馬鈴薯片干燥機(jī)的設(shè)計(jì)
馬鈴薯片干燥機(jī)的設(shè)計(jì),馬鈴薯片干燥機(jī)的設(shè)計(jì),馬鈴薯,土豆,干燥機(jī),設(shè)計(jì)
山西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)）外文翻譯
馬鈴薯播種機(jī)的性能評(píng)估
原文來(lái)源：H. Buitenwerf，W.B. Hoogmoed，P. Lerink and J. Müller.Assement of the Behavior of Potato in a Cup-belt Planter. Biosytems. Engineering, Volume 95, Issue, September 2006: 35—41
大多數(shù)馬鈴薯播種機(jī)都是通過(guò)勺型輸送鏈對(duì)馬鈴薯種子進(jìn)行輸送和投放。當(dāng)種植精度只停留在一個(gè)可接受水平的時(shí)候這個(gè)過(guò)程的容量就相當(dāng)?shù)?。主要的限制因素是：輸送帶的速度以及取薯勺的?shù)量和位置。假設(shè)出現(xiàn)種植距離的偏差是因?yàn)槠x了統(tǒng)一的種植距離，這主要原因是升運(yùn)鏈?zhǔn)今R鈴薯播種機(jī)的構(gòu)造造成的.
一個(gè)理論的模型被建立來(lái)確定均勻安置的馬鈴薯的原始偏差，這個(gè)模型計(jì)算出兩個(gè)連續(xù)的馬鈴薯觸地的時(shí)間間隔。當(dāng)談到模型的結(jié)論時(shí)，提出了兩種假設(shè)，一種假設(shè)和鏈條速度有關(guān)，另一種假設(shè)和馬鈴薯的形狀有關(guān)。為了驗(yàn)證這兩種假設(shè)，特地在實(shí)驗(yàn)室安裝了一個(gè)種植機(jī)，同時(shí)安裝一個(gè)高速攝像機(jī)來(lái)測(cè)量?jī)蓚€(gè)連續(xù)的馬鈴薯在到達(dá)土壤表層時(shí)的時(shí)間間隔以及馬鈴薯的運(yùn)動(dòng)方式。
結(jié)果顯示：（a）輸送帶的速度越大，播撒的馬鈴薯越均勻；（b）篩選后的馬鈴薯形狀并不能提高播種精度。
主要的改進(jìn)措施是減少導(dǎo)種管底部的開(kāi)放時(shí)間，改進(jìn)取薯杯的設(shè)計(jì)以及其相對(duì)于導(dǎo)種管的位置。這將允許杯帶在保持較高的播種精度的同時(shí)有較大的速度變化空間。
１介紹說(shuō)明
升運(yùn)鏈?zhǔn)今R鈴薯種植機(jī)（圖一）是當(dāng)前運(yùn)用最廣泛的馬鈴薯種植機(jī)。每一個(gè)取薯勺裝一塊種薯從種子箱輸送到傳送鏈。這條鏈向上運(yùn)動(dòng)使得種薯離開(kāi)種子箱到達(dá)上鏈輪，在這一點(diǎn)上，馬鈴薯種塊落在下一個(gè)取薯勺的背面，并局限于金屬導(dǎo)種管內(nèi).
在底部，輸送鏈通過(guò)下鏈輪獲得足夠的釋放空間使得種薯落入地溝里。
圖一，杯帶式播種機(jī)的主要工作部件：（1）種子箱；（2）輸送鏈；（3）取薯勺；（4）上鏈輪；（5）導(dǎo)種管；（6）護(hù)種壁；（7）開(kāi)溝器；（8）下鏈輪輪；（9）釋放孔；（10）地溝。
株距和播種精確度是評(píng)價(jià)機(jī)械性能的兩個(gè)主要參數(shù)。高精確度將直接導(dǎo)致高產(chǎn)以及馬鈴薯收獲時(shí)的統(tǒng)一分級(jí)(McPhee et al, 1996；Pavek & Thornton, 2003)。在荷蘭的實(shí)地測(cè)量株距（未發(fā)表的數(shù)據(jù)）變異系數(shù)大約為20%。美國(guó)和加拿大早期的研究顯示，相對(duì)于玉米和甜菜的精密播種，當(dāng)變異系數(shù)高達(dá)69%(Misener, 1982；Entz & LaCroix, 1983；Sieczka et al, 1986)時(shí)，其播種就精度特別低。
輸送速度和播種精度顯示出一種逆相關(guān)關(guān)系，因此，目前使用的升運(yùn)鏈?zhǔn)椒N植機(jī)的每條輸送帶上都裝備了兩排取薯勺而不是一排。雙排的取薯勺可以使輸送速度加倍而且不必增加輸送帶的速度。因此在相同的精度上具有更高的性能是可行的。
該研究的目的是調(diào)查造成勺型帶式種植機(jī)精度低的原因，并利用這方面的知識(shí)提出建議，并作設(shè)計(jì)上的修改。例如在輸送帶的速度、取薯杯的形狀和數(shù)量上。
