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畢業(yè)設(shè)計開題報告
機械工程 系 2008屆
題 目 干冰清洗機的行走系統(tǒng)
The washing and spraying type machine for vegetable
課題類型 應(yīng)用研究 課題來源 自選
學(xué)生姓名 張志勇 專業(yè)班級 06機制14班
指導(dǎo)教師 梁博 職 稱 講師
填寫日期： 2008 年 3 月 22 日
一、本課題研究的主要內(nèi)容、目的和意義
設(shè)計主要內(nèi)容：
設(shè)計的干冰清洗機能夠?qū)崿F(xiàn)自動化連續(xù)清洗干冰，除了采用了傳統(tǒng)的浸泡、噴淋清洗方式外，還采用國際流行的超聲波凈洗法。它利用液體中聲的空化作用產(chǎn)生微沖流，微沖流在運動過程中小氣泡不斷爆炸，對被清洗干冰表面進行高頻振蕩和沖擊，徹底剝落殘留在干冰、水果表面上的農(nóng)藥，并能殺滅殘留在其表面的細菌，既不破壞營養(yǎng)，還增加保鮮時間。
對于葉片類干冰表面殘存的泥土、有機肥、化學(xué)農(nóng)藥、微生物等，我們針對葉片類干冰本身比較嫩脆，形狀多為扁平細長，很容易折斷壓爛，不象根莖類干冰表皮強度較好，有的還要求去皮食用，不存在表皮損傷問題，所以我們在對葉片類干冰進行正式清洗之前，必須對葉片類干冰先進行浸泡，這樣有利于在以后的噴淋清洗中減少噴頭的水流速度和噴壓，保證干冰的完整性，減少表面損傷與折斷壓爛等易使?fàn)I養(yǎng)成分流失的不利因素，努力達到顧客要求，保證干冰的質(zhì)量。
設(shè)計的主要目的：
一、除去干冰原料表面沾染的泥沙、雜質(zhì)；
干冰原料在其生長、成熟、采摘、貯存、運輸過程中,歷經(jīng)時間長,歷經(jīng)工序多,不可避免地會沾染泥沙、雜質(zhì)等異物,特別是來自地下的果實,如土豆、紅薯等,更是不可避免地與泥土相粘連.這些泥土、雜質(zhì)的存在,將會對產(chǎn)品的加工質(zhì)量帶來極為不利的影響.所以必須將這些泥沙、雜質(zhì)的洗滌除去。
二、去原料表面沾染的農(nóng)藥和微生物。
干冰原料清洗目的是去除干冰原料中一切不符合作業(yè)要求的物質(zhì)，尤其是醫(yī)藥和微生物。在清洗前，正常的干冰原料表面上的微生物數(shù)量在10000-100000000個/g之間，通過正確的清洗工藝，干冰原料的微生物數(shù)量會降低到初始數(shù)量的2.5-5%左右。
設(shè)計的意義：
一、保證干冰的完整性，減少表面損傷與折斷壓爛等易使?fàn)I養(yǎng)成分流失的不利因素，努力達到顧客要求，保證干冰的質(zhì)量；
二、使干冰的各部位都能清洗到，從而達到比較好的清洗效果，設(shè)計出整套的清洗設(shè)備，并實現(xiàn)了干冰清洗的自動化；
三、使干冰清洗過程變得快捷、方便、并且干凈。
二、文獻綜述（國內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)況和發(fā)展趨向）
國內(nèi)外現(xiàn)況：
目前,北美、歐洲、東南亞等發(fā)達國家的大型食品廠、大型物流中心,都配有自動清洗設(shè)備,帶來了極高的經(jīng)濟效益,隨著我國近幾年的經(jīng)濟發(fā)展,人們的生活方式也在發(fā)生著變化,人們對方便食品,即食品的需求越來越大,特別是此類食品的國際市場的需求量也很大,所以無論從食品的規(guī)范化生產(chǎn)既積極效益來看,干冰清洗機對我國大新食品加工廠都急需設(shè)備。
