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南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 精選的脫皮豆類混合大米壓縮物的液流學(xué)與營養(yǎng)學(xué)的質(zhì)量 S. Balasubramaian & Anjan Borah & K. K. Singh &R. T. Patil 摘要：人們通過最小成本的夾頭壓縮機(jī)對即食大米及其豆類（如黑豆，綠豆，小扁豆和豌豆）的基本壓縮物的研究。壓縮物是通過維持不變的供給率與保濕成分及其在15%的豆類混合水平下制備而成的。由壓縮面粉做成的稀飯的液流學(xué)性質(zhì)通過使用快速黏膠分析機(jī)進(jìn)行評估。大米壓縮物的最大及其最小的黏膠性是697cp.，大米混合物與15%的豌豆的黏膠性是523cp，對豆類混合物的水平增加，.黏膠的程度呈減少的趨勢。其他的快速黏膠分析機(jī)的液流學(xué)參數(shù)，像在轉(zhuǎn)折階段，中間階段及其最后階段的黏膠性 分別是266cp-226cp.,431-297cp,452-375cp.在大米壓縮物與混合15%的豆類中發(fā)現(xiàn) 最大價(jià)值的蛋白質(zhì)，脂肪，纖維和灰末成分的存在。 大米壓縮物內(nèi)加上豆類成分，營養(yǎng)值呈現(xiàn)出增加的趨勢。僅僅是大米壓縮物的膠凝程度是在29.4%，與加上豆類混合物的膠凝度上呈現(xiàn)個(gè)降低的趨勢，也只是大米混合15%的脫皮豆類的最小膠凝度。 所有的壓縮物的感官評估價(jià)值的得分呈現(xiàn)出最讓人接受的范圍：6至8.因此，脫皮豆類的豆類混合水平獲得了好的分?jǐn)?shù)，并且對低成本的膨脹壓縮物及其速溶粉的生產(chǎn)展呈現(xiàn)出很大的趨向。 關(guān)鍵詞：大米，脫皮豆類，壓縮物，感官質(zhì)量，營養(yǎng) 簡介 擠壓烹飪是生產(chǎn)膨脹消除與速溶粉的有效加工法之一。，在擠壓烹飪中，經(jīng)過高度扭曲的原材料因此允許部分的淀粉水解。 固有的擠壓系統(tǒng)需要跟高的金融投資，生產(chǎn)能力于及技術(shù)知識。，這就不適用與發(fā)展中國家。 為生產(chǎn)輔食，在20世紀(jì)八十年代初期，科羅拉多大學(xué)研發(fā)了的單個(gè)的夾頭擠壓機(jī)/干燥擠壓機(jī)除了擁有高生產(chǎn)力，但是還需要花昂貴的成本。在發(fā)展中國家，對速溶粉生產(chǎn)的擠壓烹飪加工還未被采用。因此，具有很小的生產(chǎn)力的簡單機(jī)器的使用還是具有潛在的利益的。為了研究小吃與速溶粉的生產(chǎn)，還需要對低成本的夾頭擠壓機(jī)的可能性進(jìn)行研究。大米，是制作無骨蛋白食物最常用的谷類之一。豆類是植物蛋白，卡路里及其他營養(yǎng)的主要來源。豆類的擠壓烹飪增加了豆類營養(yǎng)的消化。 圖1一低成本擠出機(jī)夾頭 主視圖 側(cè)視圖 圖1 在產(chǎn)品研發(fā)期間，為對加工期間與加工之后的產(chǎn)品行為的理解，最高與最后的膠凝度是最重要的參數(shù)?？焖僬硰椘諆x可以用來調(diào)查脂肪的黏膠效應(yīng)與大米淀粉和米粉的氨基酸。擠壓加工的緊密結(jié)構(gòu)能夠構(gòu)建一個(gè)緊密的營養(yǎng)網(wǎng)，以便減少液化淀粉酶對淀粉顆粒的侵襲。 再者，由營養(yǎng)網(wǎng)創(chuàng)造的物理障礙限制了對淀粉酶的淀粉可取性，并且延誤其在試管內(nèi)的水解作用。 各種報(bào)告顯示，膠凝的特性，漿糊的流變性能，膠體和其他的淀粉功能性質(zhì)隨物種和變體的變化 而變化。淀粉的凝膠性性能取決于種類，顆粒的結(jié)構(gòu)，植物的起源和淀粉的比例。糯米和一般水稻在60至78℃時(shí)可凝膠化。許多因素影響了食物的偏好與接受性。許多因素是產(chǎn)品固有的，比如表面，味道和氣味，其他外在的因素，如社會文化因素。 圖2典型參數(shù)快速粘度分析儀粘度專為豆類混合飯擠壓 圖2 測試時(shí)間.分鐘 表1粘滯性譜參數(shù) 性狀縮寫 描述（術(shù)語參考） PV 峰值粘度（61-02，1999年） T 海槽（61-02） BD 擊穿（寶和1999年夏，61-02），降低在烹飪過程中粘度在95℃ FV 在最后時(shí)刻結(jié)束糊粘度期間在50℃ 把以上的點(diǎn)作為目標(biāo)，現(xiàn)在的工作是研究精選出脫皮豆類混合大米壓縮物的液流學(xué)和營養(yǎng)學(xué)的質(zhì)量。 原料與方法 不同的脫皮豆類，如黑豆，綠豆，小扁豆和豌豆與精米都是從當(dāng)?shù)厥袌鲑徺I的。通過清理與分級，原材料放在在粗超的扎板機(jī)表面是為了制成1.65-2.36mm顆粒大小的玉米片。在0，5,10與15%混合水平的不同豆類玉米片被與大米玉米片混合。為制出擠壓物，需要2KG的加濕至14%濕度的混合原料。 低成本的擠壓機(jī)，它是一個(gè)小的單個(gè)螺釘自動擠壓機(jī)，由7.5KW的電動馬達(dá)所驅(qū)動。 它 的芯管是250mm的，直徑率為6:1.