马铃薯去皮机设计

马铃薯去皮机的设计摘要:马铃薯去皮是所有马铃薯制品加工工艺过程的重要环节，目前存在的各种去皮方法都各自有其一定的局限性。随着马铃薯产业的发展和我国社会经济的进步，如何寻找一种优质、高效、节能几环保的马铃薯剥皮方法己成为马铃薯加工工艺过程中迫切需要解决的问题。本文主要介绍了以摩擦原理为基础的、适合食品加工工厂等场所使用的大型马铃薯去皮机的设计要点、工作原理和设备组成。关键词：去皮机；摩擦；设计；马铃薯 Abstract: Peelingisanimportantannuletinpotatoprocessing,Methodsofpeelingwhichhavebeenusedatpresentallhastheirlimitation.Alongwiththedevelopmentofpotatoprocessingindustryandtheprogressofoursocietyandeconomy,ithasbecomeanurgenttaskforfindinganefficient,economicalandnopollutionmethodofpotatopeeling.Thispaperintroducedthelarge-scalemachineforpeelingpotatoeswhichisdesignedbytheprincipleoffrictionandsuitedtothefactoryoffoodprocessing,anditpresentedthekeyofdesign,workingprincipleandthecompositionofthelarge-scalemachine. Keywords：Peelingmachine;friction;design;potato第一章引言1.1目的意义和国内外现状概况目前，世界79%的国家种植马铃薯，总面积2000万hm，左右，总产量3亿多吨，仅在小麦、玉米、水稻之后，居第四位。马铃薯在我国布极为广泛，主要产区集中在四川、黑龙江、甘肃、内蒙、河北、山西、陕西、云南、贵州、等省。据1998年统计，我国马铃薯种植面积近467万hMz，产量4700多万吨，居世界第一位。马铃薯属于茄科、块茎类作物，是珍贵的食物，它既是粮又是菜，营养丰富。其淀粉含量达11%--25，且蛋白质营养价值很高，容易消化吸收。其中含有18种氨基酸、多种维生素及丰富的矿物质元素。属于低热量、高蛋白、多种维生素和矿物质食品[2]。马铃薯的蛋白质主要是球蛋白，其生物价为67，高于除大米以外的各种粮食。如果用35%的鸡蛋清与65%的土豆蛋白混合食用，则可以合成目前己知的最佳蛋白质。马铃薯中主要含的是半纤维素，它能增加肠道蠕动的次数。另外，马铃薯还是一种较好的化工原料。日本通产省北海道工业技术实验厂开发出一种用马铃薯作原料生产塑料的技术。这种塑料能通过土壤和水中的微生物进行自然分解，最终化成为水和二氧化碳。国外马铃薯主要用于加工，鲜食比例较小。美国有75%的鲜薯用于加工，法国为60%，荷兰为40%，英国为40%，而我国马铃薯主要以蔬菜的形式进行鲜食，用于加工的比例不足10%。由于马铃薯作为蔬菜其口感较差，并不太受人们的欢迎，因而价格低廉，每年有15%的马铃薯烂掉，浪费较多，严重影响了广大薯农的经济利益和种薯积极性。这种现象不利于我国马铃薯产业的发展。国外的马铃薯制品，如马铃薯条、马铃薯片是一种很受欢迎的快餐食品，现已风靡我国的麦当劳、肯德鸡等快餐店，其拳头产品就是马铃薯制品。我国的马铃薯产品加工起步较晚，工艺技术落后，还不能形成规模。马铃薯制品的质量赶不上国外水平，产量也远远满足不了市场要求，因而加快我国马铃薯产业的发展，提高马铃薯的附加值，不但能满足消费者需求，而且是加快我国贫困地区，尤其是西部马铃薯产区经济发展的一条重要途径。据了解，贵州省己经把马铃薯产业为本省经济的一大增长点。中央关于西部大开发的决议，又为马铃薯产业的发展带来了很好的机会。