為了便于理解，建立一個(gè)模型去描述馬鈴薯從進(jìn)入導(dǎo)種管到觸及地面這個(gè)時(shí)間段內(nèi)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，因此馬鈴薯在地溝的運(yùn)動(dòng)情況就不在考慮之列。由于物理因素對(duì)農(nóng)業(yè)設(shè)備的強(qiáng)烈影響(Kutzbach, 1989)，通常要將馬鈴薯的形狀考慮進(jìn)模型中。
兩種零假設(shè)被提出來(lái)了：（1）播種精度和輸送帶速度無(wú)關(guān)；（2）播種精度和篩選后的種薯形狀（尤其是尺寸）無(wú)關(guān)。這兩種假設(shè)都通過(guò)了理論模型以及實(shí)驗(yàn)室論證的測(cè)試。
２材料及方法
2.1 播種材料
幾種馬鈴薯種子如圣特、阿玲達(dá)以及麻佛來(lái)都已被用于升運(yùn)鏈?zhǔn)讲シN機(jī)測(cè)試，因?yàn)樗鼈?
有不同的形狀特征。對(duì)于種薯的處理和輸送來(lái)說(shuō)，種薯塊莖的形狀無(wú)疑是一個(gè)很重要的因素。許多形狀特征在結(jié)合尺寸測(cè)量的過(guò)程中都能被區(qū)分出來(lái)(Du & Sun, 2004； Tao et al, 1995； Z?dler, 1969)。在荷蘭，馬鈴薯的等級(jí)主要是由馬鈴薯的寬度和高度（最大寬度和最小寬度）來(lái)決定的。種薯在播種機(jī)內(nèi)部的整個(gè)輸送過(guò)程中，其長(zhǎng)度也是一個(gè)不可忽視的因素。
形狀因子S的計(jì)算基于已經(jīng)提到的三種尺寸：
此處l是長(zhǎng)度，w是寬度，h是高度（單位：mm），且h0·01 m
時(shí)，這種關(guān)系是線性的?！?，測(cè)量數(shù)據(jù)；，數(shù)學(xué)模型的數(shù)據(jù)； ■，延長(zhǎng)到R < 0 ? 01米； -，線性關(guān)系；R2，決定系數(shù)。
3.2 馬鈴薯的尺寸和形狀
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)由表三給出。顯示固定進(jìn)料率為每分鐘400個(gè)種薯的時(shí)間間隔的標(biāo)準(zhǔn)偏差。這
些結(jié)果與期望值剛好相反，即高的標(biāo)準(zhǔn)偏差將使得形狀因子增加。球狀馬鈴薯的結(jié)果尤其令人吃驚：球的標(biāo)準(zhǔn)偏差高過(guò)阿玲達(dá)馬鈴薯50%以上。時(shí)間間隔的正態(tài)分布如圖七所示，球和馬鈴薯之間的差異明顯。兩個(gè)不同品種的馬鈴薯之間的差異不明顯。
表三 馬鈴薯品種對(duì)種植間距的精確度的影響
品種 標(biāo)準(zhǔn)偏差，ms CV, %
阿玲達(dá) 8.60 3·0
麻佛來(lái) 9.92 3·5
高爾夫球 13.24 4·6
圖七，固定進(jìn)料率下不同形狀的沉積的馬鈴薯時(shí)間間隔的正態(tài)分布。
球狀馬鈴薯的這種結(jié)果是因?yàn)榍蚩梢砸圆煌姆绞皆谌∈砩妆巢慷ㄎ?。臨近杯中球的不同定位導(dǎo)致沉積精度降低。杯帶的三維視圖顯示了取薯勺與導(dǎo)種管之間的間隔的形狀，顯然獲得不同大小的開(kāi)放空間是可行的。
圖八，取薯勺呈45度時(shí)的效果圖；馬鈴薯在護(hù)種壁的位置對(duì)其釋放具有決定性影響。
阿玲達(dá)塊莖種薯在沉積時(shí)比麻佛來(lái)的精度高。通過(guò)對(duì)記錄的幀和馬鈴薯的分析，結(jié)果表明：阿玲達(dá)這種馬鈴薯總是被定位平行于最長(zhǎng)的軸線的護(hù)種壁。因此，除了形狀因子外，寬度與高度的高比例值也將造成更大的偏差。阿玲達(dá)的這個(gè)比例是1.09，麻佛來(lái)的為1.15。
3.3 實(shí)驗(yàn)室對(duì)抗模型測(cè)試平臺(tái)
該數(shù)學(xué)模型預(yù)測(cè)了不同情況下的流程性能。相對(duì)于馬鈴薯，該模型對(duì)球模擬了更好的性能，然而實(shí)驗(yàn)測(cè)試的結(jié)果卻恰然相反。另外實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)是為了檢查模型的可靠性。
