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1 馬鈴薯研磨去皮機(jī) 摘要 不管任何形式的馬鈴薯加工，去皮都是一項(xiàng)重要的操作環(huán)節(jié)。因此，根據(jù)不同需求，開發(fā)了一系列的馬鈴薯去皮機(jī)。它們的性能也被不斷的評(píng)估。馬鈴薯研磨去皮機(jī)的主要部件由去皮鼓和噴水管組成。去皮鼓安裝在工作圓筒內(nèi)表面的突起處，它主要靠旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生與馬鈴薯的摩擦力從而達(dá)到去皮的目地。而噴水管噴灑出水來沖洗去皮后的馬鈴薯，同時(shí)皮屑經(jīng)過排渣管隨水流一并流出工作圓筒。去皮機(jī)的生產(chǎn)能力是 100kg/h，損耗率是 78%— 6%之間。一臺(tái)附帶電動(dòng)機(jī)的馬鈴薯研磨去皮機(jī)的售價(jià)大致為250美元。它適合薯片和其它產(chǎn)品的小型去 皮加工。去皮加工一噸馬鈴薯的加工費(fèi)用只需 符號(hào)標(biāo)志 L,B,T 長度，寬度，物料厚度（ ? 去皮效率（％） P 功率（Ｗ） Q 物料負(fù)載容量（ＫＧ） r 半徑（ t 去皮時(shí)間 (? 損耗率（％） ? 填充系數(shù) 簡介 在意大利馬鈴薯一年的總產(chǎn) 量大約為 由于缺乏合適的儲(chǔ)藏設(shè)備，馬鈴薯的實(shí)際產(chǎn)量有著不同程度的減少。因此用適當(dāng)?shù)募庸ぜ夹g(shù)和設(shè)備將馬鈴薯制造成食品不僅能幫助減少每年馬鈴薯的產(chǎn)量損失，同時(shí)還能提高收益，增加農(nóng)村或落后地區(qū)的就業(yè)機(jī)會(huì)。 對(duì)馬鈴薯任何形式的進(jìn)一步加工，去皮都是一個(gè)重要的操作環(huán)節(jié)。在意大利薯片是一種非常流行的快餐食品。為了將馬鈴薯加工成片狀，對(duì)它的重要預(yù)處理操作就是去皮和清洗。手工去皮是一種傳統(tǒng)的加工方式，但這種去皮方式很枯燥和耗費(fèi)時(shí)間，而且馬鈴薯的營養(yǎng)價(jià)值也損耗比較大?？墒牵R鈴薯加工產(chǎn)業(yè)所使用的蒸汽去皮 法也不可取。因?yàn)樵谡羝テみ^程中，環(huán)狀蒸汽在馬鈴薯的下表面作用，但由于缺乏薄紗的保護(hù)以及各種酶作用的化學(xué)反應(yīng)，不推薦使用這種加工方法加工薯片。基于以上的各種原因，利用研磨原理的馬鈴薯去皮機(jī)被大力的推廣。 基于以上的情況，一系列功率類型的馬鈴薯研磨去皮機(jī)被開發(fā)和評(píng)估。這種去皮機(jī)的重要性在這篇文章中也將得到闡述。 機(jī)器材料和工作原理 研磨去皮機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖見附圖１、２、３。研磨去皮機(jī)的主要組成部件是一個(gè)長６７０ 徑４５０ 不銹鋼軋制而成。去皮鼓的內(nèi)表面有突起（ 3為了承載突起部位，不銹 鋼 2 板被彎曲成了圓柱形，而且在它的聯(lián)接部位鉆有小孔。為了將馬鈴薯光滑去皮，鋼板上所鉆小孔的突起部位都被重新軋平。 一排孔之間的中心距和突起的圓柱尺寸分別為１４ ７ 皮鼓安裝在一根由一對(duì)滾動(dòng)軸承支撐的水平軸上（水平軸的直徑為３０ ，滾動(dòng)軸承安裝在一個(gè)長寬高分別為１０８０Ｘ７００Ｘ１１５０ 機(jī)架上。同時(shí)為了馬鈴薯加料和出料的需要還專門設(shè)計(jì)了加料口和出料口。去皮鼓由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)帶輪而使水平傳動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)從而工作。