小型试验用水果取汁机的设计（含CAD图纸和三维模型源文件）
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塔里木大学 毕业论文（设计）开题报告 课题名称 小型试验用水果取汁机的设计 学生姓名 张 岩 学 号 8031209131 所属学院 机械电气化工程学院 专 业 农业机械化及其自动化 班 级 农机 13 指导教师 安 静 起止时间 机械电气化工程学院教务办制 一 、本题来源及研究的目的和意义 课题的来源 ：自选题 研究的目的及意义 食品加工 工业是二十一世纪的主要工业之一，它的发展速度和水平是一个国家人民 生活水平及改善程度的一个重要标志，它直接关系到制造业和加工业产品科技含量的多少以及食品深加工附加值的高低。食品加工业对人类发展和社会进步 做 出了其他工业不可替代的贡献。 中国人历来重视养生之道， 随着人们饮食消费观念水平的提高，鲜榨果汁将取代碳酸饮料成为人们的主要饮品。 果汁含有多种有机酸、芳香物质和酶类，可刺激食欲，有助于消化，因此，常常作为早餐前的开胃食品。果汁中特别富含钾、铁、硒、铬等无机盐 和微量元素、维生素 c、胡萝卜素以及多种抗氧化活性物质。此外，喝果汁还有利于膳食中铁的吸收。 综上所述水果的品质 检测也越来越重要，检测水果最方便快捷的方法就是取其果汁来检测， 所以对于试验用的小型果汁取汁机的研究和设计也越来越必要。 二 、课题所涉及的问题在国内外现状及分析 国内现状 我国是果蔬生产大国，今年来随着农业产业结构的不断调整，果蔬不仅已成为我国农业中新兴的支柱产业，果（蔬）汁的精深加工业也发展迅猛。对于工业用的水果榨汁机中国的发展很迅猛，但与外国的差距还大；对 于家用型的水果取汁机的发展也很不错，势头也不错。但是唯独对于试验用的水果取汁机研究和设计制造的 企业和单位很少。而且大部分试验用的水果取汁机构造都很简单，设计 很单一，并且不是适用于全部水果，取汁困难且杂质多。 国外在 水果种植和需求方面一直都很大，但国外经过多年的发展已不仅仅局限于 水果的初级加工，更多的是对于水果的深加工，所以国外的水果取汁技术已经发展的十分成熟了。在工业用大型水果取汁设备上外国已经达到了快速高效，大批量的进行水果取汁，且产生废弃物少，能耗低。在家用的水果取汁机 方面国外的取汁机越来越多功能化，小型化。对于试验用的水果取汁机，国外更趋向于智能化，一体化，及分析和取汁过滤一体。 相对于中国 ,外国水果加工机械历史长，基础工业强，技术水平先进，用高新技术装备提高了生产率降低了能源消耗，增加了得率，减少了废弃物。而且国外在果汁提取和澄清过滤技术方面比国内要先进要更多元化，尤其在果汁澄清过滤技术方面，国内大部分还局限于机械式方法，而国外已经趋向于物理和化学的方法，还大力推广用生物酶技术澄清过滤果汁，以实现环保健康的理念。并且国外也在研究运用纳米技术 的超滤技术。所以国内的技术发展与 国外相比还是有很大差距，这还需要进一步去创新研究。 取汁是制汁生产的重要环节，不同的果蔬原料采用不同的取汁方式，同一种原料也可以采用不同的取汁方式。含果汁丰富的果实，如苹果等大都采用压榨法提取果汁；含汁液较少的果蔬，如山 楂等可采用浸提的方法提取汁液；对于一些浆果类可直接打浆处理，粗滤 时控制筛孔为 23取橘汁也可使用打浆机来破碎和取汁。 1. 压榨取汁 利用外部的机械挤压力，将果蔬汁从果蔬或果蔬浆中挤出的过程称压榨。