全能洗菜機(jī)的分析

1、對洗菜機(jī)的幾點(diǎn)思考入職公司已三個(gè)多月， 對洗菜機(jī)從認(rèn)識到了解、 熟悉。繼而又有了一些新的認(rèn)識和想法。 現(xiàn)整理成文，供大家參考。隨著人力資源的成本上升和人們對食品衛(wèi)生認(rèn)識的變化， 洗菜機(jī)正作為一種新型產(chǎn)品進(jìn) 入市場。由此帶動了對洗菜機(jī)的研究。 我公司目標(biāo)將洗菜機(jī)作為進(jìn)入實(shí)業(yè)領(lǐng)域的第一個(gè)產(chǎn)品。 對洗菜機(jī)的研究技術(shù)和探討尤為必要。 本文主要從技術(shù)角度對洗菜機(jī)做一些探討。 但本文不 是學(xué)術(shù)論文，故盡力避免一些專業(yè)的論證和闡述，力求簡單、通俗，只給出結(jié)論或結(jié)果。如 有疑問，本人再做進(jìn)一步解釋。一、國內(nèi)洗菜機(jī)的技術(shù)現(xiàn)狀洗菜機(jī)作為一種代替人工的機(jī)械已有很長的歷史， 比如罐頭生產(chǎn)線、 蔗糖生產(chǎn)線都有它 的身影

2、。不過這種洗菜機(jī)的清洗對象比較單一（不妨我們稱它為專用洗菜機(jī)） 。比如蘋果罐 頭的生產(chǎn)線，清洗對象就是蘋果，別無其他。 由于清洗對象比較單一， 設(shè)計(jì)制作也有很強(qiáng)的 針對性， 一般不宜更改清洗對象， 所以不同清洗對象的洗菜機(jī)差異很大。 比如蔗糖生產(chǎn)線清 洗甜菜的清洗機(jī)與罐頭生產(chǎn)線的清洗蘋果的清洗機(jī)在結(jié)構(gòu)和清洗方式上就有很大的不同。作為一種廚房洗菜機(jī)（不妨我們稱它為通用洗菜機(jī)） ，因?yàn)榍逑磳ο蟮亩鄻踊?，?yīng)是一 機(jī)多能， 兼顧適應(yīng)多種蔬菜的洗菜機(jī)。 同時(shí)為適應(yīng)人們的健康新需求， 新的洗菜機(jī)不但應(yīng)有 傳統(tǒng)的清洗去垢功能，還應(yīng)具備清毒、殺菌功能、節(jié)約能源的新產(chǎn)品。我公司做洗菜機(jī)是從持有三個(gè)洗菜機(jī)專利的余

3、天望先生開始的。 國家專利網(wǎng)注冊專利也 從一個(gè)角度反映了洗菜機(jī)技術(shù)的發(fā)展動態(tài)。所以， 對洗菜機(jī)的技術(shù)分析即從專利網(wǎng)介紹的技術(shù)開始。打開專利網(wǎng)：SooPAT搜索有關(guān)洗菜機(jī)的專利。從 1987年11月到2011年10月，有關(guān) 洗菜機(jī)的專利共 1 56項(xiàng)，去除其中外形專利、 部件專利等，完整的洗菜機(jī)專利共 111 項(xiàng)?？v 觀這些專利，對蔬菜污垢的清洗方法主要有以下幾種：1） 模仿波輪洗衣機(jī)的清洗方法，將菜裝入洗菜桶內(nèi)， 讓波輪攪動菜和水在水槽中轉(zhuǎn)動， 利用水流與菜的相對運(yùn)動，沖擊污垢與菜分離，達(dá)到清洗的效果。這種清洗方式， 蔬菜與蔬菜、 蔬菜與桶之間相對運(yùn)動摩擦?xí)θ~菜造成較大的損傷，所以只適用于對

4、根莖類蔬菜的清洗，對葉菜類不適用；2）波輪自動洗衣機(jī)的改進(jìn)型，清洗桶分內(nèi)桶和外桶，清洗方法，將菜裝入內(nèi)桶，內(nèi)桶 和外桶之間充滿水， 內(nèi)桶和菜在外桶和水中轉(zhuǎn)動， 利用水流與菜的相對運(yùn)動， 沖擊污垢與菜 分離，達(dá)到清洗的效果。這種清洗方法， 蔬菜與蔬菜、蔬菜與桶之間相對運(yùn)動較小，但如果滾筒轉(zhuǎn)動速度低，水 流速慢， 清洗效果不好， 如果滾筒轉(zhuǎn)動速度高， 滾筒必須在加蓋密封的條件下工作。 原因是：1、在這種情況下，內(nèi)桶與外桶之間旋轉(zhuǎn)的上升水流會沖出桶外。2、同洗衣機(jī)甩干桶一樣，高速旋轉(zhuǎn)的內(nèi)桶必須密封，以保證安全。3）模仿滾筒洗衣機(jī)的清洗方法，將菜裝入軸向水平或傾斜滾桶，讓滾筒帶動菜在水中 轉(zhuǎn)動，利用水

