花生紅衣脫皮機(jī)的設(shè)計(jì)【全套含CAD圖紙】

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No matter whether the peanuts are used to extract albumen powder or used to enhance the quality of the extracted strong flavor peanut oil, the red one (generally called red skin) covering the kernel should be peeled after the peanut is shelled, which is one of the essential key procedures in making the products and material processing. Therefore, we need to design and trial-produce a peanut red skin huller, in preparation for the subsequent procedures. So, throughout the paper, the designers stated that rubbing principle could be applied in taking off the red skin and expounded how it worked effectively with low broken rate. By experiments, it has been expounded and proved that the red skin can be dropped successfully with the rubbing between the rubber belts, which can be widely applied in the primary processing of peanuts.Keywords: peanut red skin; movable and fixed rubber belts; rubbing principle; vibrating screen0 引 言我國(guó)是花生的故鄉(xiāng)，年產(chǎn)量已超過(guò)100億斤。花生又名落花生，原產(chǎn)于南美洲一帶，世界上栽培花生的國(guó)家有100多個(gè)，亞洲最為普遍，次為非洲，據(jù)中國(guó)有關(guān)花生的文獻(xiàn)記載栽培史約早于歐洲100多年。花生被人們譽(yù)為“植物肉”，含油量高達(dá)50%，品質(zhì)優(yōu)良，氣味清香?；ㄉ甜B(yǎng)補(bǔ)益，有助于延年益壽，所以民間又稱之為“長(zhǎng)生果”，并且和黃豆一同被譽(yù)為“植物肉”、“素中之葷”。花生的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值比糧食高，可以與雞蛋、牛奶、肉類等一些動(dòng)物性食物媲美。它含有大量的蛋白質(zhì)和脂肪，特別是不飽和脂肪酸的含量很高，很適宜制作各種營(yíng)養(yǎng)食品。除供食用外，還用于印染、造紙工業(yè)，花生也是一味中藥，適用營(yíng)養(yǎng)不良、脾胃失調(diào)、咳嗽痰喘、乳汁缺少等癥3?；ㄉ臓I(yíng)養(yǎng)極為豐富，脂肪含量高達(dá)4456%,蛋白質(zhì)含量達(dá)2533%，還富含B族維生素和鈣、鐵、鋅、磷等。而花生蛋白質(zhì)中的氨基酸組成也比較合理，花生蛋白是除大豆蛋白以外可替代動(dòng)物蛋白的又一最佳植物蛋白。因此，人們已不滿足于花生的烘烤食品，而逐漸對(duì)花生進(jìn)行深加工和綜合利用。然而，無(wú)論是何種產(chǎn)品，花生紅衣總是影響其外觀和質(zhì)量的。必須在加工前脫除。 目前，國(guó)內(nèi)只有濕法脫除紅衣機(jī)器，其脫皮率只有70&左右，且電耗大、操作不方便等缺點(diǎn)45。隨著食品工業(yè)的快速發(fā)展, 花生的利用向著多樣性方向發(fā)展, 花生的精深加工也成為花生果仁高效綜合利用的必然途徑?；ㄉ撕?jiǎn)單直接食用和榨油外, 也被用來(lái)制作各種風(fēng)味的花生仁、花生糖、花生醬、花生牛奶飲料6, 也可配制在其他原料中作風(fēng)味料?；ㄉ适怯杉t色外衣和籽仁組成。紅衣主要是纖維組織和止血素, 而花生中的油脂、蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)素都集中在籽仁中。無(wú)論是從花生中提取蛋白粉, 還是提高花生榨制出濃香型花生油的檔次, 都需將花生果經(jīng)剝殼后再去掉花生果仁上的紅皮(俗稱紅衣), 這是制作上述食品及原料加工過(guò)程中不可缺少的關(guān)鍵工序之一7。為此，我們需要設(shè)計(jì)與試制一種花生脫紅衣機(jī)來(lái)出去花生紅衣為后續(xù)的工作做準(zhǔn)備。