在該模型里，兩個(gè)馬鈴薯之間的時(shí)間間隔被計(jì)算出來(lái)。起始點(diǎn)出現(xiàn)在馬鈴薯開(kāi)始經(jīng)過(guò)A點(diǎn)的時(shí)刻，終點(diǎn)出現(xiàn)在馬鈴薯到達(dá)C點(diǎn)的時(shí)刻。通過(guò)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，從A到C點(diǎn)的馬鈴薯的時(shí)間間隔被測(cè)出。每個(gè)馬鈴薯的長(zhǎng)度、寬度和高度也通過(guò)測(cè)量獲得，同時(shí)記錄了馬鈴薯的數(shù)量。測(cè)量過(guò)程中馬鈴薯在取薯杯上的位置是已經(jīng)確定好的。這個(gè)位置和馬鈴薯的尺寸將作為模型的輸入量，測(cè)量過(guò)程將阿玲達(dá)與麻佛來(lái)以400個(gè)馬鈴薯每分的速率下進(jìn)行。測(cè)量時(shí)間間隔的標(biāo)準(zhǔn)偏差如表四所示。測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)誤差與模型的標(biāo)準(zhǔn)誤差只是稍稍不同。對(duì)這種不同現(xiàn)象的解釋是：（1）模型并沒(méi)有把圖八中出現(xiàn)的情況考慮進(jìn)去；（2）從A點(diǎn)到C點(diǎn)的時(shí)間不一致。塊狀馬鈴薯如阿玲達(dá)可能從頂部或者最遠(yuǎn)距離下落，這將導(dǎo)致種薯到達(dá)C點(diǎn)底部的時(shí)間增加6ms
表四 通過(guò)實(shí)驗(yàn)室測(cè)量和模型計(jì)算出來(lái)的開(kāi)放時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)誤差的差異
品種 形狀因子 標(biāo)準(zhǔn)偏差, ms
測(cè)量值 計(jì)算值
阿玲達(dá) 326 8.02 5.22
麻佛來(lái) 175 6.96 4.40
4. 總結(jié)
這個(gè)模擬馬鈴薯從輸送帶開(kāi)始釋放的運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)模型是一個(gè)非常有用的證實(shí)假設(shè)和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的工具。
模型和實(shí)驗(yàn)室的測(cè)試都表明：鏈速越高，馬鈴薯在零速度水平沉積得更均勻。這是由于開(kāi)口足夠大使得馬鈴薯下降得越快，這對(duì)馬鈴薯的形狀和種薯在取薯杯上的定位有一定的影響，與鏈條速度的關(guān)系也就隨之明確，因此，在保持高的播種精度時(shí)，應(yīng)該提供更多的空間以減小鏈條的速度。建議降低鏈輪的半徑，直至低到技術(shù)上的可行度。
該研究顯示，播種機(jī)的取薯勺升運(yùn)鏈鏈對(duì)播種精度（播種的幅寬）有很大的影響。
更規(guī)格的形狀（形狀因子低）并不能自動(dòng)提高播種精度。小球（高爾夫球）在很多情況下沉積的精度低于馬鈴薯，這是由導(dǎo)向的導(dǎo)種管和取薯勺的形狀決定的。
因此建議重新設(shè)計(jì)取薯勺和導(dǎo)種管的形狀，要做到這一點(diǎn)還應(yīng)該將小鏈輪加以考慮。
參考文獻(xiàn)
[1] Du and Sun, 2004 Cheng-Jin Du and Da-Wen Sun, Recent developments in the applications of image processing techniques for food quality evaluation, Trends in Food Science & Technology 15 (2004), pp. 230–249.
[2] Entz and LaCroix, 1983 M.H. Entz and L.J. LaCroix, A survey of planting accuracy of commercial potato planters, American Potato Journal 60 (1983),pp. 617–623.
[3] Koning de et al., 1994 C.T.J. Koning de, L. Speelman and H.C.P. Vries de, Size grading of potatoes: development of a new characteristic parameter, Journal of Agricultural Engineering Research 57 (1994), pp. 119–128
[4] Kutzbach H D (1989). Influence of crop properties on the efficiency of agricultural machines and equipment. 4th International Conference on Physical Properties of Agricultural Materials, Rostock, Germany, September 4–8, pp 447–455.
