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1、.6SX-320型叶菜清洗机的设计研究1 引言蔬菜是一年四季均有新鲜蔬菜上市，也是家庭、餐桌上常见的菜种。蔬菜土生土长，沾附着泥土、有机肥、微生物等污物，这是不能入口的。洗菜时有水的机械冲刷作用，也有溶解过程。清洗的目的性已经非常明确，而目前针对农药污染，清洗又把去除农药残留放在首位。所以清洗不仅仅是洗掉蔬菜表面的泥土，而是杜绝有害物质的重要方式，怎样清洗蔬菜已经成为困扰人们的一个问题。传统自来水洗洗、冲冲、泡泡的办法、洗洁精浸泡法，其弊端显而易见：农药污染使水洗的安全性大打折扣，而且洗洁精以磷酸盐和尿素为主，这样的产品不仅危害皮肤健康，而且清洗不彻底还会对身体产生危害，最重要的是有害化学成份
2、残留在水中会对生活用水造成循环污染。本文论述了研制自动化连续型叶菜清洗机的必要性和可行性。蔬菜可以分为叶状类蔬菜和根茎类蔬菜，针对叶状类类蔬菜和根茎类类蔬菜这两种蔬菜物理性质的不同，设计了叶状类蔬菜清洗机。清洗机的工艺流程为浸泡清洗-喷淋清洗-超声波清洗-出菜。因此我着重设计了喷淋式清洗机，在此设备中，蔬菜通过不锈钢丝编织网传送带传送，由上下两排喷头进行冲洗，起清洗作用的主要是上面的一排喷头，下面的喷头主要是靠水的压力使蔬菜处于一种层流状态，使蔬菜的各部位都能清洗到，从而达到比较好的清洗效果。叶菜清洗机的设计主要是对蔬菜进行浸泡，为粘附于蔬菜表面上的污物进行初步清洗，并对较难分离的杂质进行浸泡
3、,使泥沙杂质在水的浸泡变得松脱，以利于在以后清洗过程当中容易冲洗。在这一部分，主要设计用传送带实现对蔬菜的自动传输和水中浸泡，蔬菜在缸体中可实现较为缓慢的运动，通过叶菜与叶菜之间、叶菜与水之间的动摩擦达到很好的预分离效果，而且几乎不损伤叶类蔬菜表皮，保证了蔬菜的营养成分。对于水的处理，采用水力旋流器对水进行分离澄清，实现水的循环利用。设计出的清洗机其工作达到以下要求：（1）保证叶菜的完整性，减少表面损伤与折断压烂等易使营养成分流失的不利因素，努力达到顾客要求，保证叶菜的质量；（2）使叶菜的各部位都能清洗到，从而达到比较好的清洗效果，设计出整套的清洗设备，并实现了叶菜清洗的自动化；（3）使叶菜清
4、洗过程变得快捷、方便、并且干净。设计的叶菜清洗机能够实现自动化连续清洗叶菜，除了采用了传统的浸泡、喷淋清洗方式外，还采用国际流行的超声波净洗法。它利用液体中声的空化作用产生微冲流，微冲流在运动过程中小气泡不断爆炸，对被清洗叶菜表面进行高频振荡和冲击，彻底剥落残留在叶菜表面上的农药，并能杀灭残留在其表面的细菌，既不破坏营养，还增加保鲜时间。对于叶片类蔬菜表面残存的泥土、有机肥、化学农药、微生物等，我们针对叶片类蔬菜本身比较嫩脆，形状多为扁平细长，很容易折断压烂，不像根茎类蔬菜表皮强度较好，有的还要求去皮食用，不存在表皮损伤问题，所以我们在对叶片类蔬菜进行正式清洗之前，必须对叶片类蔬菜先进行浸泡，
5、这样有利于在以后的喷淋清洗中减少喷头的水流速度和喷压，保证叶菜的完整性，减少表面损伤与折断压烂等易使营养成分流失的不利因素，努力达到顾客要求，保证叶菜的质量。设计出的清洗机由自动进料、自动出料、中间传送装置和喷水及其循环利用装置组成。形成流水线清洗，由水泵出来的水从上下喷头喷出对在传送带上运动的叶菜进行清洗，从而实现了对叶菜的自动化清洗。1.1叶菜清洗目的一般数来,对叶菜清洗的目的主要有以下两个：（1） 除去叶菜原料表面沾染的泥沙、杂质蔬菜原料在其生长、成熟、采摘、贮存、运输过程中，历经时间长，历经工序多，不可避免地会沾染泥沙、杂质等异物，特别是来自地下的果实，如土豆、红薯等，更是不可避免地与
