香蕉田间清洗车设计与试验

发布时间：2020-07-01 05:27

【摘要】：香蕉产品在岭南地区发展迅猛,是中国热带地区人们喜欢的水果之一。香蕉营养高、热量低,含有丰富的蛋白质、糖、钾、维生素A和维生素C等,都是人体不可或缺的营养成分,在人们的日常生活中起着重要的作用。香蕉清洗是香蕉采收后不可或缺的重要环节。当前香蕉清洗主要以手工为主,该方式效率低下,劳动强度大,耗水多,无法满足产业化、集约化、就地化的生产要求。针对以上状况,本文设计制作了香蕉田间清洗车,以适应中小香蕉种植园的香蕉采收就地清洗生产作业,降低香蕉清洗劳动强度与成本,提高香蕉清洗效率,推动我国香蕉产业往高品质、好品相方向发展。本文针对香蕉清洗过程容易发生碰撞损伤等问题,从研究蕉梳及蕉果形态特征及力学特性入手,试验测定了蕉果不同部位所能承受的压力范围,设计出一种以水作为介质,通过不同喷嘴、不同角度喷射出一定力量的水射流冲洗香蕉表面污垢的香蕉田间移动清洗车,实现香蕉无伤清洗作业,提升香蕉的商品化率,增加香蕉产业的经济效益。本文的主要技术路线包括:完成香蕉物料性质测试,为香蕉田间清洗车的设计与制作提供相应的基础数据,然后对设计制作的香蕉清洗车进行喷嘴和管道排布的三维建模,并完成相应试验平台的搭建,最后进行试验验证工作。本文从香蕉采摘开始,按天数进行物料试验,观察分析香蕉的机械特性及蕉皮对蕉肉的保护能力;使用水果硬度计,让承受过不同压力冲击的香蕉表皮在自然状态下放置一段时间,采集观察分析蕉皮在不受到伤害的前提下所能承受的最大的力。本文使用无尘棉测定香蕉清洗前后的洁净度,根据水流覆盖面积、流量、压力及喷嘴材质等确定喷嘴的型号和排布。香蕉田间清洗车的内部清洗装置以液-固-液的流动形式进行湍流和蕉梳之间的扰动、冲洗和搓揉等循环。试验结论如下:1)香蕉在刚摘下来的时候,表皮的保护能力最好,宜马上进行清洗。其蕉肉免受损伤的作用力测定为15N。2)香蕉所受压力越大,表面损伤程度越快,且于整个清洗的进程中,喷嘴喷出的液体至蕉梳表皮的冲刷力应该在10N以下,才不会导致香蕉表皮产生淤痕和其他损伤。3)喷嘴喷射出的水射流覆盖面积随着压力的增大而增大,但是增幅不大。本设计选用了实心喷嘴,其水射流工作参数:压强0.1MPa、高度150mm、到面压力10N和覆盖面积。由于其他喷嘴到面的压力上限并未超过限定值10N,故亦可选用。4)香蕉清洗小车的箱体采用不锈钢钢板制成,长方体规格为1200mm×700mm×750mm,厚度为3mm,体积630000cm、质量30Kg;底框选用40#型铝型材,尺寸规格为40mm×40mm×h,表面处理为喷漆;选用流量为12 h/m3、扬程40m的水泵。5)多因素多水平正交试验的试验因素为就地压力、喷嘴排布与流水速度。结果表明:就地压力对香蕉清洗效果的影响显著,喷嘴排布影响显著,流水速度影响不显著。6)蕉梳清洗的最优组合为,即就地压力表的压力值为Pa,喷嘴排布为5排,流速为6s。本文以香蕉采后田间清洗为目标,研究了其物料特性、清洗方法和清洗参数,设计制作了香蕉田间清洗小车,并进行了影响其清洗效果的多因素多水平正交试验,找出了因素间的最优参数组合,为进一步完善香蕉田间清洗车的设计提供了依据。
【学位授予单位】：仲恺农业工程学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S226

【引证文献】