毛豆脱壳机械设计-去壳机设计【含10张cad图纸+文档全套资料】
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毕 业 设 计 开 题 报 告
1．结合毕业设计情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述：
1 研究背景与意义
1.1 研究背景
毛豆以及其它一些豆类都具有很高的营养价值，而且口感良好，因此在日常生活中 颇受人们的喜爱。毛豆的开发利用是全球的一个新兴产业。大豆是植物蛋白的主要来源 ，在全球特别是我国淀粉营养供应有余 、而蛋白质营养供应不足的情况下，发展大豆生产迫在眉睫 。但长期以来人们直接摄取大豆蛋白质营养不多，仅通过豆制品、豆奶等方式，约占大豆总产的30 ％，而7 0％的大豆籽粒均用于榨油，其豆饼通过动物加以利用。
20世纪80年代以后 ，东南亚国家由于观念更新，率先通过直接食用毛豆来摄取蛋白质营养，相继受到许多地区人民的响应， 目前发达过国家对毛豆的需求量每年以 15％的速度递增 ，次发达国家对毛豆的需求量每年以1 O％的速度递增。在我浙江 、安徽 、上海等省市，毛豆产业成为一个重要的新兴必须产业。毛豆已成为南方各省夏秋两季的主要蔬菜，尤其是在经济发达地区大豆食用比重明显上升，并由南方逐步向农村扩展 ，毛豆被人们当做保健食品摆上了餐桌。
毛豆深加工过程中最复杂和费时的工序就是剥壳。手工剥壳方式具有费时费力、效率低、不卫生以及品质不一等缺点，给生产者带来了种种不便。目前，市场上虽然已经有一些专门的毛豆剥壳设备，但功能还不够完善，技术不是很成熟，缺乏成型的毛豆脱壳机具，阻碍了毛豆深加工的产业化发展进程。
1.2 研究意义
理论分析与实验研究表明，影响剥壳效果的主要原因是壳韧豆脆，籽粒易受伤，导致剥壳成功率不高。 经试验一台普通的毛豆脱壳机每小时能剥青毛豆200kg，而人工剥壳每小时最多4kg。由此可看出机械化剥壳比手工剥壳效率提高了50倍（海门市农业机械化技术推广服务站，2005）。但现在的技术水平远远不能满足当今日益发展的毛豆加工需求。由此缺乏了行业竞争力，缺乏长远的竞争力。为了实现对毛豆的大量加工。需要技术加工更高的一体化加工技术和生产线。
2 国内外研究现状
我国加入WTO以来，国内外关于毛豆脱壳机械的开发与推广应用日益增多，针对现有毛豆脱壳机械存在的优点与不足，在未来的发展过程中，对毛豆脱壳在机械生产应用中的经验进行总结，不断完善其功能，使其呈现良好的发展势头。
3 文献综述
[1]徐淑科论述了荞麦的资源分布情况，荞麦独特的营养功能以及荞麦产品在食品加工中的广泛应用。从荞麦加工工艺设计的角度，对荞麦加工中的要点进行了阐述，介绍了4种荞麦脱壳的原理和优缺点以及荞麦加工工艺流程图。
[2]黄和祥认为豌豆作为一种低脂肪，高蛋白的食物越来越收到人们的喜爱，它与其它豆类相比，优势在于价格低廉，加工与使用方式多样化。但无论是制酱类、制罐头、还是豌豆淀粉加工，都必须先剥壳。为此介绍了豌豆剥壳机械的主要结构和特点，阐述了其工作原理，分析了影响豌豆剥壳质量的因素，确定了主要参数和整机参数。
[3]于丽萍简述了荞麦米的营养成分，保健作用及加工概况，对其在脱壳机中的工艺及其操作该过程做了详细介绍，保证了脱壳率的提升。
[4]杜文华探讨带壳物料的脱壳技术 ,开发脱壳设备及方法，从现有脱壳设备、新型脱壳技术和工艺条件的研究阐明脱壳技术的研究与应用现状。指出了新型脱壳设备存在的技术难题。说明了脱壳是带壳物料深加工前的一道重要工序 ,市场前景很好 ,需要继续深入研究 。
