小型米粉加工設(shè)備設(shè)計(jì)方案論證報(bào)告畢業(yè)論文

1、. . . . 機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)方案論證報(bào)告設(shè)計(jì)題目:小型米粉加工設(shè)備設(shè)計(jì)10 / 12目次1米粉加工的意義12米粉加工機(jī)械的起源和現(xiàn)狀23米粉機(jī)總體方案選擇33.1新型組合自熟式米粉機(jī)的組成與工作原理43.2一步成型米粉機(jī)的組成與工作原理53.3兩種方案的比較54米粉機(jī)部分零部件的方案選擇64.1動(dòng)力傳動(dòng)部分選擇74.2研磨組件的選擇8論證結(jié)果 9參考資料 10第一章 米粉加工的意義中國是世界上第一產(chǎn)稻大國，年產(chǎn)量約1.95億噸，占世界稻谷總產(chǎn)量的37%。全世界約有半數(shù)人口以稻米為主要食量，亞洲的稻米消費(fèi)量占世界消費(fèi)量的90%以上。中國是大米消費(fèi)的第一大國，60%以上的人口以米作為主食。

2、尤其在我國南方，很多人都有無米不成餐的關(guān)念。稻米是我國南方地區(qū)的主要可加工糧食資源,有關(guān)資料顯示,除去口糧、工業(yè)用糧、種子用糧等, 我國每年仍有1000 余萬噸稻谷轉(zhuǎn)入庫存,國家為解決倉貯,每年需投入大量的資金。且一般條件下,稻谷的食用品質(zhì)第二年即開始變差.因此，稻米的深加工已稱為必須解決的問題。稻米可加工成嬰幼兒米粉、休閑食品、方便米粉等。其中米粉(條) 是主要產(chǎn)品之一,僅省年產(chǎn)米粉約10 余萬噸,產(chǎn)值2. 7 億元(3) 。米粉又稱米線，是中國南方地區(qū)與東南亞地區(qū)非常喜歡的一種米制食品。米粉是由大米經(jīng)多道加工工序成型后的條狀產(chǎn)品,這種米粉外觀晶瑩透明,呈天然本色,久煮不糊湯、不斷條,口感滑

3、爽柔韌且營養(yǎng)價(jià)值豐富，我國南方諸省，尤其是、等省，人們習(xí)慣并喜歡吃米粉。早餐普遍以米粉作為主食，像、等地一日三餐喜食米粉，具有非常大的消費(fèi)市場。目前的方便主食仍以方便面為主。2004年銷量達(dá)495億包，產(chǎn)值295億元，占世界總銷量的1/3以上。但油炸方便面在口感營養(yǎng)等方面不盡如人意，產(chǎn)品經(jīng)高溫油炸后不但含油量高，而且高溫油炸不可避免會(huì)產(chǎn)生一些有害或間接有害物質(zhì)。衛(wèi)生部于2005年4月公布，經(jīng)常食用油炸食品容易致癌。針對傳統(tǒng)方便面在滿足不同消費(fèi)者需要時(shí)暴露出來的缺點(diǎn)，近年來隨著食品加工的技術(shù)的發(fā)展，日本、國相繼研制成功可以保存3個(gè)月以上的速食煮面，速食煮面屬高水分食品，具有新鮮、非油炸、食味好、

4、食法多、可保存的特點(diǎn)，其油脂含量低、未經(jīng)油炸，不會(huì)因油炸產(chǎn)生一些對人體健康不利的物質(zhì)，開袋即可食用。目前，我國等地已開始批量生產(chǎn)。與工業(yè)化生產(chǎn)比較成熟的面條、方便面相比，我國南方人喜愛的米粉的工業(yè)化生產(chǎn)則較慢，尤其是方便米粉的研究和開發(fā)尚處于起步階段。方便米粉技術(shù)和設(shè)備與方便面相比還很不成熟。方便食品是21世紀(jì)食品發(fā)展的主要趨勢之一，開發(fā)方便米粉具有非常廣闊的市場前景。中國稻米資源豐富，尤其是適合制作米粉的品種較多。米粉的開發(fā)對延伸稻谷產(chǎn)業(yè)鏈，提高稻米的附加值，具有非常重要的意義。第二章 米粉加工機(jī)械的起源和現(xiàn)狀我國食品加工機(jī)械起步很晚。解放前，這個(gè)行業(yè)幾乎一片空白，只是少數(shù)大城市有一些從外國