马铃薯产业将大有可为。马铃薯制品的主要品种有马铃薯条、马铃薯片、脱水马铃薯泥等。不论何种制品，其加工工艺都要求必须对原料马铃薯进行去皮处理，才能保证产品的质量，保证其外观、色泽和口感。马铃薯去皮的方法主要有人工去皮、机械去皮、化学去皮、辐射去皮和蒸汽去皮等。人工去皮的去皮效果较好，但效率低、损失率高，显然不能适应马铃薯产业化发展的需要。机械去皮有离心去皮和磨擦去皮两种形式，主依赖马铃薯与马铃薯之间及马铃薯与金刚砂或橡胶之间的磨擦作用而达到去皮的目的。这种方法去皮效果差，且易造成马铃薯表面层的损伤。化学去皮有热碱法和低温去皮液法两种形式，主要依赖强碱溶液及特配化学去皮液的作用，软化和松驰马铃薯的表皮和芽眼，然后用高压冷水喷射，达到去皮目的。这种方法对去皮前后的冲洗工艺要求较高，且碱液或去皮液消耗量过大，成本较高。辐射去皮是利用辐射波被马铃薯表皮的水分吸收、蒸发，使入射的辐射波刚进入受热体浅表层即引起强烈的共振，被吸收而转化为热量，从而达到剥皮效果同这种方法去皮效果较好，但果皮只能废弃，不能被利用。蒸汽去皮是将马铃薯在蒸汽中进行短时间处理，使其皮层熟化，然后利用铁刷和流水冲去外皮，达到去皮目的。1.2马铃薯原料加工预处理工艺流程简介1.2.1马铃薯的分级马铃薯的分级可按照不同的加工品的要求，采用不同的分级方式分级，包括大小分级、成熟度分级和色泽分级等几种。在我国成熟度分级常用目视估测的方法进行，而大小分级是分级的主要内容，几乎所有的加工果蔬均需大小分级，分级的方法有手工分级和机械分级。1.2.2马铃薯的清洗原料清洗的目的在于洗去果蔬表面附着的尘土、泥沙和大量的微生物以及部分的化学农药，保证产品的清洁卫生，从而保证产品品质。对于农药残留的果蔬，洗涤时常在水中加化学洗涤剂，常用的有盐碱地酸、醋酸，有时也用氢氧化钠等强碱及漂白粉、高锰酸钾等强氧化剂。果蔬清洗的方法须根据果蔬形状、质地、表面状态、污染程度、夹带泥土量以及加工方法而定。主要有手工清洗和机械清洗。后者需配置滚筒式、喷淋式、压气式、浆叶式等设备。1.2.3马铃薯的去皮凡是马铃薯果皮粗糙、坚硬，具有不良风味的均应去皮，以利于提高品质，只有在加工某些果脯、蜜饯、果汁和果酒时，因要打浆和压榨，才不用去皮，马铃薯去皮方法如下：（1）手工去皮：用特别的刀、刨等工具人工削皮，去皮干净、损失少，但劳动效率低。（2）机械去皮：主要用于比较常规的果蔬原料。（3）碱液去皮：利用碱液的强腐蚀性来使蔬菜表面中胶层溶解，从而使果皮分离。碱液去皮常使用氢氧化钠，腐蚀性强且廉价。碱液去皮时碱液的浓度、处理时间和碱液温度，应视不同果蔬原料种类、成熟度、大小而定。碱液浓度提高、处理时间长和温度高都会增加皮层的松离及腐蚀程度。经碱液处理后的果蔬必须立即在冷水中浸泡、清洗、反复换水直至表面无腻感，口感无碱味为止。（4）热力去皮：果蔬用短时间高温处理后，使表皮迅速升温，果皮膨胀破裂，与内部果肉组织分离，然后迅速冷却去皮，适合于成熟度高的桃、李、杏等。热去皮的热源主要有蒸汽和热水。此法原料损失少，色泽好，风味好。（5）酶法去皮：在果胶酶的作用下，达到去皮目的。需要控制酶的最佳作用条件如温度、时间、PH值等。（6）冷冻去皮：将果蔬在冷冻装置中冷至达到轻度表面冷冻，然后解冻，使皮松弛后去皮，此法质量好但费用高。（7）真空去皮：将成熟的果蔬先行加热，使其升温后果皮和果肉分离，接着进入有一定真空度的真空室内，适当处理，使果皮下的液体迅速“沸腾”，皮与肉分离，然后破除真空，冲洗或搅动去皮。1.2.4马铃薯的护色马铃薯在加工过程中，将原料去皮、切分、破碎和空气接触及高温处理，都可能促进化学变化，生成有色粉质。其中包括酶褐变和非酶褐变。都要经过相应的方式来对马铃薯进行护色保护。1.3国内外马铃薯去皮设备简介国外马铃薯去皮方法大致有三种，即机械去皮、蒸汽去皮和化学方法去皮。三种去皮方法的工作原理为：一、机械去皮。在圆筒形容器中。