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畢業(yè)設(shè)計(jì)
馬鈴薯去皮機(jī)的設(shè)計(jì)
專(zhuān) 業(yè)：農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化
班 級(jí)：
指導(dǎo)老師：
報(bào) 告 人：
目錄
摘要..........................................................................................................
第一章 引言................................................................................................
1研究的目的和意義.............................................
摘要:馬鈴薯去皮是所有馬鈴薯制品加工工藝過(guò)程的重要環(huán)節(jié)，目前存在的各種去皮方法都各自有其一定的局限性。隨著馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，如 何尋找一種優(yōu)質(zhì)、高效、節(jié)能幾環(huán)保的馬鈴薯剝皮方法己成為馬鈴薯加工工藝過(guò)程 中迫切需要解決的問(wèn)題。本文主要介紹了以摩擦原理為基礎(chǔ)的、適合食品加工工廠等場(chǎng)所使用的小型馬鈴薯去皮機(jī)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)、工作原理和設(shè)備組成。
關(guān)鍵詞：去皮機(jī)；摩擦；設(shè)計(jì)；馬鈴薯
第一章 引言
一研究的目的和意義及國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀
1.1 研究的目的
目前，世界79%的國(guó)家種植馬鈴薯，總面積2000萬(wàn)千米左右，總產(chǎn)量3億多噸，僅在小麥、玉米、水稻之后，居第四位。馬鈴薯在我國(guó)布極為廣泛，主要產(chǎn)區(qū)集中在四川、黑龍江、甘肅、內(nèi)蒙、河北、山西、陜西、云南、貴州、等省。
1.2 研究的意義
馬鈴薯屬于茄科、塊莖類(lèi)作物，是珍貴的食物，它既是糧又是菜，營(yíng)養(yǎng)豐富。其淀粉含量達(dá)11 %--25，且蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值很高，容易消化吸收。其中含有18種氨基酸、多種維生素及豐富的礦物質(zhì)元素。屬于低熱量、高蛋白、多種維生素和礦物質(zhì)食品。馬鈴薯的蛋白質(zhì)主要是球蛋白，其生物價(jià)為67，高于除大米以外的各種糧食。如果用35%的雞蛋清與65%的土豆蛋白混合食用，則可以合成目前己知的最佳蛋白質(zhì)。馬鈴薯中主要含的是半纖維素，它能增加腸道蠕動(dòng)的次數(shù)。另外，馬鈴薯還是一種較好的化工原料。日本通產(chǎn)省北海道工業(yè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)廠開(kāi)發(fā)出一種用馬鈴薯作原料生產(chǎn)塑料的技術(shù)。這種塑料能通過(guò)土壤和水中的微生物進(jìn)行自然分解，最終化成為水和二氧化碳。
2.1 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀
馬鈴薯是世界上第四大作物，我國(guó)是世界馬鈴薯生產(chǎn)第一大國(guó)。馬鈴薯耐抗逆、適應(yīng)性廣、生長(zhǎng)周期短、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高和產(chǎn)業(yè)鏈長(zhǎng)，已成為我國(guó)脫貧致富、西部開(kāi)發(fā)的重要支柱產(chǎn)業(yè)、主要的蔬菜和出口創(chuàng)匯高效作物、食品和工業(yè)淀粉加工的重要原料，為增加我國(guó)糧食產(chǎn)量、促進(jìn)農(nóng)民增收，做出了巨大貢獻(xiàn)。隨著耕地面積的減少、水資源短缺壓力日益增加、大宗糧食作物比較效益降低以及膳食結(jié)構(gòu)的改變，馬鈴薯對(duì)保障我國(guó)糧食安全的重要性日益凸顯。
