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荷藕清洗機(jī)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究
前言：我國是個(gè)荷藕生產(chǎn)大國，具有悠久的種植歷史，荷藕產(chǎn)量、加工量、出口量均居世界前列。以蓮藕為原料加工出來的各種食品，是人們喜愛的綠色食品，受到人們的歡迎。近年來，隨著人們生活水平的提高以及內(nèi)外貿(mào)事業(yè)的發(fā)展，蔬菜加工產(chǎn)品量日益增大，這就需要有其相應(yīng)的生產(chǎn)設(shè)備。蓮藕在深加工前，必須要清洗干凈，目前在國內(nèi)各類的蓮藕加工企業(yè)及一些大型食堂中，蓮藕的清洗仍然主要依靠人工手洗，其勞動(dòng)條件差，勞動(dòng)強(qiáng)度很大，工作效率低，且質(zhì)量難以保證，嚴(yán)重影響了蓮藕產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益。隨著蓮藕加工產(chǎn)業(yè)得到重視以及蓮藕加工對(duì)技術(shù)裝備要求的提高, 蓮藕加工設(shè)備的研究和開發(fā)工作得以開展, 蓮藕清洗設(shè)備的研究和開發(fā)也得到更多的關(guān)注。
關(guān)鍵詞：蓮藕、清洗、機(jī)械
現(xiàn)狀及分析
蔬菜的清洗通常有清水清洗和果蔬專用清洗劑清洗兩大類型。用清水清洗的方法可以方便地將泥土及附著的動(dòng)、植物夾雜物去除干凈, 但要把油性污垢和附著在清洗對(duì)象表面的寄生蟲卵和微生物完全去除干凈是困難的, 必須在清洗水中加入果蔬專用清洗劑才可徹底清洗干凈。用清水清洗蔬菜一般需要借助物理作用的配合, 食品工業(yè)中常用的方法有噴射方法、摩擦力清洗方法、攪拌和研磨的方法、鼓風(fēng)式清洗方法等。噴射方法是利用高壓水噴射直接作用到清洗原料上, 清洗原料在旋轉(zhuǎn)的金屬網(wǎng)內(nèi)或者在輥式輸送帶上可以上下翻滾,通過噴射水流對(duì)原料的沖刷作用進(jìn)行清洗, 其缺點(diǎn)是可能造成清洗對(duì)象外表的損傷。摩擦力清洗方法是先將原料浸泡, 然后通過一個(gè)帶有旋轉(zhuǎn)的軟質(zhì)橡膠圓盤的通道, 利用圓盤與原料的摩擦作用使附著污垢被清除, 再用清水對(duì)原料進(jìn)行沖洗。攪拌和研磨的方法是利用強(qiáng)力攪拌和研磨的作用對(duì)原料進(jìn)行脫皮和清洗, 通常用于馬鈴薯、甜菜的清洗。鼓風(fēng)式清洗的原理是利用鼓風(fēng)機(jī)向清洗槽中送進(jìn)空氣, 使清洗水產(chǎn)生劇烈的翻動(dòng), 水中的原料也產(chǎn)生翻滾運(yùn)動(dòng), 加速污物從原料上洗去。淹沒水射流方式清洗的工作原理是: 具有一定速度的水從射水口射入, 使得洗菜槽中的水進(jìn)行渦旋似的流動(dòng) ,當(dāng)蔬菜放入到洗菜槽后, 隨水一起進(jìn)行運(yùn)動(dòng), 使得蔬菜在水中處于攪動(dòng)狀態(tài), 促使蔬菜與水以及蔬菜與蔬菜之間產(chǎn)生摩擦和碰撞, 將蔬菜表面的泥土清洗掉。
現(xiàn)有的蔬菜清洗機(jī)有振動(dòng)噴淋式和滾筒式兩種。振動(dòng)噴淋式蔬菜清洗機(jī)有兩個(gè)清洗池, 蔬菜先在振動(dòng)清洗池中作往復(fù)運(yùn)動(dòng), 進(jìn)行初步清洗, 然后進(jìn)入噴淋池中用清水噴淋, 完成整個(gè)清洗過程。該清洗機(jī)耗水量大, 對(duì)葉類蔬菜有較大的損傷。滾筒式清洗機(jī)的主體是一個(gè)傾斜的金屬網(wǎng)狀圓柱形旋轉(zhuǎn)體, 在圓柱的中心軸部位裝有許多噴嘴的噴射水管, 蔬菜隨圓柱不停轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)受到噴射水流的沖刷作用, 達(dá)到清洗的目的。該清洗機(jī)只能完成土豆、山芋等根莖類蔬菜的清洗, 且清洗時(shí)對(duì)蔬菜損傷較大, 不能應(yīng)用于葉類蔬菜的清洗。
