馬鈴薯是世界上第四大糧食作物。目前全國(guó)各地都在廣泛種植,但是馬鈴薯加工的機(jī)械化程度依然不高,生產(chǎn)效率低下。馬鈴薯清洗設(shè)備本文旨在為馬鈴薯快速去皮且連續(xù)性加工提供技術(shù)支撐,解決馬鈴薯加工難題,為后續(xù)設(shè)計(jì)制造馬鈴薯去皮切片生產(chǎn)線,提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,降低加工成本打下基礎(chǔ),以提高馬鈴薯商品化率和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力,促進(jìn)馬鈴薯加工產(chǎn)業(yè)發(fā)展。本文基于馬鈴薯收獲后的清洗、去皮需求,設(shè)計(jì)改造了一臺(tái)集清洗、去皮一體化功能的連續(xù)式馬鈴薯去皮機(jī),研究?jī)?nèi)容主要有以下幾個(gè)方面:(1)分析了馬鈴薯的基本物理性質(zhì)和力學(xué)特性,研究了馬鈴薯力學(xué)特性與理化指標(biāo)的相關(guān)性,針對(duì)不同品種不同方向的力學(xué)性能進(jìn)行了壓縮試驗(yàn),為馬鈴薯清洗去皮技術(shù)提供理論依據(jù)。(2)基于對(duì)馬鈴薯力學(xué)特性的分析,及對(duì)現(xiàn)有其他作物去皮設(shè)備的結(jié)構(gòu)分析,提出了連續(xù)式馬鈴薯去皮技術(shù)方案,并設(shè)計(jì)了毛刷連續(xù)式去皮機(jī),繪制了整機(jī)的三維圖,完成了樣機(jī)制作。(3)對(duì)馬鈴薯去皮設(shè)備進(jìn)行了參數(shù)分析,得到了不同參數(shù)對(duì)馬鈴薯去皮效果的影響規(guī)律;設(shè)計(jì)了喂入輸送裝置,提出了一種去皮率測(cè)量方法,為下一步響應(yīng)面試驗(yàn)提供了研究基礎(chǔ)。(4)基于上述分析,對(duì)本文研究設(shè)計(jì)的連續(xù)式馬鈴薯去皮機(jī)進(jìn)行了三因素三水平的試驗(yàn)分析,得到馬鈴薯去皮機(jī)的最優(yōu)加工工藝參數(shù):滾筒轉(zhuǎn)速18r/min,高度差15mm,喂入量39kg/min,在此條件下馬鈴薯的去皮率為80.93%,去皮效果較好。通過(guò)上述研究,本文改進(jìn)設(shè)計(jì)的連續(xù)式馬鈴薯去皮機(jī)具有性能穩(wěn)定可靠、去皮率和生產(chǎn)率高等優(yōu)點(diǎn),可以實(shí)現(xiàn)馬鈴薯去皮的高效率、低損耗連續(xù)作業(yè),通過(guò)試驗(yàn)研究得出了馬鈴薯最優(yōu)去皮工藝參數(shù),具有一定實(shí)際應(yīng)用意義。為提高馬鈴薯清洗效率及自動(dòng)化水平,減輕操作人員的工作負(fù)擔(dān),設(shè)計(jì)了一種由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的滾刷式馬鈴薯清洗機(jī)。哪里賣(mài)馬鈴薯清洗設(shè)備該清洗機(jī)主要由清洗裝置、灑水裝置、凈化裝置組成,結(jié)合人力操作可滿足馬鈴薯機(jī)械化清洗。本研究詳細(xì)介紹這幾個(gè)裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),并對(duì)其進(jìn)行三維模型構(gòu)建,得到合理的整機(jī)設(shè)計(jì)方案。運(yùn)用SolidWorksSimulation插件對(duì)馬鈴薯清洗機(jī)關(guān)鍵零件進(jìn)行有限元分析,驗(yàn)證了零件選材和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。該馬鈴薯清洗機(jī)的設(shè)計(jì)能為其他果蔬清洗機(jī)提供一定的參考,同時(shí)能夠促進(jìn)馬鈴薯產(chǎn)業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展。