我國(guó)馬鈴薯加工企業(yè)共4000-5000家，其中規(guī)?；罴庸て髽I(yè)近100家。全國(guó)精淀總的加工設(shè)計(jì)能力200萬(wàn)噸，但由于原料缺乏，2006年實(shí)際生產(chǎn)粉50萬(wàn)噸左右，消耗原料薯在400萬(wàn)噸左右，其中設(shè)計(jì)能力6000噸以上精淀粉加工企業(yè)有50余家，分布在全國(guó)14個(gè)馬鈴薯主產(chǎn)省區(qū)。全淀加工總生產(chǎn)能力10萬(wàn)噸，2006年實(shí)際生產(chǎn)4萬(wàn)噸左右，消耗原料薯20萬(wàn)噸。目前共有薯片加工企業(yè)25-30家，年加工能力10萬(wàn)噸左右，實(shí)際年生產(chǎn)7萬(wàn)噸左右，消耗原料薯16萬(wàn)噸左右。每年速凍薯?xiàng)l進(jìn)口量在8萬(wàn)噸左右。另外年產(chǎn)粉絲粉皮5.7萬(wàn)噸。馬鈴薯淀粉由于其自身的特點(diǎn)，在應(yīng)用上具有其它類(lèi)淀粉所無(wú)法替代的功能和作用。在方便食品、休閑食品、膨化食品、火腿腸、嬰兒食品、低糖食品、果凍布丁等產(chǎn)品的生產(chǎn)上，由于馬鈴薯淀粉的高白度、高透明度、高粘度、低糊化溫度等特點(diǎn)而被大量使用，有的甚至是玉米淀粉無(wú)法替代的。從餐飲調(diào)查情況，我國(guó)現(xiàn)有旅游涉外酒店8000多家，僅星級(jí)就有3000多家，而每家星級(jí)酒店用馬鈴薯淀粉作西點(diǎn)的膨松劑和涂抹食品的膠凝劑，以及中餐菜肴的增稠劑、火腿、肉類(lèi)制品的吸附劑的用量，每月就在2噸以上，僅此一項(xiàng)每年就需馬鈴薯淀粉7—8萬(wàn)噸，這還不包括其他非星級(jí)的酒店、飯店的用量，而這些酒店、飯店的數(shù)量極大，全國(guó)要以數(shù)百萬(wàn)計(jì)，均使用馬鈴薯淀粉作增稠劑，因?yàn)樗挠昧渴怯衩椎矸鄣?/40。
全國(guó)餐飲業(yè)馬鈴薯淀粉的需求量應(yīng)在60—80萬(wàn)噸。隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和國(guó)際化的推進(jìn)，我國(guó)食品工業(yè)以外的行業(yè)對(duì)馬鈴薯淀粉的需求量也將不斷增加馬鈴薯全粉既可作最終產(chǎn)品，也可作為中間原料制成多種后續(xù)產(chǎn)品，多層次提高馬鈴薯產(chǎn)品的附加值，并可滿(mǎn)足人們對(duì)食品質(zhì)量高、品味好,價(jià)格便宜、食用方便的要求。
國(guó)外馬鈴薯主要用于加工，鮮食比例較小。美國(guó)有75%的鮮薯用于加工，法國(guó)為60%，荷蘭為40%，英國(guó)為40%，而我國(guó)馬鈴薯主要以蔬菜的形式進(jìn)行鮮食，用于加工的比例不足10%。由于馬鈴薯作為蔬菜其口感較差，并不太受人們的歡迎，因而價(jià)格低廉，每年有15%的馬鈴薯爛掉，浪費(fèi)較多，嚴(yán)重影響了廣大薯農(nóng)的經(jīng)濟(jì)利益和種薯積極性。這種現(xiàn)象不利于我國(guó)馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
國(guó)外的馬鈴薯制品，如馬鈴薯?xiàng)l、馬鈴薯片是一種很受歡迎的快餐食品，現(xiàn)已風(fēng)靡我國(guó)的麥當(dāng)勞、肯德雞等快餐店，其拳頭產(chǎn)品就是馬鈴薯制品。我國(guó)的馬鈴薯產(chǎn)品加工起步較晚，工藝技術(shù)落后，還不能形成規(guī)模。馬鈴薯制品的質(zhì)量趕不上國(guó)外水平，產(chǎn)量也遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿(mǎn)足不了市場(chǎng)要求，因而加快我國(guó)馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，提高馬鈴薯的附加值，不但能滿(mǎn)足消費(fèi)者需求，而且是加快我國(guó)貧困地區(qū)，尤其是西部馬鈴薯產(chǎn)區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一條重要途徑。據(jù)了解，貴州省己經(jīng)把馬鈴薯產(chǎn)業(yè)為本省經(jīng)濟(jì)的一大增長(zhǎng)點(diǎn)。中央關(guān)于西部大開(kāi)發(fā)的決議，又為馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了很好的機(jī)會(huì)。馬鈴薯產(chǎn)業(yè)將大有可為。
2.2 馬鈴薯去皮技術(shù)
凡是馬鈴薯果皮粗糙、堅(jiān)硬，具有不良風(fēng)味的均應(yīng)去皮，以利于提高品質(zhì)，只有在加工某些果脯、蜜餞、果汁和果酒時(shí)，因要打漿和壓榨，才不用去皮，馬鈴薯去皮方法如下：
（1）手工去皮：用特別的刀、刨等工具人工削皮，去皮干凈、損失少，但勞動(dòng)效率低。
（2）機(jī)械去皮：主要用于比較常規(guī)的果蔬原料。
（3）堿液去皮：利用堿液的強(qiáng)腐蝕性來(lái)使蔬菜表面中膠層溶解，從而使果皮分離。堿液去皮常使用氫氧化鈉，腐蝕性強(qiáng)且廉價(jià)。堿液去皮時(shí)堿液的濃度、處理時(shí)間和堿液溫度，應(yīng)視不同果蔬原料種類(lèi)、成熟度、大小而定。堿液濃度提高、處理時(shí)間長(zhǎng)和溫度高都會(huì)增加皮層的松離及腐蝕程度。經(jīng)堿液處理后的果蔬必須立即在冷水中浸泡、清洗、反復(fù)換水直至表面無(wú)膩感，口感無(wú)堿味為止。