5、引進(jìn)的面包、餅干加工裝置。解放后，以罐頭、乳制品、糖果等機(jī)械設(shè)備為代表的食品加工機(jī)械才得以發(fā)展。特別是近幾年來，我國食品工業(yè)的總產(chǎn)值每年以8%的速度遞增。我國大米產(chǎn)量居世界首位，特別是我國南方雙季稻產(chǎn)區(qū)早秈米壓庫嚴(yán)重，僅省就達(dá)1 000 萬噸，地方財(cái)政不堪負(fù)重。早秈米因其直鏈淀粉含量相對較高，尤其適合制米粉。以早秈米為原料生產(chǎn)米粉，對貫徹落實(shí)我國現(xiàn)階段糧食政策，促進(jìn)糧食生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)化新格局的形成，具有重要意義。米粉條又名米粉、米線、米絲、米面或米面絲,是我國具有悠久歷史的傳統(tǒng)食品。其質(zhì)地柔韌、爽滑可口、有咬勁，既可作為主食又可作為小吃，是南方數(shù)省人們經(jīng)常食用的米制品。隨著社會(huì)發(fā)展，流增多，米粉開發(fā)

6、從南方走向北方，不少北方人也喜歡吃這種“米面條”。米粉是我國的傳統(tǒng)食品。解放前，已有米粉生產(chǎn)，都是手工操作的作坊式，但其制品卻有整齊的外觀和較好的食用品質(zhì)。20世紀(jì)50年代，米粉已用機(jī)械生產(chǎn)。雖簡陋卻已形成生產(chǎn)線，并開始有產(chǎn)品出口。20世紀(jì)60年代，開始用隧道式熱風(fēng)干燥土爐代替太陽曬干工藝，使生產(chǎn)基本形成流水線作業(yè)。20世紀(jì)80年代初期，米粉生產(chǎn)工藝發(fā)生改革，米粉生產(chǎn)基本上采用了半機(jī)械化或機(jī)械化的連續(xù)生產(chǎn)工藝；鏈帶式連續(xù)冷熱風(fēng)干燥箱取代了衛(wèi)生條件差、勞動(dòng)強(qiáng)度大的隧道烘房；淘汰了粉飯合搓，采用了蒸汽直接蒸糍；大米的粉碎技術(shù)也經(jīng)歷了多種變革，濕磨代替了風(fēng)塵磨?，F(xiàn)在市場上流行結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠、操作

7、容易、維修方便等特點(diǎn)的組合自熟米粉機(jī)；成本低、占地面積小、生產(chǎn)效率高、成品質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)的濕切米粉機(jī)；整機(jī)體積小、效率高、一步成型出米粉、生產(chǎn)過程無污染、粉絲質(zhì)量好、轉(zhuǎn)動(dòng)件同軸度高、運(yùn)行噪聲低、耐磨損、使用壽命長等特點(diǎn)的無污染一部成型米粉機(jī)；實(shí)現(xiàn)了分段，分時(shí)的間歇工作方式的全自動(dòng)米粉機(jī)，它大大縮短了生產(chǎn)線，減少了占地面積和制造成本；自動(dòng)下料空心米粉機(jī)；結(jié)構(gòu)簡單合理、制造容易、安裝使用方便、米粉絲質(zhì)感爽口，滑口，耐煮，動(dòng)力小的中軸式自熟米粉機(jī)；隨著人們生活水平的大幅提高，人們對營養(yǎng)、健康、方便食品的呼聲越來越高。非油炸的方便米粉、保鮮方便米粉以其營養(yǎng)、健康、爽滑的概念迎合了現(xiàn)代消費(fèi)者的消費(fèi)理念。因