1 設(shè)計(jì)原理及機(jī)構(gòu)1.1 設(shè)計(jì)原理 本機(jī)器的主要?jiǎng)恿?lái)源是電動(dòng)機(jī)，經(jīng)過(guò)傳動(dòng)部分，從減速器中輸出的圓周運(yùn)動(dòng)來(lái)帶動(dòng)皮帶輪，通過(guò)皮帶輪的傳動(dòng)帶動(dòng)摩擦膠帶的轉(zhuǎn)動(dòng)。利用活動(dòng)摩擦膠帶和固定摩擦膠帶搓擦的原理實(shí)現(xiàn)花生仁和紅衣的脫離。經(jīng)過(guò)脫離的花生仁和紅衣及少量破碎花生仁統(tǒng)一經(jīng)過(guò)花生仁與紅衣分離的吸氣管，在吸氣管中根據(jù)花生仁和紅衣的比重不同，利用風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的負(fù)壓把紅衣和花生仁及少量破碎的花生仁分離開來(lái)，紅衣則被吸入紅衣收集裝置。此時(shí)的花生仁、破碎的花生仁和少許的紅衣會(huì)落到振動(dòng)篩上，通過(guò)振動(dòng)篩的振動(dòng)，少量的破碎花生仁會(huì)穿過(guò)篩孔掉落到破碎花生仁的收集裝置。被分離出來(lái)的花生仁和少許紅衣則處在篩孔上方并向下滑行，當(dāng)滑到花生仁和紅衣的分離管時(shí)，花生仁和紅衣進(jìn)行再一次的分離。分離管中的花生仁則落入花生仁收集裝置，紅衣則通過(guò)分離管的引導(dǎo)與第一次被分離出來(lái)的紅衣匯合被統(tǒng)一導(dǎo)向紅衣收集裝置。被收集的紅衣再用于其他用處。通過(guò)上述的原理來(lái)制作干法花生紅衣脫皮機(jī)，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)花生仁與紅衣分離的目的?；ㄉt衣脫皮機(jī)的工作原理如圖1所示圖1 花生紅衣脫皮機(jī)工作原理經(jīng)供烤后帶紅衣的花生子粒進(jìn)入料斗內(nèi), 由下料擋板控制花生粒均勻在淌板上流過(guò), 調(diào)節(jié)料門即可調(diào)節(jié)花生子粒的流量。經(jīng)過(guò)擋板的花生粒進(jìn)入固定與活動(dòng)摩擦膠帶形成的楔形區(qū), 在活動(dòng)膠帶的帶動(dòng)下, 花生粒受到兩膠帶的搓撕作用, 在擠壓力和剪切力的綜合作用下, 紅衣與花生仁分離。紅衣與花生仁分離的效果, 可通過(guò)改變固定與活動(dòng)摩擦膠帶的間隙大小進(jìn)行調(diào)整。分離后的花生仁、部分紅衣和胚芽及少量碎仁從兩膠帶出口經(jīng)風(fēng)網(wǎng)吸氣部分左支管下段落到篩面上。在下落過(guò)程中, 大部分紅衣和灰塵被逆向風(fēng)吸走。由于篩面上物料呈下行體制運(yùn)動(dòng), 因而, 篩上物既花生仁從振動(dòng)篩出口進(jìn)入右支管, 最后呈成品流出；篩下物既胚芽和碎仁經(jīng)篩孔落至篩底板上, 由出口流入分離斗, 最后經(jīng)垂直管流出而得到收集。風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng)中的左、右支管匯集至風(fēng)機(jī)的入口, 被捕吸的紅衣和灰塵由風(fēng)機(jī)排出, 再經(jīng)旋風(fēng)除塵器最后得到收集。風(fēng)網(wǎng)吸氣部分左右支管中共有三個(gè)側(cè)吸罩和一個(gè)傘形罩, 右支管中的兩側(cè)吸罩的捕吸速度, 可調(diào)整風(fēng)門開啟大小進(jìn)行調(diào)節(jié)；左、右支管中的風(fēng)速和風(fēng)量可由兩旋閥進(jìn)行調(diào)節(jié)。1.2 總體設(shè)計(jì) 花生紅衣脫皮機(jī)的機(jī)構(gòu)示意如圖2所示。圖2 花生紅衣脫皮機(jī)1、喂料裝置2、花生紅衣脫皮裝置3、紅衣與空氣分離裝置4、風(fēng)機(jī) 5、紅衣收集管道6、振動(dòng)篩主動(dòng)輪7、變速箱8、電機(jī)9、紅衣收集裝置10、破碎花生仁出料口11、脫完紅衣的花生仁的出料口 花生紅衣脫皮機(jī)是一種組合式設(shè)備。它實(shí)質(zhì)上是由紅衣與花生仁分離裝置、花生仁與胚芽分離裝置和紅衣收集與除塵風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng)三大部分組成。主要包括進(jìn)料裝置； 紅衣與花生仁分離裝置； 花生仁與胚芽分離裝置；紅衣收集與除塵風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng)；機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)及機(jī)架等組成。紅衣與花生仁分離裝置, 由活動(dòng)摩擦膠帶、固定摩擦帶、摩擦帶間隙調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、活動(dòng)摩擦帶托輥裝置和張緊調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)組成?