5、流與菜的相對運(yùn)動，沖擊污垢與菜分離，達(dá)到清洗的效果。清洗原理與方法 2 類同。不同的是滾筒軸向的斜度使被清洗蔬菜在滾筒中有一個(gè)上升的 過程， 在重力的作用下。 有利于蔬菜的翻動， 滾筒也可以在較低轉(zhuǎn)動速度下工作。 但水平或 傾斜滾桶與外桶之間需要一個(gè)較大的間隔， 使得洗菜機(jī)結(jié)構(gòu)松散， 在相同的洗菜能力下， 洗 菜機(jī)的體積比其他方式大許多4）模仿人工洗菜方法，將菜裝入筐中，讓筐帶動菜在水槽中擺動，達(dá)到清洗的效果。這種清洗方法， 需要一個(gè)復(fù)雜的運(yùn)動轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)， 將轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換為擺動。 清洗效果是位于筐 中部的菜不易清洗干凈。原因是： 1、在整個(gè)清洗過程中，菜之間相對運(yùn)動很小，位于菜筐 中部的菜由于外部蔬

6、菜的阻擋，接受不到水流的沖擊。5）模仿人工在河中洗菜方法，將菜放入流動的水中，讓菜在流動的水中翻滾，使菜表 面附著污垢脫離菜體，達(dá)到清洗的效果。6）模仿人工洗車的方法，將菜裝入筐中，用高壓水流噴射菜筐，翻滾，使菜表面附著 污垢脫離菜體，達(dá)到清洗的效果。對于葉菜， 如高壓水流噴射被清洗菜使其翻滾， 高壓水流會對被清洗菜造成很大的損傷。 對于根莖類蔬菜， 單靠高壓水流噴射被清洗菜使其翻滾不易辦到。 所以必須配合其他方式使 被清洗菜翻動，以達(dá)到清洗的效果。7）借用現(xiàn)工業(yè)系統(tǒng)應(yīng)用的成熟的超聲波清洗技術(shù)，將菜裝入清洗槽中，用超聲波水氣 泡產(chǎn)生沖擊波，對污垢的直接反復(fù)沖擊，使其脫離菜體，達(dá)到清洗的效果。根

7、據(jù)超聲波的特性，其對泥類的污物處理能力較弱，故在洗菜機(jī)中，未見應(yīng)用實(shí)例。近幾年隨著環(huán)境的變化和人們認(rèn)識的轉(zhuǎn)變，對蔬菜農(nóng)藥殘留污染的清洗人們越來越重 視。對農(nóng)藥殘留污染的清洗方法主要有以下幾種：1）磁化水清洗消毒；2）紫外線清洗消毒；3）臭氧水清洗消毒；4）過濾水木炭吸附清洗消毒；5）電解等離子水清洗消毒；在已發(fā)布的專利和實(shí)際應(yīng)運(yùn)中。 在一臺洗菜機(jī)上， 較成熟的大多共用一種以上方式， 互 相補(bǔ)充，以適應(yīng)不同的清洗對象和狀況。二、我公司洗菜機(jī)的技術(shù)現(xiàn)狀我公司做洗菜機(jī)是余天望先生主持開發(fā)的。 余天望先生在專利網(wǎng)上， 有三個(gè)專利分別是：多功能洗菜機(jī) - .2 、電腦自動多用途洗菜機(jī) - 0222820

8、6.8 、 激流噴射式電腦自動 洗菜機(jī) - 03241455.2 。多功能洗菜機(jī) - .2 是清洗方式 2 的改進(jìn)型。其洗菜工作機(jī)理是：洗菜機(jī)由一個(gè)盛水 的外桶、充滿孔眼的內(nèi)桶、循環(huán)水泵、驅(qū)動電機(jī)、管路、控制單元等組成。洗菜機(jī)工作時(shí)， 水通過進(jìn)水口外桶，待清洗的蔬菜放入內(nèi)桶，主電機(jī)驅(qū)動內(nèi)桶做水平轉(zhuǎn)動和軸向往復(fù)運(yùn)動， 桶內(nèi)水經(jīng)循環(huán)水泵在內(nèi)桶中形成激流水柱， 旋轉(zhuǎn)、 振動和激流水柱形成的渦流使菜在桶中翻 滾、互撞使污物剝離蔬菜表面，達(dá)到清洗的目的。電腦自動多用途洗菜機(jī) - 02228206.8 洗菜工作機(jī)理是：在多功能洗菜機(jī)的基礎(chǔ)上， 內(nèi)桶的轉(zhuǎn)動取消， 提高了軸向的往復(fù)振動得頻率和強(qiáng)度。 增加了氣