（4）熱力去皮：果蔬用短時(shí)間高溫處理后，使表皮迅速升溫，果皮膨脹破裂，與內(nèi)部果肉組織分離，然后迅速冷卻去皮，適合于成熟度高的桃、李、杏等。熱去皮的熱源主要有蒸汽和熱水。此法原料損失少，色澤好，風(fēng)味好。
（5）酶法去皮：在果膠酶的作用下，達(dá)到去皮目的。需要控制酶的最佳作用條件如溫度、時(shí)間、PH值等。
（6）冷凍去皮：將果蔬在冷凍裝置中冷至達(dá)到輕度表面冷凍，然后解凍，使皮松弛后去皮，此法質(zhì)量好但費(fèi)用高。
（7）真空去皮：將成熟的果蔬先行加熱，使其升溫后果皮和果肉分離，接著進(jìn)入有一定真空度的真空室內(nèi)，適當(dāng)處理，使果皮下的液體迅速“沸騰”，皮與肉分離，然后破除真空，沖洗或攪動(dòng)去皮。
國(guó)外馬鈴薯去皮方法大致有三種，即機(jī)械去皮、蒸汽去皮和化學(xué)方法去皮。三種去皮方法的工作原理為：
（1）機(jī)械去皮。在圓筒形容器中。依靠帶有磨料的圓盤(pán)、滾輪或依靠特制的橡膠輥在中速或高速旋轉(zhuǎn)中摩擦塊莖的表面而達(dá)到去皮目的。
（2）蒸汽去皮。在高壓容器內(nèi)，通^高壓蒸汽使塊莖表面受熱，然后打開(kāi)容器盞，突然釋放壓力．塊莖的表皮和果肉即自行分離。
（3）化學(xué)去皮。在耐堿容器內(nèi)，加強(qiáng)堿溶液并加溫，后加人塊莖，經(jīng)一段時(shí)間后塊莖的表皮被堿溶液腐蝕，經(jīng)高壓水反復(fù)沖洗干凈后，。再將塊莖放人機(jī)械去皮機(jī)中剝?nèi)ケ砥ぁ?
第二章??馬鈴薯去皮機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
本設(shè)計(jì)主要考慮去皮后的馬錯(cuò)薯達(dá)到表面光滑?無(wú)破壞層、去皮過(guò)程無(wú)污染及切屑可利用為目的：同時(shí)考慮經(jīng)濟(jì)實(shí)用。達(dá)到能以晟少的投資獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。從而為推廣該產(chǎn)品奠定基礎(chǔ)。?
2.1?馬鈴薯去皮機(jī)的設(shè)計(jì)及特點(diǎn)?
2.1.1工藝流程及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)??
針對(duì)研制目的，采用清洗后去皮工藝，研制出攪龍式機(jī)械清洗機(jī)和離心式機(jī)械切屑去皮機(jī)。并利用可調(diào)節(jié)式刀片，達(dá)到切屑量可控制的目的。其工藝流程為：原料準(zhǔn)備→?清洗→去皮→產(chǎn)品清洗→皮屑收集→產(chǎn)品收集。?
攪戈式清洗機(jī)為國(guó)內(nèi)大量使用的清洗機(jī)械。梯型洗槽內(nèi)。固定著輸送攪戈。攪龍通過(guò)減速器由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，洗槽內(nèi)充水。在攪龍上部有噴水裝置．塊莖進(jìn)入洗槽浸泡在水里，由于在被攪龍?zhí)嵘^(guò)程中?塊莖相互問(wèn)以及與攪龍葉間摩擦而逐漸去皮；同時(shí)清水不斷從攪龍面部噴淋下來(lái)，沖洗塊莖，故塊莖越接近頂部越干凈。??
在外罩內(nèi)部裝有由電機(jī)帶動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)工作盤(pán)。工作時(shí)塊莖通過(guò)貯料室投入到工作室內(nèi)。工作盤(pán)按一定速度旋轉(zhuǎn)。在離心力、重力和摩擦力共同作用下，利用塊莖相對(duì)于工作盤(pán)上刀片問(wèn)的相對(duì)速度差將馬鈴薯的皮屑切去；同時(shí)，在離心力的作用下塊莖被甩向四周。并不斷滾動(dòng)：而周?chē)庹稚戏植贾鴰讐K彈板。將塊莖撞離外周，且不斷旋轉(zhuǎn)滾動(dòng)。因此。在刀片和彈板共同作用下馬鈴薯塊莖被均勻地切去外皮，實(shí)現(xiàn)馬鈴薯去皮目的。???????
以電機(jī)為動(dòng)力，通過(guò)齒輪帶動(dòng)圓筒底部的磨盤(pán)旋轉(zhuǎn)。磨盤(pán)上表面中間低、邊緣高，呈波浪形。塊莖加入圓筒內(nèi)，因離心力和相互碰撞作用，在圓筒內(nèi)上、下、左、右翻動(dòng)，并不斷地滾動(dòng)；而圓筒上的彈板，將塊莖彈回，在磨盤(pán)和彈板共同作用下馬鈴薯塊莖被均勻地磨去外皮，實(shí)現(xiàn)馬鈴薯去皮的目的。去皮結(jié)束時(shí)加入清水，再打開(kāi)側(cè)門(mén)，塊莖從側(cè)門(mén)排出，皮屑隨水流從磨盤(pán)的周?chē)g隙排出。該機(jī)為間歇生產(chǎn)。