塔里木大學(xué) 畢業(yè)論文（設(shè)計）開題報告 課題名稱 馬鈴薯片干燥機的設(shè)計 學(xué)生姓名 陳 龍 學(xué) 號 8031208216 所屬學(xué)院 機械電氣化工程學(xué)院 專 業(yè) 農(nóng)業(yè)機械化及其自動化 班 級 農(nóng)機 12 指導(dǎo)教師 安 靜 起止時間 機械電氣化工程學(xué)院教務(wù)辦制 填 表 說 明 一、學(xué)生撰寫開題報告應(yīng)包含的內(nèi)容 ： 1、本課題來源及研究的目的和意義； 2、本課題所涉及的問題在國內(nèi)（外）研究現(xiàn)狀及分析； 3、對課題所涉及的任務(wù)要求及實現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析； 4、本課題需要重點研究的、關(guān)鍵的問題及解決的思路； 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)度計劃； 7、主要參考文獻(xiàn)（不少于 7 篇）。 二、本報告必須由承擔(dān)畢業(yè)論文（設(shè)計）課題任務(wù)的學(xué)生在接到“畢業(yè)論文（設(shè)計）任務(wù)書”的兩周內(nèi)獨立撰寫完成，并交指導(dǎo)教師審閱。 三、開題報告要求手寫體，字?jǐn)?shù)在 3000 字以上，由學(xué)生在本報告冊內(nèi)填寫， 頁面不夠可自行添加 張。 四、每個畢業(yè)論文（設(shè)計）課題須提交開題報告一式三份，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。 一 本題來源及研究的目的和意義 課題的來源：自選題 研究的目的 馬鈴薯鮮薯可供燒煮作糧食或蔬菜。世界各國十分注意生產(chǎn)馬鈴薯的加工食品，如法式凍炸條、炸片、速溶全粉、淀粉以及花樣繁多的糕點 、蛋卷等，為數(shù)達(dá) 100多種。但鮮薯塊莖體積大，含水量高，運輸和長期貯藏有困難。為此， 馬鈴薯片干燥機的設(shè)計有望滿足馬鈴薯的儲藏、運輸、加工要求。 研究的意義 本課題設(shè)計 采用熱風(fēng)循環(huán)對馬鈴薯片進(jìn)行干燥。 設(shè)備能在理論上為提高馬鈴薯的儲存、運輸、加工提供一定的技術(shù)支撐。 課題的實施是為馬鈴薯的干燥提供了理論依據(jù)。 二 課題所涉及的問題在國內(nèi)外現(xiàn)狀及分析 國內(nèi)現(xiàn)狀 從 第一屆全國干燥會議于 1975年 6月 23日至 30日在南京召開，至今已經(jīng)三十 多 年了。 30多年來，我國干燥技術(shù)研究隊伍不斷壯大。目前我國從事干燥技術(shù)研究的大專院校、科研院所、研究單位大約右有 50多家，領(lǐng)域涉及食品、糧食、化工、醫(yī)藥、染料、輕工、林業(yè)、造紙、硅酸鹽、水產(chǎn)業(yè)、 漁業(yè)等行業(yè)，全國共有設(shè)備制造廠 600多家，已形成了一支強有力的干燥科研開發(fā)隊伍，廣泛開展干燥技術(shù)的基礎(chǔ)研究、工藝研究及工業(yè)化研究，使我國干燥技術(shù)研究正向世界水平邁進(jìn)，某些技術(shù)領(lǐng)域達(dá)到了國際先進(jìn)水平。 30年來，中國對許多干燥技術(shù)實現(xiàn)了工業(yè)化。主要有蒸汽回轉(zhuǎn)干燥，噴霧干燥，流態(tài)化干燥 (普通流化床，振動流化床，內(nèi)加熱流化床、流化床噴霧造粒干燥 )，氣流干燥，回轉(zhuǎn)圓筒干燥，旋轉(zhuǎn)快速干燥，圓盤干燥，帶式干燥，雙錐回轉(zhuǎn)真空干燥，槳葉式干燥，冷凍干燥，微波及遠(yuǎn)紅外干燥，糧食干燥等等，常規(guī)干燥設(shè)備基本可以滿足生產(chǎn)的需要，并 有部分機型達(dá)到國際當(dāng)代水平并出口到國外。 干燥單元的重要性不僅在于它對產(chǎn)品生產(chǎn)過程的效率和總能耗有較大的影響，還在于它往往是生產(chǎn)過程的最后工序，操作的好壞直接影響產(chǎn)品質(zhì)量，從而影響市場競爭能力和經(jīng)濟(jì)效益。我國有許多產(chǎn)品，就純度而言已經(jīng)達(dá)到甚至超過國外產(chǎn)品 ;然而就是由于干燥技術(shù)不如國外技術(shù)，堆積密度、粒度、色澤等物性指標(biāo)上不去 的甚至售價僅為國外同種產(chǎn)品的三分之一。目前我國某些大型石化干燥裝備還依賴進(jìn)口。