馬鈴薯去皮機的設(shè)計開題報告

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1、 塔 里 木 大 學 畢 業(yè) 論 文 （ 設(shè) 計 ） 開 題 報 告 課 題 名 稱 馬 鈴 薯 去 皮 機 的 設(shè) 計 學 生 姓 名 俞 兆 鑫 學 號 80 31 2 1 22 1 7 所 屬 學 院 機 械 電 氣 化 工 程 學 院 專 業(yè) 農(nóng) 業(yè) 機 械 化 及 其 自 動 化 班 級 農(nóng) 機 1 6 - 2 指 導 教 師 王 紅 飆 起 止 時 間 2 0 1 5 . 12 . 1 - 2 0 16 . 5 . 2 9 機 械 電

2、 氣 化 工 程 學 院 教 務(wù) 辦 制 填 表 說 明 一、學生撰寫《開題報告》應包含的內(nèi)容： 1、本課題來源及研究的目的和意義； 2、本課題所涉及的問題在國內(nèi)（外）研究現(xiàn)狀及分析； 3、對課題所涉及的任務(wù)要求及實現(xiàn)預期目標的可行性分析； 4、本課題需要重點研究的、關(guān)鍵的問題及解決的思路； 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度計劃； 7、主要參考文獻（不少于 7 篇）。 二、本報告必須由承擔畢業(yè)論文（設(shè)計）課題任務(wù)的學生在接到“畢 業(yè)論文（設(shè)計）任務(wù)書”的兩周內(nèi)獨立撰寫完成，并交指導教師審閱。 三、開題報告

3、要求手寫體，字數(shù)在 3000 字以上，由學生在本報告冊 內(nèi)填寫，頁面不夠可自行添加 A4 紙張。 四、每個畢業(yè)論文（設(shè)計）課題須提交開題報告一式三份，一份學生 本人留存，一份指導教師存閱，一份學生所在學院存檔，備檢備查。 摘要: 馬鈴薯去皮是所有馬鈴薯制品加工工藝過程的重要環(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)展和我國社會經(jīng)濟的進步，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程 中 迫切需要解決的問題。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 所使用的小型馬鈴薯去皮機的設(shè)計要點、工作原理

4、和設(shè)備組成。 一 本題來源及研究的目的和意義 1. 1 研究的目的 目前，世界 79%的國家種植馬鈴薯，總面積 2000 萬 hm，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、塊莖類作物，是珍貴的食物，它既是糧又是菜，營養(yǎng)豐富。其 淀粉含量達 11 %- - 25，且蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值很高，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[ 2] 。 馬鈴

5、薯的蛋白質(zhì)主要是球蛋白，其生物價為 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)實驗廠開發(fā)出一種用馬鈴薯作原料生產(chǎn)塑料的技 術(shù)。這種塑料能通過土壤和水中的微生物進行自然分解，最終化成為水和二氧化碳。 二 課題所涉及的問題在國內(nèi)外現(xiàn)狀及分析 2. 1 國內(nèi)外現(xiàn)狀 馬鈴薯是世界上第四大作物，我國是世界馬鈴薯生產(chǎn)第一大國。馬鈴薯耐抗逆、 適應性廣、生長周期短、營養(yǎng)價值高和產(chǎn)業(yè)鏈長，已成為我國脫貧致富、

6、西部開發(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， 為增加我國糧食產(chǎn)量、促進農(nóng)民增收，做出了巨大貢獻。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，馬鈴薯對保 障我國糧食安全的重要性日益凸顯。 我國馬鈴薯加工企業(yè)共4000- 5000家，其中規(guī)?；罴庸て髽I(yè)近100家。全國精淀 總的加工設(shè)計能力200萬噸，但由于原料缺乏，2006年實際生產(chǎn)粉50萬噸左右，消耗原 料薯在400萬噸左右，其中設(shè)計能力6000噸以上精淀粉加工企業(yè)有50余家，分布在全國 14個馬鈴薯主產(chǎn)省區(qū)。全淀加工總生產(chǎn)能力10萬噸，2006年實際生

7、產(chǎn)4萬噸左右，消耗 原料薯20萬噸。目前共有薯片加工企業(yè)25- 30家，年加工能力10萬噸左右，實際年生產(chǎn) 7萬噸左右，消耗原料薯16萬噸左右。每年速凍薯條進口量在8萬噸左右。另外年產(chǎn)粉 絲粉皮5. 7萬噸。2010年，中國馬鈴薯種植面積與產(chǎn)量分別達到7808萬畝和8154萬噸， 較前幾年大幅度增加。馬鈴薯產(chǎn)業(yè)化水平不斷提高，目前全國馬鈴薯加工企業(yè)已經(jīng)發(fā) 展到約5000家，其中規(guī)?；罴庸て髽I(yè)約150家，全國精淀粉年加工能力200萬噸左右， 全粉10多萬噸，薯片薯條25萬噸左右。 我國馬鈴薯加工企業(yè)共4000- 5000家，其中規(guī)?；罴庸て髽I(yè)近100家。全國精淀 總的加

