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石河子大學
畢業(yè)設(shè)計開題報告
課題名稱： 玉米粉碎機的研制
學生姓名： 楊 軍
學 號： 2002071044
學 院： 機械電氣工程學院
專 業(yè)： 農(nóng)業(yè)機械化及其自動化
年 級： 2002級
指導教師： 胡 斌
職 稱： 副 教 授
起止時間： 2006.3.20-2006.6.10
玉米粉碎機
—開題報告
1、課題提出的背景
玉米是當今世界最重要的三大糧食作物之一,種植面積和總產(chǎn)量僅次于水稻、小麥,但其單位面積產(chǎn)量卻位居第一,并且人類對玉米的加工利用程度遠遠超過了水稻和小麥,玉米已成為糧、飼、工業(yè)原料兼用作物,以其為原料的產(chǎn)品多達3500多種。我國玉米總產(chǎn)量和單產(chǎn)水平都已超過了小麥而躍居糧食作物的第二位;玉米增產(chǎn)總額在糧食增產(chǎn)中占到40%左右,遠高于水稻26%和小麥22%;并且玉米播種面積在糧食播種面積的比重小于總產(chǎn)的比重,足見玉米在我國糧食生產(chǎn)中有舉足輕重的地位。
改革開放以來,我國是世界上畜牧業(yè)發(fā)展最快的國家,畜產(chǎn)品產(chǎn)量大幅度增加,畜產(chǎn)品品種也在不斷豐富。而畜牧業(yè)的發(fā)展直接帶動了飼料工業(yè)的發(fā)展。1980年,我國的工業(yè)飼料總產(chǎn)量還只有200萬ｔ,到1990年就增長到了3149萬ｔ,10年間增加了15倍;進入20世紀90年代以來,飼料工業(yè)以每年12%的速度遞增。2001年,我國飼料產(chǎn)量達到7806萬ｔ,其中配合飼料達到6087萬ｔ,按照60%的添加比率計算,僅配合飼料一項就需要玉米3600萬ｔ,占玉米總產(chǎn)量的30%。加上玉米加工副產(chǎn)品和農(nóng)戶自用玉米在內(nèi),我國目前飼用玉米為總產(chǎn)量的77%。
2、課題提出的目的和意義
（1）為我國蓬勃發(fā)展的飼料加工工業(yè)提供相應(yīng)的技術(shù)支持，使飼料加工企業(yè)能夠大量生產(chǎn)出畜牧業(yè)發(fā)展所需要的飼料，促進飼料業(yè)快速健康的向前發(fā)展。
（2）提高玉米加工工業(yè)的機械化水平，減輕工人的體力勞動強度，提高勞動生產(chǎn)率。
（3）提高玉米的利用率，增加玉米的附加價值，使玉米能夠合理利用。
（4）提高玉米產(chǎn)區(qū)廣大農(nóng)民的收入，促進農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和升級，加快農(nóng)業(yè)的發(fā)展。
3、玉米的加工利用
70年代以來,玉米加工受到各國的普遍重視。目前,玉米的加工主要是在淀粉、制糖、釀造、制藥、食品等工業(yè)領(lǐng)域?，F(xiàn)將其加工開發(fā)利用情況介紹如下:
1.玉米淀粉 玉米是生產(chǎn)淀粉的主要原料,用玉米生產(chǎn)淀粉成本低,質(zhì)量高,是化學成分最佳的淀粉之一,純度可達99 5%。目前淀粉工業(yè)發(fā)展很快,以玉米淀粉為原料的加工產(chǎn)品有100多種,被廣泛用于食品、醫(yī)藥、化工、紡織、造紙等工業(yè)。在醫(yī)藥工業(yè)中,玉米淀粉是制作葡萄糖的重要原料,還是生產(chǎn)青霉素、鏈霉素等多種抗菌素培養(yǎng)基的主要成分,也是一些片狀藥物的添加劑;在化工工業(yè)中,玉米淀粉用于生產(chǎn)醋酸、丙酮、丁醇等化工產(chǎn)品;在紡織和造紙工業(yè)中,主要用高直鏈淀粉玉米的淀粉作上漿劑和產(chǎn)品表面的涂料。
2.玉米制糖 玉米淀粉經(jīng)過再加工而制成的糖漿,即異構(gòu)糖,又叫“人造蜂蜜”。