而由鑄鐵制成的直徑１５ 加工的馬鈴薯的作用。工作圓筒下部的排渣口用來排除污水和皮屑。 圖一 （１）電動(dòng)機(jī) （２）傳動(dòng)軸 （３）Ｖ帶 （４）排渣管 3 （５）螺釘，墊片 （６）噴水系統(tǒng) （７）工作鼓 （８）帶輪 （９）滾動(dòng)軸承 實(shí)驗(yàn)程序 本次實(shí)驗(yàn)所用的原料是生長四個(gè)月的馬鈴薯，實(shí)驗(yàn)操作時(shí)間是１９９１年２月。 圖二 （１）機(jī)架 （２）電動(dòng)機(jī)機(jī)座 （３）入口和出口門 （４）開關(guān) （１） 噴水系統(tǒng) 馬鈴薯原料的長度、寬度和物料厚度均由腳規(guī)測(cè)量出。以下的公式則用于計(jì)算所測(cè)馬鈴薯原料的當(dāng)量直徑和填充系數(shù) 4 ＬＢＴ） 31 式中 Ｌ是長度，Ｂ是寬度，Ｔ是物料厚度。 同時(shí) 圖三 去皮鼓示意圖 為了使去皮測(cè)試的結(jié)果更可靠，五個(gè)質(zhì)量均為２００ 為了去皮，馬鈴薯樣品事先在水中煮沸 出后在室溫下冷卻 鈴薯的表皮則從果肉上分離。去皮后的馬鈴薯和皮屑均在 ?80 氣中干燥 6h，去皮程度則由以下的公式計(jì)算。 物料去皮容量％＝ 1 0 0?干燥后的馬鈴薯樣品 干燥后的皮屑這臺(tái)機(jī)器專門因這次實(shí)驗(yàn)而制造，五個(gè)馬鈴薯樣品分別被稱量，而且每個(gè)都做了標(biāo)志。分別向每個(gè)馬鈴薯樣品扎孔，然后注入不同的顏色將其染色。它們均放入去皮鼓中加工。為了達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，一已知重量（５，１０，１５，２０千克）的馬鈴薯同時(shí)被放入去皮鼓中。噴水管入口被接在一個(gè)水開關(guān)上，去皮鼓以３０ — ４０ r/ 5 通過調(diào)節(jié)去皮鼓水平軸帶輪的轉(zhuǎn)速從而達(dá)到控制去皮鼓轉(zhuǎn)速的目的。這些被標(biāo)志的馬鈴薯樣品在經(jīng)過 4， 6， 8和 10分鐘后拿出來分析。取出后用吸水紙輕輕擦干馬鈴薯樣品表面的水份，然后立即稱重。這些馬鈴薯的去皮容積將由以下的公式計(jì)算，每個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果均一式三份，然后分別記錄下來 去皮效率（ ? ） 1 0 0% ???馬鈴薯原材料的一部分 分去皮后的馬鈴薯的一部馬鈴薯原材料的一部分去皮損耗率則由以下的公式計(jì)算： 去皮損耗率（ ? ） % 1 0 0???原馬鈴薯的重量 去皮后的馬鈴薯重量原馬鈴薯的重量實(shí)驗(yàn)結(jié)果和討論 用于本次實(shí)驗(yàn)的馬鈴薯的當(dāng)量直徑為 6 。用于去皮的馬鈴薯體積和去皮容積分別為 0— 65和 1— 88%。圖表四和五分別顯示了在不同載重下（ 5— 20皮鼓轉(zhuǎn)速為 30— 40r/圖四 在不同物料承載容量下去皮時(shí)間和去皮效率之間的關(guān)系 （ *， 5)15,;10, ?? 6 圖五 在不同物料承載容量下去皮時(shí)間和去皮效率之間的關(guān)系 （ *， 5)15,;10, ?? 在不同負(fù)載下 (5,10,15,20速為 30r/40r/ 情況下導(dǎo)出以下的等式： 轉(zhuǎn)速為 30r/ )4)(9,)()()(??????????????????轉(zhuǎn)速為 40r/ )8)()()()(??????????????????由圖四和圖五可以很清楚的觀察出，去皮效率隨著去皮時(shí)間的增長而增長，去皮時(shí)間越長，馬鈴薯與研磨盤的接觸機(jī)會(huì)越多，馬鈴薯表皮被剝落的越多，因此去皮效率增長。 同時(shí)也可以看出，最初去皮效率隨著原料負(fù)載容量的增大而增長，但六分鐘之后，這種趨勢(shì)就不再繼續(xù)。