干豆皮生產(chǎn)設(shè)備的設(shè)計論文

1、 . . . 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）干豆皮生產(chǎn)設(shè)備設(shè)計學生：_學 號：_班 級: _專 業(yè)：_指導教師：_2018年4月目 錄目錄2摘要4ABSTRACT5第一章緒論61.1課題研究背景61.2豆腐皮機械化生產(chǎn)研究現(xiàn)狀71.2.1豆腐皮傳統(tǒng)手工生產(chǎn)加工流程71.2.2豆腐皮機械化生產(chǎn)設(shè)備研究現(xiàn)狀81.3 課題研究容與意義9第二章豆腐皮生產(chǎn)設(shè)備的總體設(shè)計102.1豆腐皮生產(chǎn)設(shè)備的設(shè)計參數(shù)102.1.1主要技術(shù)經(jīng)濟指標102.1.2豆腐皮生產(chǎn)加工工藝參數(shù)要求112.2 豆腐皮生產(chǎn)設(shè)備的總體方案112.2.1 進漿系統(tǒng)122.2.2 結(jié)皮系統(tǒng)122.2.3 回漿系統(tǒng)132.2.4 烘干系統(tǒng)132.2

2、.5 切割系統(tǒng)132.2.6總體結(jié)構(gòu)圖14第3章關(guān)鍵機械裝備詳細設(shè)計153.1進漿系統(tǒng)設(shè)計153.2 結(jié)皮系統(tǒng)設(shè)計153.2.1結(jié)皮槽設(shè)計163.2.2加熱裝置設(shè)計163.3回漿系統(tǒng)設(shè)計173.3.1泵的選擇173.3.2管道的布置193.4烘干系統(tǒng)設(shè)計193.4.1傳動方案193.4.2電動機的選擇203.4.3軸設(shè)計213.4.4鍵的強度校核223.4.5鏈傳動設(shè)計223.4.6加熱裝置設(shè)計243.4.7 傳動滾筒的設(shè)計253.5 切割系統(tǒng)設(shè)計25第4章成本與經(jīng)濟效益分析26第5章結(jié)論27致28參考文獻29摘 要豆腐皮是蛋白質(zhì)分子在加熱變性過程過疏水鍵與脂肪結(jié)合形成的大豆蛋白質(zhì)脂類薄膜。它

3、是一種營養(yǎng)價值很高的素食品，有“素中之葷”的譽稱深受廣大人民的喜愛隨著人們生活水平的提高和消費觀念的改變，傳統(tǒng)的手工生產(chǎn)加工方式已不符合們對豆腐皮品質(zhì)和衛(wèi)生指標越來越高的要求。因此急需開發(fā)豆腐皮加工的成套設(shè)備，同時研究其相應(yīng)的加工工藝，從而使其生產(chǎn)、加工過程實現(xiàn)機械化、自動化，提高勞動生產(chǎn)率，改善成品質(zhì)量，使豆腐皮的生產(chǎn)能夠滿足國外市場的需求。本文首先闡述了豆腐皮傳統(tǒng)手工生產(chǎn)的加工流程與其機械化生產(chǎn)的研究現(xiàn)狀，按照豆腐皮的加工工藝流程，考慮到對加工過程中關(guān)鍵參數(shù)的控制，首先制定了豆腐皮機械化生產(chǎn)線的總體設(shè)計方案，然后對關(guān)鍵機械設(shè)備進行了設(shè)計，尤其對烘干系統(tǒng)帶傳動進行了詳細選型設(shè)計并繪制了圖紙。

4、關(guān)鍵詞：豆腐皮、機械化、烘干系統(tǒng)ABSTRACTBean curd is protein molecules in thermal denaturation process through hydrophobic and fat binding formation of the soybean protein lipid films. It is a very high nutritional value of food, "meat in the meat," the reputation of the majority of the people.With the im

5、provement of people's living standard and the change of consumption concept, the traditional manual processing mode has not meet the requirements of the quality of bean curd skin and health indicators. So there is an urgent need to develop bean curd processing complete sets of equipment, at the

6、same time, the corresponding processing process, so that the realization of mechanization and automation of the production, processing, improve labor productivity, improve product quality, make bean curd production to meet the needs of domestic and foreign markets. At first, the article describes th

7、e status quo of and mechanization production of bean curd skin traditional manual production process, in accordance with the process of bean curd skin, to take control of the key parameters in the process, first developed by the general design scheme of bean curd skin mechanized production line, and

8、 then the key mechanical equipment design, especially for drying system with transmission of the detailed design and selection and the mapping of the drawings.KEY WORDS: bean curd skin, mechanization, drying system第一章 緒論1.1課題研究背景幾千年來，大豆與其制品是我國人民的傳統(tǒng)食品之一，它在中華民族的繁衍生息中起到了極其重要的作用，就像大豆起源于中國一樣，大豆制品也是2000多年

9、前最早出現(xiàn)在中國。傳統(tǒng)的大豆制品主要有豆腐、腐乳、豆腐皮、豆腐干、天培、納豆等，其中豆腐皮在我國有著悠久的歷史。大豆與大豆制品是高營養(yǎng)的植物性食品。它們不僅蛋白質(zhì)含量高，而且質(zhì)量也好。這主要表現(xiàn)在其蛋白質(zhì)必需氨基酸的含量高，比例比較平衡和合理。大豆制品不但富含蛋白質(zhì)，還含有人體必需的多種維生素和礦物質(zhì)。時珍在本草綱目中說，大豆用水浸泡、攆碎、濾去渣、煎成，其面上凝結(jié)者揭取涼干，名曰豆腐皮。這種制作方法和現(xiàn)在的制作工藝有著驚人的相似，只是后期處理有所不同而已。王世雄在隨息居飲食譜中稱腐竹“最宜病人”。因此，古人很早就知道豆腐皮的制作方法和食用價值。豆腐皮是由熱變性蛋白質(zhì)分子的活性反應(yīng)基團借副價鍵