3.玉米榨油 普通玉米籽粒中含油量一般在4%～5%,而油分的85%以上集中在胚里。因此,把胚分離出來進行榨油是十分方便的。玉米油除作食用外,還是人造奶油的原料,在工業(yè)上是制造肥皂、潤滑油、油漆涂料等產(chǎn)品的原料。
4.玉米食品 玉米食品種類繁多,新鮮玉米可作菜肴、鹽漬玉米、玉米罐頭、速凍玉米等;玉米膨化食品有玉米片和玉米花、人造米等;玉米籽粒食品有玉米面包、餅干、烤糕等。尤其是玉米膨化食品在國內(nèi)外很受歡迎。
5.玉米制藥 玉米可用于生產(chǎn)谷氨酸、賴氨酸、檸檬酸和山梨糖醇。
6.玉米飼料 加工玉米用作飼料,有飼料之王的美稱。據(jù)稱,世界玉米總產(chǎn)量的75%以上用作飼料。以玉米為主配合豆粕及一些微量元素是標準的優(yōu)質(zhì)飼料。玉米抽穗期收獲的莖稈,鮮嫩多汁,適宜作奶牛和幼畜的青飼料;乳熟至蠟熟期收獲的莖稈,可加工制作青飼料或青貯飼料。
4、玉米飼料加工機械的現(xiàn)狀
4.1國外玉米飼料加工機械的現(xiàn)狀
目前,國外一些畜牧業(yè)發(fā)達的國家利用玉米的主要做法是:將機械加工技術(shù)同先進的生物工程技術(shù)結(jié)合起來。機械加工的主要機具是粗飼料粉碎機,不但產(chǎn)品系列齊全,而且結(jié)構(gòu)也日趨成熟,其生產(chǎn)技術(shù)水平和研究動向如下。
(1)近年來,國外以發(fā)展自動化程度高、通用性好的大型機具為主,大幅度提高了生產(chǎn)效率,其配套動力大多在75ｋＷ以上。丹麥多農(nóng)(ＴＡＡＲＵＰ)機械廠生產(chǎn)的多農(nóng)805型加工機械采用55ｋＷ以上的拖拉機動力輸出軸驅(qū)動,切碎后由液泵把ＮａＯＨ溶液灑在上面,充分拌合后由拋送器送入貯藏室。丹麥皮里士登(ＰＲＥＳＩＤＥＮＴ)有限公司生產(chǎn)的皮里士登100型錘式粉碎機配套動力為73 5～110 25ｋＷ,生產(chǎn)率達4～5ｔ/ｈ。國外于20世紀80年代初研制出一種帶有圓錐或圓柱形桷式料斗的桷式粉碎機。其核心部件是錘片式粉碎裝置,技術(shù)特點是:轉(zhuǎn)子直徑增大,長度加長,轉(zhuǎn)速降低,從而使慣性矩減少,容易實現(xiàn)動平衡,但金屬耗量指標較高。目前,美、英、加拿大和澳大利亞等國10余家公司生產(chǎn)的此類產(chǎn)品已達數(shù)十種型號,如“機械手(Ｆａｒｍｈａｎｄ)”公司的Ｆ890、Ｆ900、ＸＧ40、Ｆ903等,“Ｗ Ｈ Ｏ”公司的Ｐ12-42型粉碎機。
(2)在以大功率、多功能為主的粗飼料粉碎機占優(yōu)勢的情況下, 西歐一些公司還相當重視生產(chǎn)小型粗飼料粉碎機型。其特點是體積小、質(zhì)量輕、動力消耗少。意大利塞科(Ｓｅｋｏ)公司生產(chǎn)的小型桷式粗飼料粉碎機的粉碎刀片沿螺旋線分布,機具振動小、粉碎均勻;英國艾里溫(ＡｌｖａｎＢｌａｎｃｈ)公司生產(chǎn)的38ＭＫⅡ型粉碎機,粉碎轉(zhuǎn)子只有6個鉸鏈錘片,結(jié)構(gòu)簡單,生產(chǎn)率達2ｔ/ｈ。
(3)粉碎室的結(jié)構(gòu)和性能繼續(xù)改進提高。粉碎室按其結(jié)構(gòu)分為閉式和開式2種。閉式粉碎室的改進措施是:①采用流線型轉(zhuǎn)子,以減少粉碎室內(nèi)的渦流,增強錘片的擊碎效果;②增大篩片包角,及時排除已粉碎的物料,避免重復打擊,減少功率損失,同時也避免篩孔堵塞;開式粉碎室的主要特點是:取消了篩片,而凹板上采用反切刃口結(jié)構(gòu),加強了打擊切碎作用,因此可用于濕度較高的秸稈和牧草的粉碎作業(yè)。美國的“布魯斯”公司生產(chǎn)的“ＲｏｔｏＧｒｉｎｄ”粉碎機就屬于具有開式粉碎室結(jié)構(gòu)的無篩、大直徑轉(zhuǎn)子的機型。
4.2國內(nèi)玉米飼料加工機械的現(xiàn)狀