，和一個(gè)4mm直徑，5mm長度的圓柱體的刀模。螺釘?shù)霓D(zhuǎn)動速度高，可允許高度扭曲。螺釘構(gòu)型有個(gè)定螺距，螺紋深度克允許摩擦力與芯管內(nèi)溫度的遞增。螺釘?shù)闹睆绞?2.5mm，根部直徑是32.5mm..含濕量保持在14%。擠壓機(jī)的芯管墻有個(gè)螺旋槽，可以增加產(chǎn)品的摩擦和烹調(diào)。為確保正常的供給率，擠壓機(jī)裝置了一個(gè)保濕螺釘，在研究中它不會被改變。 擠壓之后，壓縮物是磨碎的，并把 液流學(xué)與營養(yǎng)學(xué)的分析列為主題。 流變學(xué)性能,擠壓的粉末黏膠性能是使用第162個(gè)方法，通過粘膠分析儀 （MODEL -3 –D）的3.0版本的變溫軟件而得出的。樣品 懸浮是通過在放有蒸餾水的鋁筒里放入3g擠壓的粉末準(zhǔn)備而成的。一個(gè)程序化的加熱與冷卻系統(tǒng)在這就使用了。每種樣品在加溫至50℃的時(shí)候進(jìn)行攪拌，剩下的加工過程中保持不變的扭曲率。溫度保持在50℃，持續(xù)1分鐘。 測試時(shí)間（秒） 測試時(shí)間（秒） 圖3典型的快速粘混紡不同糙大米儀積擠壓 圖4 度糊化大米混合不同糙擠壓 豆類團(tuán)的水平，％ 然后樣品加熱在95℃，持續(xù)2分30秒。，之后，樣品冷卻至50℃，持續(xù)2分鐘。一個(gè)粘性坐標(biāo)曲線的快速黏膠分析儀的繪圖被用于決定最高的粘性，低谷期的粘性，衰落期的粘性以及最后的粘性。每種分析都進(jìn)行過兩次。 營養(yǎng)學(xué)的分析。不同豆類混合大米壓縮物決定了營養(yǎng)成分，脂肪與灰末和纖維。擠壓物的粘膠性的程度 被Wootton 研究。 感官評價(jià)。由11個(gè)成員主城的辦培訓(xùn)的專家小組評估擠壓物。如顏色，氣味，表面處理，氣味，松脆性和所有的擠壓物的可接受性等感官的特性被用9點(diǎn)的快感標(biāo)度來評價(jià)（1—4點(diǎn)，非常不喜歡至輕微的不喜歡，5點(diǎn)，即喜歡也不喜歡。6-9點(diǎn)喜歡至稍微喜歡。樣品在經(jīng)過加溫至105℃，持續(xù)三分鐘，后供給評價(jià)小組服用。 數(shù)據(jù)分析所報(bào)告出來的數(shù)據(jù)是10中觀察的平均數(shù)，并是以MS EXCEL 2000 為準(zhǔn)的。 結(jié)果與討論 低成本的擠壓機(jī)對擠壓物表面的粘性的作用，所有的粘性參數(shù)決定著與單個(gè)的大米擠壓物相比下的豆類的混合水平增長與降低。但是，綠色谷物的一般擠壓物的粘性減弱不是很明顯。在低谷期的粘性，豌豆最大，因此變化范圍在288-297cp，是所有品種中比較低的。最后的粘性在所有的品種中都在下降，但是，降低的程度比綠豆高，從437cp變至404cp。在最高階段的粘性的相似的觀察已經(jīng)被記錄。 當(dāng)擠壓粉末懸浮液加溫至以上一定的溫度，水?dāng)z入顆粒內(nèi)，減弱了淀粉段內(nèi)的氫鍵，由于機(jī)械的輸入，與它一致的原材料相比，反射出一個(gè)趨向下降的快速黏膠性分析儀輪廓。這種粘性在加溫至95℃時(shí)會加強(qiáng)，在冷卻時(shí)繼續(xù)降低，最后圖像顯示：不同豆類與混合水平呈現(xiàn)出穩(wěn)定的趨勢，單在加工的最后階段顯示出稍微的上升趨向。所有研究系統(tǒng)的粘性溫度圖像都是簡單的模式。 表2 營養(yǎng)分析不同糙豆類混合擠壓大米 豆類 豆類% 蛋白質(zhì)% 脂肪% 纖維% 灰分% 黑豆 0 8.6 0.86 0.19 0.56 5 9.2 0.90 0.25 0.62 10 9.8 0.96 0.27 0.78 15 10.5 1.03 0.29 0.96 綠豆 0 8.6 0.86 0.19 0.56 5 9.7 0.90 0.24 0.74 10 10.1 0.96 0.26 0.88 15 10.9 1.02 0.28 0.98 小扁豆 0 8.6 0.86 0.19 0.56 5 9.7 0.90 0.23 0.66 10 10.1 0.96 0.25 0.76 15 11.2 1.03 0.27 0.88 豌豆 0 8.6 0.86 0.19 0.56 5 9.0 0.90 0.32 0.66 10 9.6 0.96 0.39 0.78 15 10.2 1.03 0.50 0.86 當(dāng)顆粒在其最腫脹的狀態(tài)時(shí)，它的粘性最大，在最高的粘性時(shí)任然保持完好的在這個(gè)階段可堅(jiān)持加熱，然而，顆粒的破碎便會使得粘性降低。粘性在冷卻階段的第二次增加和衰減現(xiàn)象及其所觀察到的淀粉成分有關(guān)。 粘性程度的影響。大米壓縮物的粘性程度是%29.4.粘性變化范圍是：22.4至29.4%。 豆類混合壓縮物同大米壓縮物相比，粘性稍低。在15%的水平時(shí)的豆類混合壓縮物之間的粘性程度沒有太大的差異，黑豆和綠豆的粘性卻是稍低的 （22.4%和22.6%），隨之在后的是豌豆（23.3%）與小扁豆（（23.2%）。部分的淀粉糊化是合適的，因?yàn)樵诤瘻?zhǔn)備時(shí)減少了腫脹，因此為維持在較高的濃度可允許合適的半液體稠度。