10、結(jié)成的蛋白質(zhì)膜，蛋白質(zhì)以外的成分在膜形成過程中被包埋在蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)之中。它是一種營養(yǎng)價值極高的素食品，含蛋白質(zhì)4 050，脂肪2125，富含人體所需8種氨基酸，同時鈣、鐵、鎂、鋅等無機鹽的含量也較多，含有大量不飽和脂肪酸，以亞油酸為主要成分，不含膽固醇，常食用可改良心血管機能，補充人體的氨基酸。此外，豆腐皮中還有糖、磷以與硫胺素、核黃素、尼克酸等多種人體必需的營養(yǎng)成分等，是其它食物所不能媲美的，故有“素中之葷”的譽稱。豆腐衣不僅可以單獨食用，且可與其他肉類和蔬菜一起制成多種美味佳肴。據(jù)統(tǒng)計，目前我國約有13億的人口，每年的蛋白質(zhì)需求量是巨大的，豆腐皮生產(chǎn)具有廣大的經(jīng)濟效益。隨著西方國家對自身

11、“肉類型”的膳食結(jié)構(gòu)給人的健康帶來負作用的認識，以與對天然有機食品的追求和對傳統(tǒng)大豆制品營養(yǎng)價值和醫(yī)學價值認識的加深。近年來，大豆制品不僅在而且在西方也深受消費者的歡迎，國外市場對豆腐皮產(chǎn)品的需要量日趨增大。豆腐皮的生產(chǎn)加工長期以來一直采用手工的方式，傳統(tǒng)手工制作的豆腐皮厚薄不均、破損嚴重、成品合格率一般在65%左右，并且由于采用手工操作，勞動強度大，生產(chǎn)效率低，成品質(zhì)量特別是衛(wèi)生指標較難保證，從而制約了該行業(yè)的發(fā)展。 隨著人們生活水平的提高和消費觀念的改變，對豆腐皮品質(zhì)和衛(wèi)生指標相對有了更高的要求，手工作坊的豆腐皮生產(chǎn)方式已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代食品生產(chǎn)的要求，因此急需開發(fā)豆腐皮機械化生產(chǎn)的成套設(shè)備

12、，同時研究與之相應(yīng)的加工工藝，并實現(xiàn)關(guān)鍵加工工藝參數(shù)的自動控制，從而在保證豆腐皮產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)上，使豆腐皮生產(chǎn)加工過程實現(xiàn)機械化、自動化，提高勞動生產(chǎn)率，滿足國外市場的需求。本文在詳細分析豆腐皮加工工藝流程基礎(chǔ)上，進行豆腐皮機械化生產(chǎn)線的設(shè)計研發(fā)工作。1.2豆腐皮機械化生產(chǎn)研究現(xiàn)狀1.2.1豆腐皮傳統(tǒng)手工生產(chǎn)加工流程傳統(tǒng)手工制作豆腐皮的加工工藝，從生產(chǎn)過程來看，主要有選料、浸泡、磨漿、濾漿、煮漿、提竹、烘干、回軟等主要工藝流程。（1）.選料：制作豆腐皮的主要原料為大豆，選擇皮色淡黃的大豆，通過過篩清除劣豆、雜質(zhì)和砂土，使其純凈，然后置于電動磨中，去掉豆衣。（2）.浸泡：把去衣后的大豆放入缸或桶

13、，加入清水浸泡，讓豆粒膨脹。浸水時間根據(jù)溫度的高低而有所不同。（3）.磨漿：采用砂輪磨把大豆磨碎，此過程需加水，加水量的多少會直接影響到蛋白質(zhì)提取率以與豆?jié){液的濃度，進而影響產(chǎn)品質(zhì)量。（4）.濾漿：用熱水沖洗豆?jié){，并攪拌均勻，把豆?jié){倒入吊袋，搖晃吊袋進行濾漿，經(jīng)過三次濾漿就可以把豆?jié){瀝盡。（5）.煮漿：煮漿是豆腐皮制作過程中最關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)。煮漿的目的是通過高溫清除大豆的豆腥味和苦澀味，增加大豆的香味，并且提高蛋白質(zhì)消化率。此外，通過高溫作用，能夠使蛋白質(zhì)得到充分變性，為后續(xù)過程創(chuàng)造必要的條件。（6）.提竹：將豆?jié){倒入平底鍋，大約5分鐘后，豆?jié){表面就會自然結(jié)成一層薄膜，即學碩士學位論文第一章緒