中國飼料加工機械的發(fā)展經(jīng)歷了引進、消化吸收、自主開發(fā)、合資合作生產(chǎn)、規(guī)?；l(fā)展等幾個階段，現(xiàn)在已經(jīng)基本能夠生產(chǎn)出品種齊全的飼料加工機械設(shè)備。經(jīng)過短短的20多年，中國生產(chǎn)的飼料加工機械設(shè)備在性能上與進口設(shè)備相比已沒有根本性的差異。
20世紀90年代以來,我國飼料機械行業(yè)中以江蘇溧陽糧機廠、江蘇揚州糧機廠為代表的企業(yè)適應(yīng)改革潮流,先后組建了江蘇正昌集團和江蘇牧羊集團。這些企業(yè)大膽引進國外先進技術(shù)和設(shè)備,根據(jù)當前國際上飼料粉碎機發(fā)展的潮流,先后開發(fā)生產(chǎn)160～200ｋＷ的水滴型粉碎機、立軸式粉碎機,冠以水滴王、冠軍、優(yōu)勝等名稱。如其中的水滴型粉碎機采用了有利于提高效率的水滴型粉碎室,錘篩間隙可調(diào),實現(xiàn)了粗細微粉碎,還可以實現(xiàn)自動負荷控制等特點。我國企業(yè)最新研制開發(fā)的橫寬形振動篩錘片式粉碎機,它是由電動機、多層篩體(篩體分內(nèi)層篩和外層篩)、振動器、機體等組成。具有飼料的粗粉碎和超細粉碎兩者可以通用;效率高;粉粒比較均勻;對水分較高的原料和含纖維的原料有較好的適應(yīng)性;易損件篩片壽命長;錘片更換周期長等優(yōu)點。
目前,我國飼料粉碎機的生產(chǎn)企業(yè)約有300多家,生產(chǎn)的產(chǎn)品品種、規(guī)格齊全,能基本滿足我國畜牧、水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的需要,但還有一些有特殊要求的飼料粉碎機和特大功率的機型,仍然需要從國外進口。我國現(xiàn)在生產(chǎn)的許多規(guī)格的產(chǎn)品已經(jīng)能替代進口產(chǎn)品,在主要的技術(shù)指標已經(jīng)接近國際先進水平,而且在價格上有很大的優(yōu)勢。在我國生產(chǎn)的各種機型都有不同數(shù)量的出口,其中小型粉碎機的出口批量較大,主要銷往東南亞、非洲等第三世界國家。
我國目前最大的飼料機械設(shè)備制造企業(yè)牧羊集團，創(chuàng)建于1967年，是國家最早定點生產(chǎn)飼料機械的專業(yè)制造企業(yè)，集團擁有飼料機械及工程、倉儲工程、糧食機械及工程等十個分（子）公司。集團總資產(chǎn)5億元，其中固定資產(chǎn)1.8億元。2004年實現(xiàn)銷售收入7.24億元。連續(xù)兩年實現(xiàn)30%以上的增長。
牧羊已開發(fā)各種性能優(yōu)越的飼料糧食機械設(shè)備產(chǎn)品100多個系列，600多個品種，可以承接從普通畜禽飼料到高檔水產(chǎn)膨化飼料的各類飼料成套交鑰匙工程，充分滿足用戶的需求。
牧羊集團已在23個國家設(shè)立銷售代理處，產(chǎn)品已經(jīng)出口到澳大利亞、新西蘭、日本、馬來西亞、緬甸、南斯拉夫、敘利亞、伊朗、突尼斯、菲律賓、越南等32個國家和地區(qū)。2004年出口銷售600萬美元。
5、我國玉米飼料粉碎機行業(yè)存在的問題和解決方法
5.1、我國玉米飼料粉碎機行業(yè)存在的問題
（1）布局不合理，特別是一些有一定規(guī)模和技術(shù)開發(fā)能力的企業(yè)主要集中在沿海發(fā)達地區(qū)
（2）我國飼料粉碎機企業(yè)的關(guān)鍵和核心技術(shù)基本依賴從國外引進,自主技術(shù)開發(fā)和創(chuàng)新能力弱。
（3）競爭力較弱，產(chǎn)品附加值低。
5.2、我國飼料粉碎機行業(yè)的發(fā)展對策