出現(xiàn)這種情況可能是因?yàn)閯傞_始去皮階段只是馬鈴薯的外表皮被擦去，但是如果在六分鐘以后繼續(xù)擦皮，即 使增大原料負(fù)載容量，一些馬鈴薯已經(jīng)去皮完畢，所以產(chǎn)生此種結(jié)果。 7 去皮效率的增長也與鼓的轉(zhuǎn)速有關(guān) (30r/40r/轉(zhuǎn)速越高，馬鈴薯與去皮鼓的研磨表面的接觸越頻繁，因此越多的表皮被去除，去皮效率越高。 圖六和圖七顯示了在不同原料負(fù)載容量下（ 5— 20去皮鼓轉(zhuǎn)速為 30r/40r/皮時(shí)間和去皮損耗率之間的關(guān)系。 由對(duì)于不同原料負(fù)載容量（ 5— 20去皮鼓轉(zhuǎn)速為 30r/40r/出以下的等式： 轉(zhuǎn)速為 30r/ )12(1(0()(1(???????????轉(zhuǎn)速為 40r/ )16)(5)(4)(3)(????????????由圖六和七可以很清楚的顯示出去皮損耗率隨著去皮時(shí)間呈直線增長。這與討論去皮效率有同樣的原因，去皮時(shí)間增長，馬鈴薯與去皮鼓的研磨表面接觸時(shí)間長，這樣導(dǎo)致更多的表皮被去除，因此去皮損耗率增加。 同時(shí)也能觀察出，去皮損耗率隨著原料負(fù)載容量密度的增大而增加?？赡艿脑蚴牵禾〉呢?fù)載容量密度會(huì)使馬鈴薯在與去皮鼓的研磨表面接觸時(shí)發(fā)生反彈，導(dǎo)致去皮不完全。此外，高的原料負(fù)載容量密度，所去除的皮屑和果肉在質(zhì)量上也越大，這樣使 得去皮損耗率增加。 通過觀察，轉(zhuǎn)速為 40r/去皮損耗率高于轉(zhuǎn)速為 30r/生的原因與上述討論相似。 圖八顯示了功率與原料負(fù)載容量之間的關(guān)系，它們分別由等式（ 17）（ 18）表示。這種關(guān)系是呈線形的。原料負(fù)載容量越大，與功率之間的線形關(guān)系越明顯。這是因?yàn)槲锪县?fù)載容量越大，物料與研磨盤表面的摩擦越大，導(dǎo)致功率的增大。 轉(zhuǎn)速為 30r/ P=650+13Q （ r ） （ 17） 轉(zhuǎn)速為 40r/ P=775+13Q （ r ） （ 18） 8 9 圖六 在不同物料承載容量下去皮時(shí)間和去皮損耗率之間的關(guān)系 （ *， 5)15,;10, ?? 圖七 在不同物料承載容量下去皮時(shí)間和去皮損耗率之間的關(guān)系 （ *， 5)15,;10, ?? 10 圖八 不同物料承載容量與去皮功率之間的關(guān)系 (O， 30r/ ,40r/轉(zhuǎn)速為 30r/料負(fù)載容量為 20皮時(shí)間為 8為它有高的去皮效率和低的去皮損耗率。在這種參數(shù)下，去皮效率和去皮損耗率分別為 78%和 6%。如果手工加料和卸料 11 的時(shí)間為 4實(shí)際的去皮時(shí)間為 8此機(jī)器的產(chǎn)率為 100kg/h。經(jīng)過計(jì)算，加工 1 制造一臺(tái)機(jī)械去皮機(jī)所需費(fèi)用大約為 250美元，機(jī)械去皮機(jī)需與傳統(tǒng)手工去皮之間進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析比較。工作操作一小時(shí)的資本 投資花費(fèi)，每一千克的馬鈴薯原料成本，休息時(shí)間，回報(bào)收益時(shí)間，收益，購買一臺(tái)機(jī)器設(shè)備所需的手續(xù)費(fèi)。手續(xù)費(fèi)包括購買去皮機(jī)的花費(fèi)，折價(jià)費(fèi)，稅收，每年的使用時(shí)間，勞動(dòng)力費(fèi)用，使用壽命，利息，修理費(fèi)和生活費(fèi)用等等。這些費(fèi)用都是依據(jù) 1991