6、泥土相粘连。这些泥土、杂质的存在,将会对产品的加工质量带来极为不利的影响，所以必须将这些泥沙、杂质的洗涤除去。（2）除去原料表面沾染的农药和微生物蔬菜原料在生长过程中，为了控制病虫害，常常对蔬菜要喷射一些农药，这些农药的存在会有损于人体健康。另外，蔬菜表面也会或多或少地沾染各种微生物，这些微生物有可能危害蔬菜原料和人体健康，因此必须将其除去。蔬菜原料清洗目的是去除蔬菜原料中一切不符合作业要求的物质，尤其是微生物。在清洗前，正常的蔬菜原料表面上的微生物数量在-个/g之间，某些蔬菜，往往粘附着泥土，微生物数量更多。通过正确的清洗工艺，蔬菜原料的微生物数量会降低到初始数量的2.5-5%左右。1.2清
7、洗工艺及设备设计的要求在选择清洗工艺及设备，必须考虑清洗要求达到的洗净程度。对不同洗净程度要求的清洗应选择不同的清洗工艺和设备。洗净程度要求越高，清洗成本也越高，而且生产成本是以几何级数递增的。在设计清洗工艺及清洗设备时，主要从以下几个方面进行考虑：（1）可靠性：要求选用的清洗工艺及设备有稳定的清洗质量，能达到所要求的洗净程度；（2）对待清洗对象的影响：要求在清洗过程中对待清洗对象造成的损伤尽可能小，并且不能对待清洗对象产生新的二次污染；（3）利于自然环境的保护：要求清洗工艺及设备能够防止或尽可能减少清洗废液、噪声、废气等对自然环境造成的破坏；（4）效率：要求清洗工艺及设备具有效率高、节约劳动
8、力的特点；（5）良好的作业环境：要求所用的清洗工艺及设备能保持良好的作业环境，使工人的健康和安全得到保证；（6） 经济性：要求采用既能达到洗净程度要求，成本又低的清洗工艺及要求。食品加工原料在其成熟阶段以及运输、贮藏过程中常常受尘埃、沙粒及微生物等污染，因此，在加工前必须认真清洗，并清除杂物及不合格部分，以便后道工序加工。1.3常见方案分析蔬菜在生长、采收过程中，受到残留农药、尘埃、微生物及其它污染的污染，为了保证在以后一系列商品化处理中保持新鲜，防止腐烂变质并进一步增加光泽美观，提高商品价值，必须对蔬菜进行浸泡并彻底的清洗。清洗主要通过机械作用和化学作用进行。机械作用是通过浸泡、鼓风、摩擦、
9、搅动、喷淋、刷洗、振动等物理方法，把附着在果蔬表面的污染物洗掉。而化学作用是利用清洗液与污染物起化学作用反应而将污染物洗掉。常用的原料清洗机械有以下几种。1.3.1刷淋式清洗机刷淋式清洗机通过浸泡、刷洗和喷淋作用能够有效地提高清洗效果，水槽中的清洗水还能采用蒸气直接加热，适用于苹果、柑桔、梨、番茄等果蔬的清洗。工作时，物料从进料口进入清洗槽内，在装有毛刷的刷辊相对向内旋转作用下，使物料在水的搅动形成的涡动环流中得到清洗，同时由于刷辊之间水流压力差作用，物料自动向刷辊间流动而被刷洗。刷洗后的物料向上浮起，经翻料斗沿圆弧面移动，受高压水喷淋冲洗，最后由出料口流出。1.3.2桨叶式清洗机桨叶式清洗机
10、是通过旋转的桨叶，搅动浸泡在水中的原料，将物料进行翻滚、摩擦而完成清洗过程，主要适用于质地较坚硬和表面抗损较强的原料。桨叶式清洗机主要由槽体、桨叶、捞料斗等组成。槽体是一个长方形卧式敞口槽，下部为半圆筒形的空花假底，其下是1-2个漏斗，可收集泥沙杂物。槽体一般用不锈钢板焊接而成。主轴纵贯槽体，其上按一定间隔安装有桨叶，相邻桨叶互相垂直排列，桨叶具有钝形棱角，可保护原料少受损伤。在槽体末端安有捞料斗，由主轴带动回转。工作时，往槽体中先装清水，再使主轴旋转，然后将原料倒入槽体，由于桨叶的转动，搅动原料，使其翻滚运动，另外，由于桨叶相对于主轴有一定角度，从而推动原料使其向槽体末端移动，在此过程中基本
