柑橘剥皮机去顶环切装置设计与试验研究

发布时间：2020-06-01 07:41

【摘要】：柑橘是我国大宗农产品,我国是柑橘的主产国,种植面积居世界第一位。柑橘的深加工和科研引起了各界的广泛关注,伴随着日趋严峻的食品安全形势、人工成本的增长、高效率自动化生产流水线的发展,柑橘剥皮机械的研制是摆在我们面前的一道难题。目前,国、内外现有宽皮柑橘剥皮设备划皮率,没有翻皮工序,不能保证所有柑橘果皮都被划破并翻起,且柑橘顶部(果柄)的橘皮较其他部位硬且厚,橘络密度大,橘皮与橘瓣之间的粘结力大,导致后续对辊剥皮时果皮一次剥净率低;此外,刀辊和柑橘的高速碰撞,造成果肉损伤率高,因此,国内、外现有宽皮柑橘剥皮设备普遍存在果皮剥净率低,果肉损伤率高等问题,限制了其在橘瓣罐头加工业上的应用。针对现有剥皮设备存在的问题,课题组提出一种包括去顶、环切(环划果皮)、翻皮、对辊剥皮等工序在内的新型柑橘剥皮方法。本文针对去除柑橘果柄部果皮以及沿柑橘果径最大处(垂直橘瓣间隙方向)环切一周并将果皮划破的作业要求,设计了一种去顶、环切装置,并在性能试验的基础上,对结构参数和运行参数进行了优化,主要的研究内容和结果如下:(1)分析确定了柑橘去顶环切方式。收集相关的专利、文献资料,结合现有技术方案,开展了柑橘去顶环切方式的预试验,确定了柑橘不动去顶刀具旋转的去顶方式和环切刀不动柑橘旋转的环切方式;通过参考国内外现有果实去皮去核方式和上述方案的对比分析及试验研究,确定了去顶刀从柑橘顶部侧面嵌入柑橘,然后旋转切除柑橘顶部果皮及与之相连的密集橘络的去顶方案和环切压盘带动柑橘旋转的环切方案。(2)研制了一种柑橘去顶环切装置。在去顶方案和环切方案的基础上,设计并试制了去顶环切装置。该装置主要由电机、刀具箱、对心机构、去顶机构、顶杆机构、环切压盘、环切刀、去顶刀、机架等组成。去顶主要由对心机构和去顶机构实现柑橘顶部果皮的去除,由顶杆机构实现去顶刀刃与果皮的分离,环切主要通过环切机构和环切刀完成柑橘最大果径处的划皮。(3)开展了去顶环切装置去顶性能试验。在装置上开展柑橘热蒸汽时间、刀轴转速、刀具回转直径、刀具齿高和刀具齿形等主要影响因素对去顶性能影响的单因素试验,在去顶单因素试验的基础上,开展了刀具回转直径、刀具齿高、刀具齿形三个因素的三水平正交试验,结果表明影响去顶成功率和去顶损伤率的三个因素的主次顺序不一致,通过综合平衡法确定了去顶最优的工艺参数水平组合为热蒸汽90s、刀轴转速120r/min、刀具回转直径20mm、刀具齿高6mm、刀具齿形为弧形齿,在此条件的去顶成功率为96.7%,去顶损伤率为3.2%。(4)开展了去顶环切装置环切性能试验。通过对影响柑橘环切效果的热蒸汽时间、刀轴转速和刀具安装方式三个因素进行了单因素试验,试验结果表明:在α=0.05水平下,热蒸汽时间、刀轴转速对环切率无显著性影响,刀具安装方式对环切率有显著影响,热蒸汽时间、刀轴转速、刀具安装方式对环切损伤率均影响显著(p0.05);热蒸汽时间90s、刀轴转速100r/min-120r/min,环切刀采用紧靠式安装时环切性能较好。
【学位授予单位】：华中农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S226.4

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