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毕业设计（论文）
外文文献翻译
多作物切片机的设计和性能评估
L.A.S. Agbetoye1 A. Balogun2
1.尼日利亚翁多州阿肯色联邦理工大学农业工程系
lasagbetoye@yahoo.com
2.尼日利亚夸拉州伊洛林理工学院农业工程系
balogun2al@yahoo.com
发表于2009年国际农业工程委员会第六届食品加工国际研讨会，
《生物技术监测技术》
和《食品质量管理》
德国波茨坦
2009年8月31日 - 9月2日
摘要：作者设计了一种多作物切片机，并将其制造后进行性能评估。这个多作物切片机的主要部件包括：料斗、主机、输送盘、切片单元、切片轴、滚轮轴、皮带轮、轴承、电机底座和出口。该多作物切片机采用一颗2kw，1400转的三相电机。通过各有三种尺寸（大、中、小）的四种作物（胡萝卜，马铃薯，洋葱和山药），在切片轴的5个转速（39转，41转，43转，46转，48转）对切片机的切片效率和吞吐能力进行了研究。当转速为46转时，只适合切片大尺寸的作物，而胡萝卜在此转速下的吞吐量仅为48.9公斤/小时，效率仅为95.4%。当转速为41转时，中等大小和最大尺寸的马铃薯的切片有良好的实验结果，吞吐量分别为72.8公斤/小时和88.9公斤/小时，效率分别为97.9%和94.8%。中小型洋葱的切片最佳效果在转速为41时，此时吞吐量分别为71.6公斤/小时和44.6公斤/小时，效率分别为96.4%和91.7%
当转速为41转时，山药的吞吐量为135.7公斤/小时，效率为96%。因此，该多物种切片机除了切胡萝卜以外的切片轴的最佳工作速度为41转。研究结果表明，该多物种切片机可以很好的对植物的根和块茎进行切片，切出8-9mm的切片。
关键词：设计、性能评估、多品种、切片机、吞吐能力、切片、效率。
引言
植物的根和块茎是热带地区的主食，就像温带地区的谷类一样。不同的植物的根和块茎的储存和运输方式各有不同，但通常来说，它们不能未经加工以生鲜方式存储和运输，避免成本过高。加工成干粮不容易腐烂，又容易运输，所以代替了生鲜运输。最好的方法是加工成面粉、薄片和颗粒，从而提供给人畜食用。
通常情况下，对作物的处理往往是将其切割，无论是为其干燥保存，还是为蒸煮、烧烤或是油炸做准备。在作物切片后干燥比直接将作物暴露在空气中干燥要节省时间。通过加工根和块茎食材，使其水分降低，防止微生物生长，从而达到保鲜的效果。作物在煎炒烹炸或蒸煮之前都会切片，要么直接处理，要么是由食品加工系统的一个处理步骤。食品加工系统提前对作物进行切割或者切片，可以节省烹饪者的烹饪时间。
作物通常通过在热油或煎烤中油炸来切片和制备。在非洲，烧烤是一种传统的加工作物的方法，在那里最古老的烧烤方法包括将整个植物的根置于灼热的灰以及在火前面烤。这种烧烤食品的做法，未切片的作物比切片的时需要更长的时间。适当的烧烤对于确认作物的好坏是很重要的。油炸和烘烤都增强了根类作物的风味，最重要的是可以降低其水分含量，从而延长其保质期。当包装妥当，油炸，酥脆的产品可以有几个月的保质期。
在处理根和块茎作物中涉及的操作包括洗涤，剥离，尺寸减小（切片，切片和磨碎），干燥和研磨。其中涉及许多过程，作物的尺寸在减少。它们包括研磨或磨碎（木薯，山药），切块（马铃薯，山药，洋葱），切片（胡萝卜，洋葱，山药，洋葱和香蕉），碾米（大米，玉米和小麦），切片（木薯，山药和香蕉）。作物的类型，所需的最终产品和可用的机器通常决定所使用的减小尺寸方法的类型。