[5] McPhee et al., 1996 J.E. McPhee, B.M. Beattie, R. Corkrey and J.F.M. Fennell, Spacing uniformity—yield effects and in-field measurement, American Potato Journal 73 (1996) (1), pp. 167–171
[6] Misener, (1982) Misener GC (1982). Potato planters—uniformity of spacing. Transactions of the ASAE, 25, 1504–1505, 1511
[7] Pavek M; Thornton R (2003). Poor planter performance: what's it costing the average Washington potato grower? Proceedings of the Washington State Potato Conference, Moses Lake, WA, USA, pp 13–21
[8] Siecska et al., 1986 J.B. Sieczka, E.E. Ewing and E.D. Markwardt, Potato planter performance and effects on non-uniform spacing, American Potato Journal 63 (1986), pp. 25–37
[9] Tao et al., 1995 Y. Tao, C.T. Morrow, P.H. Heinemann and H.J.S. Ill, Fourier based separation technique for shape grading of potatoes using machine vision, Transactions of the ASAE 38 (1995), pp. 949–957.
[10] Z?dler, 1969 H. Z?dler, Ermittlung des Formindex von Kartoffelknollen bei Legemachinenuntersuchungen, [Determination of the shape index of potato tubers in potato planter research.] Grundlagen der Landtechnie 15 (1969) (5), p. 170.
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塔里木大學(xué)
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書(shū)
學(xué)院
機(jī)械電氣化工程學(xué)院
班級(jí)
學(xué)生姓名
學(xué)號(hào)
課題名稱
馬鈴薯片干燥機(jī)的設(shè)計(jì)
起止時(shí)間
2011年12 月1 日 — 2012年 5 月 29 日（共 14 周）
指導(dǎo)教師
職稱
課題內(nèi)容：
本裝置主要用于馬鈴薯片的干燥，通過(guò)選擇合適的方法設(shè)計(jì)干燥裝置，使裝置能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)馬鈴薯片的干燥。
擬定工作進(jìn)度:
第1周—第2周 通過(guò)查找文獻(xiàn)資料，了解干燥機(jī)的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀。
第2周—第5周 設(shè)計(jì)馬鈴薯片干燥機(jī)的總體方案。
第6周—第9周 對(duì)馬鈴薯片干燥機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體設(shè)計(jì)。
第10周—第12周 撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，對(duì)部分問(wèn)題修改、調(diào)整。
第13周—第14周 整理資料準(zhǔn)備答辯。
主要參考文獻(xiàn)
[1]劉廣文.干燥設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2009(7).
[2]金國(guó)森.干燥設(shè)備設(shè)計(jì)[M].上海：上海科技出版社，1986.
[3]付興利，陸顯斌.糧食干燥工藝及主要干燥設(shè)備介紹[J].農(nóng)業(yè)裝備技術(shù),2011(04).
[4]崔春芳，童忠良.干燥新技術(shù)及應(yīng)用[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2011(1).
[5]沈再春.農(nóng)產(chǎn)品加工機(jī)械與設(shè)備[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,1993(10).
[6]沈林生.農(nóng)產(chǎn)品加工機(jī)械[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1988.
[7]楊可楨，李仲生.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[J].北京：高等教育出版社，2006(5).