椐粗略估計，我國生產(chǎn)的干燥設(shè)備種類僅為國外 30 40%。因此進(jìn)行干燥技術(shù)研究的 任務(wù)迫切。 術(shù)創(chuàng)新 企業(yè)是技術(shù)創(chuàng)新的主體，我國干燥技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化走了一條產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的路子。目前我國干燥機類型有 20多個系列 250多種規(guī)格產(chǎn)品。有些產(chǎn)品已達(dá)到了國際水平，替代進(jìn)口。 燥技術(shù)在 食品糧食等方面 的應(yīng)用 由于該設(shè)計機械作業(yè)對象為馬鈴薯片，馬鈴薯既屬于蔬菜類，也屬于糧食類，所以以下只對果蔬干燥技術(shù)和糧食干燥技術(shù)作介紹。 蔬干燥技術(shù) 果蔬干燥技術(shù)是一個非?；钴S的研究方向。果蔬通過脫水干燥，可降低含水率，提高原料可溶性物質(zhì)的濃度，阻礙微生物繁殖，抑制蔬菜中所含的 酶的活性，從而使脫水后的蔬菜能夠在常溫下較久保存，且便于運輸和攜帶。 果蔬干燥技術(shù)：常壓熱風(fēng)干燥技術(shù) (如網(wǎng)帶式干燥機 )、真空冷凍干燥技術(shù)、微波干燥技術(shù)、遠(yuǎn)紅外干燥技術(shù)、滲透干燥技術(shù)、過熱蒸汽干燥技術(shù)。近年來新開發(fā)的干燥設(shè)備有噴射泵式真空凍干設(shè)備、真空油炸果蔬脆片設(shè)備、氮氣干燥器、太陽能成套干燥設(shè)備、微波真空干燥機、振動流化床干燥機等。 果蔬行業(yè)干燥存在的主要問題是 ,我國目前生產(chǎn)的主流干燥產(chǎn)品普遍存在干燥速度慢、脫水時間長、能耗大、成本高、復(fù)水性能差、品質(zhì)保存率低等缺陷，由此出現(xiàn)了在國際市場上價格滑坡、國內(nèi)市 場打不開銷路的嚴(yán)峻局面。果蔬干燥研究存在的問題是：一是各種脫水果蔬的復(fù)水性能缺乏研究，尤其不了解一些改善某些干制品的復(fù)原性常用手段 ;二是選擇合適干制手段的能力較弱。近年來有過分夸大某種干燥方式的優(yōu)點 ,而忽略其缺點的趨勢。如一味強調(diào)凍干產(chǎn)品品質(zhì)好的優(yōu)點 ,而忽略其易吸潮、易碎、設(shè)備投資和操作費用高等缺點。 果蔬干燥研究方向：在保證品質(zhì)方面 ,開發(fā)選用不同干制技術(shù)以適應(yīng)不同果蔬的干制特性，從而保障干制品的品質(zhì)。如真空冷凍干燥、過熱蒸汽干燥分別適用于熱敏性和過敏性物料的干燥 ;微波加熱均勻，可以避免一般加熱干燥過程由于 內(nèi)外加熱不勻而引起的品質(zhì)下降，充分保持了新鮮蔬菜內(nèi)原有的營養(yǎng)成分，并具有反應(yīng)靈敏、便于控制、熱效率高、無余熱、無污染等顯著特點 ;遠(yuǎn)紅外干燥可以使干燥效率和干燥質(zhì)量得到極大的提高 ;連續(xù)冷凍干燥是發(fā)展趨勢。 在高效節(jié)能方面，微波干燥、遠(yuǎn)紅外干燥和聲波干燥是國際上應(yīng)用較為普及的三種高效節(jié)能新技術(shù)。目前國際上的趨勢是將微波或遠(yuǎn)紅外與真空低溫技術(shù)結(jié)合，避免內(nèi)部升溫失控。熱泵和太陽能干燥是近年來才應(yīng)用到果蔬干燥中的節(jié)能新技術(shù)，但干制溫度較低，干燥時間較長。 食 干燥技術(shù) 國外現(xiàn)在使用的糧食干燥機按其結(jié)構(gòu)及干 燥原理來分主要有順流式、橫流式、混流式、逆流式和內(nèi)循環(huán)移動式干燥機。 我國現(xiàn)在使用的干燥機按其結(jié)構(gòu)及干燥原理來分主要有： 1)塔式干燥機 塔體采用磚鋼混合結(jié)構(gòu)，處理量大，一次降水不低于 10%，主要用于玉米、小麥的烘干。 2)滾筒式干燥機 干燥段的筒體為鋼筒，緩蘇、冷卻段為磚混結(jié)構(gòu)，主要用于水稻、小麥的烘干。 3)流化床干燥機 結(jié)構(gòu)簡單，主要用于水稻、小麥和油菜籽的烘干。 4)網(wǎng)柱式干燥機 糧食在雙層網(wǎng)狀板間流動，形成的糧柱與干燥介質(zhì)成錯流運動，主要用于玉米、水稻、小麥的烘干。 5)順逆流干燥機 糧食與熱風(fēng)同 方向運動，干燥均勻，熱效率較高，冷風(fēng)與糧食反方向運動，干燥后糧食品質(zhì)好。 6)蒸汽干燥機 利用一定壓力的蒸汽，通過換熱器間接烘干糧食。 7)順流式干燥機 它可以使用較高的風(fēng)溫而不降低糧食品質(zhì)。 