[5]郑传祥说明了锥栗是著名特产，味美果香，为了开发各种各样的锥栗深加工产品，首先必须解决锥栗的脱壳去红衣问题。研究分析了国内外各种板栗脱壳设备，并在此基础上，提出了锥栗脱壳新技术：锥栗经干燥后进行分选按不同的大小进入不同的锥栗脱壳机，脱壳机内双排刀滚高速切割锥栗外壳，然后高速击打外壳去衣，经脱壳后的锥栗在脱壳机出口完成壳衣分离，在进入带式输送机进行分拣，未脱壳的板栗返回脱壳机，经分拣后的栗仁进入下一道工序。经过大量实验与测定，证明了该技术脱壳率高，完整率高，脱壳成本低适合我国国情，并通过省级鉴定。
[6] 何春薇、钱仔健、顾雄磊、吴福忠在分析青毛豆剥壳机理的基础上,设计出一种全自动青毛豆剥壳机,并对关键部件—送料装置和轧辊的设计参数进行分析计算,得到了相应参数的理论计算模型。根据关键参数的理论计算结果,制作了产品样机,并利用新鲜毛豆进行了多次剥壳试验,同时对试验数据进行统计分析。试验结果表明,剥豆成功率稳定在90%以上,毛豆破损率稳定在5%以下。
[7] 杨雪银认为板栗具有重要的经济价值和食疗价值,而且营养丰富、味美可口。目前板栗种植已产业化,其产量大大提高,但是板栗的破壳去衣一直是深加工中的难题,极大的影响了板栗的生产、加工和销售。所以,板栗的破壳去衣是必须解决的问题。 论文对板栗的干燥特性与压缩式、剪切式及揉搓式的破壳方式进行了试验研究,并进行了有限元模拟分析,以探讨板栗的破壳机理。主要结论如下: 通过干燥试验,确定了板栗的安全干燥曲线。同时对影响板栗含水率的主要因素:干燥时间、干燥温度及板栗的大小进行了分析,得出了含水率与三者之间的函数关系式。 通过对板栗压缩力学特性的试验研究,表明沿X向加载时,板栗的破壳效果最好;板栗大小、板栗含水率、加载方向及加载速率是影响板栗破壳力大小的主要因素。 分别进行了压缩、剪切及揉搓三种方式的破壳试验,结果表明,揉搓方式的破壳效果最好,剪切方式次之,压缩方式的效果最差。 用有限元方法对板栗的破壳机理进行了模拟,通过对节点力云图、节点变形及节点总应变的分析,得知板栗压缩时,沿X方向加载破壳效果最好;三种工作方式中,揉搓方式的破壳效果最好;另外,板栗果壳的力—变形量分布、裂纹走向等均与试验结果一致。由此可知,可采用有限元方法对板栗的破壳机理进行模拟。
[8]刘滨凡，战延文，王怀宇阐述了开展坚果脱壳机研制的目的和重要意义，介绍了我国坚果脱壳机研究的现状和问题，论述了风吸式多功能坚果脱壳机的结构、工作原理和主要技术指标，供有关科研，工程技术人员和果仁生产企业参考。
[9]刘少达，未立学，刘清生介绍了银杏脱壳机的组成、工作原理、结构特点和技术参数 ,并对脱壳分离机的主要技术参数进行探讨。实践证明该机器技术可行 ,能实现银杏脱壳机械化。
[10]刘瑞根，杨忠介绍了几种主要经济作物剥壳机械的加工技术,分析了其机构组成与工作原理,进一步阐述了这几种经济作物剥壳机械的各自特点与技术发展情况。
[11]胡志超针对当前国内荞麦脱壳设备研究开发滞后于荞麦生产发展问题,就加强荞麦加工关键技术设备的消化吸收与国产化开发的必要性及国产化研究开发要点等进行了系统论述。
[12]郭贵生，吕新民在油菜籽脱壳机上对影响油菜籽脱壳的主要参数进行了试验 ,并对试验结果进行了分析。试验结果表明 ,生产率对脱壳机的脱壳率和粉末率有一定的影响 ;甩盘转速增加使脱壳机的脱壳率和粉末率增大 ;采用合理的打板数可提高脱壳机的性能。
[13]魏秀青，高振江，吴薇认为板栗食用和药用价值都很高 ,面对板栗生产的快速发展 ,必须大力推进板栗深加工。制约板栗深加工的因素很多 ,脱壳去衣是其中一个主要技术难题。本文利用自行设计研制的气体射流冲击设备 ,很好地解决了板栗破壳取仁的技术难题 ,为生产各种板栗深加工产品提供了必要的前提条件。另一方面 ,利用该设备生产的开口即食板栗极易剥壳 ,方便卫生 ,经充氮包装可延长保存期 ,常年供应。
