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1、1 绪论绪论1.1 前言前言在国内，随着市场经济的日益发展，城乡人民生活水平的不断提高，食物结构 已向多元化方向转变，人们对食品的适口性、营养保健性及构成的合理性，提 出了许多新的要求。低脂肪高蛋白的豆类食品越来越受欢迎，食品原料以往多 为大豆，而现在有关的厂家开始研制价格低廉的豌豆加工与综合利用，并显示 出良好的前景。豌豆籽粒大，种皮较厚，豌豆中富含人体所需的各种营养物质， 尤其是含有优质蛋白质，一般在 16.818.7%.可以提高机体的抗病能力和康复 能力。豌豆中所富含的胡萝卜素，食用后可防止人体致癌物质的合成，从而减 少癌细胞的形成，降低人体癌症的发病率。豌豆中所富含的粗纤维，能促进大
2、肠蠕动，保持大便能畅，起到清洁大肠的作用。它的食疗作用有：（1）豌豆味 甘、性平，归脾、胃经；（2）可益中气、止泻痢、调营卫、利小便、消痈肿、 解乳石毒之功效；（3）主治脚气、痈肿、乳汁不通、脾胃不适、呃逆呕吐、心 腹胀痛、口渴泄痢等病症。豌豆不仅可以青食，还可以加工成多种食品。作为食品和制粉的工业原料，豌豆的价格比其它豆类便宜许多，其应用前景在国内外已受到普遍关注。豌豆是我国广泛种植的作物，因此豌豆的加工在我国是有很大市场。豌豆淀粉是豌豆贮存的营养物质，它主要是作为提取蛋白质后的副产物，因此,与玉米、小麦和马铃薯淀粉相比,它被认为是一种相对比较便宜的淀粉来源；它的用途极广，既可作食品工业原料
3、（在食品方面, 它能制酱类, 如: 豌豆瓣酱、豌豆辣酱、豌豆蒜蓉番茄酱等, 也能制豆制品类） ，又可直接食用，还可广泛地用于纺织、轻化、医药等方面。淀粉是传统食品的主要成份，其质量的优劣直接影响到食品价值的高低，因此，其生产工业化是经济发展的必然趋势。随着生活水平的提高，人们对食品的要求也越来越严格，传统的加工方法不能满足淀粉工业化生产的技术需要，因此对淀粉加工工艺的研究是经济发展的迫切要求，一般采用机械设备代替手工完成各加工步骤.磨碎机械主要用于加工小麦粉、米粉、豆浆、骨肉糜等产品时的干磨碎和湿磨碎作业。常用的磨碎机械有片磨式、锥磨式和对辊式磨粉机等，成品粒度比较细微，这些机器大大降低了人们
4、人工磨粉的疲劳强度，提高了生产率，对本次设计的对象豌豆，豆类食品的加工和发展起了非常大的推动作用。在这次设计前，借鉴了很多有帮助的资料，前人所设计的产品或发表的专利等。举一些前人所发表的专利，如：1）.专利号为 Z L 93246280.4 立式锥形磨粉机，是一种食品加工碾磨设备。在最初定设计磨粉机形式的时候参考了一些资料，经相对比较，最终选了立式磨粉机。设计过程中，思路还不怎么成熟，经过参考以下资料后，所要设计的设备大致有了一个思路。2）. ZL 专利号 96215302.8 的“圆盘式磨粉机砂轮”和专利号为 92209762.3的“提供了一种斜齿型磨粉机砂轮” 。在选择磨粉机最主要的零部件
5、的是后给了很多启发，将磨盘的表面磨纹介绍了有利于磨粉的几种磨盘磨纹的配合方式，让我了解到了这方面的很多专业性的知识，也让我在设计中能选用好的一套磨盘的配合，可以将更好的完成所要达到的任务。3）. 专利号 ZL 200520027063.2 的“磨粉机砂轮的自动调整装置” 。在我所设计的设备中，解决了一个很细微但很重要的一个环节，保证了所设计出的设备调节很方便。参考了大量相关资料，完成了本次的磨粉机设计。1.2 选题背景选题背景本此的设计的课题来自教师科研。从上述引言知道，豌豆对人体有很多好处，并且豌豆淀粉的用途也很广泛，所以豌豆淀粉的质量问题就成了关键问题，那么在制作豌豆淀粉的过程中，豌豆磨粉