9、泵和臭氧發(fā)生器， 用振動、 氣流、 激流水柱形成的渦流使菜在桶中翻滾、 互撞使污物剝離蔬菜表面， 同時(shí)氣流中的臭氧 對蔬菜中的農(nóng)藥殘留和其它毒素進(jìn)行降解，達(dá)到清洗的目的。激流噴射式電腦自動洗菜機(jī) - 03241455.2 洗菜工作機(jī)理是：對前兩種洗菜機(jī)做了大 幅改動。 洗菜動力改為全方位的激流水柱和氣流， 六個(gè)方向的激流水柱形成的渦流和臭氧氣 流使菜在桶中翻滾、互撞使污物剝離蔬菜表面，達(dá)到清洗的目的。我公司現(xiàn)研發(fā)成功的洗菜機(jī)基本沒有采用以上三種洗菜機(jī)的工作形式，應(yīng)用方式5，與申請?zhí)?4485.4 號（溫燕銘先生）專利相似，是京西洗菜機(jī)的翻版。采用循環(huán)水泵從盆底噴 出產(chǎn)生噴射水流作用槽中水形成涌

10、動水流，或使用氣泵從盆底噴出氣泡爆裂產(chǎn)生的涌動水 流，推動菜在桶中翻滾、 互撞使污物剝離蔬菜表面， 同時(shí)在水循環(huán)回路中通過紫外線發(fā)射管、 水槽中通入臭氧對蔬菜中的農(nóng)藥殘留和其它毒素進(jìn)行降解，達(dá)到清洗的目的。綜合分析，方法 5 是一種比較適用的方法，其優(yōu)點(diǎn)是：1）增加了水與菜之間的相對運(yùn)動，減少了蔬菜與洗菜機(jī)之間的摩擦。實(shí)際情況在蔬菜 的清洗中， 葉菜占很大的比例， 循環(huán)水泵產(chǎn)生的涌動水流對蔬菜全方位的沖刷尤其對葉菜清 洗效果最好。2）簡化了洗菜機(jī)的結(jié)構(gòu)， 運(yùn)動部件只有水泵或氣泵，使得洗菜機(jī)的制作簡單、可維性、 可靠性都比較好。3）機(jī)械運(yùn)動部件水泵或氣泵自身的防護(hù)技術(shù)很成熟，例如，我們使用的水泵

11、，防護(hù)等級已 達(dá)到IP55。洗菜機(jī)使用時(shí)，操作者不與運(yùn)動部件接觸，增加了系統(tǒng)的安全性。三、存在的問題：洗菜機(jī)為典型的新型的機(jī)電一體化產(chǎn)品，能夠借鑒的實(shí)例不多。目前，我公司洗菜機(jī) 存在待解決的主要有以下幾個(gè)問題：1、 控制電路控制電路老舊，控制部分共有 4 控制項(xiàng)目，其中 3 個(gè)項(xiàng)目單片機(jī)沒有連接。僅有的 3 個(gè)監(jiān)測項(xiàng)目與單片機(jī)也沒有連接。 沒有可擴(kuò)充的監(jiān)測、 控制支持電路。 單片機(jī)在系統(tǒng)中全部 功能與洗衣機(jī)中的定時(shí)器相同。 所以，在控制邏輯上，加入相關(guān)智能識別特別困難。在控制 功能上，增加或調(diào)整十分艱難。2、臭氧與水的混合技術(shù)用臭氧消毒、 殺菌是洗菜機(jī)的第二大功能和一大賣點(diǎn)。 在洗菜過程中臭氧

12、消毒、 殺菌條 件是：有足夠的臭氧溶入水中?，F(xiàn)在情況是，經(jīng)過實(shí)際測試。水中基本沒有臭氧。所以，目 前辦法顯然是有重大缺陷。3、水的過濾和重復(fù)利用節(jié)水也是洗菜機(jī)的一大賣點(diǎn)。 節(jié)水的主要辦法就是水的重復(fù)利用， 而重復(fù)利用條件是水 的過濾。按現(xiàn)設(shè)計(jì)水槽容積、泵的循環(huán)速度、進(jìn)水口的口徑，在進(jìn)水口無法設(shè)置濾層。實(shí)際 情況也是如此。4、系統(tǒng)的均衡配置與效率節(jié)能（電能） 是同其他洗菜機(jī)廠家競爭一大賣點(diǎn)。 我公司現(xiàn)種型號的各種型號的洗菜機(jī) 實(shí)際功耗都大于銘牌標(biāo)示功耗。四、解決問題的方法就我們現(xiàn)有的技術(shù)力量和實(shí)際生產(chǎn)需要，現(xiàn)存問題的解決也應(yīng)分為兩步，先解決技術(shù)上成熟、實(shí)現(xiàn)有把握的問題。對于暫時(shí)沒有把握的問題，

