯获得优良的提浆效果。
3、仿人工复合型压曲机特点
3.1 主要特点
3.1.1 仿人工复合型压曲机综合了国内现有压曲机的优点，基于模块化设计理念，集合液压、气动与自动控制，以仿人工设备代替人工操作，可降低制曲工人的劳动强度，确保曲坯提浆效果，保证制曲质量。
3.1.2 控制系统采用基于PLC进行自动控制，高度智能化，实现了技术参数数字化，便于将优化后技术参数复制到各台设备，以保证每批次制曲质量的一致性
3.1.3 采用独创的多次分区域、交互踩压技术，模拟传统的人工踩曲动作，使曲料间相对摩擦、蠕动、滑移作用得到强化，从而提高曲坯提浆效果。4.1.4 所有动作分别由不同的液压油缸或气缸结合相应的位置检测完成，动作直观；复合型压曲机采用模块化结构设计，便于准备备件、方便维护。
3.2 试用与试验情况
试用设备技术参数如下：
3.2.1 曲块尺寸（包包曲）：370×280×120mm。
3.2.2 生产率：400-500块/小时。
3.2.3 装机功率：11KW。
为保证多次踩压装置的使用寿命，专门对多次踩压装置进行单独仿真耐久性实验，经近千万次实验，踩压装置均能正常运行。
2013年11月至今，新研制的复合型压曲机已在某知名白酒企業试用。该机压制曲坯质量与人工踩曲相比，曲坯提浆效果与松紧度等指标已非常接近人工踩曲要求，外观质量优于人工踩曲；发酵后成曲理化指标、试验曲制酒对比情况与传统人工制曲相当。最近，业主已追加数台该机订单。
4、结论
模拟人工多次分区域、交互踩压技术的应用，使复合型压曲机所压制的曲坯在提浆效果，松紧度方面已接近人工踩曲水平，外观质量则更优。复合型压曲机基于模块化设计，集合液压、气动与自动控制，模仿人工踩曲原理，设计合理、结构紧凑、操作方便。因该机制造难度较大，设备成本较高；多种技术综合应用，也提高了设备维修难度。仿人工复合型压曲机制曲质量，在国内酿酒机械行业中明显优于现有各类压曲设备。通过优化改进设计，降低成本、提高系统可靠性、降低维修难度，面向对制曲质量要求较高的大中型酒企，具有广泛的应用前景。
参考文献
[l] 付捷，王瑛.我国酒厂制曲压块机的现状与发展方向[J].包装与食品机械.2005.（5）：29-30.
[2] 陈贵林.探索茅台酒制曲自动化实现途径[J].酿酒科技.2011.（4）：65-66.
作者简介
杨正权，男，籍贯：四川自贡，出生年月：1974.03，学历：本科，职称：工程师。
[关键词]压曲机；机械制曲；制曲
中图分类号：TM301.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）47-0328-01
针对国内白酒生产企业机械制曲普遍存在的曲坯松紧与软硬不合适、曲坯表面提浆效果差，从而导致成曲质量差的问题。在充分了解、分析国内现有曲坯成形设备成形机理，吸取同类设备优点，借鉴国内外其它行业类似物料成型设备基础上，笔者提出一种采用气动、液压控制与机电相结合的人工的多功位、分区域曲坯踩压成型复合型压曲机。该机设有三个工位，第一工位采用液压系统控制送料机构、曲模实现曲坯初步成形，第二、第三工位采用液压、气动系统综合实现单块曲坯仿人工分区域、交互踩压成形。由于人工踩曲，可控雾化喷水等技术，该压曲机压制的曲坯各部松紧程度合适、提浆效果较好，单机性能先进，具有国内领先水平，可满足我国大中型酒企机械制曲需求。
仿人工复合型压曲机的核心是通过液压、气动、机电综合作用，模仿人工实现曲坯分区域、交互踩压成形。其技术难点在于如何保证曲坯初步成形后移动第二、第三工位时定位精确，如何实现曲坯分区域、交互踩压成形和曲坯表面可控雾化喷水。
1、仿人工复合型压曲机动作流程
传统的人工踩曲主要是利用人体脚掌对装入模盒的曲料进行交替踩压，使曲料相互之间形成摩擦、蠕动、滑移，从而使曲坯成形并获得良好的提浆效果。人工踩曲生产效率低，踩曲需要大量操作工人，因工人个体的体重差异、素质高低不同，造成曲塊质量差异较大，各项踩曲参数处于不可控状态。
通过观察、分析人工踩曲过程，测试曲坯松紧度与物料状态，我们基于现有液压一次成形压曲机工作原理，将仿人工复合型压曲机动作分解为送曲料、曲坯初步成形、表面雾化喷水、曲坯分区域踩压、曲坯推出等几步。为加强曲坯分区域踩压次数，提高曲坯表面提浆效果，结合曲坯初成形节拍，将分区域踩压分为一次踩压、表面雾化喷水和二次踩压。
复合型压曲机分区域踩压工位根据曲坯尺寸的不同，可将曲块压模分为4-10小块，每一小块采用独立的小型气缸带动，通过气动控制按预先设定好的顺序，分别对初次成形、雾化喷水后曲坯分区域、多次交互踩压，经一次踩压表面雾化喷水后进行二次踩压，模拟传统工艺中的人工踩曲动作，使曲料通过分区域、交互踩压产生相互摩擦、蠕动、滑移，从而产生良好的提浆效果。
