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1、分类号华中农业大学硕士学位论文密级咸蛋快速腌制装置控制系统的研究与试验S t u d yo nt h eC o n t r o lS y s t e mo fD e v i c ef o rF a s tS a l t i n gE g g sa n dE x “to nS a l t i n gEggandE x p e r i m e n tO nS a l t iEsS研究生堂J 号， 指导教师王石泉2 0 1 0 3 0 7 1 1 0 0 3 2 王树才教授专业：农业电气化与自动化获得学位名称：工学硕士研究方向：机电一体化技术获得学位时间：二O 一三年六月华中农业大学工学院二O 一三
2、年六月华中农业大学学位论文独创性声明及使用授权书学位论文 益搬需保密，解鬻对翔年月露 是否保密独创性声明本人声明所至交纳论文是我个人在导烯指导下进行妁研究工作及取褥的磺究成果。尽我所知，除了文中特勇l 加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过妁研究成暴，也不包含为获得华中农业大学或其他教育机构的学位或证书弼傻罔过妁翘辩，指导教缔对此迸行了审定。与我一圊王作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中傲了嘴确酶说明，并表示了谢意。研究生签名：互冱泉时间秒降刍月| 节日学位论文使用授权书本人完全了解“华中农业大学关于保存、使用学位论文的规定”，印学生必须按照学校要求提交学位论文蛇印刷
3、本和电予版本；学校有权保存提交论文魄印制版孝疆电于版，并凌供墅录检索和酒览服务，可以采臻影印、缩印或搀描等复剑手段保存、汇编学位论文。本人溺意华中农韭大学可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部鼗郝分内容。注：保密学位论文在鬃密后适髑予本授权书。学位论文作者签名：五趸泉导师签名：多棚签名霞瓤：扣f 乡年磊，羁f 擘鑫签名日期：& 声l 多年幺月哗西目录摘要iA B S T R A C T i i i第一章绪论11 1 研究的背景及意义11 2 国内外研究现状21 2 1 腌制液温度、浓度和腌制时间对咸蛋成熟度的研究21 2 2 采用压力腌制咸蛋的研究现状21 2 3 采用超声波腌制咸
4、蛋的研究现状31 2 4 添加酸、碱、香辛料等食品添加剂对腌制咸蛋的影响31 3 咸蛋腌制机理41 4 研究内容、技术路线和试验方案51 4 1 课题研究的主要内容51 4 2 技术路线61 4 3 试验方案6第二章咸蛋腌制装置的硬件平台设计72 1 温度、压力控制系统概述72 2 腌制装置总体设计一72 3 超声波系统设计82 3 1 超声波发生器的选择92 3 2 超声波换能器的选择102 3 3 浸没式超声波结构的设计112 4 压力系统的设计与实现1 12 4 1 气压控制原理设计一1 22 4 2 压力采集电路设计1 22 4 3 电磁阀驱动电路设计1 42 5 温度控制系统设计1
5、42 5 1 温度传感器的选型1 52 5 2 温度采集电路1 52 5 3 加热管驱动电路1 62 6 腌制液控制系统设计162 7 人机交互设计172 7 1 键盘和显示器设计182 7 2 串口通信1 82 8 硬件抗干扰设计1 92 8 1 电源系统的设计一1 92 8 2 干扰源的抑制1 92 9 本章小结2 0第三章咸蛋腌制装置的软件设计2 13 1 编程语言和开发平台介绍2 13 2 软件系统设计2 l3 3 人机交互软件设计2 33 3 1 键盘扫描服务程序2 33 3 2 串行接口通信程序2 43 3 3 液晶显示底层驱动程序2 43 4 模块软件设计2 73 4 1 温度控