現(xiàn)階段我國干冰清洗機械實際應(yīng)用的很少,很多干冰加工廠家都是使用人工清洗,這種瑣碎而又重復(fù)的體力勞動一直束縛著人們的手腳,尤其在我國建設(shè)現(xiàn)代化的今天,時間和效率就是生命,應(yīng)用清洗機械不僅能減輕人們的勞動強度,節(jié)約時間,而且可以使人們擺脫繁忙的手工操作,然而目前許多廠家使用的果蔬清洗機還需要高價從國外進口，其代價過高，我相信我們自己有能力設(shè)計并制造出經(jīng)濟使用的果蔬清洗機由于現(xiàn)階段我國干冰清洗機械實際應(yīng)用的很少,很多干冰加工廠家都是使用人工清洗,這種瑣碎而又重復(fù)的體力勞動一直束縛著人們的手腳,尤其在我國建設(shè)現(xiàn)代化的今天,時間和效率就是生命,應(yīng)用清洗機械不僅能減輕人們的勞動強度,節(jié)約時間,而且可以使人們擺脫繁忙的手工操作,然而目前許多廠家使用的果蔬清洗機還需要高價從國外進口，其代價過高，我相信我們自己有能力設(shè)計并制造出經(jīng)濟使用的果蔬清洗機。
傳統(tǒng)自來水洗洗、沖沖、泡泡的辦法、洗潔精浸泡法,其弊端顯而易見：農(nóng)藥污染使水洗的安全性大打折扣，而且洗潔精以磷酸鹽和尿素為主，這樣的產(chǎn)品不僅危害皮膚健康，而且清洗不徹底還會對身體產(chǎn)生危害，最重要的是有害化學(xué)成份殘留在水中會對生活用水造成循環(huán)污染。
發(fā)展趨向：
干冰清洗機能夠?qū)崿F(xiàn)自動化連續(xù)清洗干冰，除了采用了傳統(tǒng)的浸泡、噴淋清洗方式外，還采用國際流行的超聲波凈洗法。它利用液體中聲的空化作用產(chǎn)生微沖流，微沖流在運動過程中小氣泡不斷爆炸，對被清洗干冰表面進行高頻振蕩和沖擊，徹底剝落殘留在干冰、水果表面上的農(nóng)藥，并能殺滅殘留在其表面的細菌，既不破壞營養(yǎng)，還增加保鮮時間。
對于葉片類干冰表面殘存的泥土、有機肥、化學(xué)農(nóng)藥、微生物等，我們針對葉片類干冰本身比較嫩脆，形狀多為扁平細長，很容易折斷壓爛，不象根莖類干冰表皮強度較好，有的還要求去皮食用，不存在表皮損傷問題，所以我們在對葉片類干冰進行正式清洗之前，必須對葉片類干冰先進行浸泡，這樣有利于在以后的噴淋清洗中減少噴頭的水流速度和噴壓，保證干冰的完整性，減少表面損傷與折斷壓爛等易使?fàn)I養(yǎng)成分流失的不利因素，努力達到顧客要求。
三、擬采取的研究方法（方案、技術(shù)路線等）和實現(xiàn)的可行性論證
研究方案：
針對葉狀類干冰的特點，通過查找資料以及到思念工業(yè)園區(qū)調(diào)研，我們經(jīng)過討論最終確定清洗機的工藝流程為浸泡清洗（預(yù)處理）---噴淋清洗---超聲波清洗---出菜，根據(jù)小組的分工我們主要側(cè)重噴淋式清洗機的設(shè)計。
在浸泡清洗段主要是對干冰進行浸泡，為粘附于干冰表面上的污物進行初步清洗，并對較難分離的雜質(zhì)進行浸泡,使泥沙雜質(zhì)在水的浸泡變得松脫，以利于在以后清洗過程當(dāng)中容易沖洗。在接下來的階段開始進行噴淋式清洗，在這一階段中，干冰通過不銹鋼絲編織網(wǎng)傳送帶傳送，由上下兩排噴頭進行沖洗，起清洗作用的主要是上面的一排噴頭，下面的噴頭主要是靠水的壓力使干冰處于一種層流狀態(tài)，使干冰的各部位都能清洗到，從而達到比較好的清洗效果。根據(jù)噴射壓力的不同，水噴射可以分為低壓水噴射、中壓水噴射、高壓水噴射和超高壓水噴射。在本清洗機中，由于清洗的對象是葉狀類干冰，所以我們選擇低壓水噴射對干冰進行上下兩個方向的沖洗，去除干冰表面的泥沙、微生物和部分殘留農(nóng)藥，從而達到干冰清洗的目。
另外，我們還考慮了廢水的處理問題，使清洗廢水可以重復(fù)使用，盡可能大的節(jié)約資源。
可行性論證：
干冰可以分為葉狀類干冰和根莖類干冰，我們針對葉狀類類干冰和根莖類類干冰這兩種干冰物理性質(zhì)的不同，設(shè)計了葉狀類干冰清洗機。清洗機的工藝流程為浸泡清洗---噴淋清洗---超聲波清洗---出菜。我們著重設(shè)計了噴淋式清洗機，在次設(shè)備中，干冰通過不銹鋼絲編織網(wǎng)傳送帶傳送，由上下兩排噴頭進行沖洗，起清洗作用的主要是上面的一排噴頭，下面的噴頭主要是靠水的壓力使干冰處于一種層流狀態(tài)，使干冰的各部位都能清洗到，從而達到比較好的清洗效果。到這里為止，我們以設(shè)計出整套的清洗設(shè)備，并實現(xiàn)了干冰清洗的自動化。