使每种类型作物的尺寸减小的特定机器是丰富的，例如木薯磨碎机，木薯切片机和切片机。这些机器分别在各种发展中国家，特别是在1983年和1983年的印度中央块茎作物研究所（CTCRI），和1985年的哥伦比亚国际热带农业中心设计和测试。
切片操作通过切割实现，其包括移动、推动，或强迫薄的锋利的刀片穿过材料，使材料
最小的挤断和变形。通过传统方法产生的切片薄厚不均匀，这可能导致干燥不均匀，使的切片腐烂。
随着技术进步，人们对使用机械装置切片农产品的重要性的认识逐渐增加。由于各个家庭对根和块茎类作物有高需求，因此开发用于切片这些根和块茎作物的多作物切片机变得势在必行。
大多数现有的切片机是进口的，又昂贵又复杂，不容易操作，目前由当地农民维护。此外，这些机器中的一些被设计用于特定类型的作物，而不能用于其他作物。
目前，需要增加我国根和块茎作物的保存，以延长贮存期。因此，为了大量增加根和块茎作物的保存，需要设计和制造更好的切片机以延长贮存期。因此，该项目旨在实现以下目标：
- 设计和制造一种能够实现多作物切片的切片机。
- 评估机器在切胡萝卜，洋葱，山药和马铃薯方面的性能，确定其在不同操作速度下的切片效率和吞吐能力。
预期多功能切片机的设计和制造将得到以下结果：
- 减少了与手工切片方法相关的人力工作。
- 切片保持了根和块茎作物的新鲜。
- 与现有切片机相比，使因切片而感染的根茎和块茎作物减少。
- 增加农村家庭，酒店业和那些从事为国家生产或加工根和块茎作物的人的收入。
- 通过广泛种植，增加农村就业，增加农民收入和外贸收入。
文献综述
所选作物的经济重要性
洋葱有一种令人愉快的味道，它新鲜时的香气时刻提醒着那些对它不过敏的嗅觉。它可以作为沙拉原料或与其他香料混合制成商品。洋葱产品包括用脱水薄片和粉末制成的很干的白色物质，以及通过蒸馏产生的洋葱油。干洋葱产品被食品加工业使用。在医学上，洋葱可以减少血小板在体内的凝结，并且因能降低血糖升高而知名。它也用于治疗所有支气管疾病，洋葱枝叶和蜂蜜在一起可以治咳嗽，加热水使之成为一个美味的饮品。胡萝卜具有优良的营养品质，主要是因为根中beta;-胡萝卜素含量高。在热带非洲，胡萝卜主要是熟吃的，它是传统菜肴中重要的一部分。它的根有时被切成片，在阳光下干燥。
在食品行业，马铃薯被加工成深度冷冻的土豆片，薯片和土豆泥。诸如马铃薯淀粉中的葡萄糖和葡萄糖的副产物用于饼干生产和酿造工业中的生产，其中的糖食，用于蒸馏酒精和制造各种类型的木薯。在非食品部门，副产品如马铃薯淀粉和糊精被用作制造或纸板，胶水，纺织品和油漆，以及洗衣用品。
薯块可以煮，炖，蒸或油炸。在西非，fufu（一种零食），类似于木薯，很容易用薯类块茎制作。将它们剥离，切成小块，煮熟，然后在木臼中捣碎，得到凝胶状糊剂。根据Ngoddy和Onuoha（1983）的研究，新鲜山药块的含水量为65 - 80％。由于新鲜块茎的高水分含量，保鲜效果差。将山药加工成面粉增加了其储存寿命，因为水分含量急剧下降，使其不太有利于微生物生存。
切片和尺寸减少
切片是一种尺寸减小的形式，并且通用术语“尺寸减小”包括切片，切割，粉碎，切碎，和研磨。尺寸的减小通过机械来实现，表示材料的化学性质没有变化，得到最终产品的单个单元的尺寸和形状均匀。这些工艺例如切割水果或蔬菜做罐头，切碎甘薯后干燥，切碎洋葱做沙拉，切碎玉米秸秆做家畜饲料的碾磨谷物和碾磨面粉，都是减小尺寸的操作。减小食品原料的尺寸是实现确定作物尺寸范围的重要操作。
尺寸减小可有助于从原料中提取所需的成分，例如，用于提取棕榈油的破碎棕榈果实，用于生产面粉的碾磨谷物，用于果汁或用于发酵的破碎果实。在食品加工中，可以加工出较小尺寸的颗粒来提升食品的保鲜效果，例如，当要干燥诸如纱线的食品材料时，可将其切成薄片来使更多的表面积暴露于干燥介质中。类似地，在秋葵和番茄的干燥中，它们被切成较小的块，以促进热传递和从块中除去水分。