11、完成了对原料的清洗，至末端由捞料斗捞出，在原料捞出时，清水喷头喷出清水，完成了对原料的清洗噶过程。而洗下的泥沙杂物则穿过空花假底，聚集于漏斗之中，可定期打开斗底排污阀将其排出机外。1.3.3浸泡式清洗机 浸泡喷洗机是先将原料浸泡于水中，使泥沙杂质在水的浸泡变得松脱，然后受到高压水流的喷射，使原料表面的附着物冲洗掉而达到清洗的目的。工作时，先将斜壁水槽中注满水，再倒入需清洗的原料，经过一定时间浸泡后，开始传动装置使输送带运转，输送带则带动原料上行，在喷淋区内高压水流从喷淋头直喷向原料，将原料上沾染的泥沙、尘土、杂质冲洗干净。若原料上沾染了化学试剂，也很容易除去。 浸泡喷洗机结构主要有斜壁水槽、输
12、送带、喷淋头、传动装置等组成。输送带呈倾斜安装，与水平面的夹角为2530，输送带用金属网制造，以利沥水，在金属网上间隔一定距离安装一根横条，以便挡住物料下滑。斜壁水槽的斜角与输送带的斜角相同，在输送带的中部上方装有多排喷淋头，输送带由传动装置带动运动。1.3.4滚筒式清洗机滚筒式清洗机是借助圆形滚筒的转动，使原料在其中不断地翻转，同时用水管喷射水流来冲洗翻动原料，以达到清洗的目的。该机适合清洗柑橘、橙子、马铃薯等根茎类蔬菜。滚筒式清洗机的特点是：结构简单，清洗效率高，工作平稳，不存在力不平衡现象, 对原料的适应性强。 另外由于沿滚筒内壁焊有几根管子，大大地提高了滚筒的清洗效果。不足之处是整个机
13、械的占地面积大。1.3.5螺旋式清洗机螺旋式清洗机是由喂料口、螺旋推动机、喷头、滚刀、泵、滤网及电动机等组成。其主要工作部件是螺旋推动器。推动器外客的下部为滤网，让污水能漏入水槽。在向上送料过程中，物料与螺旋面、外壳以及物料之间产生摩擦而除去表面污物。机器上中部装有数个喷头，可冲洗污物。该种机器主要用于水果及块根、块茎蔬菜类的情况。针对叶片类蔬菜的特点, 只有刷淋式清洗机和浸泡式清洗机适合于清洗。现在针对这两种方式我们进行对比研究，力争设计出最佳机构。2 方案的设计2.1概述针对叶状类蔬菜的特点，最终确定清洗机的工艺流程为浸泡清洗（预处理）-喷淋清洗-超声波清洗-出菜，因此我们主要侧重喷淋式清
14、洗机的设计。在浸泡清洗段主要是对叶菜进行浸泡，为粘附于叶菜表面上的污物进行初步清洗，并对较难分离的杂质进行浸泡,使泥沙杂质在水的浸泡变得松脱，以利于在以后清洗过程当中容易冲洗。在接下来的阶段开始进行喷淋式清洗，在这一阶段中，蔬菜通过不锈钢丝编织网传送带传送，由上下两排喷头进行冲洗，起清洗作用的主要是上面的一排喷头，下面的喷头主要是靠水的压力使叶菜处于一种层流状态，使叶菜的各部位都能清洗到，从而达到比较好的清洗效果。根据喷射压力的不同，水喷射可以分为低压水喷射、中压水喷射、高压水喷射和超高压水喷射。在本清洗机中，由于清洗的对象是叶状类蔬菜，所以我们选择低压水喷射对蔬菜进行上下两个方向的冲洗，去除
15、蔬菜表面的泥沙、微生物和部分残留农药，从而达到蔬菜清洗的目的。另外，我们还考虑了废水的处理问题，使清洗废水可以重复使用，尽可能大的节约资源。 2.2机械结构的设计2.2.1初步估算功率根据要求设计产量要达到每天清洗叶片类蔬菜23T。每天按8小时工作制计算，经过初步估算，初定传送带传输距离为3米，蔬菜在放进去到清洗完毕所经过的时间为3分钟，由此确定传送带的传送速度为1m/min。传动滚筒的功率： （2-1） (查新编非标准设备设计手册)-空载运行功率系数 =0.0192-输送带水平投影长度 =3m-带速 =1m/s -物料水平运行功率系数 =9.5510-5 -输送量(t/h) =0.4t/h -附加功率系数 =2.8代入公式求得: =0.19kw电动机功率计算: =0.27 k