6、就是很关键的一环节，它能直接影响到所制作出的淀粉质量。所以本次就设计了该工作装置磨粉机工作部分的设计。主要解决的问题有：磨粉成品的粒度，它是质量的关键保证；在要求设计的磨粉机的占地面积小的情况下，应该怎样将定磨盘进行定位，且调节方便；是否可以考虑添加一些辅助设备等来提高生产率。针对以上问题，本次所设计的磨粉机应该达到的要求有：1）.设计磨盘的表面磨纹及两磨盘间的间距，能够保证所磨粉的粒度较细；2）.考虑到磨粉机占地大小以及调节方面的问题，综合两者情况，将定磨盘得定位装置和调节装置设计为一体。3）.在本次的设计中添加了一个拨料器，以免豌豆从进料筒进入后堆积，拨料器有效地解决了此问题。国内外研究现
7、状、发展趋势及存在的主要问题如下：目前，我国淀粉加工行业尚无统一的设备选型标准，普遍采用参照设计的方式进行设备选型，常出现设备选型落后、设备不配套等缺陷，严重制约了淀粉加工项目的建设水平。因此，在广泛调查研究和借鉴国内外先进经验的基础上，开展了淀粉加工建设项目设备选型的研究，提出了设备选型的基本要求。在淀粉加工项目的建设过程中，设备选型的质量是拟建项目技术含量的重要标志，制定先进、适用、合理的设备选型方法，是淀粉加工项目建设的重要任务。据农业部农村经济研究中心的有关专家认为，目前国内外淀粉加工生产技术发展主要呈现四个基本趋势： 一是加工企业向大型化发展。国外的淀粉加工厂一般都在年产 5 万吨以
8、上，美国和欧盟的玉米、马铃薯淀粉加工厂年产在 10 多万吨至数十万吨的规模；泰国的淀粉厂年产在 5 万15 万吨。我国国内的淀粉加工企业也在向大型化发展，吉林、山东等省的玉米淀粉加工厂已达年产 10 万30 万吨；广西已有 4 家木薯淀粉厂年产超过万吨，其中明阳生化科技股份公司年产已达 5 万吨，为国内规模最大的木薯淀粉企业。二是实现生产过程的自动控制。世界上发达国家的现代化淀粉生产都建立了工艺控制系统（）和合理的控制程序（），以确保最佳的工艺自控，保证正常安全生产，减少事故，减少操作量，降低成本，增加产量；我国国内已有少数大型工厂开始推广应用生产过程的自动控制。三是广泛推广节能技术和能耗低、
9、效率高的设备。国外已普遍采用负压脉冲气流烘干机，配置热风分配调节装置，循环使用部分干燥气等，吨淀粉耗标准煤已降到 0.1 吨以下；我国国内现已有一部分淀粉厂应用一级负压脉冲气流烘干机。四是淀粉产品向系列化方向发展。发达国家的淀粉厂充分利用自身原料的优势开发各类深加工产品，如美国斯泰利公司的产品有 400 多种，荷兰艾维贝公司的产品有 200 多种；我国国内一些大型淀粉厂目前也在致力于开发深加工产品，吉林吉发集团、广西明阳生化科技股份公司等都已开发数十个品种。针对上述存在的差距，国内设备的开发应加大研究力度和资金投入力度，使用现代设计方法和先进的计算机辅助设计技术进行优化设计，以提高国产粮食加工
10、机械的水平。在国外，淀粉生产及其深加工机械的发展有 100 年的历史，而高速发展是在近 40 年间。美国是生产大型淀粉设备有代表性的国家之一，其淀粉生产设备可处理玉米 400600td。Dorroliver 公司是美国大型跨国公司，设备销往100 多个国家和地区。欧洲是以生产中型淀粉设备为主的地区，其中德国最有代表性，处理玉米一般为 10300td，德国 Westfalia 和 Staroosa 公司生产的淀粉设备约 70销往国外；瑞典 ALFALAVAL 公司不仅提供各种关键设备，而且还承担全套工程设计。荷兰 GMF 公司生产 淀粉干燥机已有 90 年历史，品种规格齐全，质量可靠。日本奈良株
11、式会社和濑野铁工所主要生产小型淀粉加工及深加工机械，价格只有欧美国家同类设备的 1312，在国际市场上有一定的竞争力。美国、日本、德国、瑞典等国的淀粉加工及深加工机械制造业，代表了国际发展潮流。 国外淀粉加工机械主要特点有：（1）生产过程自动化，采用电子计算机进行生产过程控制，确保最佳生产状态，使工艺过程具有较高的透明度，随时变换和调节工艺条件；（2）广泛采用节能技术，凡是生产线中涉及水、电、气的环节，均采用有效措施，使能耗降至最低限度。如生产用水净化复用，蒸发器配备热泵，干燥设备余热回收利用，锅炉采用喷粉式沸腾燃烧炉等；（3）生产规模大型化，美国年产淀粉 1000 万吨，只有 22 个工厂，
