米粉复蒸柜的零部件设计Word文档下载推荐.docx

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2.1内框9

2.2衬板10

2.3门板10

2.4下平板10

2.6．柜门的密封结构11

2.7．柜门总成12

三．压紧机构13

3.1压紧机构的选择13

3.2作用点的确定13

3.3压紧机构结构的确定15

3.3.1楔杆15

3.3.2压紧支承座18

3.3.2轴18

3.3.3前、后夹板20

3.3.4套筒22

四．手轮23

五．门支承座24

参考文献27

致谢28

一．绪论

1.1前言

长期以来，食品加工一直以手工加工操作为主。

这种琐碎而又繁重的重复性体力劳动，一直束缚着人们的手脚。

尤其是在现代社会的今天，时间和效率就是生命，就是金钱。

应用食品加工机械不仅能减轻人们的劳动强度，节约宝贵的时间，而且可以使人们摆脱繁忙的家务，使生产力能得到进一步的解放，从而为社会创造更多的财富。

手工操作加工食品，难以实现大规模生产，工作环境较差，工人劳动强度大，生产率低，而且产品质量的稳定性较差。

使用食品加工机械能够大幅度简化工人繁琐的工工艺操作，同时还可以实现某些手工所不能给予的特殊加工效果。

食品加工机械有效而稳定的长期工作，既可以保证食品质量，减少原料的浪费，又能增加产量，提高劳动生产率，降低食品成本。

而由食品加工机械组成的连续化、自动化的大型生产线，又为食品加工社会化创造了有利条件。

应用食品加工机械，减少了人身与食品物料的直接和病菌传播机会。

通过高压高温消毒及灭菌处理等操作，还可有效地防止污染食品。

米粉，也叫米线，米粉是指以大米为原料，经浸泡、蒸煮、压条等工序制成的条状、丝状米制品，而不是词义上理解的以大米为原料以研磨制成的粉状物料。

米粉质地柔韧，富有弹性，水煮不糊汤，干炒不易断，配以各种菜码或汤料进行汤煮或干炒，爽滑入味，深受广大消费者（尤其南方消费者）的喜爱。

米粉品种众多，可分为排米粉、方块米粉、波纹米粉、银丝米粉、湿米粉、干米粉等。

复蒸柜是利用高温蒸米粉，提高米粉的α度，降低米粉的吐浆率，且使米粉有油润感。

随着国内钢产品市场化，国际化的不断深入，钢国际化钢产品质量体系的形成，尤其是代表着高技术和国际先进水平的用于航空，航天和国防（即高合金钛合金钢）产品不断增加和质量精化提高，钢产品在过程中的加热，热处理工艺和工序要求不断提高，对复蒸柜设备提出了很高的要求。

1.2复蒸柜原理

复蒸柜是利用高温加热米粉，提高米粉α度。

降低米粉吐浆率且使米粉，有滑油润感。

本复蒸柜具有以下特点：

（1）一次性能够对120kg米粉进行加工;

（2）加工时间比传统的糊化工艺大大缩短;

（3）能够充分的让糊化;

（4）设备安生可靠，管理方便，操作简单，制造容易和投资少;

（5）机械设备易于调节，易于拆洗。

1.2.1、淀粉的糊化

既然复蒸柜是用来加工米粉的那就先来了解一下米粉的一些基本的特征有利于在复蒸柜的设计中解决一些问题。

米粉是用大米加工制造而成，而大米的主要成份是淀粉。

生淀粉的颗粒是由直线链淀粉和支链淀粉所组成。

这些淀粉内的葡萄糖分子链，一部分是以某种程度有规则地排列起来形成束状的紧密集合状态，即称做胶束的部分和另外的不规则结合部分混杂在一起构成，这种胶束结构部分，因其中分子排列密而间隙很小，连水分子也无法进入，但是淀粉和水一起加热时，淀粉颗粒就会膨润胀大。