任務(wù)下達(dá)人（簽字）
年 月 日
任務(wù)接受人意見(jiàn)
任務(wù)接受人簽名
年 月 日
注：1、此任務(wù)書(shū)由指導(dǎo)教師填寫(xiě)，任務(wù)下達(dá)人為指導(dǎo)教師。
2、此任務(wù)書(shū)須在學(xué)生畢業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)開(kāi)始前一周下達(dá)給學(xué)生本人。
3、此任務(wù)書(shū)一式三份，一份留學(xué)院存檔，一份學(xué)生本人留存，一份指導(dǎo)教師留存。
前 言
農(nóng)產(chǎn)品的干燥實(shí)質(zhì)上是將物料中的水分含量降至所要求的程度，做成干制品，其目的是防止成品霉?fàn)€變質(zhì)，能較長(zhǎng)時(shí)間貯存，減少體積和重量，便于運(yùn)輸，擴(kuò)大供應(yīng)范圍，而干燥機(jī)的產(chǎn)生改變了依賴于自然風(fēng)干的局面，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)率，降低了生產(chǎn)成本；本設(shè)計(jì)旨在設(shè)計(jì)一個(gè)馬鈴薯片干燥機(jī)，介紹了干燥機(jī)及干燥技術(shù)的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀，考慮多種條件和因素，從不同種類的干燥機(jī)內(nèi)選擇適宜的類型進(jìn)行設(shè)計(jì)，闡述了干燥機(jī)原理，進(jìn)行了干燥機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算，進(jìn)行結(jié)構(gòu)上的優(yōu)化，完成馬鈴薯片干燥機(jī)設(shè)計(jì)和計(jì)算的整個(gè)過(guò)程，對(duì)干燥設(shè)備有了進(jìn)一步的了解和一些創(chuàng)新。
12 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)
馬鈴薯片干燥機(jī)的設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
學(xué)生姓名
學(xué) 號(hào)
所屬學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院
專 業(yè) 農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化
班 級(jí) 12-2
指導(dǎo)教師
日 期 2012. 6
塔里木大學(xué)教務(wù)處制
塔里木大學(xué)
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開(kāi)題報(bào)告
課題名稱 馬鈴薯片干燥機(jī)的設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名
學(xué) 號(hào)
所屬學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院
專 業(yè) 農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化
班 級(jí) 12-2
指導(dǎo)教師
起止時(shí)間
機(jī)械電氣化工程學(xué)院教務(wù)辦制
填 表 說(shuō) 明
一、學(xué)生撰寫(xiě)《開(kāi)題報(bào)告》應(yīng)包含的內(nèi)容：
1、本課題來(lái)源及研究的目的和意義；
2、本課題所涉及的問(wèn)題在國(guó)內(nèi)（外）研究現(xiàn)狀及分析；
3、對(duì)課題所涉及的任務(wù)要求及實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析；
4、本課題需要重點(diǎn)研究的、關(guān)鍵的問(wèn)題及解決的思路；
5、完成本課題所必須的工作條件及解決的辦法；
6、完成本課題的工作方案及進(jìn)度計(jì)劃；
7、主要參考文獻(xiàn)（不少于7篇）。
二、本報(bào)告必須由承擔(dān)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）課題任務(wù)的學(xué)生在接到“畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書(shū)”的兩周內(nèi)獨(dú)立撰寫(xiě)完成，并交指導(dǎo)教師審閱。
三、開(kāi)題報(bào)告要求手寫(xiě)體，字?jǐn)?shù)在3000字以上，由學(xué)生在本報(bào)告冊(cè)內(nèi)填寫(xiě)，頁(yè)面不夠可自行添加A4紙張。
四、每個(gè)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）課題須提交開(kāi)題報(bào)告一式三份，一份學(xué)生本人留存，一份指導(dǎo)教師存閱，一份學(xué)生所在學(xué)院存檔，備檢備查。
一 本題來(lái)源及研究的目的和意義
1.1 課題的來(lái)源：自選題
1.2 研究的目的