14、論為豆腐皮。用竹竿沿著鍋邊挑起，使豆腐皮成竹條狀。（7）.烘干：烘干是為了除去豆腐皮中過多的水分，保持60左右的溫度對豆腐皮進行烘干。溫度過高，會影響產(chǎn)品色澤。（8）.回軟：采用自然降溫、回軟。對于過干的豆腐皮，也可以采用適當噴水回軟。1.2.2豆腐皮機械化生產(chǎn)設(shè)備研究現(xiàn)狀為了進一步提高豆腐皮產(chǎn)品的質(zhì)量以與加工生產(chǎn)效率，人們對其機械化生產(chǎn)進行了一定程度的研究。豆腐皮機械化生產(chǎn)加工基本上是在遵循傳統(tǒng)手工加工豆腐皮制作工藝的基礎(chǔ)上，通過對機械化加工設(shè)備的設(shè)計研制以與對相應(yīng)工藝參數(shù)的自動控制，達到豆腐皮的機械化生產(chǎn)。目前，國關(guān)于豆腐皮的連續(xù)結(jié)皮工藝和機械化生產(chǎn)設(shè)備的研究方面已有一些相關(guān)的報道，豆腐皮

15、加工設(shè)備從單一的結(jié)皮鍋至具有一定自動化程度的生產(chǎn)機械均有。歸納起來，主要有以下三類:1.連續(xù)結(jié)皮鍋：豆腐皮連續(xù)結(jié)皮鍋是對傳統(tǒng)的間歇性結(jié)皮鍋進行改進后的產(chǎn)品。該結(jié)皮鍋的主要組成部分是一個盛放豆?jié){的容器，容器為一長槽，將豆?jié){倒入槽中，使得豆?jié){表面呈長條形，有利于豆腐皮的連續(xù)生產(chǎn)，并且能夠保證豆腐皮形狀的要求。在長槽形容器用隔板將容器分為兩個結(jié)皮區(qū)，隔板端開有空隙。此外，在隔板上還裝有泵，能夠加快豆?jié){的流動。容器外配有加熱裝置，由蒸汽管、夾套、保溫層和罩殼組成。該結(jié)皮鍋結(jié)構(gòu)簡單，豆?jié){流動性較好，與空氣接觸效果較好，可以實現(xiàn)連續(xù)結(jié)皮，從而在一定程度上減少了工人的勞動強度，提高了勞動生產(chǎn)效率。配有烘干設(shè)

16、備，可以使豆腐皮實現(xiàn)自動烘干。2.改進工藝采用連續(xù)式生產(chǎn)設(shè)備;此種連續(xù)式生產(chǎn)設(shè)備主要是采用改進工藝對豆腐皮進行生產(chǎn)，方法主要包括懸浮法、噴淋法、滾筒法和澆注法等。用這些方法生產(chǎn)出來的最終產(chǎn)品主要是一些類似于豆腐皮的薄膜狀豆制品，而并非傳統(tǒng)意義上的蛋白質(zhì)與空氣中的氧份自然結(jié)合形成的膠質(zhì)膜。3.傳統(tǒng)工藝采用連續(xù)式生產(chǎn)設(shè)備此種連續(xù)式生產(chǎn)設(shè)備采用傳統(tǒng)工藝，但是由于沒有能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備與工藝的具體配合，以與針對性地解決豆腐皮生產(chǎn)的關(guān)鍵問題，因此大部分的設(shè)備脫離生產(chǎn)現(xiàn)實，無法實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。同時整體機械化研究水平還不高，缺乏對整個成膜過程的有效控制。從以上專利申請情況中可以看出，目前豆腐皮生產(chǎn)加工行業(yè)在機械化

17、與產(chǎn)業(yè)化方面仍然存在許多巫待解決的問題。比如，如何進一步實現(xiàn)生產(chǎn)加工的機械化、自動化，以提高生產(chǎn)效率，如何在豆腐皮生產(chǎn)加工過程中實現(xiàn)對豆?jié){的溫度和濃度，等關(guān)鍵工藝參數(shù)的控制，從而保證豆腐皮的產(chǎn)品質(zhì)量等等。1.3 課題研究容與意義通過對豆腐皮生產(chǎn)設(shè)備的設(shè)計可以掌握一般機械設(shè)備的設(shè)計原則和方法，培養(yǎng)理論聯(lián)系實際的工作作風。本設(shè)計與專業(yè)關(guān)系緊密，可綜合利用所學的機械原理、機械設(shè)計、工程材料和CAD繪圖等專業(yè)知識。第二章 豆腐皮生產(chǎn)設(shè)備的總體設(shè)計隨著人們生活水平的提高和消費觀念的改變，對豆腐皮品質(zhì)和衛(wèi)生指標相對有了更高的要求，手工作坊的豆腐皮生產(chǎn)方式已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代食品生產(chǎn)的要求，因此急需開發(fā)豆腐皮機

18、械化生產(chǎn)的成套設(shè)備，同時研究與之相應(yīng)的加工工藝，并實現(xiàn)關(guān)鍵加工工藝參數(shù)的自動控制，從而在保證豆腐皮產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)上，使豆腐皮生產(chǎn)加工過程實現(xiàn)機械化、自動化，提高勞動生產(chǎn)率，滿足國外市場的需求。2.1豆腐皮生產(chǎn)設(shè)備的設(shè)計參數(shù)豆腐皮機械化生產(chǎn)加工工藝與傳統(tǒng)手工豆腐皮生產(chǎn)加工工藝大致一樣，在遵循此工藝的基礎(chǔ)上，通過對生產(chǎn)線的研制以與控制系統(tǒng)的設(shè)計，實現(xiàn)豆腐皮的機械化、自動化生產(chǎn)。本文針對從豆?jié){液進入結(jié)皮裝置開始的各個環(huán)節(jié)所組成的生產(chǎn)線進行了研究。2.1.1主要技術(shù)經(jīng)濟指標加工出的豆腐皮產(chǎn)品應(yīng)達到以下指標:1. 感官指標a)外光：呈一定幾何形狀，呈半透明狀，厚薄均勻，質(zhì)地細膩;b)色澤:呈淡黃色或金黃