也就是，高能量密度。這個(gè)也就指明 擠壓烹飪已經(jīng)提高了壓縮物的膠凝程度。根據(jù)LIN et.al. 壓縮物的脂肪成分 嚴(yán)重影響了淀粉膠凝度。因此，同大米一樣，豆類混合的膠凝度減低是由于 營養(yǎng)和脂肪的增加水平。 營養(yǎng)價(jià)值的影響。大米，黑豆，綠豆，小扁豆及其豌豆分別是6%，8%，24%，19.7%，25.1%與19.7%的營養(yǎng)值。大米和豆類的混合形成了一種營養(yǎng)豐富的食物。豆類混合大米壓縮物的營養(yǎng)成分范圍是：8.6%至11.15%。在壓縮物中，同豆類相比，大米的營養(yǎng)成分低。營養(yǎng)成分的高低取決于豆類的種類。這也許是應(yīng)為豆類本身就有很高的營養(yǎng)成分。小扁豆混合大米壓縮物呈現(xiàn)最高的營養(yǎng)成分。僅僅是由大米做成的壓縮物，或是單獨(dú)的豆類混合大米壓縮物都呈現(xiàn)出低的脂肪百分?jǐn)?shù)：0.86%至1.03%，而玄米是：（0.5%）和豆類：如：黑豆，綠豆，小扁豆，豌豆。在豆類之間脂肪沒有很大的差別，綠豆除外，呈現(xiàn)出較低的價(jià)值。大米和豆類混合大米壓縮物的纖維成分范圍是0.19%至0.5%。 隨著豆類成分的增加，壓縮物的纖維成分呈現(xiàn)出增長的趨勢：因?yàn)槎诡惖睦w維成分比大米的高。 豌豆在水平上混合大米壓縮物顯示出更高的纖維價(jià)值。 灰末壓縮物成分隨著豆類水平的增加而增加?；夷┏煞址秶牵?.56%至0.98%。黑豆和綠豆混合壓縮物呈現(xiàn)出高點(diǎn)的灰末成分（0.96%和0.98%），小扁豆（0.88%）和豌豆（0.86%）在其后。 感官特性的影響。在所有的例子中，感官屬性也明顯地被豆類水平影響。 然而，同綠豆和小扁豆基本壓縮物為相比，黑豆和豌豆混合壓縮物在整體的范圍內(nèi)并沒有顯示出太多的變化，這也許是應(yīng)為豆類的內(nèi)在顏色特征。 表5 擠壓由不同粗糙度混合而成的大米享樂分?jǐn)?shù) 黑豆 綠豆 顏色 顏色 脆度 表面處理 脆度 表面處理 味道 味道 顏色 顏色 脆度 表面處理 脆度 表面處理 味道 味道 然而，同單單的大米壓縮物相比，在沒有變化整體可接受性分?jǐn)?shù)，黑豆（15%），豌豆（15%）綠豆（10%）及其小扁豆（10%）的混合水平是可以接受的。 結(jié)論 帶有小生產(chǎn)力的低成本擠壓機(jī)適合加工和生產(chǎn)豆類混合大米膨脹小吃食物與帶有低水分和低液體成分的速溶粉。在經(jīng)過加工中，被部分糊化和膠化的擠壓粉，可縮性的速溶粉顯示了高能量密度顆粒的制備范圍。壓縮粉的低粘性圖像與原始成分的粉，高營養(yǎng)及其高感官價(jià)值相比，揭示出產(chǎn)品發(fā)展的用處和可能性，尤其是為正餐和輔食。 參考文獻(xiàn) 科隆納磷，Doublier巨浪，Melcion太平紳士，德Monredon樓名士的c（1984）擠壓蒸煮小麥淀粉和滾筒干燥。一，物理和大分子的修改。谷物化學(xué)61:538-544 Deliza001麥菲小時(shí)，Hedderley D類（1996）信息影響消費(fèi)者評估甜和苦的解決方案。 ?食品科學(xué)61:1080-1083 Fardet甲，Abecassis J號，Hoebler?，鮑德溫下午，Buleon甲，Berot S（1999年）的影響蛋白質(zhì)的技術(shù)修改從面食網(wǎng)絡(luò)對體外淀粉降解。?谷物科技30:133-145 Gopalan?，拉瑪沙斯特里法國BV，Balasubramanian資深大律師（1991）營養(yǎng)印度食品的價(jià)值。國家營養(yǎng)研究所，印度醫(yī)學(xué)研究理事會，海得拉巴，頁47-48-95-96 哈珀雜志（1995年）的低成本擠壓：非洲的可能性。該南部非洲?食品科學(xué)Nutr7:142-147 哈珀J號，揚(yáng)森克（1985）預(yù)煮食品的生產(chǎn)中營養(yǎng)發(fā)展中國家的低成本擠壓技術(shù)的國家。食品 馮詮釋1:27-97 哈特佛羅里達(dá)州，菲舍爾黃建忠（1971）變遷探析moderno德洛斯alimentas。在：Acribia，薩拉戈薩 Hoebler?，Karinthi一個(gè)契諾小時(shí)，冠軍男，巴里巨浪（1999）生物利用度的淀粉在面包中含有豐富的淀粉酶：代謝正常人的反應(yīng)和淀粉的結(jié)構(gòu)。歐元?臨床Nutr53:360-366 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第5～6周 根據(jù)工作要求，計(jì)算并查閱相關(guān)手冊，選擇和設(shè)計(jì)各零部件。 第7～9周 運(yùn)用AutoCAD軟件，繪制二維零件圖和裝配圖。 第10～11周 運(yùn)用三維設(shè)計(jì)軟件完成整機(jī)各零部件的三維建模并進(jìn)行運(yùn)動仿真。 第12周 從工藝性能，經(jīng)濟(jì)性能，實(shí)用性能等方面對產(chǎn)品進(jìn)行綜合評價(jià)、校核、修正。 