馬鈴薯鮮薯可供燒煮作糧食或蔬菜。世界各國(guó)十分注意生產(chǎn)馬鈴薯的加工食品，如法式凍炸條、炸片、速溶全粉、淀粉以及花樣繁多的糕點(diǎn) 、蛋卷等，為數(shù)達(dá)100多種。但鮮薯塊莖體積大，含水量高，運(yùn)輸和長(zhǎng)期貯藏有困難。為此，馬鈴薯片干燥機(jī)的設(shè)計(jì)有望滿足馬鈴薯的儲(chǔ)藏、運(yùn)輸、加工要求。
1.3 研究的意義
本課題設(shè)計(jì)采用熱風(fēng)循環(huán)對(duì)馬鈴薯片進(jìn)行干燥。設(shè)備能在理論上為提高馬鈴薯的儲(chǔ)存、運(yùn)輸、加工提供一定的技術(shù)支撐。課題的實(shí)施是為馬鈴薯的干燥提供了理論依據(jù)。
二 課題所涉及的問(wèn)題在國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及分析
2.1 國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀
從第一屆全國(guó)干燥會(huì)議于1975年6月23日至30日在南京召開(kāi)，至今已經(jīng)三十多年了。30多年來(lái)，我國(guó)干燥技術(shù)研究隊(duì)伍不斷壯大。目前我國(guó)從事干燥技術(shù)研究的大專院校、科研院所、研究單位大約右有50多家，領(lǐng)域涉及食品、糧食、化工、醫(yī)藥、染料、輕工、林業(yè)、造紙、硅酸鹽、水產(chǎn)業(yè)、漁業(yè)等行業(yè)，全國(guó)共有設(shè)備制造廠600多家，已形成了一支強(qiáng)有力的干燥科研開(kāi)發(fā)隊(duì)伍，廣泛開(kāi)展干燥技術(shù)的基礎(chǔ)研究、工藝研究及工業(yè)化研究，使我國(guó)干燥技術(shù)研究正向世界水平邁進(jìn)，某些技術(shù)領(lǐng)域達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。
30年來(lái)，中國(guó)對(duì)許多干燥技術(shù)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化。主要有蒸汽回轉(zhuǎn)干燥，噴霧干燥，流態(tài)化干燥(普通流化床，振動(dòng)流化床，內(nèi)加熱流化床、流化床噴霧造粒干燥)，氣流干燥，回轉(zhuǎn)圓筒干燥，旋轉(zhuǎn)快速干燥，圓盤(pán)干燥，帶式干燥，雙錐回轉(zhuǎn)真空干燥，槳葉式干燥，冷凍干燥，微波及遠(yuǎn)紅外干燥，糧食干燥等等，常規(guī)干燥設(shè)備基本可以滿足生產(chǎn)的需要，并有部分機(jī)型達(dá)到國(guó)際當(dāng)代水平并出口到國(guó)外。
干燥單元的重要性不僅在于它對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程的效率和總能耗有較大的影響，還在于它往往是生產(chǎn)過(guò)程的最后工序，操作的好壞直接影響產(chǎn)品質(zhì)量，從而影響市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力和經(jīng)濟(jì)效益。我國(guó)有許多產(chǎn)品，就純度而言已經(jīng)達(dá)到甚至超過(guò)國(guó)外產(chǎn)品;然而就是由于干燥技術(shù)不如國(guó)外技術(shù)，堆積密度、粒度、色澤等物性指標(biāo)上不去.在國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中處于劣勢(shì)，有的甚至售價(jià)僅為國(guó)外同種產(chǎn)品的三分之一。目前我國(guó)某些大型石化干燥裝備還依賴進(jìn)口。椐粗略估計(jì)，我國(guó)生產(chǎn)的干燥設(shè)備種類僅為國(guó)外30—40%。因此進(jìn)行干燥技術(shù)研究的任務(wù)迫切。
2.2 技術(shù)創(chuàng)新
企業(yè)是技術(shù)創(chuàng)新的主體，我國(guó)干燥技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化走了一條產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的路子。目前我國(guó)干燥機(jī)類型有20多個(gè)系列250多種規(guī)格產(chǎn)品。有些產(chǎn)品已達(dá)到了國(guó)際水平，替代進(jìn)口。
2.3 干燥技術(shù)在食品糧食等方面的應(yīng)用
由于該設(shè)計(jì)機(jī)械作業(yè)對(duì)象為馬鈴薯片，馬鈴薯既屬于蔬菜類，也屬于糧食類，所以以下只對(duì)果蔬干燥技術(shù)和糧食干燥技術(shù)作介紹。
2.3.1 果蔬干燥技術(shù)
果蔬干燥技術(shù)是一個(gè)非常活躍的研究方向。果蔬通過(guò)脫水干燥，可降低含水率，提高原料可溶性物質(zhì)的濃度，阻礙微生物繁殖，抑制蔬菜中所含的酶的活性，從而使脫水后的蔬菜能夠在常溫下較久保存，且便于運(yùn)輸和攜帶。
果蔬干燥技術(shù)：常壓熱風(fēng)干燥技術(shù)(如網(wǎng)帶式干燥機(jī))、真空冷凍干燥技術(shù)、微波干燥技術(shù)、遠(yuǎn)紅外干燥技術(shù)、滲透干燥技術(shù)、過(guò)熱蒸汽干燥技術(shù)。近年來(lái)新開(kāi)發(fā)的干燥設(shè)備有噴射泵式真空凍干設(shè)備、真空油炸果蔬脆片設(shè)備、氮?dú)飧稍锲?、太?yáng)能成套干燥設(shè)備、微波真空干燥機(jī)、振動(dòng)流化床干燥機(jī)等。