19、色，色澤均勻，無深色焦斑;c)氣味和滋味:具有豆制品特有的香氣、無異味。2. 物理指標 a)厚度:超薄型0.2-0.5mm;b)抗拉強度:2-2.5 Mpa/cm2;e)延伸率:20-30%。3化學指標水分20%，蛋白質(zhì)40-50%，脂肪20-25%。4.衛(wèi)生指標砷(以As計)0.5mg/kg，鉛(以Pb計) 1.0mg/kg，食品添加劑附合GB2760要求。整條生產(chǎn)線應(yīng)達到以下指標:a)采用熱循環(huán)利用，比傳統(tǒng)方法節(jié)省能源30-40%;b)加熱采用密閉式設(shè)計，提高制品衛(wèi)生質(zhì)量，同時改善車間的工作環(huán)境和衛(wèi)生環(huán)境;c)采用人工通風和降溫，適合于全天候生產(chǎn);d)實現(xiàn)機械化和自動化以降低工人的勞動強度

20、;2.1.2豆腐皮生產(chǎn)加工工藝參數(shù)要求本系統(tǒng)中，豆?jié){液溫度控制在85oC，控制精度士1“C，豆?jié){液濃度控制在5.5%，控制精度士0.2%。2.2 豆腐皮生產(chǎn)設(shè)備的總體方案 機械化生產(chǎn)線能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品的機械化、自動化生產(chǎn)，其生產(chǎn)加工工藝與傳統(tǒng)手工豆腐皮生產(chǎn)加工工藝大致一樣，具體如圖2.1所示。根據(jù)上述豆腐皮機械化生產(chǎn)加工工藝，本文將豆腐皮機械化生產(chǎn)線按功能和流程分布分為五大系統(tǒng)，分別為進漿系統(tǒng)、結(jié)皮系統(tǒng)、回漿系統(tǒng)、烘干系統(tǒng)和切割系統(tǒng)。五大系統(tǒng)的關(guān)系如圖2.2所示。2.2.1 進漿系統(tǒng)進漿系統(tǒng)中，豆?jié){液存放在儲漿桶中，新鮮豆?jié){液與系統(tǒng)的回漿不斷注入儲漿桶，在其中充分混合均勻后進入結(jié)皮槽。在豆腐皮的結(jié)

21、皮過程中，雖然豆?jié){液表面不斷結(jié)皮使豆?jié){液的濃度略有降低，但是在85的溫度下，豆?jié){液中的水分蒸發(fā)得更快，因此造成豆?jié){液的濃度沒有降低反而升高。高濃度的豆?jié){液通過回漿系統(tǒng)進入儲漿桶與新鮮豆?jié){液混合，使得儲漿桶中豆?jié){液濃度變高。為了保證進入結(jié)皮槽的豆?jié){液濃度控制在結(jié)皮最佳濃度，在儲漿桶上方安裝進水裝置，包括進水管道與電磁閥。進漿系統(tǒng)中安裝濃度檢測裝置，采集豆?jié){液濃度信號，通過單片機控制電磁閥的通斷從而實現(xiàn)對進漿濃度的自動控制。進漿系統(tǒng)的設(shè)計主要包括電磁閥的選擇以與濃度檢測與控制裝置的設(shè)計與實現(xiàn)。2.2.2 結(jié)皮系統(tǒng)結(jié)皮是豆腐皮生產(chǎn)加工過程中的一道重要工序，傳統(tǒng)的圓鍋形手工制作方法無法實現(xiàn)生產(chǎn)的連續(xù)化

22、，而且豆腐皮厚薄不均勻，有一定的破損現(xiàn)象，無法保證豆腐皮的質(zhì)量。結(jié)皮系統(tǒng)主要包括結(jié)皮槽和加熱裝置兩大部分。結(jié)皮槽為一長方形槽，豆?jié){液不斷流入結(jié)皮槽并在其中緩慢流動，在此過程中，豆?jié){液中的蛋白質(zhì)與空氣中的氧結(jié)合，液面逐漸形成一層膠質(zhì)膜，即為豆腐皮。由于結(jié)皮過程中溫度的要求，需要在結(jié)皮系統(tǒng)中設(shè)計豆?jié){液加熱裝置，使豆?jié){液溫度保持在最佳結(jié)皮溫度，以保證結(jié)皮質(zhì)量。豆?jié){液加熱采用蒸汽加熱的形式，在結(jié)皮槽下面鋪設(shè)蒸汽管道，在管道上均勻地打孔，蒸汽通過這些孔注入到蒸汽加熱室，給結(jié)皮槽中的豆?jié){液加熱。蒸汽加熱室下面多加一層石棉板，減少熱量流失。為了實現(xiàn)溫度的自動控制，在豆?jié){液中放置溫度傳感器，采集溫度信號，通過