12、日本原有 2000 多个淀粉厂，后压缩到不足 200 个，淀粉产量却增加近 2 倍。工厂大型化容易发展综合利用和多层次加工，降低成本，提高竞争能力；（4）向多品种深层次方向发展，近几年国外发达国家的淀粉加工设备没有什么新的变化，而是把投入主要用于多品种深层次加工，如变性淀粉国外已发展到上千种。在搞好市场开发的基础上大力发展淀粉糖生产，多品种深加工已成为全球共识，以质量取胜是 21世纪的竞争焦点；（5）重视科研工作，发达国家的淀粉加工及深加工机械制造业设有不同层次的研究机构，瑞典 ALFALAVAL 公司设有 1 个淀粉加工技术综合实验基地，专门用于单机和成套设备的试验测试。美国 CPC 淀粉集
13、团公司有3 个研究中心，主要为本公司开拓新领域、开展新产品试制及战略性的研究工作，对一个新产品的投产，都要经过研究、小试和生产试验，特别在产品应用方面。他们认为，不能利用试验来肯定新产品的效果，这种新产品是不能投产的。有了这样的研究开发机构，这个公司就有了活力和竞争力，使企业跑在市场和时代的前面。荷兰、日本和德国等国也有类似机构；注重制造技术和可靠性。装备的质量是靠具有一定水平的制造技术保证的。日本战后能够后来居上，主要经验是在引进消化吸收的基础上重点抓了制造技术和可靠性工作，极大地带动了淀粉加工及深加工机械制造业的发展，目前国外淀粉加工及深加工机械的可靠性已达到相当高的水平，一般运行一年以上
14、无故障，能在确保机械性能的前提下延长使用寿命。 豌豆淀粉研究的主攻方向：豌豆淀粉具有不同于谷物淀粉和薯类淀粉的组成、结构和物理化学性质 ,如具有较高的直链淀粉含量和较强的回生能力。在了解了光滑豌豆淀粉和皱皮豌豆淀粉结构与性质的关系后 ,需要进一步研究一些变性手段(如氧化、酯化、交联、酶解等)对豌豆淀粉的物理化学性质和功能性质的影响 ,从而改善豌豆淀粉的功能特性。只有对豌豆原淀粉结构与性质的关系以及豌豆淀粉的开发作进一步的研究 ,豌豆淀粉的工业应用特别是在食品工业中的应用才会有显著的增长 ,豌豆淀粉工业才会有较大的发展。为了将豌豆的加工向更好的方向发展，本次设计通过对豆类食品机理的全面分析和研究
15、，对本次所要设计的磨粉机做了些改进。本次设计的是立式磨粉机，主要对豌豆磨粉机的核心构件定、动磨盘进行了分析，找出了影响豌豆磨粉的关键因素，选用了最佳的两磨盘间距和转速，并改进了磨盘的表面磨纹，以提高加工效率和质量，综合考虑各种因素，设计出此立式磨粉机装置。本设计将磨盘的表面磨纹设计成直线斜齿磨纹，可有效地增加磨盘与被加工物料的接触面积和摩擦程度，并使加工后的物料按运动规律通过磨盘齿槽的作用自然流出，从而减少了积料阻力，且大大提高了工作效率。此外，还设计了辅助装置拨料器和定磨盘的定位调节装置。该机器具有结构简单、生产率高、磨粉率高、成本低、安装调节方便等优点。1.3 本次设计的磨粉机方案的确定本
16、次设计的磨粉机方案的确定1.3.1 方案的确定方案的确定（1）磨粉机的形式有许多，以下将对卧式磨粉机和立式磨粉机进行比较。在相等条件下，立式磨粉机与卧式磨粉机相比，立式磨粉机优于卧式磨粉机。立式磨粉机更换砂轮方便，结构合理，密封性较好，运转轻便，造型美观，操作简便，具有体积小、重量轻、噪音低、性能稳定、出浆率高、质量可靠、容易清洗、移动方便等优点。从整个磨粉机的外型尺寸看，立式优于卧式磨粉机。从设计要求来讲，磨粉机要体积小，美观大方、调节维修方便，因此，在设计上立式磨粉机也优于卧式磨粉机。（2）结论：由上述对两种不同形式的磨粉机进行比较，再综合各方面的特点，最终确定选立式磨粉 机为本次设计研究的形式。1.4 立式磨粉机的特点立式磨粉机的特点对于豌豆淀粉来说，它富含的淀粉（约50%左右）, 且淀粉中直链淀粉多、粘度高,适于制作如优质粉丝条、粉皮、凉粉等各类淀粉食品。磨粉加工对制作淀粉来说是有很大影响的，所以磨粉是必不可少的一道工序。豌豆磨粉要根据豌豆品种、颗粒形状、籽粒大小及饱满程度等不同要求采用不同的磨粉方法。由于磨粉的破