；顒?dòng)摩擦膠帶與固定摩擦膠帶間形成一楔形空間, 兩帶的摩擦工作面上具有凹形槽, 以增大紅衣與花生仁分離的摩擦力。倆膠帶均采用白色無(wú)毒橡膠材料,由專門模具經(jīng)流化等工藝壓制而成。花生仁與胚芽及少量碎仁分離裝置, 主要由篩體、單層長(zhǎng)方形孔篩板、篩體振動(dòng)曲柄連桿機(jī)構(gòu),彈性吊桿及減震機(jī)構(gòu)組成。紅衣收集及除塵風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng), 主要由風(fēng)機(jī)、紅衣與花生仁摩擦分離裝置出口側(cè)風(fēng)罩、篩面中段傘形罩、篩面出口側(cè)風(fēng)罩、篩下物出口側(cè)風(fēng)罩、旋風(fēng)除塵器、成品花生仁、胚芽及碎仁出口和料斗等組成。機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng), 主要由電機(jī)、減速器、皮帶輪與皮帶等組成。紅衣與花生仁摩擦分離裝置和振動(dòng)篩共用一個(gè)動(dòng)力系統(tǒng), 故結(jié)構(gòu)緊湊。 其主要技術(shù)參數(shù)如表1所示表1 主要技術(shù)參數(shù)參數(shù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)外形尺寸（長(zhǎng)寬高）（mm）161112802412生產(chǎn)量（kg）250活動(dòng)膠帶速度（m/s）0.9振動(dòng)篩頻率（r/min）254振動(dòng)篩振幅（mm）5風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng)風(fēng)量（m3/h）1300風(fēng)壓（kPa）1.96脫皮裝置寬度（mm）451動(dòng)力額定轉(zhuǎn)速（r/min）15002 關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)2.1 振動(dòng)篩曲柄轉(zhuǎn)速的確定 曲柄、連桿和振動(dòng)篩之間的關(guān)系如圖3所示圖3 曲柄、連桿和振動(dòng)篩之間的關(guān)系 平面篩的目的是把尺寸小于篩孔尺寸的篩上物過(guò)濾到篩子下面，使篩上物保持一致。為了使篩上物通過(guò)篩孔需滿足兩個(gè)條件。一是篩孔的尺寸大于需過(guò)濾出的篩上物。二是連接篩面的曲柄的轉(zhuǎn)速。連接篩面的曲柄的轉(zhuǎn)速應(yīng)該大于物料相對(duì)篩面下滑的臨界轉(zhuǎn)速并且小于物料相對(duì)篩面上滑的臨界轉(zhuǎn)速。若連接篩面的曲柄的轉(zhuǎn)速不能滿足這個(gè)條件就無(wú)法正常的進(jìn)行篩選。第一個(gè)條件已經(jīng)滿足，第二個(gè)條件需要計(jì)算。 振動(dòng)篩曲柄軸轉(zhuǎn)速應(yīng)大于物料相對(duì)篩面下滑的臨界轉(zhuǎn)速,小于物料相對(duì)篩面上滑的臨界轉(zhuǎn)速。通過(guò)查閱相關(guān)的文獻(xiàn)并經(jīng)過(guò)計(jì)算求出上滑的臨界轉(zhuǎn)速和下滑的臨界轉(zhuǎn)速。計(jì)算下滑臨界轉(zhuǎn)速的公式：11 式中：物料相對(duì)篩面下滑的臨界轉(zhuǎn)速() 物料相對(duì)篩面上滑的臨界轉(zhuǎn)速() 振動(dòng)篩曲柄軸轉(zhuǎn)速() 振動(dòng)面傾角（度） 振動(dòng)面振動(dòng)方向角（度） 物料與篩面的摩擦角（度） 重力加速度() 振動(dòng)篩曲柄半徑()經(jīng)過(guò)測(cè)量與查閱相關(guān)資料可得知：=10 =90 =20 =10 =0.041將數(shù)據(jù)代入公式可得：若需要篩上物呈下行體制運(yùn)動(dòng)，振動(dòng)篩曲柄軸轉(zhuǎn)速需大于物料相對(duì)篩面下滑的臨界轉(zhuǎn)速小于物料相對(duì)篩面上滑的臨界轉(zhuǎn)速。即：所以當(dāng)振動(dòng)篩曲柄軸的轉(zhuǎn)速在以上計(jì)算出的結(jié)果里時(shí)，篩上物就會(huì)呈現(xiàn)下滑的運(yùn)動(dòng)體制。實(shí)現(xiàn)了振動(dòng)篩篩選分離破碎花生仁、紅衣、胚芽和脫完紅衣的花生仁的目的。2.2 活動(dòng)摩擦膠帶與固定摩擦膠帶的參數(shù)確定 活動(dòng)摩擦膠帶也固定摩擦膠帶的材質(zhì)為白色無(wú)毒橡膠材料由專門模具經(jīng)過(guò)硫化等工藝壓制而成。其結(jié)構(gòu)如圖4所示。圖4 活動(dòng)摩擦膠帶也固定摩擦膠帶 該機(jī)器在工作過(guò)程中，活動(dòng)摩擦膠帶是相對(duì)固定摩擦膠帶運(yùn)動(dòng)的。為了提高該機(jī)器在工作過(guò)程中脫紅衣的效果，特地的在活動(dòng)的摩擦膠帶上做了許多凹凸不平的小突起，就是為了增大活動(dòng)摩擦膠帶的表面粗糙度，來(lái)增加脫紅衣的效果。 