6、制模块软件设计2 73 4 2 压力控制模块软件设计一2 93 4 3 超声波控制模块软件设计313 5 软件抗干扰设计313 5 1 看门狗软件设计3 13 5 2F l a s h 记忆功能模块软件设计3 23 5 3 缺水保护模块软件设计3 33 5 4 软件数字滤波设计3 43 4 4 腌制液控制模块软件设计3 43 6 本章小结3 5第四章咸蛋快速腌制工艺试验3 64 1 引言3 64 2 材料和方法3 64 2 1 实验原料与试剂一3 64 2 2 实验仪器与设备3 74 2 3 蛋清、蛋黄氯化钠含量的测定3 74 2 4 蛋黄指数的测定一3 84 2 5 感官评价及其指标3 84
7、 2 6 试验流程一3 9l l4 2 7 试验步骤设计3 94 3 试验与结果分析3 94 3 1 超声波脉动比对咸蛋的影响3 94 3 2 超声波作用时长对咸蛋的影响4 14 3 3 高压幅值对咸蛋的影响4 24 3 4 高压脉动比对咸蛋的影响4 24 3 5 腌制时间对咸蛋的影响一4 34 3 6 超声波作用时间点对咸蛋的影响4 44 3 7 正交试验4 54 3 8 最优试验和咸蛋后熟试验4 84 4 本章小结4 9第五章总结与展望5 05 1 总结5 05 2 展望5 0参考文献5 2致 射5 5附勇之5 6I I l摘要咸鸭蛋在我国具有悠久的历史，深受中国百姓的喜爱，在市场上也备受
8、青睐。优质的咸鸭蛋，咸度适中、味道鲜美，蛋白白净、细嫩，蛋黄松沙、流油。然而传统的咸蛋腌制工艺完全以人工作业、自然成熟为主。所以腌制周期长，一般需要2 5 3 0 天( 夏天) 或5 0 天( 冬天) ；而且存在咸蛋咸味差异较大的问题，极大地影响了咸蛋的品质；同时容易打破蛋，成品率通常只有8 9 左右。所以咸蛋加工企业急需能够实现机械化、自动化生产的高效中式蛋制品加工设备。本文在深入了解国内外研究现状的基础上，明确了腌制装置应该实现的功能，进行了系统的整体结构设计。首先设计和制作了可以腌制咸蛋的装置；然后对设计的装置进行稳定性和可靠性的测试，对测试中出现的问题通过硬件和软件措施进行解决；最后利
9、用设计好的咸蛋快速腌制装置进行试验，以新鲜鸭蛋为材料，采用食盐水浸泡法，把温度、腌制时间、气压幅值、气压脉动比、超声波作用时间和脉动比作为因素，进行单因素实验，得到各因素的最佳水平，再以这些因素进行正交实验，得到最佳的腌制工艺。主要研究内容和结果如下：1 组建了咸蛋腌制装置的硬件平台。咸蛋快速腌制装置，主要由压力腌制容器、空气压缩机、超声波发生装置、加热装置、腌制液系统和单片机控制系统组成。进行了各个模块的详细设计，包括有温度控制系统、压力控制系统、超声波控制系统、腌制液控制系统和人机界面。同时进行了详细的装置加工和制作、电路的焊接和软件的调试。经过系统的整体测试，本系统的硬件设计可以满足实际
10、试验的要求，能够实现腌制试验所需要的温度、脉动压力曲线和超声波振动。2 对咸蛋腌制装置进行了软件系统设计。首先对整个系统的软件设计进行了整体规划。设计分为两大部分：一是温度、压力、超声波和腌制液的检查和控制程序，二是人机界面服务程序。在本系统中，M S P 4 3 0 单片机的主要任务是温度的采集和控制、压力的采集和控制、超声波的实时控制、腌制液的进出控制、运行参数的实时更新和人机界面的响应。然后对各个模块进行了原理分析和实际代码流程的设计。最后对软件抗干扰设计中的看门狗模块设计、F l a s h 记忆功能模块软件设计、缺水保护模块软件设计和软件数字滤波进行了详细的阐述。并整合系统的硬件和软件，进行腌制装置的实际测试，试验结果说明系统可以无故障长时间运行。 3 研究了咸蛋快速腌制装置的最佳工艺参数。通过正交试验显示，在高压幅值1 4 0 K p a ，高压脉动比4 ：1 6 m i n ，超声波作用时间点为第一天，超声波脉动比2 ：1 0 m i n ，超声波作用时长1 3 2 m i n 下，采用2