8、此，相應(yīng)的，米粉加工機(jī)械的研究與發(fā)展將成為一股熱潮。第三章 米粉機(jī)總體方案選擇傳統(tǒng)米粉機(jī)由于效率低，已被淘汰?，F(xiàn)在市面上流行自熟米粉機(jī)，有新型組合自熟式米粉機(jī)和一步自熟成型米粉機(jī)。3.1 新型組合自熟式米粉機(jī)的組成與工作原理3.1.1 新型組合自熟式米粉機(jī)的組成新型組合自熟式米粉機(jī)由機(jī)座、預(yù)壓螺旋推進(jìn)器、成型螺旋推進(jìn)器、傳動(dòng)齒輪與皮帶輪組成，如圖3-1所示。其特征是預(yù)壓螺旋推進(jìn)器(2)軸上的小齒輪（4）與成型螺旋推進(jìn)器（3）軸上的大齒輪（6）直接嚙合，預(yù)壓螺旋推進(jìn)器（2）上的螺旋（7） 和成型螺旋推進(jìn)器（3）上的螺旋（8）互為反向螺紋，其特征是預(yù)壓螺旋推進(jìn)器（2 ) 軸上的小齒輪（4）與成型螺

9、旋推進(jìn)器（3）軸上的大齒輪直接嚙合。圖3-1 新型組合自熟式米粉機(jī)的結(jié)構(gòu)圖3.1.2 新型組合自熟式米粉機(jī)的工作原理將浸泡過的大米粉碎或研磨）后與一定比例的水混和并經(jīng)充分?jǐn)嚢瑁腿私M合自熟式米粉機(jī)，可做出不同粗細(xì)的熟米粉，曬干或涼干后就成為“干米粉”，經(jīng)捆綁成扎即可上市。預(yù)壓螺旋推進(jìn)器軸上的小齒輪與成型螺旋推進(jìn)器軸上的大齒輪直接嚙合，而預(yù)壓螺旋推進(jìn)器仁的螺旋與成型螺旋推進(jìn)器上的螺旋互為反向螺紋，使兩個(gè)推進(jìn)器轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反但都形成向前推動(dòng)力，從而達(dá)到簡化結(jié)構(gòu)降低能耗的目的廠本實(shí)用新型的工作原理是這樣的：合上電源開動(dòng)電動(dòng)機(jī)，皮帶輪帶動(dòng)預(yù)壓螺旋推進(jìn)器正（或反）轉(zhuǎn)，由于其上的螺旋為正向（或反向）螺紋，產(chǎn)

10、生向前推進(jìn)力；而預(yù)壓螺旋推進(jìn)器軸上的小齒輪帶動(dòng)成型螺旋推進(jìn)器軸上的大齒輪使其反（或正）轉(zhuǎn)，因成型螺旋推進(jìn)器上的螺旋為反向（或正向）螺紋，故亦產(chǎn)生向前推進(jìn)力粉料從進(jìn)料口送入預(yù)壓壓力室，在預(yù)壓螺旋推進(jìn)器的作用下一面被推向前進(jìn)，一面吸收在擠壓與轉(zhuǎn)動(dòng)過程中所產(chǎn)生的熱量而逐漸變熟，待被推進(jìn)到預(yù)壓壓力室前端時(shí)已是八成熟粉料、此時(shí)，喂料板將粉料喂入輸料管而被送到成型壓力室，在被繼續(xù)向前推進(jìn)的過程中完全變成熟粉料。到達(dá)成型壓力室前端落入成型罩，在后面不斷施加的壓力作用下熟粉料被擠壓著通過粉篩而成為米粉，按一定長度剪斷曬（或涼）干后即為成品。參照圖3-1，預(yù)壓螺旋推進(jìn)器軸上裝有小齒輪（4）和皮帶輪（5)，成型螺

11、旋推進(jìn)器軸上裝有大齒輪（6）并與小齒輪（4）嚙合。預(yù)壓螺旋推進(jìn)器（2）上的螺旋（7）與成型螺旋推進(jìn)器川上的螺旋（8）互為反向螺紋。喂料板安裝在預(yù)壓螺旋推進(jìn)器（2）前端，預(yù)壓螺旋推進(jìn)器（2)和成型螺旋推進(jìn)器上分別套著壓力套管而組成預(yù)壓壓力室和成型壓力室。預(yù)壓壓力室根部上方有進(jìn)料口，前端上方有輸料管在成型壓力室根部上方與其連通，成型壓力室前端下方為成型罩，罩裝有粉篩（壓力套管，輸料管成型罩圖上均未畫出）。3.2 一步成型米粉機(jī)的組成與工作原理3.2.1 一步成型米粉機(jī)的組成一步成型米粉機(jī)的組成如圖3-2所示。它包括有經(jīng)螺絲固聯(lián)的軸座（l）和進(jìn)料座（3），進(jìn)料座（3）和成品座（7）經(jīng)卡箍( 18)固