23、單片機自動調(diào)節(jié)蒸汽閥的通斷，從而實現(xiàn)溫度的自動控制。結(jié)皮系統(tǒng)的設(shè)計包括結(jié)皮槽尺寸的設(shè)計、蒸汽閥的選擇以與溫度檢測與控制裝置的設(shè)計與實現(xiàn)。2.2.3 回漿系統(tǒng)回漿系統(tǒng)的主要部件是泵，根據(jù)系統(tǒng)的特點，選用離心泵。泵的安裝位置為遠離進漿口而靠近干燥系統(tǒng)的位置，即結(jié)皮系統(tǒng)和干燥系統(tǒng)之間。系統(tǒng)回漿通過泵的作用回到儲漿桶，在儲漿桶中回漿與新鮮豆?jié){液充分混合。回漿系統(tǒng)的設(shè)計包括泵的選型以與回漿管道的鋪設(shè)方案設(shè)計。2.2.4 烘干系統(tǒng)烘干是為了除去豆腐皮中過多的水分，是豆腐皮結(jié)皮過程中一個重要的環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的烘干方法，時間長，衛(wèi)生條件差，因此需要采用自動、連續(xù)、封閉的烘干方式，這樣，不僅可以減少能量的損失，還可

24、以保證豆腐皮產(chǎn)品的質(zhì)量。烘干系統(tǒng)的設(shè)計主要包括傳動裝置和加熱裝置的設(shè)計兩大部分組成。其中，以傳動裝置的設(shè)計為主體，包括傳動方案的制定、電動機的選擇、傳動軸的設(shè)計、鍵與軸承的強度校核、鏈條傳動與鏈輪的設(shè)計等。2.2.5 切割系統(tǒng)對于已經(jīng)過烘干處理的豆腐皮按照產(chǎn)品的要求進行切割。切割系統(tǒng)主體為一個有切槽的滾筒，切割刀按一定頻率壓入滾筒切槽，使豆腐皮的長度符合相應(yīng)產(chǎn)品規(guī)格的要求。本次設(shè)計中，切割過程仍然是由手工操作完成。2.2.6總體結(jié)構(gòu)圖根據(jù)豆腐皮加工工藝流程以與加工過程中各個關(guān)鍵參數(shù)的要求，設(shè)計豆腐皮機械化生產(chǎn)線總體結(jié)構(gòu)如圖2-3所示。第3章關(guān)鍵機械裝備詳細設(shè)計3.1進漿系統(tǒng)設(shè)計進漿系統(tǒng)的設(shè)計主

25、要包括儲漿桶與管道的設(shè)計、電磁閥的選擇以與濃度檢測與控制裝置的設(shè)計與實現(xiàn)。本節(jié)給出儲漿桶與管道的設(shè)計方案，如圖3.1所示。 儲漿桶為圓柱體狀，采用不銹鋼板制作，鋼板厚度為4mm。系統(tǒng)回漿回到儲漿桶中，與新鮮漿液和系統(tǒng)進水充分混合后再次進入結(jié)皮槽。單片機輸出控制信號，通過控制電磁閥的通斷，即系統(tǒng)進水量的大小，實現(xiàn)對進入結(jié)皮槽的豆?jié){液濃度的自動控制。3.2 結(jié)皮系統(tǒng)設(shè)計 結(jié)皮系統(tǒng)主要包括結(jié)皮槽和加熱裝置兩大部分。豆?jié){液加熱采用蒸汽加熱的形式，在結(jié)皮槽下鋪設(shè)蒸汽管道，在管道上均勻地打孔，蒸汽通過這些孔注入到蒸汽加熱室，給結(jié)皮槽中的豆?jié){液加熱。由于在結(jié)皮過程中，豆?jié){液的溫度和濃度會對此過程產(chǎn)生重要的影

26、響，因此，采用溫度傳感器以與濃度傳感器，分別采集溫度信號和濃度信號，而后通過單片機控制蒸汽閥門以與進漿閥門的通斷，從而實現(xiàn)豆?jié){液溫度以與濃度的自動控制。3.2.1結(jié)皮槽設(shè)計結(jié)皮槽為長方體狀，采用不銹鋼板制作，鋼板厚度為4mm。根據(jù)第二章中所述豆腐皮最佳生產(chǎn)工藝條件，當豆?jié){液的溫度控制在85，豆?jié){液的深度控制在c=50mm，豆?jié){液的濃度控制在5.5%時，豆腐皮產(chǎn)品質(zhì)量最佳。 結(jié)皮槽的寬度根據(jù)豆腐皮產(chǎn)品規(guī)格的要求，設(shè)計為B=500mm，結(jié)皮槽的高度要略大于豆?jié){液最佳結(jié)皮深度，取c=70mm。主動滾筒直徑D2=200mm，轉(zhuǎn)速n2=8r/min，計算得到豆腐皮的結(jié)皮速度v=·D2·

27、;n2=0.084m/s。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，豆腐皮整個結(jié)皮過程需要的總時間為t=1min，所以結(jié)皮槽的長度大致需要M=v·t=0.084m/s·l min=5.04m=5040mm，取M=6000mm。3.2.2加熱裝置設(shè)計 加熱裝置的設(shè)計主要是確定豆?jié){液的加熱方案。根據(jù)目前企業(yè)的實際生產(chǎn)情況，對結(jié)皮槽中的豆?jié){液采用蒸汽加熱完全可以達到85oC的溫度要求，故本文采用蒸汽加熱的方式。蒸汽從蒸汽爐出來后，經(jīng)由蒸汽管道到達蒸汽加熱室。蒸汽管道采用公稱通徑為32mm的普通鋼管，管道置于加熱室的中間位置，并對加熱室的鋼管進行打孔，高溫蒸汽從管道孔中噴出，充滿整個蒸汽加熱室，蒸汽加熱室位于