第13周 完成設(shè)計(jì)說明書。 第14周 整理材料，準(zhǔn)備答辯。 主要參考文獻(xiàn) [1]譚體升,李普選,馬杰,李紅軍.花生紅衣脫皮機(jī)的設(shè)計(jì)與開發(fā)[J].中國油脂,2007, (02) [2]袁金生.花生紅衣脫除機(jī)的研制[J].食品研究與開發(fā),1991,(01) [3]宮勤方.YZX—15型花生米脫皮機(jī)[J].包裝與食品機(jī)械,1984,(21) [4]章慧全.玉米剝皮機(jī)的研究設(shè)計(jì)[J].農(nóng)業(yè)科技與裝備,2009,(06) [5]洪德純.轉(zhuǎn)子式剝皮機(jī)簡介[J].木材工業(yè),1991,(02) [6]機(jī)械設(shè)計(jì)手冊編委會.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊（第 2 卷）[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2004,(08) [7]黃書銘.提高花生乳得率的措施[J].冷飲與速凍食品工業(yè),1998,(01) [8]黃華良.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].化學(xué)工業(yè)出版社,2001,(06) 任務(wù)下達(dá)人（簽字） 同意按此計(jì)劃進(jìn)行設(shè)計(jì) 年 月 日 任務(wù)接受人意見 任務(wù)接受人簽名 年 月 日 注：1、此任務(wù)書由指導(dǎo)教師填寫，任務(wù)下達(dá)人為指導(dǎo)教師。 2、此任務(wù)書須在學(xué)生畢業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)開始前一周下達(dá)給學(xué)生本人。 3、此任務(wù)書一式三份，一份留學(xué)院存檔，一份學(xué)生本人留存，一份指導(dǎo)教師留存。 目 錄 1緒論 1 1.1 課題研究的意義 1 1.2 國內(nèi)外花生紅衣脫皮機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀 1 1.3國內(nèi)外花生紅衣脫皮機(jī)存在的優(yōu)缺點(diǎn) 1 1.4花生紅衣脫皮機(jī)的研制及發(fā)展前景 1 1.5預(yù)期目標(biāo) 2 1.6重點(diǎn)研究的關(guān)鍵問題及解決思路 2 1.7工作條件及解決方法 2 2基本結(jié)構(gòu)、原理及主要技術(shù)參數(shù) 2 2.1花生紅衣脫皮機(jī)結(jié)構(gòu) 2 2.2工作原理 4 2.3主要技術(shù)參數(shù) 5 2.4活動摩擦膠帶與固定摩擦膠帶的結(jié)構(gòu)與分布 5 2.5楔形區(qū)大小的確定 5 2.6花生紅衣與花生仁分離區(qū)物料平均流速的確定 5 2.7活動摩擦膠帶線速度的確定 6 2.8滾筒轉(zhuǎn)速和振動篩曲柄軸轉(zhuǎn)速的確定 6 2.9振動篩主要參數(shù)的確定 7 2.10篩上物呈現(xiàn)下行體制需要滿足的條件 7 2.11風(fēng)網(wǎng)風(fēng)量的計(jì)算 8 2.12風(fēng)網(wǎng)風(fēng)壓和風(fēng)機(jī)的確定 9 3電動機(jī)、減速箱的選取 10 3.1電動機(jī)的確定 10 3.2減速箱的確定 12 4軸和皮帶的校核 12 4.1帶動活動摩擦膠帶轉(zhuǎn)動的滾筒的軸的校核 12 4.2皮帶的校核 13 5結(jié)論 13 小結(jié) 14 致 謝 15 參考文獻(xiàn) 16 前 言 我國是花生的故鄉(xiāng)，年產(chǎn)量已超過100億斤?；ㄉ置浠ㄉ?，原產(chǎn)于南美洲一帶，世界上栽培花生的國家有100多個(gè)，亞洲最為普遍，次為非洲，據(jù)中國有關(guān)花生的文獻(xiàn)記載栽培史約早于歐洲100多年?；ㄉ蝗藗冏u(yù)為“植物肉”，含油量高達(dá)50%，品質(zhì)優(yōu)良，氣味清香?；ㄉ甜B(yǎng)補(bǔ)益，有助于延年益壽，所以民間又稱之為“長生果”，并且和黃豆一同被譽(yù)為“植物肉”、“素中之葷”?；ㄉ臓I養(yǎng)價(jià)值比糧食高，可以與雞蛋、牛奶、肉類等一些動物性食物媲美。它含有大量的蛋白質(zhì)和脂肪，特別是不飽和脂肪酸的含量很高，很適宜制作各種營養(yǎng)食品。除供食用外，還用于印染、造紙工業(yè)，花生也是一味中藥，適用營養(yǎng)不良、脾胃失調(diào)、咳嗽痰喘、乳汁缺少等癥。 花生的營養(yǎng)極為豐富，脂肪含量高達(dá)44—56%,蛋白質(zhì)含量達(dá)25—33%，還富含B族維生素和鈣、鐵、鋅、磷等。而花生蛋白質(zhì)中的氨基酸組成也比較合理，花生蛋白是除大豆蛋白以外可替代動物蛋白的又一最佳植物蛋白。因此，人們已不滿足于花生的烘烤食品，而逐漸對花生進(jìn)行深加工和綜合利用。然而，無論是何種產(chǎn)品，花生紅衣總是影響其外觀和質(zhì)量的。