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1 馬鈴薯研磨去皮機 摘要 不管任何形式的馬鈴薯加工，去皮都是一項重要的操作環(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。它們的性能也被不斷的評估。馬鈴薯研磨去皮機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表面的突起處，它主要靠旋轉產(chǎn)生與馬鈴薯的摩擦力從而達到去皮的目地。而噴水管噴灑出水來沖洗去皮后的馬鈴薯，同時皮屑經(jīng)過排渣管隨水流一并流出工作圓筒。去皮機的生產(chǎn)能力是 100kg/h，損耗率是 78%— 6%之間。一臺附帶電動機的馬鈴薯研磨去皮機的售價大致為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用只需 符號標志 L,B,T 長度，寬度，物料厚度（ ? 去皮效率（％） P 功率（Ｗ） Q 物料負載容量（ＫＧ） r 半徑（ t 去皮時間 (? 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 由于缺乏合適的儲藏設備，馬鈴薯的實際產(chǎn)量有著不同程度的減少。因此用適當?shù)募庸ぜ夹g和設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，同時還能提高收益，增加農(nóng)村或落后地區(qū)的就業(yè)機會。 對馬鈴薯任何形式的進一步加工，去皮都是一個重要的操作環(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，對它的重要預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時間，而且馬鈴薯的營養(yǎng)價值也損耗比較大?？墒牵R鈴薯加工產(chǎn)業(yè)所使用的蒸汽去皮 法也不可取。因為在蒸汽去皮過程中，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以及各種酶作用的化學反應，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被開發(fā)和評估。這種去皮機的重要性在這篇文章中也將得到闡述。 機器材料和工作原理 研磨去皮機的結構示意圖見附圖１、２、３。研磨去皮機的主要組成部件是一個長６７０ 徑４５０ 不銹鋼軋制而成。去皮鼓的內表面有突起（ 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滾動軸承支撐的水平軸上（水平軸的直徑為３０ ，滾動軸承安裝在一個長寬高分別為１０８０Ｘ７００Ｘ１１５０ 機架上。同時為了馬鈴薯加料和出料的需要還專門設計了加料口和出料口。去皮鼓由電動機帶動帶輪而使水平傳動軸旋轉從而工作。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）電動機 （２）傳動軸 （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）滾動軸承 實驗程序 本次實驗所用的原料是生長四個月的馬鈴薯，實驗操作時間是１９９１年２月。 圖二 （１）機架 （２）電動機機座 （３）入口和出口門 （４）開關 （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)測量出。以下的公式則用于計算所測馬鈴薯原料的當量直徑和填充系數(shù) 4 ＬＢＴ） 31 式中 Ｌ是長度，Ｂ是寬度，Ｔ是物料厚度。 同時 圖三 去皮鼓示意圖 為了使去皮測試的結果更可靠，五個質量均為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算。 物料去皮容量％＝ 100?干燥后的馬鈴薯樣品 干燥后的皮屑這臺機器專門因這次實驗而制造，五個馬鈴薯樣品分別被稱量，而且每個都做了標志。分別向每個馬鈴薯樣品扎孔，然后注入不同的顏色將其染色。它們均放入去皮鼓中加工。為了達到實驗目的，一已知重量（５，１０，１５，２０千克）的馬鈴薯同時被放入去皮鼓中。噴水管入口被接在一個水開關上，去皮鼓以３０ — ４０ r/ 5 通過調節(jié)去皮鼓水平軸帶輪的轉速從而達到控制去皮鼓轉速的目的。這些被標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算，每個實驗結果均一式三份，然后分別記錄下來 去皮效率（ ? ） 100% ???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驗結果和討論 用于本次實驗的馬鈴薯的當量直徑為 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皮鼓轉速為 30— 40r/圖四 在不同物料承載容量下去皮時間和去皮效率之間的關系 （ *， 5)15,;10, ?? 6 圖五 在不同物料承載容量下去皮時間和去皮效率之間的關系 （ *， 5)15,;10, ?? 在不同負載下 (5,10,15,20速為 30r/40r/ 情況下導出以下的等式： 轉速為 30r/ )4)(9,)()()(??????????????????轉速為 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間的增長而增長，去皮時間越長，馬鈴薯與研磨盤的接觸機會越多，馬鈴薯表皮被剝落的越多，因此去皮效率增長。 同時也可以看出，最初去皮效率隨著原料負載容量的增大而增長，但六分鐘之后，這種趨勢就不再繼續(xù)。出現(xiàn)這種情況可能是因為剛開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 使增大原料負載容量，一些馬鈴薯已經(jīng)去皮完畢，所以產(chǎn)生此種結果。 7 去皮效率的增長也與鼓的轉速有關 (30r/40r/轉速越高，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載容量下（ 5— 20去皮鼓轉速為 30r/40r/皮時間和去皮損耗率之間的關系。 由對于不同原料負載容量（ 5— 20去皮鼓轉速為 30r/40r/出以下的等式： 轉速為 30r/ )12(1(0()(1(???????????轉速為 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間呈直線增長。這與討論去皮效率有同樣的原因，去皮時間增長，馬鈴薯與去皮鼓的研磨表面接觸時間長，這樣導致更多的表皮被去除，因此去皮損耗率增加。 同時也能觀察出，去皮損耗率隨著原料負載容量密度的增大而增加?？赡艿脑蚴牵禾〉呢撦d容量密度會使馬鈴薯在與去皮鼓的研磨表面接觸時發(fā)生反彈，導致去皮不完全。此外，高的原料負載容量密度，所去除的皮屑和果肉在質量上也越大，這樣使 得去皮損耗率增加。 通過觀察，轉速為 40r/去皮損耗率高于轉速為 30r/生的原因與上述討論相似。 圖八顯示了功率與原料負載容量之間的關系，它們分別由等式（ 17）（ 18）表示。這種關系是呈線形的。原料負載容量越大，與功率之間的線形關系越明顯。這是因為物料負載容量越大，物料與研磨盤表面的摩擦越大，導致功率的增大。 轉速為 30r/ P=650+13Q （ r ） （ 17） 轉速為 40r/ P=775+13Q （ r ） （ 18） 8 9 圖六 在不同物料承載容量下去皮時間和去皮損耗率之間的關系 （ *， 5)15,;10, ?? 圖七 在不同物料承載容量下去皮時間和去皮損耗率之間的關系 （ *， 5)15,;10, ?? 10 圖八 不同物料承載容量與去皮功率之間的關系 (O， 30r/ ,40r/轉速為 30r/料負載容量為 20皮時間為 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 的時間為 4實際的去皮時間為 8此機器的產(chǎn)率為 100kg/h。經(jīng)過計算，加工 1 制造一臺機械去皮機所需費用大約為 250美元，機械去皮機需與傳統(tǒng)手工去皮之間進行經(jīng)濟分析比較。工作操作一小時的資本 投資花費，每一千克的馬鈴薯原料成本，休息時間，回報收益時間，收益，購買一臺機器設備所需的手續(xù)費。手續(xù)費包括購買去皮機的花費，折價費，稅收，每年的使用時間，勞動力費用，使用壽命，利息，修理費和生活費用等等。這些費用都是依據(jù) 1991