果蔬行業(yè)干燥存在的主要問(wèn)題是,我國(guó)目前生產(chǎn)的主流干燥產(chǎn)品普遍存在干燥速度慢、脫水時(shí)間長(zhǎng)、能耗大、成本高、復(fù)水性能差、品質(zhì)保存率低等缺陷，由此出現(xiàn)了在國(guó)際市場(chǎng)上價(jià)格滑坡、國(guó)內(nèi)市場(chǎng)打不開(kāi)銷路的嚴(yán)峻局面。果蔬干燥研究存在的問(wèn)題是：一是各種脫水果蔬的復(fù)水性能缺乏研究，尤其不了解一些改善某些干制品的復(fù)原性常用手段;二是選擇合適干制手段的能力較弱。近年來(lái)有過(guò)分夸大某種干燥方式的優(yōu)點(diǎn),而忽略其缺點(diǎn)的趨勢(shì)。如一味強(qiáng)調(diào)凍干產(chǎn)品品質(zhì)好的優(yōu)點(diǎn),而忽略其易吸潮、易碎、設(shè)備投資和操作費(fèi)用高等缺點(diǎn)。
果蔬干燥研究方向：在保證品質(zhì)方面,開(kāi)發(fā)選用不同干制技術(shù)以適應(yīng)不同果蔬的干制特性，從而保障干制品的品質(zhì)。如真空冷凍干燥、過(guò)熱蒸汽干燥分別適用于熱敏性和過(guò)敏性物料的干燥;微波加熱均勻，可以避免一般加熱干燥過(guò)程由于內(nèi)外加熱不勻而引起的品質(zhì)下降，充分保持了新鮮蔬菜內(nèi)原有的營(yíng)養(yǎng)成分，并具有反應(yīng)靈敏、便于控制、熱效率高、無(wú)余熱、無(wú)污染等顯著特點(diǎn);遠(yuǎn)紅外干燥可以使干燥效率和干燥質(zhì)量得到極大的提高;連續(xù)冷凍干燥是發(fā)展趨勢(shì)。 在高效節(jié)能方面，微波干燥、遠(yuǎn)紅外干燥和聲波干燥是國(guó)際上應(yīng)用較為普及的三種高效節(jié)能新技術(shù)。目前國(guó)際上的趨勢(shì)是將微波或遠(yuǎn)紅外與真空低溫技術(shù)結(jié)合，避免內(nèi)部升溫失控。熱泵和太陽(yáng)能干燥是近年來(lái)才應(yīng)用到果蔬干燥中的節(jié)能新技術(shù)，但干制溫度較低，干燥時(shí)間較長(zhǎng)。
2.3.2 糧食干燥技術(shù)
國(guó)外現(xiàn)在使用的糧食干燥機(jī)按其結(jié)構(gòu)及干燥原理來(lái)分主要有順流式、橫流式、混流式、逆流式和內(nèi)循環(huán)移動(dòng)式干燥機(jī)。
我國(guó)現(xiàn)在使用的干燥機(jī)按其結(jié)構(gòu)及干燥原理來(lái)分主要有：
1)塔式干燥機(jī) 塔體采用磚鋼混合結(jié)構(gòu)，處理量大，一次降水不低于10%，主要用于玉米、小麥的烘干。
2)滾筒式干燥機(jī) 干燥段的筒體為鋼筒，緩蘇、冷卻段為磚混結(jié)構(gòu)，主要用于水稻、小麥的烘干。
3)流化床干燥機(jī) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，主要用于水稻、小麥和油菜籽的烘干。
4)網(wǎng)柱式干燥機(jī) 糧食在雙層網(wǎng)狀板間流動(dòng)，形成的糧柱與干燥介質(zhì)成錯(cuò)流運(yùn)動(dòng)，主要用于玉米、水稻、小麥的烘干。
5)順逆流干燥機(jī) 糧食與熱風(fēng)同方向運(yùn)動(dòng)，干燥均勻，熱效率較高，冷風(fēng)與糧食反方向運(yùn)動(dòng)，干燥后糧食品質(zhì)好。
6)蒸汽干燥機(jī) 利用一定壓力的蒸汽，通過(guò)換熱器間接烘干糧食。
7)順流式干燥機(jī) 它可以使用較高的風(fēng)溫而不降低糧食品質(zhì)。
8)循環(huán)式干燥機(jī) 屬批式干燥機(jī)，濕糧喂入干燥機(jī)后，在機(jī)內(nèi)循環(huán)同時(shí)受熱風(fēng)的作用使水分蒸發(fā)，達(dá)到要求的終水分后，停機(jī)卸糧。
9)順混流式干燥機(jī) 綜合了順逆干燥適合濕糧的特點(diǎn)和混流干燥均勻及干后水分低的特點(diǎn)。一次干燥流程即達(dá)到安全水分。
在干燥機(jī)理、應(yīng)用基礎(chǔ)研究放方面中國(guó)農(nóng)大、東北農(nóng)大、華南農(nóng)大、江蘇理工大學(xué)作了大量的研究工作，分別建立了谷物熱特性、水分?jǐn)U散特性、干燥速率等實(shí)驗(yàn)測(cè)定裝置。中國(guó)農(nóng)大率先開(kāi)展了谷物干燥計(jì)算機(jī)模擬的研究，使國(guó)內(nèi)的干燥技術(shù)研究接近和達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。
三、對(duì)課題所涉及的任務(wù)要求及實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析
3.1 課題任務(wù)要求
本裝置主要用于馬鈴薯片的干燥，通過(guò)選擇合適的方法設(shè)計(jì)干燥裝置，使裝置能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)馬鈴薯片的干燥。
3.2 課題設(shè)計(jì)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析