8)循環(huán)式干燥機 屬批式干燥機，濕糧喂入干燥機后，在機內(nèi)循環(huán)同時受熱風(fēng)的作用使水分蒸發(fā)，達(dá)到要求的終水分后，停機卸糧。 9)順混流式干燥機 綜合了順逆干燥適合濕糧的特點和混流干燥均勻及干后水分低的特點。一次干燥流程即達(dá)到安全水分。 在干燥機理、應(yīng)用基礎(chǔ)研究放方面 ， 中國農(nóng)大、東北 農(nóng)大 、華南農(nóng)大、江蘇理工大學(xué)作了大量的研 究工作，分別建立了谷物熱特性、水分?jǐn)U散特性、干燥速率等實驗測定裝置。中國農(nóng)大率先開展了谷物干燥計算機模擬的研究，使國內(nèi)的干燥技術(shù)研究接近和達(dá)到國際先進(jìn)水平。 三、對課題所涉及的任務(wù)要求及實現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析 題任務(wù)要求 國內(nèi)主要使用機械摩擦去皮機。該機由機蓋、機筒、機座、電機、砂盤等部分組成。以電機為動力，通過減速齒輪帶動機筒底部的砂盤旋轉(zhuǎn)。塊莖加入機筒內(nèi)，因其離心力和相互碰撞作用，在機筒內(nèi)上、下、左、右翻動，表面被砂盤均勻的摩蝕，去皮結(jié)束時加入清水，再打開側(cè)門，塊莖從側(cè)門自動排出，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 ，通過選擇合適的方法設(shè)計 清洗 裝置， 去皮裝置，使裝置能夠?qū)崿F(xiàn)對馬鈴薯片的 去皮 。 題設(shè)計預(yù)期目標(biāo)的可行性分析 本裝置主要對馬鈴薯片進(jìn)行干燥，綜合國內(nèi)干燥技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀分析，國內(nèi)干燥技術(shù)成熟程度比較成熟，使用電加熱型熱風(fēng)循環(huán)烘箱，干燥過程通入過濾后的純凈空氣，對馬鈴薯片不造成污染，加熱溫度 50以保證馬鈴薯片大致形狀不發(fā)生變化，綜上所述，該設(shè)計是可行的。 四 本課題需要重點研究的關(guān)鍵的問題及解決的思路 課題需要研究的重點問題 需要滿足 馬鈴薯片的 干燥度要求。烘箱的組成主要包括：主機，電加熱裝置，排濕裝置，烘車，烘盤等。 課題需要研究的難點問題解決的思路 將馬鈴薯片均勻放入烘盤，烘盤在烘車擺正，推入烘箱內(nèi)，關(guān)閉主機門，整個烘箱形成一個封閉的箱體，開機運行時，經(jīng)過過濾的純凈空氣在風(fēng)機作用下進(jìn)行電加熱，實現(xiàn)溫度的上升，熱風(fēng)在整個烘箱內(nèi)循環(huán)。從而進(jìn)行熱交換，即馬鈴薯片吸收熱量、蒸發(fā)水分，蒸發(fā)出來的水分則由干燥介質(zhì)（熱風(fēng)）帶走，再由排濕裝置排出機體外。在對馬鈴薯片進(jìn)行干燥過程中，要控制熱風(fēng)溫度和濕度，避免馬鈴薯片發(fā)生過熱而降低品質(zhì)。 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)校圖書館及互聯(lián)網(wǎng)查閱大量資料，了解馬鈴薯的基本性質(zhì)，干燥機的結(jié)構(gòu)、原理等，了解各種類型的干燥機的特點。關(guān)鍵問題可請求老師指導(dǎo)或通過同學(xué)討論，選擇適合馬鈴薯片干燥的干燥機類型，對擬定的干燥機進(jìn)行設(shè)計，計算，利用 繪圖軟件繪制出干燥機的零件圖，裝配圖，反復(fù)對設(shè)計內(nèi)容進(jìn)行檢驗、校核。 六 工作方案及進(jìn)度計劃 工作方案：設(shè)計總體含括 風(fēng)機、電加熱部分裝置設(shè)計 排濕、空氣過濾部分裝置設(shè)計 烘盤、烘車部分裝置設(shè)計 機 箱及外圍設(shè)備設(shè)計 機體有機組合。 進(jìn)度計劃： 第 1 周 第 2 周 通過查找文獻(xiàn)資料，了解干燥機的國內(nèi)外現(xiàn)狀。 第 2 周 第 5 周 設(shè)計馬鈴薯片干燥機的總體方案。 第 6 周 第 9 周 對馬鈴薯片干燥機的結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體設(shè)計。 第 10 周 第 12 周 撰寫設(shè)計說明書，對部分問題修改、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劉