葛根深加工分浆机设计_开题报告.docx

安徽工程大学机电学院安徽工程大学机电学院本科毕业设计(论文)开题报告题目： 葛根深加工分浆机设计 课 题 类 型： 设计 实验研究 论文学 生 姓 名： 学 号： 专 业 班 级： 教 学 单 位： 安徽工程大学机电学院指 导 教 师： 开 题 时 间： 2016 年 01月 20 日 7 / 7开题报告一、 选题背景和意义：中药葛根为常见的山地植物，因其含有丰富的葛根素、大豆黄酮、花生酸、氨基酸、蛋白质、多种维生素、有机钙等多种成分、对心血管系统，免疫系统等疾病有较好的治疗效果，并有健脾护肝、消热解毒、生津益气、降血脂、降血糖的作用，具有极高的食疗价值，是目前农业部、卫生部认可的药、食两用的保健品。随着科学技术的发展、生产力水平的提高和人们改善生活愿望的增长，人们对葛的认识不断加深，对葛根加工品的需求数量日益增多，葛的栽培和葛根的加工利用也呈现逐步上升的趋势。近年来，许多以葛根为原料的加工企业应运而生。诸如葛粉之类的保健品相继出现。但是，葛根资源的开发利用，还是处于初级的起步阶段，并没有形成系列产品。其综合加工和深加工的工艺水平低，经济效益不太高。葛根淀粉生产过程，是物理分离过程，即是将葛根原料中的淀粉与纤维素、蛋白等其它物质分开。在生产过程中，根椐淀粉不溶于冷水和比重大于水的性质，用水及专用机械设备，将淀粉从水的悬浮液中分离出来，从而达到回收淀粉的目的。传统的生产工艺流程分为输送、清洗、碎解、浆渣分离、沉淀、烘干、包装等工序。而粉碎后的浆渣分离工序，是淀粉生产的关键工序之一，浆渣分离是否彻底直接影响淀粉的收率。较早的传统工艺浆渣分离工序是采用自制曲筛、振动平筛等设备，这些设备是利用重力进行分离，存在分离效率低、设备较笨重、占地面积大等问题。为解决此问题我在老师的指导下设计这台葛根离心分浆机。利用离心筛分原理进行浆渣分离，相比传统工艺而言此设计更具有安全可靠，效率高，操作简单，结构紧凑，可以满足大批量粉磨的需求等特点。此设计产品亦可以满足诸多保健品粉磨的需求，提高生产力，减少人工劳动力，应用前景很广。二、 国内外研究现状：离心分离设备指的是利用离心力实现非均相分离的一种分离设备。真正意义的第一台工业离心分离设备应是1836年在德国问世的三足式棉布脱水机，距今已有170多年的历史。上世纪50年代80年代是离心分离设备发展最为迅速的年代，几乎每届Achema展会上都有新机型问世，而近三十年来，离心分离设备新机型不多，发展重点是结构优化、性能提升和应用技术研究。目前的技术发展现状主要体现在这几方面：（1）、分离过程强化：为进一步强化过程，一些场辅助离心分离技术相继出现。早在上世纪七十年代，德国KraussMaffei公司首先申请虹吸刮刀离心机专利,利用虹吸效应强化离心分离过程；国内四川大学和重庆江北机械有限责任公司自上世纪九十年代联合开展了“虹吸刮刀离心机关键技术研究及产业化”专项工作，完成了GKH系列虹吸刮刀离心机的研发及产业化。德国Heinkel公司在其翻袋离心机中采用了压力辅助离心分离系统，通入压力高达6巴压缩空气，实现压力辅助离心分离，可比普通离心分离进一步降低含湿量10%20%。美国Vigin技术大学先进分离技术研究中心（CAST）也对压力辅助活塞推料离心机进行过研究，细粒煤脱水实验结果表明：压力辅助技术可以进一步降低含湿量，节能效果明显。（2）、物料改性与工艺优化：待分离物料的物性参数对离心分离设备效果的影响很大，一系列物料改性技术得到重视和广泛应用，包括加温降低母液的粘度；絮凝与凝聚技术增大颗粒的粒度；分散降低液相表面张力；浓缩提高固形物的浓度可以提高设备的产能等。（3）、高效驱动与节能技术：近年来有大量研究工作集中在提高螺旋离心机的能效,几乎在同一时间出现了大量不同的螺旋离心机的输渣功率在能耗中占比较大，一些制造商通过特殊结构设计利用分离液的压力辅助推料，提高输渣效率，降低功率消耗。