现有切片机的调查
在不同的发展中国家，特别是加勒比和东南亚国家，已经设计和试验了几种切片和切片机，这些机器经历了从小型手动切片到大型自动连续运行切片的演变。有些的动力是汽油，柴油或电动机。其中有木薯切片机，番茄切片机，秋葵切片机和其他根和蔬菜切片机。Ukatu和Aboaba（1996）设计，建造和评估了一种用于切片山药的机器，据报道，机器的切割厚度可以在2mm至20mm之间变化，切片效率在82％至93％之间，并且工作速率 是每分钟45切次。
“加密无因”磨料滚筒剥皮机是典型的商业机器的一个例子，其中旋转的磨料鼓摩擦作物的表皮来去皮（UNIFEM，1993）。它最常用于给土豆剥皮。各种尺寸的这种机器加工一批作物可支持最少是为1.3kg 。它们由电动机驱动。
Raji和Igbeka（1994）设计，制造和测试了用于块茎的踏板操作的切片和切片机，并且据报道，该机器令人满意地执行生产厚度范围从1mm至13mm的均匀厚度的切片，376kg / h，效率为约83％。
Ingram（1972）观察到块茎的剥皮和切片是手工完成的。在尼日利亚，一些研究人员致力于生产各种作物如秋葵，洋葱和块茎的切片机（Odigboh 1976和1983）。根据联合国妇女发展基金（1993年），菲律宾农业化学和食品科学部设计了一个简单的切片器，据说切碎甘薯比手工方法更快。甘薯在切割平台上抵靠板，以此来控制切片的厚度。然后用铰接的切割刀片切下切片。生产率为21 - 23公斤每小时。
联合国妇女发展基金会（1993年）报告说，意大利的Nardi Francesco和Figli生产了一个手动操作的根切碎机，其中装有一个装有四个叶片的旋转盘。他们还报告说，印度尼西亚的P.T.Kerta Laksana制造了一个踏板驱动的木薯切片机，装有一个大切刀片。声称拥有的时速可达500公斤每小时。Olajide et al（1997）评估一个秋葵切片机，发现手工切片比切片机切片浪费更多的秋葵。Hummel和Nave（1979）开发了一种大豆植物的冲击切割系统，结合了之前失败的经验并扩大了切割植物的种类。然而，切割部件仍然是主要薄弱环节，导致了收割机收割损失的80％。
被开发用于收获植被的带切割系统（Teel，1977）是一种冲击切割设备。然而，系统的标称切割速度为40m / s可能限制其用于收获大豆的有用性。
在市场上还有几种手动操作的厨房尺寸切片器和切片机。这些切片器和切片机中的一些是进口的，一些是本地制造的。进口产品是复杂的，可能不易于由本地用户操作和维护，因此技术的本地适应性不高。另外，其中一些切片机仅针对特定类型的蔬菜和水果而设计，并且由于其特有的性质而不能用于加工其它类型的作物。Kordylas（1991）报道，车前草被通过加工成用于人类和牲畜消费的面粉和薯条而得以干燥形式保存得最好。根据Kachru等人（1996）的描述，其中所涉及的操作是剥离，切片，切块，干燥/油炸，碾磨和包装。
Ihensonye＆Ngoddy（1992）在他的研究工作中报告说 经过努力，在机械化尼日利亚车间的一些加工所涉及操作已经有了进展，但是大多数剥皮和切片操作仍然使用手动刀的常规方法手动进行。
Kachru等人（1996）观察到，在切割期间，切割边缘（刀）穿透到材料中，克服材料的强度并由此将材料分离。他进一步指出，在切削过程中，材料中会发生
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