8、工設(shè)計能力200萬噸，但由于原料缺乏，2006年實際生產(chǎn)粉50萬噸左右，消耗原 料薯在400萬噸左右，其中設(shè)計能力6000噸以上精淀粉加工企業(yè)有50余家，分布在全國 14個馬鈴薯主產(chǎn)省區(qū)。全淀加工總生產(chǎn)能力10萬噸，2006年實際生產(chǎn)4萬噸左右，消耗 原料薯20萬噸。目前共有薯片加工企業(yè)25- 30家，年加工能力10萬噸左右，實際年生產(chǎn) 7萬噸左右，消耗原料薯16萬噸左右。每年速凍薯條進口量在8萬噸左右。另外年產(chǎn)粉 絲粉皮5. 7萬噸。馬鈴薯淀粉由于其自身的特點，在應用上具有其它類淀粉所無法替代 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

9、，由于馬鈴薯淀粉的高白度、高透明度、高粘度、低糊化溫 度等特點而被大量使用，有的甚至是玉米淀粉無法替代的。從餐飲調(diào)查情況，我國現(xiàn) 有旅游涉外酒店8000多家，僅星級就有3000多家，而每家星級酒店用馬鈴薯淀粉作西 點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、肉類制品的吸附劑 的用量，每月就在2噸以上，僅此一項每年就需馬鈴薯淀粉7—8萬噸，這還不包括其他 非星級的酒店、飯店的用量，而這些酒店、飯店的數(shù)量極大，全國要以數(shù)百萬計，均 使用馬鈴薯淀粉作增稠劑，因為它的用量是玉米淀粉的1/40。 全國餐飲業(yè)馬鈴薯淀粉的需求量應在60—80萬噸。隨著市場經(jīng)濟的發(fā)展和國際化 的推進，我國食品

10、工業(yè)以外的行業(yè)對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，并可滿足人們對食品質(zhì)量高、品味好, 價格便宜、食用方便的要求。 國外馬鈴薯主要用于加工，鮮食比例較小。美國有75%的鮮薯用于加工，法國為60%， 荷蘭為40%，英國為40%，而我國馬鈴薯主要以蔬菜的形式進行鮮食，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，因而價格低廉，每 年有15%的馬鈴薯爛掉，浪費較多，嚴重影響了廣大薯農(nóng)的經(jīng)濟利益和種薯積極性。這 種現(xiàn)象不利于我國馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。 國外的馬鈴薯制品，如馬鈴

11、薯條、馬鈴薯片是一種很受歡迎的快餐食品，現(xiàn)已風 靡我國的麥當勞、肯德雞等快餐店，其拳頭產(chǎn)品就是馬鈴薯制品。我國的馬鈴薯產(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)量趕不上國外水平， 產(chǎn)量也遠遠滿足不了市場要求，因而加快我國馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，提高馬鈴薯的附加 值，不但能滿足消費者需求，而且是加快我國貧困地區(qū)，尤其是西部馬鈴薯產(chǎn)區(qū)經(jīng)濟 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)濟的一大增長點。 中央關(guān)于西部大開發(fā)的決議，又為馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來了很好的機會。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、堅硬，具有不良風味的均

12、應去皮，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，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，但勞動效率低。 （2）機械去皮：主要用于比較常規(guī)的果蔬原料。 （3）堿液去皮：利用堿液的強腐蝕性來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，腐蝕性強且廉價。堿液去皮時堿液的濃度、處理時間和堿液 溫度，應視不同果蔬原料種類、成熟度、大小而定。堿液濃度提高、處理時間長和溫 度高都會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、反復換水直至表面無膩感，口感無堿味為

13、止。 （4）熱力去皮：果蔬用短時間高溫處理后，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，風味好。 （5）酶法去皮：在果膠酶的作用下，達到去皮目的。需要控制酶的最佳作用條件如溫 度、時間、PH值等。 （6）冷凍去皮：將果蔬在冷凍裝置中冷至達到輕度表面冷凍，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，接著進入有一 定真空度的真空室內(nèi)，適當處理，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

14、去皮。 國外馬鈴薯去皮方法大致有三種，即機械去皮、蒸汽去皮和化學方法去皮。三種 去皮方法的工作原理為： （1）機械去皮。在圓筒形容器中。依靠帶有磨料的圓盤、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）化學去皮。在耐堿容器內(nèi)，加強堿溶液并加溫，后加人塊莖，經(jīng)一段時間后塊莖 的表皮被堿溶液腐蝕，經(jīng)高壓水反復沖洗干凈后，。再將塊莖放人機械去皮機中剝?nèi)?表皮。 三、對課題所涉及的任務(wù)要求及實現(xiàn)預期目標的可行性分析 3. 1 課題任務(wù)要求