（1）調(diào)整產(chǎn)業(yè)布局促進行業(yè)發(fā)展目前,我國的粉碎機生產(chǎn)企業(yè),特別是一些有一定規(guī)模和技術(shù)開發(fā)能力的企業(yè)主要集中在沿海發(fā)達地區(qū),而在西部地區(qū)的企業(yè)主要是一些原來的農(nóng)機修造廠。這樣的產(chǎn)業(yè)布局不盡合理。政府可以運用財政、稅收、金融等的優(yōu)惠政策,建立一個良好的投資環(huán)境,促使有一定規(guī)模和技術(shù)開發(fā)能力的國內(nèi)外飼料機械生產(chǎn)企業(yè)到西部去投資建廠,運用市場經(jīng)濟運行的規(guī)律來實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)布局的調(diào)整。
（2）加大技術(shù)研發(fā)力度提升企業(yè)核心競爭力但是目前我國飼料粉碎機企業(yè)的關(guān)鍵和核心技術(shù)基本依賴從國外引進,自主技術(shù)開發(fā)和創(chuàng)新能力弱?，F(xiàn)在國外的技術(shù)和設(shè)備大舉挺進中國,市場競爭日趨激烈的情況下,企業(yè)理應(yīng)成為技術(shù)創(chuàng)新的主體。應(yīng)該增加在科研開發(fā)的投入,提高企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力,立足做優(yōu)做強,提升企業(yè)的核心競爭力。
（3）充分發(fā)揮自身優(yōu)勢積極參與國際競爭我國的小型多用途飼料粉碎機已有多年的出口歷史,出口以東南亞和非洲地區(qū)為主,年出口量在3萬臺左右。近年來,中型飼料粉碎機也有少量或零星出口。但是出口的地區(qū)分布和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)還很不合理,如在歐洲和美國就很少有中國制造的產(chǎn)品,特別是在一些附加值高的大型粉碎機的出口還是一個空白。企業(yè)要針對目標市場的不同而采取不同的定位策略,著眼于整個世界市場,充分利用自身價格上的優(yōu)勢。其次,企業(yè)應(yīng)注重提高產(chǎn)品的品牌質(zhì)量,大力發(fā)展附加值高的產(chǎn)品的出口,并且應(yīng)當建立完善的產(chǎn)品售后服務(wù)體系。逐步提高我國飼料粉碎機產(chǎn)品的國際競爭力,擴大出口量,增加效益。
6、粉碎技術(shù)的發(fā)展方向
在過去的二十幾年中，飼料粉碎技術(shù)，特別是粉碎設(shè)備和粉碎工藝技術(shù)方面取得了長足的進步，將來的粉碎技術(shù)研究主要集中在以下幾個方面：
（1）研究各種畜禽魚飼料的最佳粉碎粒度，以達到有利于畜禽消化吸收，飼料加工方法可行，粉碎成本的經(jīng)濟合理。
（2）新型錘片粉碎機開發(fā)研究，對錘片粉碎機的結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，錘篩間隙可在線調(diào)整。同時開發(fā)一些專用粉碎機。
（3）粉碎機與微粉碎系統(tǒng)對飼料粉碎粒度和電耗的影響研究。通過對粉碎機結(jié)構(gòu)的改進、粉碎工藝系統(tǒng)的合理配置，以獲得最佳運行效果。
（4）進一步提高錘片和篩片的質(zhì)量，降低單位產(chǎn)量的錘片和篩片消耗率，延長其使用壽命，降低易損耗件對粉碎成本的影響。
（5）進一步提高粉碎系統(tǒng)作業(yè)的效率，同時對與粉碎機相配套設(shè)備和操作參數(shù)進行研究。
（6）提高粉碎機加工精度與裝配精度，從結(jié)構(gòu)上進行優(yōu)化，降低粉碎機的噪聲。
參考資料：
1糧食與飼料工業(yè) 我國玉米加工現(xiàn)狀及存在的主要問題2004.06
2 甘肅農(nóng)業(yè) 玉米加工利用途徑 1997.04
3江西飼料 飼料工業(yè)發(fā)展趨勢之我見 2004.06
4糧油加工與機械 飼料加工機械現(xiàn)狀及進展 2003.06
5漁業(yè)現(xiàn)代化 我國飼料粉碎機的現(xiàn)狀與發(fā)展 2004.01