28、結(jié)皮槽正下方，高溫蒸汽均勻加熱結(jié)皮槽，給結(jié)皮槽上方豆?jié){液提供熱量，使豆?jié){液溫度升高到85，并保持相對穩(wěn)定。具體打孔方式如圖3.2所示。在6000mm長的管道上每間隔 100mm對管道進行打孔，每個打孔位置孔數(shù)為三個，其中兩個位于管道的左右兩側(cè)，為蒸汽孔，另一個位于管道的正下方，為出水孔。蒸汽孔的大小隨著打孔位置到蒸汽入口距離的增加而不斷增大，出水孔直徑不變。如上圖所示，蒸汽孔1-20的直徑為0.5mm，而后依次增大為1mm和1.5mm，出水孔的直徑均為1mm。3.3回漿系統(tǒng)設(shè)計回漿系統(tǒng)的設(shè)計主要是泵的選型以與回漿管道的鋪設(shè)方案設(shè)計，進漿管道和出漿管道的通徑在選定泵的同時選定。3.3.1泵的選擇

29、泵的選擇主要考慮以下幾個方面:1.計算流量Q 流量Q是選泵的重要性能數(shù)據(jù)之一，它直接關(guān)系到整個裝置的生產(chǎn)能力和輸送能力。豆?jié){液橫截面積S=Bo·c=0.5*0.05=0.025 m2，在不考慮結(jié)皮過程中流量損失的情況下，計算出最大回漿流量Q=1/2·S·v=1/2*0.025 m2 *0.084 m/s=3.78 m3/h2.計算揚程H裝置系統(tǒng)所需的揚程H是選泵的另一個重要性能數(shù)據(jù)，一般要用放大5%一10%余量后的揚程來選型。豆腐皮生產(chǎn)設(shè)備高度約為A0=2m，則H=A0· (l+10%)=2.2m 。3.泵的選型本設(shè)計中，液體介質(zhì)為豆?jié){液，因此，主要應(yīng)考

30、慮豆?jié){液的溫度和食品衛(wèi)生狀況。豆?jié){液的最佳結(jié)皮溫度為85，根據(jù)這一溫度要求可以排除一些耐溫性能較差的泵，并且所設(shè)計的豆腐皮生產(chǎn)設(shè)備屬于食品機械，必須要求所選的泵能夠達到食品衛(wèi)生的要求。綜上考慮，選擇一種氟塑料襯里耐腐泵。氟塑料襯里耐腐泵是將聚四氟乙烯樹脂采用模壓(或鑲嵌)的方法置于鋼質(zhì)或鐵質(zhì)的泵承壓件的壁或管件的外表面，利用其在抗強腐蝕介質(zhì)方面的獨特性能制作成各類泵。由于聚四氟乙烯在抗腐蝕方面具有無可比擬的優(yōu)異性能，將聚四氟乙烯襯于泵壁，既克服了聚四氟乙烯材料強度低的缺點，又解決了泵主體材料抗腐蝕性能差、成本高的不足。 此外，聚四氟乙烯除了具有優(yōu)異的化學穩(wěn)定性外，其防污、防粘性良好，動、靜摩擦

31、系數(shù)值極小且相近，減摩潤滑性能良好。綜合考慮以上計算所得的流量Q和揚程H，選擇型號為FS-32-25-100的泵，具體參數(shù)如圖3.3所示。根據(jù)上述泵的技術(shù)參數(shù)，可以確定進漿口管道的通徑為32mm，出漿口管道的通徑為25mm，流量Q二4m3/h，揚程H=8m。 根據(jù)流量公式反推得:3.3.2管道的布置泵安裝在遠離進漿口而靠近干燥系統(tǒng)的位置，即結(jié)皮槽和干燥系統(tǒng)之間。管道從結(jié)皮槽末端經(jīng)過泵之后回到儲漿桶，即回漿進入儲漿桶，而后與新鮮漿液混合一同再次進入結(jié)皮槽中，如圖3.1所示。之所以設(shè)計回漿到儲漿桶中，是因為豆?jié){液表面在不斷的結(jié)皮的同時，豆?jié){液中的水分在高溫狀態(tài)下較快地蒸發(fā)，使結(jié)皮槽的漿液濃度不斷升

32、高，如果回漿直接進入結(jié)皮槽，就無法通過控制進漿口的豆?jié){液濃度進而實現(xiàn)對結(jié)皮槽中豆?jié){液濃度的有效、與時的控制。因此，選擇回漿入儲漿桶，通過控制進水閥門的通斷，從而保證儲漿桶中豆?jié){液濃度恒定，進而實現(xiàn)結(jié)皮槽進漿口漿液濃度的恒定。由于豆?jié){液會與普通鋼管壁產(chǎn)生粘著，導致回漿管道阻塞，因此，選用直徑為25mm的塑料管作為系統(tǒng)的回漿管道。3.4烘干系統(tǒng)設(shè)計烘干系統(tǒng)主要包括兩大部分:傳動裝置和加熱裝置。傳動裝置的作用是將結(jié)皮槽中的豆腐皮傳送到加熱裝置中，對豆腐皮進行烘干，而后再傳送到切割系統(tǒng)，對烘干后的豆腐皮進行切割。傳動裝置的設(shè)計包括傳動方案的確定、鏈傳動的設(shè)計、傳動軸的設(shè)計以與校核等。加熱裝置的作用是完