13、攻關(guān)。爭取在年內(nèi)逐步解決。抓緊時(shí)間收集資料，制定計(jì)劃試驗(yàn)1、 控制電路的改造單片機(jī)的控制技術(shù)現(xiàn)已比較成熟。本人也在這方面積累了比較豐富的經(jīng)驗(yàn)?，F(xiàn)在控制電路的改造現(xiàn)已完成控制部分電路設(shè)計(jì)，新的控制板已經(jīng)完成電路設(shè)計(jì)和排版，變頻調(diào)速控制實(shí)驗(yàn)也完成樣機(jī)的試驗(yàn)。 按正常情況，在元器件齊套后，十到十五天就能在整機(jī)上實(shí)現(xiàn)用戶要求的所有功能，正式穩(wěn)定運(yùn)行。并在短期內(nèi)，控制板硬件不做改動，應(yīng)用修改軟件的辦法基本能滿足洗菜機(jī)改進(jìn)要求。2、臭氧與水的混合、水的過濾和重復(fù)利用、系統(tǒng)的均衡配置與效率將這三個(gè)問題放在一起解決，是因?yàn)槲夜粳F(xiàn)在洗菜機(jī)同京西洗菜機(jī)一樣將這三個(gè)功 能放在一個(gè)循環(huán)系統(tǒng)中。 在循環(huán)的進(jìn)水口實(shí)現(xiàn)水

14、的過濾；中間經(jīng)過紫外線殺菌； 順序到水泵進(jìn)水口實(shí)現(xiàn)臭氧與水的混合；在循環(huán)的出水口得到干凈、富含臭氧、帶有強(qiáng)勁動能的水。從模式上講，這是一種最理想的模式。結(jié)果實(shí)際效果很不理想。這是因?yàn)槲覀儗?shù)個(gè)特性有較大差異的功能放在一個(gè)系統(tǒng)中。使得顧此失彼。水循環(huán) 系統(tǒng)的第一功能是提供清洗蔬菜的泥污和其他可見污物的動力。所以對循環(huán)系統(tǒng)的要求是, 以最大效率提供循環(huán)水流。是一個(gè)快速循環(huán)系統(tǒng)。第二功能是水的過濾、消毒（臭氧與水的混合殺菌、紫外線殺菌），完成對蔬菜的消毒功能。所以對循環(huán)系統(tǒng)的要求是，1、能保證最優(yōu)化的過濾、臭氧吸收效果。2、接觸裝置工作時(shí)，工藝參數(shù)控制容易，工作穩(wěn)定，安全性好。3、能耗（攪拌或輸送水

15、、氣所需動力 ）最低。4、最小的體積下有最大的生產(chǎn)能力。是一 個(gè)慢速循環(huán)系統(tǒng)。解決辦法是，將水循環(huán)主回路的過濾、臭氧與水的混合功能分離出去，再增加一套小 循環(huán)系統(tǒng)，完成過濾、紫外線殺菌、臭氧與水的混合功能。對這套小系統(tǒng)的要求是：功率小 于0.3千瓦；流量大于20升/分鐘、造價(jià)小于 600元。如果能實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，主循環(huán)水泵可以減小一檔，成本下降400到500元。臭氧發(fā)生器由3個(gè)減少到1個(gè)，成本下降約600元。這樣，既解決了問題，又能使系統(tǒng)總造價(jià)會降低 400 到 500 元。五、洗菜機(jī)的發(fā)展趨勢通用洗菜機(jī)是一個(gè)新興的產(chǎn)業(yè)，在完善洗菜機(jī)的基本功能后，發(fā)展方向主要在：1）控制功能向更加智能化發(fā)展。就是設(shè)計(jì)更加合理清洗程序；增加監(jiān)測項(xiàng)目；提高洗菜機(jī)對清洗對象的自動調(diào)整和適應(yīng)能力及洗菜機(jī)的自我保護(hù)功能。例如，增加對水渾濁度的監(jiān)測，控制過濾器的工作方式和給出提示警告等。2