12、聯(lián)，螺套（5）以橢圓形配合方式嵌入進(jìn)料座（7）前部，傳動(dòng)軸（2）通過軸承安裝在軸座（l）中心孔，它的外端上面裝有由電機(jī)帶動(dòng)的皮帶輪（10） ，它的端與位于進(jìn)料座（3）中心孔的磨軸（4）固聯(lián)，磨軸（4）與位于成品座( 7）中心孔的出料螺桿（8）之間為橢圓形配合，位于螺套( 5）的碾磨輪（6）與出料螺桿（8）之間亦為橢圓形配合，進(jìn)料座（3）上方有進(jìn)料斗（11) ，成品座（7）外端面上有堵板（12) ，下方有由擠壓嘴構(gòu)成的粉絲出口（13) ，其特征是進(jìn)料座（3）端面上有定位凸臺(tái)（31）嵌入成品座（7）端面的定位凹盤（71），碾磨板（9）以凹槽（91）嵌入螺套( 5）凸齒（51）上的方式固定在螺套（5

13、）上，碾磨板（9) 端面為分布有磨齒的凹的錐面體，與之配合的碾磨輪端面為分布有磨齒的外凸的錐面體，即形成一對錐面磨，磨軸(4）與出料螺桿（8) 結(jié)合處有間隙過小調(diào)節(jié)螺釘（14) 與調(diào)節(jié)墊片（15) ，堵板（12）上有間隙過大調(diào)節(jié)螺釘（16）與調(diào)節(jié)墊片（17）。 圖3-2 一步成型米粉機(jī)的結(jié)構(gòu)圖3.2.2 一步成型米粉機(jī)的工作原理電機(jī)通過皮帶輪帶動(dòng)傳動(dòng)軸、磨軸旋轉(zhuǎn)，磨軸對料斗中偷入的已浸泡好的大米原料進(jìn)行粗碾和粗磨，與此同時(shí)磨軸帶動(dòng)碾磨輪與出料螺桿旋轉(zhuǎn)，利用碾磨輪對碾磨板的相對旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)將已粗磨的原料細(xì)磨，利用碾磨輪對螺套的相對旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行細(xì)碾。由于磨擦發(fā)熱、動(dòng)能轉(zhuǎn)化成熱能，致使機(jī)體溫度升高到90

14、100，使細(xì)磨后的原料變得很細(xì)、很粘并熟化。熟化后的原料經(jīng)出料螺桿和擠壓嘴擠壓成型，變成粉絲擠出。在擠壓嘴處設(shè)置有冷卻水套，當(dāng)機(jī)體溫度超過100 時(shí)，可打開循環(huán)水泵抽水進(jìn)行冷卻，以調(diào)節(jié)米粉機(jī)機(jī)體的熱平衡。3.3 兩種方案的比較只有將浸泡過的大米粉碎（或研磨）后與一定比例的水混合并經(jīng)充分?jǐn)嚢瑁腿虢M合自熟式米粉機(jī)才能獲得米粉；而只要把已浸泡的米粒加入一部成型米粉機(jī)就能獲得米粉。這樣就不用再單獨(dú)購買磨漿機(jī)，降低了成本，同時(shí)也減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，從而提高了生產(chǎn)率。一步成型自熟米粉機(jī)用碾磨輪和碾磨板對米粒經(jīng)過了二次研磨，使米粒更碎。從而以下好處：（1）有利于淀粉熟化，米粒研磨程度高使熟化時(shí)間短、效果好、消