复合型压曲机主要由液压系统、送料装置、送料斗、暂存斗、成形装置、顶料装置、雾化喷水装置、第一次踩压装置、步进系统、第二次踩压装置、送料框升降装置、机架、出料台板等部分组成，具体结构示意见图1。
复合型压曲机分为三个工位分别完成曲坯初成形、第一次踩压、第二次踩压，每个工位可同时对两块曲坯进行处理，以便保证合理的生产效率。曲坯压制过程：曲料通过送料机进入暂存斗，送料装置推动装好曲料的送料斗运行至顶料装置上方，送料装置带动送料斗、送料框连同曲料和初步成形曲坯一起向第二次踩压装置方向移动一个工位；在送料框带动曲坯移动过程中，自动控制系统开关雾化喷水装置向曲坯表面连续均匀喷水。随后送料框升降装置将送料框举升至上限位，送料装置将送料斗和送料框拉回，送料框立即向下运行并贴紧工作台面，此时曲坯在送料框第二工位。此后，成形装置向下运行，将松散的曲料初压成形；同时第一、第二次踩压装置向下运动，分别对相应的曲块进行交互踩压、定形。最后，初次成形装置和踩压装置所有气缸、液缸向上收回原位。如此反复，实现曲料经初压成形、第一次踩压、第二次踩压后，送至压曲机出料台板，由人工将曲坯取下或自动转入输送机摊晾后送至发酵室发酵。
因仿人工复合型压曲机动作复杂，系统采用基于PLC自动控制系统完成位置检测、踩压装置动作顺序关联互锁等逻辑控制和技术参数人机交互。在遵循传统制曲工艺的基础上，结合人机工程，控制系统高度智能化，技术参数实现数字化，可方便的进行设定、修改，使之尽可能的模拟人工踩曲动作，将人为因素对曲块的影响降至最低，更好的控制曲块质量，减少生产损耗，提高经济效益。
2、多次踩压装置
复合型压曲机采用独创的多次分区域、交互踩压技术，模拟传统制曲工艺中的人工踩曲动作。如图1，复合型压曲机第一次、第二次踩压装置的每块上模被分别分割为大小一致的八件上模模块，每件模块分别对应1-8#区域，多次踩压装置工作时通过控制每块模块，按预先设定好的先1、3、6、8模块，后2、4、5、7模块交叉次序分区域对曲坯进行踩压。该技术原理不同于现有多次成形压曲机整块多次压制成形方式，强化了每块曲坯曲料间相互摩擦、蠕动、滑移过程，从而使曲坯获得优良的提浆效果。
3、仿人工复合型压曲机特点
3.1 主要特点
3.1.1 仿人工复合型压曲机综合了国内现有压曲机的优点，基于模块化设计理念，集合液压、气动与自动控制，以仿人工设备代替人工操作，可降低制曲工人的劳动强度，确保曲坯提浆效果，保证制曲质量。
3.1.2 控制系统采用基于PLC进行自动控制，高度智能化，实现了技术参数数字化，便于将优化后技术参数复制到各台设备，以保证每批次制曲质量的一致性
3.1.3 采用独创的多次分区域、交互踩压技术，模拟传统的人工踩曲动作，使曲料间相对摩擦、蠕动、滑移作用得到强化，从而提高曲坯提浆效果。4.1.4 所有动作分别由不同的液压油缸或气缸结合相应的位置检测完成，动作直观；复合型压曲机采用模块化结构设计，便于准备备件、方便维护。
3.2 试用与试验情况
试用设备技术参数如下：
3.2.1 曲块尺寸（包包曲）：370×280×120mm。
3.2.2 生产率：400-500块/小时。
3.2.3 装机功率：11KW。
为保证多次踩压装置的使用寿命，专门对多次踩压装置进行单独仿真耐久性实验，经近千万次实验，踩压装置均能正常运行。
2013年11月至今，新研制的复合型压曲机已在某知名白酒企業试用。该机压制曲坯质量与人工踩曲相比，曲坯提浆效果与松紧度等指标已非常接近人工踩曲要求，外观质量优于人工踩曲；发酵后成曲理化指标、试验曲制酒对比情况与传统人工制曲相当。最近，业主已追加数台该机订单。
4、结论
模拟人工多次分区域、交互踩压技术的应用，使复合型压曲机所压制的曲坯在提浆效果，松紧度方面已接近人工踩曲水平，外观质量则更优。复合型压曲机基于模块化设计，集合液压、气动与自动控制，模仿人工踩曲原理，设计合理、结构紧凑、操作方便。因该机制造难度较大，设备成本较高；多种技术综合应用，也提高了设备维修难度。仿人工复合型压曲机制曲质量，在国内酿酒机械行业中明显优于现有各类压曲设备。通过优化改进设计，降低成本、提高系统可靠性、降低维修难度，面向对制曲质量要求较高的大中型酒企，具有广泛的应用前景。
参考文献
[l] 付捷，王瑛.我国酒厂制曲压块机的现状与发展方向[J].包装与食品机械.2005.（5）：29-30.
[2] 陈贵林.探索茅台酒制曲自动化实现途径[J].酿酒科技.2011.（4）：65-66.
作者简介
杨正权，男，籍贯：四川自贡，出生年月：1974.03，学历：本科，职称：工程师。