33、成對豆腐皮的烘干，加熱裝置的設(shè)計主要是加熱方式的確定。3.4.1傳動方案烘干系統(tǒng)傳動方案如圖3.4所示。3.4.2電動機的選擇選擇電動機的類型，必須適應(yīng)機械負載特性、平穩(wěn)或沖擊程度、運行狀態(tài)、調(diào)速圍以與起動、制動的頻繁程度等要求。本設(shè)計中，傳動速度要求為n1=20r/min。由于減速比很大，符合設(shè)計所需減速比的減速箱需要三級展開式圓柱齒輪減速器，其傳動比圍可以達到40-200，但是體積和重量都偏大，不符合要求。因此，這里直接選擇體積小、重量輕的齒輪減速電機，型號為YYCJ-250-3。具體技術(shù)指標如下:a)輸出功率(W):250b)電壓(V):380c)電源頻率(HZ):50d)速度可調(diào)圍(轉(zhuǎn)

34、/分):20-65HZe)電流(A):1.00效率(%):63g)減速器規(guī)格:減速比1773.4.3軸設(shè)計軸的疲勞強度計算方法主要有按照許用切應(yīng)力計算方法、按照許用彎曲應(yīng)力計算方法和安全系數(shù)法。在進行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計時，通常按照許用切應(yīng)力方法初步估算軸的直徑。對于以傳遞轉(zhuǎn)矩為主的傳動軸和不重要的軸，也可以作為最后計算結(jié)果。按照許用彎曲應(yīng)力計算主要適用于主要結(jié)構(gòu)形狀和尺寸、軸上零件的位置以與外載荷和支反力的作用位置均己確定的軸。一般重要的、彎扭復合的軸采用這一方法進行強度計算己經(jīng)足夠可靠。安全系數(shù)法的校核計算要在軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計完成以后進行，目的是在計入應(yīng)力集中、尺寸效應(yīng)和表面狀態(tài)等各種因素后，精確地確

35、定各個危險截面的安全程度。這一方法計算精度高，通常用于重要軸的計算Is0。根據(jù)以上各種方法的特點，本設(shè)計采用許用切應(yīng)力方法計算軸的疲勞強度。 以主動滾筒主軸為例，滾筒直徑D1=200mm，電機輸出功率p。=0.25kw，傳動效率=0.95，則軸上開有鍵槽時，應(yīng)增大軸頸以考慮鍵槽對軸強度的影響。當軸直徑的的d1100mm時，單鍵應(yīng)增大5%-7%，雙鍵應(yīng)增大10%-15%。本設(shè)計中，軸上開有雙鍵，按直徑增加15%計算，則d1 = d1 min(l+15%)=34.7x(l+15%)=39.9mm，圓整為d1=40mm。3.4.4鍵的強度校核本設(shè)計中，鍵傳遞的轉(zhuǎn)矩T=283.5N·m，軸的

36、直徑d1=40mm，鍵的類型為圓頭平鍵，聯(lián)接工作方式為靜聯(lián)接，載荷性質(zhì)為靜載荷。對于普通平鍵聯(lián)接(靜聯(lián)接)，其主要失效形式是鍵、軸上鍵槽和輪毅上鍵槽三者中較弱者工作面被壓潰。由于輪毅上的鍵槽深度較淺，輪毅的材料強度通常在三者中也最弱，所以，平鍵聯(lián)接的強度計算通常以輪毅為計算對象，按照其工作面上的擠壓應(yīng)力來進行強度校核計算。假設(shè)載荷在鍵的工作面上均勻分布，普通平鍵聯(lián)接的強度條件為3.4.5鏈傳動設(shè)計 鏈傳動是屬于具有中間撓性件的嚙合傳動，具有以下優(yōu)點:a)與帶傳動相比，沒有彈性滑動，傳動比精確，傳動可靠，緊力小，裝配容易，軸與軸承的載荷較小，傳動的效率較高，可達98%;b)與齒輪傳動相比，可以有

37、較大的中心距;c)可在高溫或潤滑油環(huán)境中工作，也可用于多灰塵的環(huán)境。本設(shè)計中，傳動功率PL=0.16kw;主動軸轉(zhuǎn)速n1=20r/min;傳動速度v<3m/s;傳動種類:傾斜傳動;傳動比i=2.5，設(shè)計計算過程如下:1. 鏈輪傳動速度v<3m/s，推薦齒數(shù)Z1min=15一17，由于鏈節(jié)通常取偶數(shù)，考慮到均勻磨損問題，鏈輪齒數(shù)最好選用質(zhì)數(shù)或不能整除鏈節(jié)數(shù)的數(shù)目，故選取主動鏈輪齒數(shù)Z1=170根據(jù)傳動比，則從動鏈輪齒數(shù)Z2=i·Z1=2.5*17二42.5，選取Z2=43。2. .在工作情況為平穩(wěn)載荷，輸入動力為電動機時，工況系數(shù)KA=1.0，求得計算功率在沒有緊裝置的情況