四、預(yù)期結(jié)果（或預(yù)計成果）
預(yù)期結(jié)果：
從食品的規(guī)范化生產(chǎn)既積極效益來看,干冰清洗機對我國大新食品加工廠都急需設(shè)備。為此目的，我們設(shè)計的干冰清洗機能夠?qū)崿F(xiàn)自動化連續(xù)清洗干冰，除了采用了傳統(tǒng)的浸泡、噴淋清洗方式外，還采用國際流行的超聲波凈洗法。它利用液體中聲的空化作用產(chǎn)生微沖流，微沖流在運動過程中小氣泡不斷爆炸，對被清洗干冰表面進行高頻振蕩和沖擊，徹底剝落殘留在干冰、水果表面上的農(nóng)藥，并能殺滅殘留在其表面的細菌，既不破壞營養(yǎng)還增加保鮮時間。
根據(jù)清洗機的工藝流程我們著重設(shè)計了噴淋式清洗機，在次設(shè)備中，干冰通過不銹鋼絲編織網(wǎng)傳送帶傳送，由上下兩排噴頭進行沖洗，起清洗作用的主要是上面的一排噴頭，下面的噴頭主要是靠水的壓力使干冰處于一種層流狀態(tài)，使干冰的各部位都能清洗到，從而達到比較好的清洗效果。到這里為止，我們以設(shè)計出整套的清洗設(shè)備，并實現(xiàn)了干冰清洗的自動化。自動進料、自動出料、中間傳送裝置和噴水及其循環(huán)利用裝置組成。形成流水線清洗，由水泵出來的水從上下噴頭噴出對在傳送帶上運動的干冰進行清洗。
五、研究進度安排
第1-4周 畢業(yè)實習(xí);
第5周 教師提供課題及要求，學(xué)生選題；教師下發(fā)相關(guān)課題的任務(wù)書；
第6周 收集整理有關(guān)資料，以備設(shè)計時使用；熟悉課題，撰寫開題報告；
第7周 消化工藝資料，確定畢業(yè)設(shè)計課題的具體方案；
第8-12周 按照制定的設(shè)計方案逐步進行設(shè)計；
第13周 撰寫設(shè)計說明書；
第14周 畢業(yè)論文答辯。
六、主要參考文獻
[1] 徐灝、石松副主編. 新編機械設(shè)計師手冊 機械工業(yè)出版社
[2]《 機械設(shè)計師手冊》 機械工業(yè)出版社
[3]《糧食機械原理與設(shè)計》 上、下冊
[4]《食品加工機械與設(shè)備》 肖旭霖主編 中國輕工業(yè)出版社
[5]《食品工廠機械與設(shè)備》 天津輕工業(yè)學(xué)院、無錫輕工業(yè)學(xué)院編
[6]《食品通用機械與設(shè)備》 蔣迪清、唐偉強主編 華南理工大學(xué)出版社
[7]《果蔬汁飲料工藝學(xué)》 杜朋編譯 農(nóng)業(yè)出版社
[8]《現(xiàn)代果蔬汁加工工藝學(xué)》 胡小松、李積宏、崔雨林等編著
[9]《包裝與食品機械》 2001年19卷第4期
[10]《果脯蜜餞生產(chǎn)工藝與配方》 李基洪、陳奇主編 中國輕工業(yè)出版社
[11]《物理清洗》 任建新主編 化學(xué)工業(yè)出版社
[12]《工業(yè)清洗機及清洗技術(shù)》 陳旭俊主編 化學(xué)工業(yè)出版社
[13]《機械設(shè)計》第四版 邱宣懷主編 高等教育出版社
[14]《振動噴淋式干冰清洗機的研究》 高英武、劉毅君、任述光、夏延斌
湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)
[15]《超聲波清洗》 林仲茂、方啟平 中國科學(xué)院聲學(xué)研究所
[16]《干燥設(shè)備》 化學(xué)工業(yè)出版社
2、外文參考文獻翻譯（譯文大于5000漢字）
見附件“畢業(yè)設(shè)計（論文）外文參考文獻翻譯”
七、審核意見
指導(dǎo)教師對開題的意見：
指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日
系（院）審核意見：
審核人簽字： 年 月 日
說明：1、該表每生一份，系（院）妥善存檔；
2、課題來源填：“自選”或“教師指定”或“其它”，課題類型填：“理論研究”或“應(yīng)用研究”或“技術(shù)開發(fā)”或“實驗設(shè)計”或“其它”。