依靠带有磨料的圆盘、滚轮或依靠特制的橡胶辊在中速或高速旋转中摩擦块茎的表面而达到去皮目的。二、蒸汽去皮。在高压容器内，通^高压蒸汽使块茎表面受热，然后打开容器盏，突然释放压力．块茎的表皮和果肉即自行分离。三、化学去皮。在耐碱容器内，加强碱溶液并加温，后加人块茎，经一段时间后块茎的表皮被碱溶液腐蚀，经高压水反复冲洗干净后，。再将块茎放人机械去皮机中剥去表皮。1.3.1机械装置目前，国内主要使用机械摩擦去皮机。如图1.1所示，该机由机盖、机筒、机座、电机、砂盘等部分组成。以电机为动力，通过减速齿轮带动机筒底部的砂盘旋转。块茎加入机筒内，因其离心力和相互碰撞作用，在机筒内上、下、左、右翻动，表面被砂盘均匀的摩蚀，去皮结束时加入清水，再打开侧门，块茎从侧门自动排出，皮屑随水流从砂盘的周围间隙排出，该机为间歇生产。图1.1机械式摩擦去皮机1.3.2蒸煮装置国内食品加工业使用的连续式链带蒸煮机和高压蒸煮锅，机体庞大，结构复杂，造价昂贵，小型果蔬原料食品加工厂引进使用有一定困难。在实际生产中，对马铃薯片的蒸煮要求并不高，使用自制的蒸煮装置完全可以满足要求。图1.2为一般食堂、饭店常用的蒸煮装置结构示意图。在一个大型蒸煮容器内铺设轨道，道轨通到容器大门外切片机附近。道轨上置放平板小车，小车上装有方形笼屉若干层。块茎切片后，依次放入笼屉。待所有的笼屉子都装满薯片后，将小车连同笼屉推入容器中，密封大门，再通入蒸汽蒸煮。待薯片蒸熟后，打开大门，拉出小车和笼屉，取出薯片。蒸煮容器为长方形，下部设有进气管道和阀们，上部有排气管。容器框架由角钢制作，外壁由钢板制造，并用隔热材料涂抹保温。1.蒸房2.门3.笼屉4.平车5.道轨图1.2间歇式蒸煮装置1.3.3化学去皮装置在由防碱材料制成的容器中注入氢氧化钠溶液，溶液浓度为15%—25%。加热溶液，温度达到87—95oC，加入块茎搅拌使温度保持在70oC左右；经过2—6分钟，块茎的表皮开始变松变软；捞出块茎，用高压水反复冲洗，知道表面无残留物为止。捞出的块茎也可放入机械式去皮机中剥去表皮。本法的优点是对不同大小、不同形状的块茎适合性好，去皮快，不需要结构复杂的专门设备。缺点是冲洗块茎需要大量清水，皮屑不能利用，排出的废液污染环境。由于去皮方法不同，国内外马铃薯、胡萝卜去皮机械的结构形式也各不相同，去皮差异较大，去皮率大致为7%-25%，其中机械去皮率为最大，蒸汽去皮率为最小。1.1国内外几种去皮设备的去皮性能比较表机型L离心式切屑去皮机机械去皮机蒸汽式去皮机化学法去皮机结构简单复杂复杂简单对块茎原料的要求卵卵圆形，芽眼浅，无伤痕卵卵圆形，芽眼浅，无伤痕无要求无要求产品质量表面光滑，无污染，无蒸煮层表面光滑，无污染，淀粉损失大表面光滑，有蒸煮层，无污染表面光滑，无蒸煮层，有污染皮屑可利用部分利用部分利用不能利用有无加热设备需要（150-200度）需要（85-95度）由于去皮方法不同。囱内外马错薯去皮机艘的结构形式也各不相同，去皮效果差异较大，去皮率大致为7％～25％，其中机械去皮率为最大，蒸汽去皮率为最小。通过上表的比较分析以及联系本次设计的任务要求，同时结合我国在去皮机上的实际水平考虑经济性，达到能以最少的投资获得较好的经济效益，决定以机械去皮机为设计方案。第二章马铃薯去皮机的结构设计本设计主要考虑去皮后的马错薯达到表面光滑无破坏层、去皮过程无污染及切屑可利用为目的：同时考虑经济实用。达到能以晟少的投资获得较好的经济效益。从而为推广该产品奠定基础。2.1马铃薯去皮机的设计及特点2.1.1工艺流程及结构特点针对研制目的，采用清洗后去皮工艺，研制出搅龙式机械清洗机和离心式机械切屑去皮机。并利用可调节式刀片，达到切屑量可控制的目的。其工艺流程为：原料准备→清洗→去皮→产品清洗→皮屑收集→产品收集。搅戈式清洗机为国内大量使用的清洗机械。其结构如图2.1所示，梯型洗槽内。固定着输送搅戈。搅龙通过减速器由电机驱动，洗槽内充水。在搅龙上部有喷水装置．块茎进入洗槽浸泡在水里，由于在被搅龙提升过程中块茎相互问以及与