这是由于加热后，水和淀粉分子运动加快。

一旦分子的运动能大于胶束最外层的胶束结构能，则胶束结构的一部分被破坏出现间隙。

这时水分子就会浸入新出现的间隙，这样一来接触水的次外层胶束又可被破坏而出现间隙。

依次向内层扩展如同海绵吸收胀大一样，胶束就松开，膨润。

此过程称为糊化，一般在70℃至75℃发生。

若再进一步加垫下去，则胶束就会完全松开。

变成直链淀粉和支链淀粉的分子或分子的集合体。

而成为被大量水包围的胶体溶液。

天然的淀粉叫做生淀粉，将大米粉未浸入水中（或将大米磨成浆），水分便进入淀粉分子间，搅拌时成为乳状悬液，称为淀粉乳浆。

若停止搅拌，经过一定时间后，因为淀粉不溶于水，淀粉粒全部下沉，上部则为清水。

若将乳浆加热到一定温度，则淀粉粒吸水膨胀，以至于破裂，最后乳液全部变成粘性很大的粘状物，虽停止了搅拌，淀粉再也不会沉淀，这种粘稠状物称之为淀粉糊。

这种现象就是上所提到过的淀粉的糊化，即α化，发生糊化现象所需要的温度，称为糊化温度，又称为糊化开始温度。

而胶束完全崩溃散开状态的淀粉则称为糊化淀粉，即α淀粉。

α化的难易程度因淀粉的种类不同而不同，所以大米的糊化温度有一个范围。

各种大米的糊化特性如下表:

品种

糊化

温度

（℃）

峰值

粘度

（Bu）

最低

终冷

降解度

回值

杂交早籼

76

1000

620

1410

380

790

晚籼

73

710

456

858

454

402

早粳

67．5

660

320

670

340

350

晚粳

62．5

628

275

600

253

325

粳糯

61．5

92

55

90

37

35

由上表可知对于米粒a化因为大米米粉不同需要的温度不同。

对于米粒α化需要相当高的温度和较长的时间,70℃时需要数小时，在90℃时需要2～3个小时，就是在98℃以上也需要20分钟。

这是因为米粒含水分少（淀粉粒的α化需要30%以上的水份），其次水分和热量进入米粒组成内部需要一定的时间。

α淀粉的味道好，且易于消化。

这是因为a-淀粉被水所包围，胶束完全崩溃散开，在直链淀粉和支链淀粉各个分子之间形成间隙。

消化酶容易发生作用。

理论上，在100℃加热10～30分钟，使其糊化。

但是实际上要蒸30分钟以上才行。

有的工厂需要蒸1小时。

因此淀粉糊化的时间和温度往往比实际的更低，所以为了在设计复蒸柜时其温度和保温的时间都应该比理论值要高一点。

而淀粉的糊化过程又大致的分为三个阶段；

（1）可逆吸水阶段：

淀粉粒保持原有的特征和晶体的双折射性性质上没有什么改变，取出淀粉干燥脱水，仍可恢复成原来的淀粉粒，这一阶段变化是可逆的。

（2）不可逆吸水阶段：

水温达到糊化温度时，淀粉粒突然膨胀，大量吸水，淀粉粒的悬浮液迅速变成粘稠的胶体溶液，若将溶液迅速冷却，也不可能恢复成原来的淀粉粒，这一变化过程是不可逆的。

（3）继续加热糊化阶段：

随着温度进一步升高，会使膨胀的淀粉粒继续分离支解，淀粉拉成无定形的袋状，溶液的粘度继续提高。

根据淀粉糊化的三个阶段可知在要使淀粉在复蒸柜中充分糊化要充分保证复蒸柜内的温度。

由淀粉糊化理论可知糊化的本质是淀粉粒中有序（晶质）态和无序（非晶质）的淀粉分子间的氢键断裂，分散在水中的成为亲水性胶体溶液。

影响淀粉糊化效果的因素有以下几个方面：

（1）淀粉颗粉大小的颗响：

淀粉粒大的糊化温度较低，而淀粉小的温度较高。

粮谷类淀粉中，以马铃薯的淀粉颗粒最大，糊化温度最低，大米淀粉颗粒最小。

（2）直、支链淀粉含量比的影响：

直链淀粉含量高的淀粉比含量低的难以糊化。

（3）水分含量的影响：

为了使淀粉充分糊化，水分含量必须在此30%以上，水分低于30%，糊化不完全或者不均匀。

（4）碱的影响；

淀粉在强碱作用下，室温可以糊化。

在日常生活中，煮稀饭加碱，就是利用碱能促使淀粉糊化的性质。

（5）盐的影响；

某些盐类如氯化钙在室温下使淀粉糊化。

（6）脂类的影响：

脂质与直链淀粉形成复合体，抑制糊化及膨润。

1.2.2、淀粉的回生

淀粉溶液或淀粉糊，在低温静置的条件下，都有转变为不溶性的趋向，混浊度和粘度都增加，最后形成硬性的凝胶块。

在稀薄的淀粉溶液中，则有晶体沉淀析出，这种现象称为淀粉糊的“回生”或“老化”，这种淀粉叫做“回生淀粉”或叫“老化淀粉”。

老化的淀粉不再溶解，不易被酶作用。

这种现象称为淀粉的回生作用，也称为β化。

在日常生活中，温度较低的冬天，往往发现，隔餐米饭变得生硬，放置较久的面包变硬掉渣，这些都是淀粉的回生。

回生的本质是糊化的淀粉分子又自动排列成序，并由氢键结合成束状结构，使溶解度降低。

在回生的过程中，由于温度降低，分子运动减弱，直链结合和支链淀粉分子都回头趋向于平行排列，通过氢链结合，相互靠拢，重新结合为微晶束，使淀粉具有硬性的整体结构。

淀粉的回生作用，在固体状态下也会发生，回生的淀粉非常的稳定。

就是加热加压，也很难使它再溶解，如果有支链分子混合在一起，则仍然有加热恢复成糊的可能。

1、影响淀粉回生的因素有以下几个方面：

（1）分子构造回生的影响：

直链淀粉分子呈直链状构造，支链淀粉分子呈树枝状构造，直链淀粉比支链易于回生。

（2）分子大小的影响：

只有分子量适中的直链淀粉分子才易于回生支链分子量很大，不易发生回生。

（3）直链淀粉分子与支链淀粉分子比例的影响：

支链淀粉含量高的难以回生，因此支链淀粉分子起到缓和直链淀粉分子回生的作用。

（4）水分含量的影响：

水分含量高，分子碰撞机会多，易于回生，反之则不易于回生。

水分含量30%～60%之间最容易发生回生，水分在家10%以下，淀粉难以发生回生。

（5）冷却速度的影响：

冷却速度对回生作用影响很大，缓慢冷却，可以使淀粉分子有时间取向排列，故可以加大回生速度；

而迅速冷却，使淀粉分子来不及取向，可以减少回生程度。

（6）温度的影响：

水温在那里60℃以下不会发生淀粉的β化，而在2～3℃时最易发生回生。

2、防止淀粉回生的措施

淀粉回生后，不易于消化，不易被淀粉酶作用，因此在复蒸柜设计的过程中应该尽量防止淀粉的回生，通常在生产中采取如下措施：

（1）使产品尽量不在回生的水分区域内：

如方便食品常常采用迅速干燥的办法，急剧降低其中所含的水分达成10%以下；

或者使其中水分含量在那里65%以上，如新鲜面、稀饭等就不易回生。

（2）使产品尽量不在回生的温度区域内:

如冷却食品贮藏温度在这-20℃以下，几乎不发生老化，温度在那里60℃以上淀粉不发生回生。

（3）时间：

回生是一个分子结构的重组过程，需要一定的时间，在方便米粉生产过程中，成型后快速脱水，米粉条没有时间回生。

（4）某些食品添加剂可以延续回生：

如乳化剂硬脂酸酰乳酸钠可防止淀粉回生。

1.2.3、米粉糊化与回生在复蒸柜生产中的指导作用

各种米粉加工中的产品，虽然成品造型各异，风味口感不尽相同，生产工艺和设备千差万别，但制作的机理都是一样，都是大米淀粉糊化、回生的过程，有些也许只有一个糊化过程。

如本产品复蒸柜设计的原理就是根据淀粉糊化原理。

在设计的过程中应该使柜内淀粉尽量糊化，而尽量避免淀粉的回生。

因此如何掌握温度、时间、水分，根据糊化与回生理论，人为地控制大米淀粉的α化、防止米粉β化，对提高米粉的质量，是至关重要的。

由米粉的糊化和回生理论可知，在复蒸柜设计时柜内水分含量和蒸气的温度及温度保持的范围，对柜内米粉的糊化相当的重要。

为了使淀粉充分糊化柜内温度一般选择用高于100℃的水蒸汽来保持柜内的温度，使其米粉保持在加快米粉糊化，而在这温度下米粉基本不发生回生。

而在保持柜内水分的含量方面利用水蒸汽能够使柜内的水分含量保持在60%左右，米粉在水分含量达卡60%以上，α化程度最高，而高达60%的水分含量时可延续回生速度。

二．柜门机构

对于较大的柜子，许多制造商在设计制造中都把柜门和箱体做成一体。

这样在制造工艺上也简单方便，制造成本也低。

柜门和箱体做成一体，可以避免用户在装卸大件的时候不仅不方便，而且很容易将柜门撞坏或撞变形，以致柜门不密封，漏气严重，柜温均匀性差，柜门的维修频率极高，因此把柜门和箱体做成一体。