本裝置主要對(duì)馬鈴薯片進(jìn)行干燥，綜合國(guó)內(nèi)干燥技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀分析，國(guó)內(nèi)干燥技術(shù)成熟程度比較成熟，使用電加熱型熱風(fēng)循環(huán)烘箱，干燥過(guò)程通入過(guò)濾后的純凈空氣，對(duì)馬鈴薯片不造成污染，加熱溫度50-140℃，以保證馬鈴薯片大致形狀不發(fā)生變化，綜上所述，該設(shè)計(jì)是可行的。四 本課題需要重點(diǎn)研究的關(guān)鍵的問(wèn)題及解決的思路
4.1 本課題需要研究的重點(diǎn)問(wèn)題
需要滿足馬鈴薯片的干燥度要求。烘箱的組成主要包括：主機(jī)，電加熱裝置，排濕裝置，烘車，烘盤(pán)等。
4.2 本課題需要研究的難點(diǎn)問(wèn)題解決的思路
將馬鈴薯片均勻放入烘盤(pán)，烘盤(pán)在烘車擺正，推入烘箱內(nèi)，關(guān)閉主機(jī)門(mén)，整個(gè)烘箱形成一個(gè)封閉的箱體，開(kāi)機(jī)運(yùn)行時(shí)，經(jīng)過(guò)過(guò)濾的純凈空氣在風(fēng)機(jī)作用下進(jìn)行電加熱，實(shí)現(xiàn)溫度的上升，熱風(fēng)在整個(gè)烘箱內(nèi)循環(huán)。從而進(jìn)行熱交換，即馬鈴薯片吸收熱量、蒸發(fā)水分，蒸發(fā)出來(lái)的水分則由干燥介質(zhì)（熱風(fēng)）帶走，再由排濕裝置排出機(jī)體外。在對(duì)馬鈴薯片進(jìn)行干燥過(guò)程中，要控制熱風(fēng)溫度和濕度，避免馬鈴薯片發(fā)生過(guò)熱而降低品質(zhì)。
五 完成本課題需要的工作條件及解決的辦法
完成本課完成本課題所必須做的工作有利用學(xué)校圖書(shū)館及互聯(lián)網(wǎng)查閱大量資料，了解馬鈴薯的基本性質(zhì)，干燥機(jī)的結(jié)構(gòu)、原理等，了解各種類型的干燥機(jī)的特點(diǎn)。關(guān)鍵問(wèn)題可請(qǐng)求老師指導(dǎo)或通過(guò)同學(xué)討論，選擇適合馬鈴薯片干燥的干燥機(jī)類型，對(duì)擬定的干燥機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)，計(jì)算，利用Auto CAD等繪圖軟件繪制出干燥機(jī)的零件圖，裝配圖，反復(fù)對(duì)設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行檢驗(yàn)、校核。
六 工作方案及進(jìn)度計(jì)劃
工作方案：設(shè)計(jì)總體含括――風(fēng)機(jī)、電加熱部分裝置設(shè)計(jì)――排濕、空氣過(guò)濾部分裝置設(shè)計(jì)――烘盤(pán)、烘車部分裝置設(shè)計(jì)――機(jī)箱及外圍設(shè)備設(shè)計(jì)――機(jī)體有機(jī)組合
進(jìn)度計(jì)劃：
第1周—第2周 通過(guò)查找文獻(xiàn)資料，了解干燥機(jī)的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀。
第2周—第5周 設(shè)計(jì)馬鈴薯片干燥機(jī)的總體方案。
第6周—第9周 對(duì)馬鈴薯片干燥機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體設(shè)計(jì)。
第10周—第12周 撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，對(duì)部分問(wèn)題修改、調(diào)整。
第13周—第14周 整理資料準(zhǔn)備答辯。
七 參考文獻(xiàn)
[1]劉廣文.干燥設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2009：33-41.
[2]金國(guó)森.干燥設(shè)備設(shè)計(jì)[M].上海：上海科技出版社，1986：15-21.
[4]付興利，陸顯斌.糧食干燥工藝及主要干燥設(shè)備介紹[J].農(nóng)業(yè)裝備技術(shù),2011：55-59.
[5]崔春芳，童忠良.干燥新技術(shù)及應(yīng)用[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2011：68-74.
[6]沈再春.農(nóng)產(chǎn)品加工機(jī)械與設(shè)備[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,1993：195-221.
[7]沈林生.農(nóng)產(chǎn)品加工機(jī)械[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1988：134-151.
[8]楊可楨，李仲生.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[J].北京：高等教育出版社，2006：58-70
[9]YY 0026-90,中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)熱風(fēng)循環(huán)烘箱[S].
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