15、 本裝置主要用于馬鈴薯片的去皮，通過選擇合適的方法設(shè)計清洗裝置，去皮裝置， 使裝置能夠?qū)崿F(xiàn)對馬鈴薯片的去皮。 3. 2 課題設(shè)計預期目標的可行性分析 本裝置主要對馬鈴薯進行去皮，綜合國內(nèi)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀分析，國內(nèi)去皮技術(shù)成熟 程度比較成熟，以電機為動力，通過齒輪帶動圓筒底部 的磨盤旋轉(zhuǎn)。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，并不斷地滾動；而圓筒上 的彈板，將塊莖彈回，在磨盤和彈板共同作用下馬鈴薯塊莖被均勻地磨去外皮，實現(xiàn) 馬鈴薯去皮的目的。去皮結(jié)束時加入清水，再打開側(cè)門，塊莖從側(cè)門排出，皮屑隨水 流從磨盤的周圍間隙排出。綜上所述，該設(shè)計是可行的。 四

16、 本課題需要重點研究的關(guān)鍵的問題及解決的思路 4. 1 本課題需要研究的重點問題 需要滿足馬鈴薯的去皮度要求。馬鈴薯去皮機的組成主要包括：機架，外筒體， 內(nèi)層內(nèi)筒體，外層內(nèi)筒體，波浪形圓盤，驅(qū)動裝置，噴淋裝置，加料裝置，卸料裝置， 排污裝置等。 4. 2 本課題需要研究的難點問題解決的思路 國內(nèi)主要使用機械摩擦去皮機。以電機為動力，通過減速齒輪帶動機筒底部的砂 盤旋轉(zhuǎn)。塊莖加入機筒內(nèi)，因其離心力和相互碰撞作用，在機筒內(nèi)上、下、左、右翻 動，表面被砂盤均勻的摩蝕，去皮結(jié)束時加入清水，再打開側(cè)門，塊莖從側(cè)門自動排 出，皮屑隨水流從砂盤的周圍間隙排出。 本裝置主要用于馬鈴薯片的去皮，

17、通過選擇合適的方法設(shè)計清洗裝置，去皮裝置， 使裝置能夠?qū)崿F(xiàn)對馬鈴薯片的去皮。 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校圖書館及互聯(lián)網(wǎng)查閱大量資料， 了解馬鈴薯的基本性質(zhì)，去皮機的結(jié)構(gòu)、原理等，了解各種類型的去皮機的特點。關(guān) 鍵問題可請求老師指導或通過同學討論，選擇適合馬鈴薯去皮的去皮機類型，對擬定 的去皮機機進行設(shè)計，計算，利用 Aut o CAD等繪圖軟件繪制出去皮機的零件圖，裝配 圖，反復對設(shè)計內(nèi)容進行檢驗、校核。 六 工作方案及進度計劃 工作方案：設(shè)計總體含括→噴淋裝置設(shè)計→驅(qū)動裝置設(shè)計→波浪圓盤裝置設(shè)計→卸料， 排污裝置設(shè)計

18、→機箱及外圍設(shè)備設(shè)計→機體有機組合。 進度計劃： 第 1 周—第 2 周 通過查找文獻資料，了解去皮機的國內(nèi)外現(xiàn)狀。 第 2 周—第 5 周 設(shè)計馬鈴薯去皮機的總體方案。 第 6 周—第 9 周 對馬鈴薯去皮機的結(jié)構(gòu)進行具體設(shè)計。 第 10 周—第 12 周 撰寫設(shè)計說明書，對部分問題修改、調(diào)整。 第13周—第14周 整理資料準備答辯。 七 參考文獻 [ 1] 楊炳南. 馬鈴薯薯條加工及對策。農(nóng)機與食品機械，1999, 2: 1- 2 [ 2] 王健. 馬鈴薯加工利用前景廣闊。農(nóng)村經(jīng)濟與技術(shù)，1998 9: 42- 44 [ 3] 王秀芳. 荷蘭的馬鈴薯

19、加工業(yè)。世界農(nóng)業(yè)，1998 4: 22- 24 [ 4] 王景彬. 試論國內(nèi)外果樹脫皮方法及設(shè)備。農(nóng)牧與食品機械，1991, 2: 22- 23 [ 5] 孔凡真. 馬鈴薯產(chǎn)品開發(fā)大有可為。農(nóng)業(yè)科技通訊，1998, 12: 28- 30 [ 6] 陳紹光. 馬鈴薯化學去皮技術(shù)研究。湖南農(nóng)業(yè)科學，1998, 4: 40- 41 [ 7] 陳芳，鄧春巖. 基于 Sol i dwor ks 的土豆去皮機的三維設(shè)計. 農(nóng)機化研究. 2006, 11: 126- 130 [ 8] 羅迎社主編．材料力學．武漢理工大學出版社 [ 9] 唐增寶，何永然，劉安俊主編．機械設(shè)計課程設(shè)計（第二版）．華中科技大學出版 社 學生簽名 年 月 日 指導教師審閱意見 指導教師簽名 年 月 日