[14]党新安根据真空爆壳的机理 ,采用单真空源与多个装料爆壳室相结合的合理配置 ,设计出了用于工业化生产的自动板栗真空爆壳设备及其计算机控制系统。
[15]张艳华介绍了一种新型板栗脱壳设备 ,脱壳率90 %、栗仁质量好、破损率小、栗仁褐变程度低 ,设备操作简便、自动化程度高 ,适合工业化生产。
[16]王武在分析现有板栗剥壳技术的基础上 ,提出了利用微波能技术解决板栗剥壳难题的新方法 ,介绍了板栗微波爆壳的机理、实现途径 ,并进行了板栗微波爆壳装备的设计。
[17]张莉认为微波技术作为一项高新技术，近年来在食品工程研究与应用方面得到了较快发展，应用范围不断扩展。目前应用微波能进行食品干燥、杀菌、解冻等技术已实现工业化，但在板栗加工应用方面，尚未见国内外文献报道。 本研究将微波技术引入板栗脱壳过程，探索板栗微波脱壳的机理与技术可行性，以期找到一种有效的板栗脱壳去衣方法。研究结果表明：利用微波技术可实现对板栗的一次性脱壳去衣，加工工艺可分为切口与未切口两种。对于切口板栗来说，其较佳的微波脱壳工艺条件为：挑选板栗→称重分级→2％NaCl溶液浸泡7h→切口→微波能连续处理(满功率750W)→分离壳衣、仁→栗仁。而且，此工艺有着较强的适应性，可适用不同重量板栗的微波脱壳加工。未切口板栗较佳的微波爆壳工艺条件为：板栗挑选→称重分级→90℃预热干燥15min→微波脉冲处理(平均功率495W)→爆裂板栗→分离壳衣、仁→栗仁。必须注意：板栗重量不同，其微波脱壳效果有很大差别。微波对栗仁品质会产生影响，利于保护栗仁中含有的Vc，且具有较强的对POD酶的钝化能力，对淀粉晶体结构破坏程度很小。
参考文献：
[1]徐淑科. 荞麦的营养功能、应用及其脱壳工艺好设备[J]. 粮食与饲料工业，2004（12）: 17-19.
[2]黄和祥.豌豆剥壳机械的设计[J].农机化研究，2005(3): 109-110.
[3]于丽萍.荞麦米的加工[J]. 西部粮油科技, 2002(5): 43-44.
[4]杜文华.带壳物料脱壳技术研究初探[J].太原师范学院学报(自然科学版);2003年01期.
[5]郑传祥.锥栗脱壳去衣及设备的开发[J].农业工程学报，2003（1）: 165-167.
[6]何春薇、钱仔健、顾雄磊 、吴福忠. 全自动青毛豆剥壳机的研制[J].《农机化研究》 2010年02期.
[7]杨雪银.基于有限元方法的板栗破壳机理的研究[D].华中农业大学;2005年.
[8]刘滨凡.战延文，王怀宇.风吸式多功能坚果脱壳机的研制[J].森林工程，2005（2）: 10-12.
[9]刘少达，未立学，刘清生.银杏（白果）脱壳分离机的设计[J].食品与机械，2004（5）:31-32.
[10]刘瑞根，杨忠.经济作物剥壳加工技术[J].粮油加工与食品机械,2005（6）.
[11]胡志超.加强荞麦脱壳加工设备研究开发，促进养麦加工产业化发展[J].中国农机化，2004(3):11一13.
[12]郭贵生，吕新民.油菜籽脱壳机脱壳性能试验研究团[J].农业机械学报，2005 (1): 148-149.
[13]魏秀青.高振江，吴薇.气体射流冲击板栗破壳技术开口即食板栗加工试验研究[J].粮油加工与食品机械，2003 (5): 55-56.
[14]党新安.板栗真空爆壳机及其控制系统的设计[J].轻工机械，2002(4): 51-53.
[15]张艳华.板栗脱壳设备的设计[J].粮油加工与食品机械，2004 (5): 70-7l .
[16]王武.板栗微波爆壳技术及微波装备设计[J].粮油加工与食品机械，2002 (7).
[17]张莉.板栗微波脱壳机理及加工工艺研究[0L].中国学位论文全文数据库，2004.