38、下，a<25 P，由中心距計算公式得:選取a=20P，計算鏈節(jié)數(shù)為3. 單根鏈傳遞功率為根據(jù)小鏈輪的轉(zhuǎn)速，查表得:根據(jù)小鏈輪的轉(zhuǎn)速以與單根鏈傳遞功率，查圖，選擇鏈號10A。由鏈號，查表得到鏈節(jié)距p=15.875mm。4. 中心距a中心距減小量=(0.002一0.004)a=0.65-1.3lmm則實際中心距5. 驗算鏈輪速度與已知條件相符。7.鏈輪結(jié)構(gòu)采用整體式鋼制小鏈輪，其主要結(jié)構(gòu)尺寸有:分度圓直徑dl，齒頂圓直徑da，齒根圓直徑df，輪毅厚度h，輪毅長度l，輪毅直徑dh，齒寬bf，鏈節(jié)寬b1。對于大鏈輪，齒數(shù)Z2=43，孔徑dk=40mm，計算得:對于小鏈輪，同理得8.潤滑方式的選定

39、根據(jù)滾子鏈節(jié)距p=15.875mm和鏈條的運動速度v=0.09m/s，查圖，選用潤滑方式I，即用油刷或油壺人工定期潤滑。3.4.6加熱裝置設(shè)計 烘干系統(tǒng)的加熱裝置采用蒸汽管道加熱的方式，管道鋪設(shè)在傳送帶的上下兩側(cè)，依靠管道散發(fā)出來的熱量將豆腐皮烘干，如圖3.5所示。3.4.7 傳動滾筒的設(shè)計傳動滾筒是帶式輸送機傳遞動力的主要部件，其驅(qū)動帶式輸送機的方式有單滾筒、雙滾筒與多滾筒之分。單滾筒多用于功率不太大的輸送機上。傳動滾筒的筒體有兩個作用。一個用來支撐并拖動輸送帶運動，或者直接支撐并輸送成件物料。二是作為殼體保護部部件和傳動裝置。這兩個作用都要求滾筒體堅固。滾筒體的形狀絕大多數(shù)為圓柱體。制作滾

40、筒的材料一般為普通碳鋼。直徑較大的傳動滾筒，其滾筒體通常采用Q235-A鋼板卷制、焊接、然后進行與加工。圖3.6 傳動滾筒3.5 切割系統(tǒng)設(shè)計切割系統(tǒng)的設(shè)計主要是切割滾筒的設(shè)計，滾筒上有切槽，便于切割刀壓入切槽，實現(xiàn)對豆腐皮成品的切割。第4章 成本與經(jīng)濟效益分析豆腐皮是我們?nèi)粘Ｉ钪凶畛Ｒ姵３缘囊环N普通豆制品， 在個大小農(nóng)貿(mào)市場、超市、小商店以與餐館飯店均是銷售最好的產(chǎn)品，因其營養(yǎng)價值高， 使用方便快捷， 其市場需求量大， 是最不愁銷路的普通產(chǎn)品， 但目前市場上的豆腐皮大都是手工作坊生產(chǎn)的， 不但效率低， 外觀不整齊， 厚薄不一致，而且衛(wèi)生條件差， 無市場競爭力。本豆腐皮機優(yōu)勢：最簡易，最實用

41、。豆腐皮機，潑皮、壓榨、剝皮全自動操作具有攪拌潑腦、傳送折疊、壓制卷布、自動壓榨、自動剝皮等流水作業(yè)功能，五個輔輥可實現(xiàn)薄厚隨時調(diào)節(jié)，適應(yīng)不同地區(qū)的消費需求。關(guān)鍵部件使用高級不銹鋼制造，完全符合衛(wèi)生標準。所生產(chǎn)的豆腐皮薄厚均勻，成本低產(chǎn)量高，寬窄厚薄均可調(diào)整、產(chǎn)品色澤一致，厚薄可調(diào)（0.2-3毫米），韌性好，疊起來用手摔不爛，口感好，不論涼拌小菜，煎炒，打湯，燴菜，均是美味佳肴，保持了傳統(tǒng)優(yōu)質(zhì)豆腐皮的口感和風味。投資少，效益高，回報快的特點，特別適合城鎮(zhèn)居民自主創(chuàng)業(yè)。1、設(shè)備總成本約5萬元2、該生產(chǎn)線2-3人（生產(chǎn)人員數(shù)量與產(chǎn)量有關(guān)）。即可生產(chǎn)，自動送料，自動折疊豆腐皮，其產(chǎn)品規(guī)格，寬窄厚薄以

42、與生產(chǎn)速度均實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)。3、占地60平方米。4、大致工藝流程：黃豆浸泡-磨漿-煮漿-成型-壓皮-剝皮-成型。5、日產(chǎn)量：約1800斤。每斤大豆生產(chǎn)11.6斤，豆價1.5元/斤，皮價2.2元/斤，每斤大豆加工后理論得純利潤0.7元，按日產(chǎn)1000斤計算則可獲利700元（豆渣可抵工資與電費）。6、市場: 1).集市批發(fā)銷售 2）.風味食品送批發(fā)部、超市、商店、酒店等銷售 3）.送工廠、學校、機關(guān)、部隊等直銷。綜上:豆腐皮的機械化生產(chǎn)相較于傳統(tǒng)的手工制作，既節(jié)約了原料又安全衛(wèi)生，投入少，效率高，增強了其參與市場競爭的能力，其經(jīng)濟效益、社會效益十分顯著，相信其應(yīng)用前景將十分廣闊。第5章 結(jié)論本文設(shè)計了一種豆腐皮生產(chǎn)設(shè)備，掌握了一般機械設(shè)備的設(shè)計原則和方法，培養(yǎng)理論聯(lián)系實際的工作作風。設(shè)計與專業(yè)關(guān)系緊密，可綜合利用所學的機械