由于蔬菜原料自身特性差異很大,選擇清洗工藝和配套的清洗設(shè)備時(shí)會(huì)受到很大的限制,所以各種蔬菜原料的清洗設(shè)備有顯著差別。荷藕屬生鮮食品,是根莖類蔬菜，其主要成分是水和有機(jī)物, 在一定條件下能保持生物活性, 同時(shí)也是一類很易受外界物理、化學(xué)影響的脆弱物質(zhì)。清洗蔬菜既要保持其品質(zhì)不受損害, 又要去除附著其上的雜質(zhì), 使之達(dá)到衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的要求。荷藕是一種外形很不規(guī)則的蔬菜，整根藕一般由3 節(jié)組成，每節(jié)藕的不同部位尺寸均不同，因此在設(shè)計(jì)荷藕清洗機(jī)時(shí)對(duì)荷藕幾何尺寸進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析是十分必要的。
考慮到荷藕質(zhì)脆，不適宜用轉(zhuǎn)動(dòng)的滾筒將荷藕翻攪進(jìn)行清洗，考慮到荷藕的大小決定采用噴射噴頭清洗，采用傳送鏈進(jìn)行傳送。
設(shè)計(jì)要點(diǎn)
通過對(duì)資料及設(shè)計(jì)任務(wù)要求的分析發(fā)現(xiàn)該課題有以下幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)需要解決，才能完成設(shè)計(jì)。
要點(diǎn)一：清洗裝置總體機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，通常由原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)部分和執(zhí)行機(jī)構(gòu)構(gòu)成的。根據(jù)設(shè)計(jì)要求和各類機(jī)構(gòu)特點(diǎn)選擇合適的傳動(dòng)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)。清洗機(jī)構(gòu)主要包括傳送裝置、清洗裝置以及動(dòng)力部分三部分，第一，動(dòng)力源兩者可以是一臺(tái)也可各自單獨(dú)使用一臺(tái)，共用時(shí)經(jīng)濟(jì)，但是對(duì)于傳動(dòng)裝置要求較高，對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的整體尺寸造成影響；單獨(dú)使用時(shí)擺放位置隨意些，減小尺寸，但是兩臺(tái)電機(jī)實(shí)時(shí)的控制要求較高。第二，考慮到清洗部分的運(yùn)動(dòng)規(guī)律選擇合適的原動(dòng)機(jī)。
要點(diǎn) 二:根據(jù)以往設(shè)計(jì)中的經(jīng)驗(yàn)，采用單一方向的噴頭進(jìn)行清洗，清洗的效率不能達(dá)到設(shè)計(jì)的要求，考慮采用全方位布置的結(jié)構(gòu)，以達(dá)到設(shè)計(jì)的要求。
要點(diǎn)三：電機(jī)選擇和控制電路設(shè)計(jì)。電機(jī)的選擇應(yīng)考慮其工作環(huán)境、機(jī)器的結(jié)構(gòu)和相關(guān)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)據(jù)要求選擇。根據(jù)動(dòng)作要求，清洗機(jī)械僅僅要求要求能夠?qū)膳哼M(jìn)行清洗，所以電機(jī)選擇和控制要求不高。
要點(diǎn)四:設(shè)計(jì)的總體要求應(yīng)保證荷藕的洗凈率在90%以上，傳送鏈的輸送速度應(yīng)大于0.5m/s，生產(chǎn)能力應(yīng)大于500kg/s,電源采用二相制220V/50Hz,額定功率為1.0KW，控制特征為人工上料自動(dòng)控制。
其他問題：設(shè)計(jì)的任務(wù)要求應(yīng)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行市場調(diào)研，對(duì)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)利用軟件進(jìn)行計(jì)算機(jī)繪圖，包括整機(jī)裝配圖及零件圖數(shù)張，此外還要考慮到產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性。
結(jié)語
通過對(duì)荷藕清洗機(jī)械的設(shè)計(jì)研究，了解到了當(dāng)前荷藕清洗機(jī)械的發(fā)展以及前景，對(duì)荷藕清洗機(jī)械的設(shè)計(jì)有了一個(gè)清醒的認(rèn)識(shí)。
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