日本KotobukiTechrex和三井东亚化学公司联合研制成功的MTC双锥螺旋离心机，在相同转鼓直径和长度下，其液池更深、转鼓有效长度更长，当量沉降面积更大，分离效果更好。（4）、特殊专用机型：为满足生物技术和制药工业等领域分离的特殊需求，离心分离设备制造商相继开发了一系列特殊专用机型，包括满足食品医药行业洁净度要求的GMP离心机、满足细粘物料分离需要的双锥筒螺旋离心机和SPT螺旋板分离机、满足生物制药的高速刮刀离心分离机和APD高速活塞排料离心分离机等。技术发展趋势：离心分离设备的技术发展趋势是高效、节能、专机、大型化，正沿着大型化、高效和专用化方向在发展，最终会导致客户化设计离心机的产生，设备制造企业应加强离心分离设备应用技术研究。综合分析现代离心设备技术发展现状及发展趋势，针对葛粉加工分浆机的设计，可以从以下两个方面进行设计优化：（1）、特殊专用机型：葛根粉的加工设备针对的是食用品的加工，对于其设备洁净度及相关材质要求要符合卫生级。（2）、高效驱动与节能技术：结合课题研究的背景及产品设计的目的，旨在提高生产率，提高经济效益，所以本次的产品设计定义是高效、节能的实用性设备。三、 本课题的主要研究内容：本课题的研究目标是根据葛根的药用及食用价值，针对葛根开发利用技术设计机械化加工葛粉设备葛根深加工分浆机。改善目前手工加工葛粉中浆渣分离及筛分工序中的弊端，提高葛根资源利用率，生产出干净、放心的“绿色”食品，满足诸多保健品粉磨生产需求。根据研究目标，本次课题的主要研究内容包括以下四个方面：（1）、分浆机的结构设计：圆筒设计、电机的选型、传动部分、机架、其他。（2）、分浆机设计参数的确定：滚筒的设计、滚筒的长度、物料在滚筒内的时间、筛筒间隙的选择、圆筒筛消耗功率的计算。（3）、主要零件的结构设计与计算：皮带轮的设计与计算、传动主轴的结构设计与计算、轴上零件的定位、轴承的选择。（4）、主要零件的校核：轴的强度校核计算、轴的扭转刚度校核计算、轴承寿命的校核、键的校核。四、课题进度安排：第一阶段（2016-01-25至2016-02-07）：查阅相关薯类深加工浆渣分离设备资料，写出摘要与文献综述；查阅有关外文文献资料并翻译。第二阶段（2016-02-15至2016-02-22）：上网浏览或实习观看，考察市场上现有的葛根分浆机并深入学习分析各种分浆机构的优缺点。第三阶段（2016-02-22至2016-04-02）：建立数学模型，进行分浆机总体及结构设计，对有关结构做适当改进。第四阶段（2016-04-03至2016-04-09）：绘制成套图纸，检查缺陷并改进，依照设计图纸作出三维模型。第五阶段（2016-04-09至2016-04-23）：撰写毕业设计说明书，包含成套图纸，开题报告，工作原理，总体设计，各部件的具体设计及校核验算等。第六阶段（2016-04-23至2016-04-27）：指导老师进行论文评阅、审阅。第七阶段（2016-04-28至2016-04-30）：撰写毕业论文简介，毕业答辩准备。四、 参考文献：李天星, 李新民. 中药葛根的研究进展J. 湖南中医杂志, 2013, 29(8):151-153.张雁, 张孝祺, 吴伟琪,等. 葛根资源的开发利用J. 中国野生植物资源, 2000(6):26-29.黄靖, 罗健. 葛根的开发利用J. 江西食品工业, 2002(2):20-21.何绍昌. 葛根深加工技术J. 农家科技, 2007(9):31-31.张剑鸣. 离心分离设备技术现状与发展趋势J. 过滤与分离, 2014, 24(2):1-4.濮良贵，纪明刚.机械设计M第八版.北京：高等教育出版社，2006.陈义厚, 黄和祥. 浆渣分离机的设计与研究J. 湖北农学院学报, 2004, 24(2):131-133.靳河强, 曹宪周. 磨浆分离机滚筒设计的参数公式J. 郑州牧业工程高等专科学校学报, 1992(3). 郭健, 邱澄宇. 木薯淀粉生产中浆渣分离工艺的改进J. 粮油食品科技, 2004, 12(5):26-28.郭健. 木薯淀粉生产中浆渣分离的工艺与设备J. 龙岩学院学