必須在加工前脫除。 目前，國內(nèi)只有濕法脫除紅衣機(jī)器，其脫皮率只有70&左右，且電耗大、操作不方便等缺點(diǎn)。為此，我們需要設(shè)計(jì)與試制一種脫凈率高的花生脫紅衣機(jī)來出去花生紅衣為后續(xù)的工作做準(zhǔn)備，以滿足人們的需求。 花生紅衣脫皮機(jī)的設(shè)計(jì) 第一作者：王九龍 第二作者：范修文 （塔里木大學(xué)機(jī)電學(xué)院， 阿拉爾 843300） 摘 要: 花生仁是由紅色外衣和籽仁組成。紅衣主要是纖維組織和止血素, 而花生中的油脂、蛋白質(zhì)等營養(yǎng)素都集中在籽仁中。無論是從花生中提取蛋白粉, 還是提高花生榨制出濃香型花生油的檔次, 都需將花生果經(jīng)剝殼后再去掉花生果仁上的紅皮(俗稱紅衣), 這是制作上述食品及原料加工過程中不可缺少的關(guān)鍵工序之一[1]。為此，我們需要設(shè)計(jì)與試制一種花生脫紅衣機(jī)來除去花生紅衣為后續(xù)的工作做準(zhǔn)備。本文通過利用搓擦原理將花生仁上的紅衣去除的方法，闡述了通過搓擦的原理可以將花生仁上的紅衣有效的脫離下來，并且花生仁的破碎率小[2]。通過實(shí)驗(yàn)論證了可以利用兩膠帶之間的搓擦使花生仁上的紅衣有效的脫離下來，可廣泛的應(yīng)用于花生的初加工。 關(guān)鍵詞:花生紅衣;活動與固定摩擦膠帶;搓擦原理;振動篩 中圖分類號：s237 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A A Design on Peanut Red Skin Huller First author: Wang Jiulong; Second author: Fan Xiuwen (Electromechanical College of Tarim University, Alar, Xinjiang 843300) Abstract: A peanut kernel is composed by a red skin and a kernel. The skin is mainly made up of fibrous tissues and stypticins, while the kernel mainly contains nutrients like fat and protein. No matter whether the peanuts are used to extract albumen powder or used to enhance the quality of the extracted strong flavor peanut oil, the red one (generally called red skin) covering the kernel should be peeled after the peanut is shelled, which is one of the essential key procedures in making the products and material processing. Therefore, we need to design and trial-produce a peanut red skin huller, in preparation for the subsequent procedures. So, throughout the paper, the designers stated that rubbing principle could be applied in taking off the red skin and expounded how it worked effectively with low broken rate. By experiments, it has been expounded and proved that the red skin can be dropped successfully with the rubbing between the rubber belts, which can be widely applied in the primary processing of peanuts. Keywords: peanut red skin; movable and fixed rubber belts; rubbing principle; vibrating screen 0 引 言 我國是花生的故鄉(xiāng)，年產(chǎn)量已超過100億斤?；ㄉ置浠ㄉ?，原產(chǎn)于南美洲一帶，世界上栽培花生的國家有100多個(gè)，亞洲最為普遍，次為非洲，據(jù)中國有關(guān)花生的文獻(xiàn)記載栽培史約早于歐洲100多年?；ㄉ蝗藗冏u(yù)為“植物肉”，含油量高達(dá)50%，品質(zhì)優(yōu)良，氣味清香?；ㄉ甜B(yǎng)補(bǔ)益，有助于延年益壽，所以民間又稱之為“長生果”，并且和黃豆一同被譽(yù)為“植物肉”、“素中之葷”?；ㄉ臓I養(yǎng)價(jià)值比糧食高，可以與雞蛋、牛奶、肉類等一些動物性食物媲美。