槟榔点卤是食品槟榔加工过程中的重要工序,点卤质量的好坏直接影响到槟榔的口感风味。由于槟榔果形状不规则,切片以后的槟榔大小不同、形状各异,难以对槟榔进行准确定位。因此,点卤是目前槟榔加工中少数没有实现自动化生产的工序。长期以来,槟榔点卤是通过手工操作完成,这种生产方式存在生产效率低、劳动强度大、工序成本高和食品安全隐患等问题。随着市场规模的扩大和农村剩余劳动力的减小,槟榔点卤的机械化和自动化已成为改造传统产业的迫切需求。本课题拟通过对槟榔自动摆正定向和自动点卤等关键问题研究,开发一种全自动槟榔点卤装置,以推动食品槟榔加工业的自动化进程。本文主要研究内容如下:1.槟榔形态特征与物理特性参数研究。试验测定了槟榔片的几何参数,包括长度、宽度、高度、壳厚、最大跨距等,用相关试验方法测得了槟榔的密度、静摩擦系数、含水率等物理参数,为槟榔点卤的定位和仿真分析提供了槟榔的物性参数。2.提出了一种用静压气浮的方法对槟榔进行摆正的定位方案。基于最小势能原理和V型块对中定心特点,设计了一种工作面带大量微孔的V型气浮定位装置;分析了各种位姿的槟榔在气体浮力作用下的翻转过程,可满足槟榔剖切面统一朝上的机械点卤基本条件;用FLUENT软件对槟榔气浮定位的气体流场进行数值模拟,验证了气浮定位方案的可行性。3.设计了槟榔气浮定位试验装置,并开展了试验研究。用正交试验方法,分析了气体压力、节流孔径和V型夹角等参数对槟榔摆正效果的影响规律;确定了气浮定位装置工艺参数优选方案为:进气压力为0.2Mpa,节流孔径为0.8mm,V型夹角为110°。4.设计了槟榔点卤原理样机。对槟榔点卤原理样机的入料装置、气浮定位装置、自适应机械夹持机构、立式升降装置、点卤装置等功能部件进行了详细设计,应用Siemens NX8.0软件平台对槟榔点卤原理样机进行了建模装配;同时设计了自动点卤控制系统,包括对电气元器件的选型计算、气动控制回路设计以及PLC控制程序的编写。5.完成了槟榔机械点卤样机的制造与调试工作。并基于所研制的样机开展了槟榔自动点卤试验,取得了较为理想的试验结果,点卤合格率达到80.3%,验证了相关关键技术方法的可行性。