馬鈴薯去皮機(jī)的設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告

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1、 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 去 皮 機(jī) 的 設(shè) 計(jì) 學(xué) 生 姓 名 俞 兆 鑫 學(xué) 號(hào) 80 31 2 1 22 1 7 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) 農(nóng) 機(jī) 1 6 - 2 指 導(dǎo) 教 師 王 紅 飆 起 止 時(shí) 間 2 0 1 5 . 12 . 1 - 2 0 16 . 5 . 2 9 機(jī) 械 電

2、 氣 化 工 程 學(xué) 院 教 務(wù) 辦 制 填 表 說(shuō) 明 一、學(xué)生撰寫《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)立撰寫完成，并交指導(dǎo)教師審閱。 三、開(kāi)題報(bào)告

3、要求手寫體，字?jǐn)?shù)在 3000 字以上，由學(xué)生在本報(bào)告冊(cè) 內(nèi)填寫，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。 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

4、和設(shè)備組成。 一 本題來(lái)源及研究的目的和意義 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) 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(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[ 2] 。 馬鈴

5、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。 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)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、

6、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

7、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。2010年，中國(guó)馬鈴薯種植面積與產(chǎn)量分別達(dá)到7808萬(wàn)畝和8154萬(wàn)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(guó)馬鈴薯加工企業(yè)已經(jīng)發(fā) 展到約5000家，其中規(guī)模化深加工企業(yè)約150家，全國(guó)精淀粉年加工能力200萬(wàn)噸左右， 全粉10多萬(wàn)噸，薯片薯?xiàng)l25萬(wàn)噸左右。 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

8、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

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(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

10、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

11、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

12、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、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

13、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)

14、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、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)?表皮。 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

15、 本裝置主要用于馬鈴薯片的去皮，通過(guò)選擇合適的方法設(shè)計(jì)清洗裝置，去皮裝置， 使裝置能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)馬鈴薯片的去皮。 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)馬鈴薯進(jìn)行去皮，綜合國(guó)內(nèi)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀分析，國(guó)內(nèi)去皮技術(shù)成熟 程度比較成熟，以電機(jī)為動(dòng)力，通過(guò)齒輪帶動(dòng)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(dòng)，并不斷地滾動(dòng)；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(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，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(jì)是可行的。 四

16、 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 需要滿足馬鈴薯的去皮度要求。馬鈴薯去皮機(jī)的組成主要包括：機(jī)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(dòng)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(diǎn)問(wèn)題解決的思路 國(guó)內(nèi)主要使用機(jī)械摩擦去皮機(jī)。以電機(jī)為動(dòng)力，通過(guò)減速齒輪帶動(dòng)機(jī)筒底部的砂 盤旋轉(zhuǎn)。塊莖加入機(jī)筒內(nèi)，因其離心力和相互碰撞作用，在機(jī)筒內(nèi)上、下、左、右翻 動(dòng)，表面被砂盤均勻的摩蝕，去皮結(jié)束時(shí)加入清水，再打開(kāi)側(cè)門，塊莖從側(cè)門自動(dòng)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(guò)選擇合適的方法設(shè)計(jì)清洗裝置，去皮裝置， 使裝置能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)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(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)，去皮機(jī)的結(jié)構(gòu)、原理等，了解各種類型的去皮機(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，選擇適合馬鈴薯去皮的去皮機(jī)類型，對(duì)擬定 的去皮機(jī)機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)，計(jì)算，利用 Aut o CAD等繪圖軟件繪制出去皮機(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→噴淋裝置設(shè)計(jì)→驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)計(jì)→波浪圓盤裝置設(shè)計(jì)→卸料， 排污裝置設(shè)計(jì)

18、→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，了解去皮機(jī)的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀。 第 2 周—第 5 周 設(shè)計(jì)馬鈴薯去皮機(jī)的總體方案。 第 6 周—第 9 周 對(duì)馬鈴薯去皮機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體設(shè)計(jì)。 第 10 周—第 12 周 撰寫設(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] 楊炳南. 馬鈴薯薯?xiàng)l加工及對(duì)策。農(nóng)機(jī)與食品機(jī)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(jì)與技術(shù)，1998 9: 42- 44 [ 3] 王秀芳. 荷蘭的馬鈴薯

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