根据箱体的尺寸可以确定柜门的尺寸为1030mm×

1780mm。

柜门是采用框架式柜门结构，是将隔热保温的箱体和框架结构巧妙的分离，组合而成的。

即在长时间高温开门的工况下，也能保证柜门不变形，框架式柜门结构可以有效的防止热变形。

柜门框架式结构是采用型钢和钢板焊接家内衬密封橡胶圈的结构形式。

焊接结构强度和刚度高，结构重量轻，密封性好，成本低，生产周期短，可靠性好，而且施工简便。

柜门由外柜焊合件，门板，内框，下平板和衬板等组成。

2.1内框

内框是用钢板焊接而成，内框尺寸与柜门的尺寸相配，因此，内衬的尺寸为长1030mm高1780mm。

内框采用的钢板是厚为25mm宽为45mm，结构如下图：

2.2衬板

衬板是和内框相配合的，且直接与箱体内部相接触，因此选用隔热效果比较好的铝板L2Y2/δ2。

衬板是覆盖在内框前后的，根据内框的尺寸可以选定两块衬板的尺寸为940mm×

1690mm。

2.3门板

门板是覆盖在内框和衬板上以提高柜门的强度和刚度。

门板是用Q235-A钢板制造而成，尺寸大小为δ2mm×

1030mm×

2.4下平板

下平板是焊接在门板上用来连接压紧装置和门板的，避免压紧件与门板字节相连而使门板变形，下平板可增大门板的受力面积，减少局部受力。

下平板是选用的是厚度为2mm的Q235-A钢板。

结构如下图：

2.5外框焊合件

外框焊合件使用6号角钢焊合而成的长为1030mm宽为1780mm的框架。

序号

标准

名称

数量

材料

1

YB166-65

角钢6号（60×

8）长910

4

Q235-A

2

8）长1780

2.6．柜门的密封结构

柜门是采用框架式柜门结构，是将隔热保温的箱体和框架结构巧妙的分离，组合而成的。

本复蒸柜采用密封橡胶圈密封。

O型密封圈的截面为圆形，主要用于静密封和速度较低的滑动密封。

其结构简单紧凑。

安装方便，价格便宜，可在-40℃～120℃的温度范围内工作，因此选用O型密封圈。

该密封圈用强力胶与内柜粘合在一起，其在高压下工作，为了防止密封圈挤压变坏，在其两侧都要家支持圈。

根据内框的尺寸选用3个O型密封300×

5.7橡胶Ⅱ-4HG4-333-66拼接而成的。

在总装后试压时密封处不得出现漏气现象。

2.7．柜门总成

三．压紧机构

3.1压紧机构的选择

柜门压紧机构是保证柜门密封性能的关键部件，压紧机构的选择直接关系到柜门性能的好坏。

压紧机构如果选择不好，既影响柜门密封性能而影响整个复蒸柜内的温度稳定性和均匀性，又可能造成柜门结构的破坏。

由于该柜门较大，边框较长，所以采用多点压紧的型式。

3.2作用点的确定

根据柜门的结构选择十点压紧，柜门的四个角都用一个作用点，上下各一个作用点，左右个两个作用点。

为了保证柜门的密封性，必须保证柜门的受力均匀，因此要使得作用点的力相等。

柜门是均匀压强，可以把柜门简化成一杆受均匀载荷。

考虑长的方向，门的受力情况可以简化为：

长为L=1030mm的杆件受均匀载荷q，A、B、C三处受到力的大小分别为4F、2F、4F

根据受力平衡和力矩平衡有：

ΣF=0:

10F=qL

ΣMA=0:

0.5qL-2FX-4FL=0

求得：

X=0.5L

所以上下两个受力点在柜门上下边缘的重点。

同样与高为考虑方向，门的受力情况简化为：

长L=1780mm的杆件受均匀载荷q，作用点D、E、F、G受力大小分别为3F、2F、2F、3F

X1=X2

因此左右两边的两个左右点只需距上下柜门边能两两相等即可。

3.3压紧机构结构的确定

该复蒸柜柜门的压紧机构采用的是十点压紧型式。

该压紧机构由楔杆，压紧支座等组成，压紧支座用前后夹板固定楔杆。

3.3.1楔杆

楔杆一端与柜门和箱体相接触用来开关柜门，一端固定在压紧支承座的前后夹板之间来定位。

L

1050

900

580

数量

2

重量

5.25

4.42

3.09

楔杆强度校核：

复蒸柜工作时柜内的压强为P=0.4kg/cm2，则柜门所受的压力为：

F总=O.4×

9.8×

178×

103=71869.28N

因每根楔杆都承受同样大小的力，所以楔杆所受力的大小为：

F=F总/10=7186.928N≈7187N

柜门关紧时，楔杆与柜门的夹角很小，因此杆件的受力情况可近视的看做为：

ΣF=0F1+F2=F

ΣMA=0FL-F2（L-0.08）=0

F1/N

F2/N

Mmax/Nm

-593

7780

575

9OO

-701

78