活動(dòng)摩擦膠帶所纏繞的兩滾筒之間的距離是405mm，兩膠帶的寬度為451mm，活動(dòng)摩擦膠帶的速度為0.9m/s，主動(dòng)滾筒的轉(zhuǎn)速為104r/min。2.3 風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng)風(fēng)量、風(fēng)壓的計(jì)算 風(fēng)網(wǎng)的作用就是讓脫完紅衣的花生仁和紅衣進(jìn)行分離，其產(chǎn)生的負(fù)壓的大小能把紅衣吸走切不吸走花生仁。因此這需要計(jì)算風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng)的壓損和能使紅衣被吸走的風(fēng)壓，風(fēng)機(jī)所要產(chǎn)生的負(fù)壓的總大小為這兩項(xiàng)的總和。風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng)的構(gòu)成如圖5所示,壓損的計(jì)算如表2所示。圖5 風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng)的構(gòu)成表2 花生脫紅衣機(jī)風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng)壓損計(jì)算表設(shè)備名稱或管段序號(hào)()()()()壓損累計(jì)()左支3382.50.361.4左支管3387.30.0224.3左支管匯流三通6316.30.6515.3左支管下旋閥風(fēng)機(jī)吸口匯流三通112317.60.53117.6風(fēng)網(wǎng)吸氣右支管上旋閥部分最大右支管彎管49215.60.89130.3壓損右支管漸擴(kuò)管49210.80.119.8喂=229右支管匯流三通49210.80.5941.2右支管匯流三通2295.90.142.0右支管1132.503.7右支管進(jìn)口1132.510.83.7風(fēng)機(jī)出口漸擴(kuò)管112319.396風(fēng)網(wǎng)壓氣部分彎頭1123100.4329.4最大壓力旋風(fēng)除塵器1123936壓=1058由各吸風(fēng)口的幾何尺寸以及所選定的捕吸速度，求出其風(fēng)量。風(fēng)網(wǎng)的總風(fēng)量為：取即：取 由計(jì)算結(jié)果可得知，風(fēng)機(jī)吸氣部分左支管、右支管壓損不等，右支管壓損較大，即:右=299風(fēng)網(wǎng)壓氣段壓損壓=1058，其風(fēng)網(wǎng)總壓損=1375。為了使左支管、右支管中壓損基本相近，故在左支管、右支管上安裝有旋閥，最后取定風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng)風(fēng)壓=1960。3 結(jié)論 此花生紅衣脫皮機(jī)的使用，改變了以前人工勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低的缺點(diǎn)。同時(shí)也解決了以往花生紅衣脫皮機(jī)耗電量大、生產(chǎn)效率低的缺點(diǎn)。此花生紅衣脫皮機(jī)的研制滿足了大部分的需要。由于該機(jī)脫皮率高，花生仁的破碎率低，可以作為以脫完紅衣的花生仁為原材料進(jìn)行深加工的工廠的后盾，同時(shí)也解放了勞動(dòng)力，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化去皮的全過(guò)程。當(dāng)然此機(jī)器也存在不足的地方，其中有一個(gè)就是花生仁進(jìn)料斗處有可能被花生仁堵住，雖然可以調(diào)節(jié)進(jìn)料口的大小，但是不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。因此可以在進(jìn)料斗的下方放一個(gè)振動(dòng)裝置，此振動(dòng)裝置可以使花生仁均勻的進(jìn)入花生紅衣脫皮裝置，這樣就不至于堵住進(jìn)料口。參考文獻(xiàn)：1周瑞寶.花生加工技術(shù).化學(xué)工業(yè)出版社,2003:12袁金生.花生紅衣脫除機(jī)的研制J.食品研究與開發(fā),1991,(01)3王群.農(nóng)產(chǎn)品加工機(jī)械使用維護(hù)與故障排除.金盾出版社,1999:444袁金生.花生紅衣脫除機(jī)的研制J.現(xiàn)代食品科技,1990,6(1)5譚體升.花生紅衣脫皮機(jī)的設(shè)計(jì)與開發(fā)J. 中國(guó)油脂,2007,32(2) 6黃龍芳.熱帶食用作物加工M. 北京: 中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,1997:79-807馬榮朝.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)常用機(jī)械的使用與技術(shù)管理.原子能出版社,2010:169