它含有大量的蛋白質(zhì)和脂肪，特別是不飽和脂肪酸的含量很高，很適宜制作各種營養(yǎng)食品。除供食用外，還用于印染、造紙工業(yè)，花生也是一味中藥，適用營養(yǎng)不良、脾胃失調(diào)、咳嗽痰喘、乳汁缺少等癥[3]。 花生的營養(yǎng)極為豐富，脂肪含量高達(dá)44—56%,蛋白質(zhì)含量達(dá)25—33%，還富含B族維生素和鈣、鐵、鋅、磷等。而花生蛋白質(zhì)中的氨基酸組成也比較合理，花生蛋白是除大豆蛋白以外可替代動物蛋白的又一最佳植物蛋白。因此，人們已不滿足于花生的烘烤食品，而逐漸對花生進(jìn)行深加工和綜合利用。然而，無論是何種產(chǎn)品，花生紅衣總是影響其外觀和質(zhì)量的。必須在加工前脫除。 目前，國內(nèi)只有濕法脫除紅衣機(jī)器，其脫皮率只有70&左右，且電耗大、操作不方便等缺點(diǎn)[4][5]。隨著食品工業(yè)的快速發(fā)展, 花生的利用向著多樣性方向發(fā)展, 花生的精深加工也成為花生果仁高效綜合利用的必然途徑?；ㄉ撕唵沃苯邮秤煤驼ビ屯? 也被用來制作各種風(fēng)味的花生仁、花生糖、花生醬、花生牛奶飲料[6], 也可配制在其他原料中作風(fēng)味料。花生仁是由紅色外衣和籽仁組成。紅衣主要是纖維組織和止血素, 而花生中的油脂、蛋白質(zhì)等營養(yǎng)素都集中在籽仁中。無論是從花生中提取蛋白粉, 還是提高花生榨制出濃香型花生油的檔次, 都需將花生果經(jīng)剝殼后再去掉花生果仁上的紅皮(俗稱紅衣), 這是制作上述食品及原料加工過程中不可缺少的關(guān)鍵工序之一[7]。為此，我們需要設(shè)計(jì)與試制一種花生脫紅衣機(jī)來出去花生紅衣為后續(xù)的工作做準(zhǔn)備。 1 設(shè)計(jì)原理及機(jī)構(gòu) 1.1 設(shè)計(jì)原理 本機(jī)器的主要?jiǎng)恿碓词请妱訖C(jī)，經(jīng)過傳動部分，從減速器中輸出的圓周運(yùn)動來帶動皮帶輪，通過皮帶輪的傳動帶動摩擦膠帶的轉(zhuǎn)動。利用活動摩擦膠帶和固定摩擦膠帶搓擦的原理實(shí)現(xiàn)花生仁和紅衣的脫離。經(jīng)過脫離的花生仁和紅衣及少量破碎花生仁統(tǒng)一經(jīng)過花生仁與紅衣分離的吸氣管，在吸氣管中根據(jù)花生仁和紅衣的比重不同，利用風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動時(shí)產(chǎn)生的負(fù)壓把紅衣和花生仁及少量破碎的花生仁分離開來，紅衣則被吸入紅衣收集裝置。此時(shí)的花生仁、破碎的花生仁和少許的紅衣會落到振動篩上，通過振動篩的振動，少量的破碎花生仁會穿過篩孔掉落到破碎花生仁的收集裝置。被分離出來的花生仁和少許紅衣則處在篩孔上方并向下滑行，當(dāng)滑到花生仁和紅衣的分離管時(shí)，花生仁和紅衣進(jìn)行再一次的分離。分離管中的花生仁則落入花生仁收集裝置，紅衣則通過分離管的引導(dǎo)與第一次被分離出來的紅衣匯合被統(tǒng)一導(dǎo)向紅衣收集裝置。被收集的紅衣再用于其他用處。通過上述的原理來制作干法花生紅衣脫皮機(jī)，以此來實(shí)現(xiàn)花生仁與紅衣分離的目的。花生紅衣脫皮機(jī)的工作原理如圖1所示 圖1 花生紅衣脫皮機(jī)工作原理 經(jīng)供烤后帶紅衣的花生子粒進(jìn)入料斗內(nèi), 由下料擋板控制花生粒均勻在淌板上流過, 調(diào)節(jié)料門即可調(diào)節(jié)花生子粒的流量。經(jīng)過擋板的花生粒進(jìn)入固定與活動摩擦膠帶形成的楔形區(qū), 在活動膠帶的帶動下, 花生粒受到兩膠帶的搓撕作用, 在擠壓力和剪切力的綜合作用下, 紅衣與花生仁分離。紅衣與花生仁分離的效果, 可通過改變固定與活動摩擦膠帶的間隙大小進(jìn)行調(diào)整。分離后的花生仁、部分紅衣和胚芽及少量碎仁從兩膠帶出口經(jīng)風(fēng)網(wǎng)吸氣部分左支管下段落到篩面上。在下落過程中, 大部分紅衣和灰塵被逆向風(fēng)吸走。由于篩面上物料呈下行體制運(yùn)動, 因而, 篩上物既花生仁從振動篩出口進(jìn)入右支管, 最后呈成品流出；篩下物既胚芽和碎仁經(jīng)篩孔落至篩底板上, 由出口流入分離斗, 最后經(jīng)垂直管流出而得到收集。 風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng)中的左、右支管匯集至風(fēng)機(jī)的入口, 被捕吸的紅衣和灰塵由風(fēng)機(jī)排出, 再經(jīng)旋風(fēng)除塵器最后得到收集。風(fēng)網(wǎng)吸氣部分左右支管中共有三個(gè)側(cè)吸罩和一個(gè)傘形罩, 右支管中的兩側(cè)吸罩的捕吸速度, 可調(diào)整風(fēng)門開啟大小進(jìn)行調(diào)節(jié)；左、右支管中的風(fēng)速和風(fēng)量可由兩旋閥進(jìn)行調(diào)節(jié)。 1.2 總體設(shè)計(jì) 花生紅衣脫皮機(jī)的機(jī)構(gòu)示意如圖2所示。 