毕 业 设 计 开 题 报 告
２．本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：
1 研究的问题
目前，市场上虽然已经有一些专门的毛豆剥壳设备，但功能还不够完善，技术不是很成熟，缺乏成型的毛豆脱壳机具，阻碍了毛豆深加工的产业化发展。理论分析与实验研究表明，影响剥壳效果的主要原因是壳韧豆脆，籽粒易受伤，导致剥壳成功率不高。
2 研究的途径
现今在生产生活中，较为常用的两种毛豆剥壳机有轧辊式毛豆剥壳机、挤压式剥壳机。
轧辊式毛豆剥壳机主要由振动料斗、机体、输送机构、导料板、轧辊和豆与壳分离引导板组成，将毛豆荚放入储料斗中，电机带动偏心轴转动，由于偏心轴质量分布不匀所以在转动过程中将产生激振力，使豆荚较分散且均匀地落在传输带上，经传输带把豆送到导料板，进而滑落卷入轧辊中。由于两轧辊反向旋转，同时两轧辊之间有一定的间隙，能够使豆荚的一部分被轧辊夹持并被挤压，使豆粒从豆壳中脱出，而豆壳被轧辊卷入，使豆粒和豆壳分离。经分离引导板将豆粒导入豆粒收集盘中，把豆壳导入到豆壳收集盘中。
挤压式剥壳是借助于轧辊对豆粒挤压，使豆粒从豆壳中脱出。其中，反向旋转的一对轧辊为剥壳机的核心装置，它能有效破壳的原理如下：毛豆豆荚为扁长条状，中间厚，两头扁平，籽粒在壳内纵向排列，籽粒间有一定间隙，受外力挤压时会移动；豆荚外壳比较柔韧，两片豆壳结合处破坏应力较小，当被施加外力时，籽粒可以从两豆壳结合处轻松脱出HJ。当长条状毛豆荚经送料装置纵向输送到双轧辊时，豆荚扁平的一端首先被反向转动的轧辊夹持，轧辊转动，豆荚通过轧辊向前移动。由于两轧辊间隙较小(大约在1．7—2．Omm之间)，豆荚中间厚鼓部分难以通过，荚中籽粒受到轧辊的挤压，与荚壳产生相对运动，向后移动的籽粒将荚壳撑开，脱离豆壳，实现剥壳脱粒。这时，豆壳在双轧辊的前侧，籽粒在后侧，达到了粒壳分离和分置。
毛豆脱壳机一
如图所示毛豆脱壳机，由被固定在底座1中部的轴板2上呈上下位置安装的上、下挤压辊6, 7和装在它们端部的齿轮5、摇把8构成。该剥毛豆机的上、下挤压辊6; 7在一周的同步反向转动中，它们间的夹角、夹缝大小不断变化，在最小夹角、夹缝位置也能把荚壳夹紧而不夹坏豆粒;它剥出的豆粒不受污染，不经上、下挤压辊6、7间的夹缝自动排出。此机结构简单、使用方便、安全可靠，适用于家庭、餐馆、食堂及卖菜摊。
毛豆脱壳机二
此种毛豆剥壳机工作时，毛豆从工作台远离剥壳轧辊的的一端被人工均匀地铺平一层，在振动的作用下徐徐地向剥壳轧辊移动，井且在移动中形成队列，连续不断地进入到剥壳轧辊中，豆荚的一端受轧辊的挤压作用，外壳从轧辊喂入口的另一侧排出，被轧辊挤出的青毛豆籽粒和少量漏剥的豆荚从轧辊喂入一侧的出料口落到下方的清选筛中，经过振动筛选将青毛豆籽粒与漏剥的豆荚等杂质分离，加工出清洁的毛豆籽粒。由此可见，此机械可节省加工工序、提高生产效率。
由此可以预想到，这种毛豆剥壳机，加工出的豆籽干净清洁，可直接进行预冷、包装等加工，提高了毛豆的加工效率。
毕 业 设 计 开 题 报 告
指导教师意见：
赵波同学本学期的课题与机械设计制造及其自动化专业直接相关，所要求完成的任务符合本科教学要求，课题具有一定实际意义。
赵波同学针对“毛豆脱壳机械设计”课题，查阅了相关图书资料和网上资源。通过本阶段的学习，该同学对“毛豆脱壳机械设计”课题的国内外研究现状有了初步了解。以所学本专业课程为基础，结合一个月左右的文献检索，该同学对课题的研究意义进一步明确，已了解所要解决的主要问题，拟采用的设计方案或研究手段基本合理。
自开学以来，赵波同学能参加指导教师安排的集体辅导和个别辅导，遵守学校纪律。该同学具备了完成“毛豆脱壳机械设计”的基本知识，根据其近期表现，有希望完成本学期课题所要求的各项任务。
同意开题。
指导教师：
2016年3月 20日
所在系审查意见：
同意开题
系主任：
2016 年3月22日
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