15、耗小、產(chǎn)量高；（2）有利于擠條成型 ，米粒研磨程度高就容易把它擠壓成粗細(xì)均勻、富有彈性和韌性的米粉條；（3）有利于淀粉的重新優(yōu)化組合；（4）有利于淀粉糊化，米粒研磨程度高，水分更容易滲透到顆粒中間，有利于淀粉糊化。除此之外，一步成型自熟米粉機(jī)還具有以下有點(diǎn)：整機(jī)體積小，效率高，一步成型出米粉，生產(chǎn)過程無污染，粉絲質(zhì)量好，轉(zhuǎn)動(dòng)件同軸度高，運(yùn)行噪聲低，耐磨損，使用壽命長。由以上兩種方案比較的結(jié)果可得，方案二比方案一具有更多的優(yōu)點(diǎn)。因此，本設(shè)計(jì)選擇方案二。第四章 米粉機(jī)部分零部件的方案選擇4.1 動(dòng)力傳動(dòng)部分選擇由于帶傳動(dòng)具有以下特點(diǎn)：（1）結(jié)構(gòu)簡單；（2）能緩和載荷沖擊；（3）運(yùn)行平穩(wěn)，無噪聲；（

16、4）過載時(shí)將引起帶在帶輪上打滑，因而可防止其他零件的損壞；（5）可增加帯長以適應(yīng)中心距較大的工作條件。從安全性和經(jīng)濟(jì)性兩方面綜合考慮，本設(shè)計(jì)選擇帶傳動(dòng)作為動(dòng)力傳動(dòng)部分。4.2 研磨組件的選擇4.2.1 方案一研磨組件的組成：它包括研磨板(1)和研磨輪(2)，研磨板（1）有中心通孔（10)，它的外邊緣（11）上有安裝用的定位缺口（12 )，研磨輪（2）有套在出料螺桿上用的中心孔（2） 的，外圓周表面有螺旋槽（21)，其特征在于研磨板（1 ）與研磨輪（2 ) 配合的凹面（14 ）上有成放射狀均勻分布的三角形磨齒，錐型凹面( 14）邊緣為環(huán)形平面（13)，研磨輪（2）與研磨板（1）配合的錐型凸面（2

17、2）上有均勻分布的三角形料向齒槽，三角形抖向齒槽靠近中心孔（20）部分齒形大而深，靠近邊緣部分齒形小而淺，錐型凸面（22）邊緣是與錐型凹面（14）邊緣相對應(yīng)的環(huán)形平面（23) , 環(huán)形平面（23）上有出料缺口（24）。圖4-1 為研磨板主視圖；圖4-2 為研磨板左視剖面圖；圖4-3 為研磨輪主視圖；圖4-4 為研磨輪左視剖面圖。圖4-1 研磨板主視圖圖4-2 研磨板左視剖面圖圖4-3 研磨輪主視圖圖4-4 研磨輪左視剖面圖4.2.2 方案二研磨組件的組成：它包括研磨板（1）和研磨輪（2），研磨板（1）有中心通孔（10）, 它的外邊緣（11）上有安裝用的定位缺口（12），研磨輪（2）有套在出料螺

18、桿上用的中心孔(20)，外圓周表面有螺旋槽(21)，其特征在于研磨板(1)與碾磨輪(2) 配合的錐型凹面(14)上有成放射狀均勻分布的三角形磨齒，錐型凹面(14)邊緣為環(huán)形平面(13)，研磨輪(2)與研磨板(1)配合的錐型凸面(22)上有均勻分布的三角形料向齒槽，三角形料向齒槽靠近中心孔(20)部分齒形大而深，靠近邊緣部分齒形小而淺，錐型凸面(22)邊緣是與錐型凹面(14)邊緣相對應(yīng)的環(huán)形平面(23)，環(huán)形平面(23)上有出料缺口(24)。圖4-5 研磨板主視圖圖4-6 研磨板左視剖面圖圖4-7 新型研磨輪主視圖圖4-8 是圖3 的Z 向剖視圖具體實(shí)施方式圖4-5 研磨板主視圖圖4-6 研磨板左視剖面圖圖4-7 研磨輪主視圖圖4-8 圖3 的Z 向剖視圖具體實(shí)施方式4.2.3 兩種方案的對比 方案一中的研磨板磨齒抖向分布，窄外寬；與之配合的研磨輪的磨齒呈放射狀分布，而且接近中心的部分磨齒齒形淺且窄，靠近邊緣的部分磨齒齒形寬而且深（請參看圖4 一3）。在米粉加工過程中，研磨板與研磨輪之間的間隙是關(guān)?。洪g隙過大，生產(chǎn)的米粉質(zhì)量粗糙；間隙過小，研磨輪磨齒凸起部分容易嵌入到研磨板齒槽，因而引發(fā)磨