圖2 花生紅衣脫皮機(jī) 1、喂料裝置 2、花生紅衣脫皮裝置 3、紅衣與空氣分離裝置 4、風(fēng)機(jī) 5、紅衣收集管道 6、振動篩主動輪 7、變速箱 8、電機(jī) 9、紅衣收集裝置 10、破碎花生仁出料口 11、脫完紅衣的花生仁的出料口 花生紅衣脫皮機(jī)是一種組合式設(shè)備。它實(shí)質(zhì)上是由紅衣與花生仁分離裝置、花生仁與胚芽分離裝置和紅衣收集與除塵風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng)三大部分組成。主要包括進(jìn)料裝置； 紅衣與花生仁分離裝置； 花生仁與胚芽分離裝置；紅衣收集與除塵風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng)；機(jī)械傳動系統(tǒng)及機(jī)架等組成。 紅衣與花生仁分離裝置, 由活動摩擦膠帶、固定摩擦帶、摩擦帶間隙調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、活動摩擦帶托輥裝置和張緊調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)組成?；顒幽Σ聊z帶與固定摩擦膠帶間形成一楔形空間, 兩帶的摩擦工作面上具有凹形槽, 以增大紅衣與花生仁分離的摩擦力。倆膠帶均采用白色無毒橡膠材料,由專門模具經(jīng)流化等工藝壓制而成。 花生仁與胚芽及少量碎仁分離裝置, 主要由篩體、單層長方形孔篩板、篩體振動曲柄連桿機(jī)構(gòu),彈性吊桿及減震機(jī)構(gòu)組成。 紅衣收集及除塵風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng), 主要由風(fēng)機(jī)、紅衣與花生仁摩擦分離裝置出口側(cè)風(fēng)罩、篩面中段傘形罩、篩面出口側(cè)風(fēng)罩、篩下物出口側(cè)風(fēng)罩、旋風(fēng)除塵器、成品花生仁、胚芽及碎仁出口和料斗等組成。 機(jī)械傳動系統(tǒng), 主要由電機(jī)、減速器、皮帶輪與皮帶等組成。紅衣與花生仁摩擦分離裝置和振動篩共用一個(gè)動力系統(tǒng), 故結(jié)構(gòu)緊湊。 其主要技術(shù)參數(shù)如表1所示 表1 主要技術(shù)參數(shù) 參數(shù)項(xiàng)目 數(shù)據(jù) 外形尺寸（長×寬×高）（mm） 1611×1280×2412 生產(chǎn)量（kg） 250 活動膠帶速度（m/s） 0.9 振動篩頻率（r/min） 254 振動篩振幅（mm） 5 風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng)風(fēng)量（m3/h） 1300 風(fēng)壓（kPa） 1.96 脫皮裝置寬度（mm） 451 動力額定轉(zhuǎn)速（r/min） 1500 2 關(guān)鍵部件設(shè)計(jì) 2.1 振動篩曲柄轉(zhuǎn)速的確定 曲柄、連桿和振動篩之間的關(guān)系如圖3所示 圖3 曲柄、連桿和振動篩之間的關(guān)系 平面篩的目的是把尺寸小于篩孔尺寸的篩上物過濾到篩子下面，使篩上物保持一致。為了使篩上物通過篩孔需滿足兩個(gè)條件。一是篩孔的尺寸大于需過濾出的篩上物。二是連接篩面的曲柄的轉(zhuǎn)速。連接篩面的曲柄的轉(zhuǎn)速應(yīng)該大于物料相對篩面下滑的臨界轉(zhuǎn)速并且小于物料相對篩面上滑的臨界轉(zhuǎn)速。若連接篩面的曲柄的轉(zhuǎn)速不能滿足這個(gè)條件就無法正常的進(jìn)行篩選。第一個(gè)條件已經(jīng)滿足，第二個(gè)條件需要計(jì)算。 振動篩曲柄軸轉(zhuǎn)速應(yīng)大于物料相對篩面下滑的臨界轉(zhuǎn)速,小于物料相對篩面上滑的臨界轉(zhuǎn)速。通過查閱相關(guān)的文獻(xiàn)并經(jīng)過計(jì)算求出上滑的臨界轉(zhuǎn)速和下滑的臨界轉(zhuǎn)速。 計(jì)算下滑臨界轉(zhuǎn)速的公式：[11] 式中：——物料相對篩面下滑的臨界轉(zhuǎn)速() ——物料相對篩面上滑的臨界轉(zhuǎn)速() ——振動篩曲柄軸轉(zhuǎn)速() ——振動面傾角（度） ——振動面振動方向角（度） ——物料與篩面的摩擦角（度） ——重力加速度() ——振動篩曲柄半徑() 經(jīng)過測量與查閱相關(guān)資料可得知： =10° =90° =20° =10 =0.041 將數(shù)據(jù)代入公式可得： 若需要篩上物呈下行體制運(yùn)動，振動篩曲柄軸轉(zhuǎn)速需大于物料相對篩面下滑的臨界轉(zhuǎn)速小于物料相對篩面上滑的臨界轉(zhuǎn)速。 即： 所以 當(dāng)振動篩曲柄軸的轉(zhuǎn)速在以上計(jì)算出的結(jié)果里時(shí)，篩上物就會呈現(xiàn)下滑的運(yùn)動體制。實(shí)現(xiàn)了振動篩篩選分離破碎花生仁、紅衣、胚芽和脫完紅衣的花生仁的目的。 2.2 活動摩擦膠帶與固定摩擦膠帶的參數(shù)確定 活動摩擦膠帶也固定摩擦膠帶的材質(zhì)為白色無毒橡膠材料由專門模具經(jīng)過硫化等工藝壓制而成。