馬鈴薯清洗機(jī)是馬鈴薯淀粉及蛋白提取深加工生產(chǎn)過(guò)程中關(guān)鍵不可或缺的設(shè)備之一。目前國(guó)內(nèi)的馬鈴薯淀粉及蛋白提取生產(chǎn)線中的馬鈴薯清洗方式主要是靠人工攪拌作業(yè)來(lái)完成,部分生產(chǎn)線中采用清洗設(shè)備,但采用的設(shè)備在清洗過(guò)程中時(shí)常會(huì)出現(xiàn)馬鈴薯清洗不干凈,表皮損傷,再經(jīng)過(guò)水浸泡后很容易造成馬鈴薯的變質(zhì)與腐爛。總之,采用人工清洗的方式無(wú)疑大大降低了馬鈴薯淀粉及蛋白提取的生產(chǎn)效率,同時(shí)還增加了人工成本,而采用現(xiàn)有的清洗設(shè)備帶來(lái)的上述一些不利因素已經(jīng)嚴(yán)重制約了馬鈴薯淀粉及蛋白提取生產(chǎn)加工線的產(chǎn)能提高和很難確保提取的淀粉及蛋白質(zhì)量問(wèn)題。根據(jù)現(xiàn)有滾筒式馬鈴薯清洗機(jī)的缺點(diǎn),本文針對(duì)馬鈴薯淀粉加工生產(chǎn)線的產(chǎn)能和加工質(zhì)量要求,根據(jù)馬鈴薯清洗段的工藝要求,研制了一種新型馬鈴薯清洗機(jī),該設(shè)備主要由機(jī)架、清洗輥、柵欄及脫水裝置等部件組成。利用有限元軟件對(duì)馬鈴薯清洗機(jī)的關(guān)鍵部件進(jìn)行了強(qiáng)度分析,確保清洗效率、洗凈率及損傷率指標(biāo)達(dá)到生產(chǎn)線的工藝技術(shù)要求。利用Solidworks建立馬鈴薯單體和鼠籠式馬鈴薯清洗機(jī)的仿真模型,在EDEM軟件中進(jìn)行馬鈴薯清洗過(guò)程的數(shù)值模擬,研究不同清洗輥轉(zhuǎn)速下清洗機(jī)內(nèi)馬鈴薯的流動(dòng)狀況,通過(guò)分析薯塊數(shù)量、碰撞次數(shù)等參量的變化規(guī)律,確定清洗機(jī)適宜的工作參數(shù),為整機(jī)結(jié)構(gòu)及工作參數(shù)的優(yōu)化奠定基礎(chǔ)。在滿足馬鈴薯淀粉加工生產(chǎn)線產(chǎn)能要求的前提下,首先通過(guò)單因素試驗(yàn),研究不同因素對(duì)鼠籠式馬鈴薯清洗機(jī)清洗質(zhì)量和能耗的影響,在此基礎(chǔ)上,根據(jù)響應(yīng)面中心組合設(shè)計(jì)理論進(jìn)行馬鈴薯清洗機(jī)的清洗試驗(yàn),經(jīng)Design Expert8.0.5軟件優(yōu)化,獲得馬鈴薯清洗機(jī)的最優(yōu)工藝參數(shù)為:清洗輥轉(zhuǎn)速119r·min、清洗機(jī)整體傾角18.5°、清洗輥與柵欄間距4.6mm,在此工藝參數(shù)下,清洗機(jī)的功率消耗為1.66kw·h,馬鈴薯清洗機(jī)洗凈率為94.95%,馬鈴薯清洗機(jī)損傷率的為2.58%。此時(shí)。馬鈴薯清洗設(shè)備廠家與理論值的相對(duì)誤差分別為2.9%、2.1%和4.2%。通過(guò)工藝試驗(yàn)驗(yàn)證了試驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性,為實(shí)際生產(chǎn)工藝的制定提供依據(jù)。