其結(jié)構(gòu)如圖4所示。 圖4 活動摩擦膠帶也固定摩擦膠帶 該機(jī)器在工作過程中，活動摩擦膠帶是相對固定摩擦膠帶運(yùn)動的。為了提高該機(jī)器在工作過程中脫紅衣的效果，特地的在活動的摩擦膠帶上做了許多凹凸不平的小突起，就是為了增大活動摩擦膠帶的表面粗糙度，來增加脫紅衣的效果。 活動摩擦膠帶所纏繞的兩滾筒之間的距離是405mm，兩膠帶的寬度為451mm，活動摩擦膠帶的速度為0.9m/s，主動滾筒的轉(zhuǎn)速為104r/min。 2.3 風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng)風(fēng)量、風(fēng)壓的計(jì)算 風(fēng)網(wǎng)的作用就是讓脫完紅衣的花生仁和紅衣進(jìn)行分離，其產(chǎn)生的負(fù)壓的大小能把紅衣吸走切不吸走花生仁。因此這需要計(jì)算風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng)的壓損和能使紅衣被吸走的風(fēng)壓，風(fēng)機(jī)所要產(chǎn)生的負(fù)壓的總大小為這兩項(xiàng)的總和。風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng)的構(gòu)成如圖5所示,壓損的計(jì)算如表2所示。 圖5 風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng)的構(gòu)成 表2 花生脫紅衣機(jī)風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng)壓損計(jì)算表 設(shè)備名稱或 管段序號 () () () () 壓損 累計(jì) () 左支 338 2.5 0.36 1.4 左支管 338 7.3 0.022 4.3 左支管匯流三通 631 6.3 0.65 15.3 左支管下旋閥 風(fēng)機(jī)吸口匯流三通 1123 17.6 0.53 117.6 風(fēng)網(wǎng)吸氣 右支管上旋閥 部分最大 右支管彎管 492 15.6 0.89 130.3 壓損 右支管漸擴(kuò)管 492 10.8 0.11 9.8 喂=229 右支管匯流三通 492 10.8 0.59 41.2 右支管匯流三通 229 5.9 0.14 2.0 右支管 113 2.5 0 3.7 右支管進(jìn)口 113 2.5 1 0.8 3.7 風(fēng)機(jī)出口漸擴(kuò)管 1123 19.3 96 風(fēng)網(wǎng)壓氣部分 彎頭 1123 10 0.43 29.4 最大壓力 旋風(fēng)除塵器 1123 936 壓=1058 由各吸風(fēng)口的幾何尺寸以及所選定的捕吸速度，求出其風(fēng)量。 風(fēng)網(wǎng)的總風(fēng)量為： 取 即： 取 由計(jì)算結(jié)果可得知，風(fēng)機(jī)吸氣部分左支管、右支管壓損不等，右支管壓損較大， 即:右=299 風(fēng)網(wǎng)壓氣段壓損壓=1058，其風(fēng)網(wǎng)總壓損=1375。 為了使左支管、右支管中壓損基本相近，故在左支管、右支管上安裝有旋閥，最后取定風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng)風(fēng)壓=1960。 3 結(jié)論 此花生紅衣脫皮機(jī)的使用，改變了以前人工勞動強(qiáng)度大、效率低的缺點(diǎn)。同時(shí)也解決了以往花生紅衣脫皮機(jī)耗電量大、生產(chǎn)效率低的缺點(diǎn)。此花生紅衣脫皮機(jī)的研制滿足了大部分的需要。由于該機(jī)脫皮率高，花生仁的破碎率低，可以作為以脫完紅衣的花生仁為原材料進(jìn)行深加工的工廠的后盾，同時(shí)也解放了勞動力，可實(shí)現(xiàn)自動化去皮的全過程。當(dāng)然此機(jī)器也存在不足的地方，其中有一個(gè)就是花生仁進(jìn)料斗處有可能被花生仁堵住，雖然可以調(diào)節(jié)進(jìn)料口的大小，但是不能實(shí)現(xiàn)自動化。因此可以在進(jìn)料斗的下方放一個(gè)振動裝置，此振動裝置可以使花生仁均勻的進(jìn)入花生紅衣脫皮裝置，這樣就不至于堵住進(jìn)料口。 參考文獻(xiàn)： [1]周瑞寶.花生加工技術(shù).化學(xué)工業(yè)出版社,2003:1 [2]袁金生.花生紅衣脫除機(jī)的研制[J].食品研究與開發(fā),1991,(01) [3]王群.農(nóng)產(chǎn)品加工機(jī)械使用維護(hù)與故障排除.金盾出版社,1999:44 [4]袁金生.花生紅衣脫除機(jī)的研制[J].現(xiàn)代食品科技,1990,6(1) [5]譚體升.花生紅衣脫皮機(jī)的設(shè)計(jì)與開發(fā)[J]. 中國油脂,2007,32(2) [6]黃龍芳.熱帶食用作物加工[M]. 北京: 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