榨汁方法依果实的结构、果汁存在的部 位及其组织性质、成品的品质要求而异。大多数果实通过破碎就可榨取果汁，但某些水果如柑橘类果实和石榴果实等，都有一层很厚的外皮，榨汁时外皮中的不良风味物质和色素物质一起进入到果汁中；同时柑橘类果实外皮中的精油含有极容易变化的萜类化合物稀，容易生成萜品物质而生成萜品臭，果皮、果肉皮及种子中存在柚皮柑和柠檬碱等导致苦味的化合物，为了避免上述物质进入果汁中，这类果实不宜采用破碎压榨法取汁，应该采用逐个榨汁方法取汁。某些品种如石榴皮中含有大量单宁物质，故应先去皮后进行榨汁。供制带肉果汁的桃和杏等果品，也不宜采取破碎压榨 取汁法，而是代之以磨碎机将果实磨制成浆状的制汁法。榨汁机的种类很多，主要有杠杆式压榨机、螺旋式压榨机、液压式压榨 机、带式压榨机、切半锥汁机、柑橘榨汁机、离心分离式压榨机、控制式 压榨机、布朗 400 型榨汁机等。 果蔬榨汁要求榨汁时间短，防止和减轻榨汁过程中果蔬色、香、味的损失，防止营养物质的分解，减少空气的混入。果实的出汁率依果品种类和品种、加工季节、压榨方法和压榨机效能而异。一般以果浆类出汁率最高，柑橘类和仁果类略低。 2. 浸提取汁 山楂、酸枣、梅子等含水量少，难以用压榨机取汁需要用浸提法取汁，苹果、梨通常 用压榨法取汁的水果，为了减少果渣中有效物质的含量 ，有时也用浸提取法。浸提法通常是将破碎的果蔬原料浸入水中，由于果蔬原料中的可溶性固形物含量与浸汁（溶剂）之间存在浓度差，果蔬细胞中的可溶性固形物就要透过细胞进入浸汁中。果蔬浸提汁不是果蔬原汁，是果蔬原汁和水的混合物，即加水的果蔬原汁，这是浸提与压榨取汁的根本区别。浸提时要依据浸汁用途，确定浸汁的可溶性固形物的含量。对于制作浓缩果汁，浸汁的可溶性固形物要高，出汁率就不会太高；对对于制造果肉型果蔬汁的浸汁，可溶性固形物的含量也不能太低，因而加水量要合理控制。以山 楂为例，浸提时的果水重量比一般为 1：（ 宜。一次浸提后，浸汁的可溶性固形物的浓度为 出汁率为 180%230%。 浸提温度、浸提时间和破碎程度除了影响出汁率外，还影响到果汁的质量，浸提温度一般为 6080 摄氏度，最佳温度 7075，一次浸提时间 时，多次浸提累计时间为 68 小时，并进行适当破碎，以增加与水接触机会，有利于可溶性固形物的浸提。 果蔬浸提取汁主要有一次浸提法和多次浸提法等方法。 果汁过滤以分离其中的沉淀物和悬浮物，使果汁澄清透明。 常用的过滤器有袋滤器、纤维过滤器、板框压滤器、真空过滤器、硅藻过滤机、离心分离机、超滤膜过滤等。滤材有帆布、不锈钢丝网、纤维、石棉、棉浆、硅藻土和超滤膜等。过滤器之滤孔大小、液汁进入时的压力、果汁黏度、果汁中悬浮粒的密度和大小以及果汁的温度高低都会影响到过滤得速度。无论采用哪一类型的过滤器，都必须减少果肉堵塞滤孔，以提高过滤效果。在选择和使用过滤器、滤材以及辅助设备时，必须特别注意防止果蔬汁被金属离子所污染，并尽量减少与空气接触的机会。 三、对课题所涉及的任务要求及实现预期目标的可行性分析 题任务 要求 装置能够满足果品试验的取汁，具有一定的实用意义，解决实验室果品取汁难、汁中杂质多的实际问题。 题设计预期目标的可行性分析 本装置主要用于试验中的水果取汁，综合国内外水果取汁技术及试验室要求试验设备小巧简便易于使用等要求，使用机械式挤压破碎的方法取汁，也就是传统的压榨取汁法 ，这种方法成本低，且设备体积小，完全符合在试验室使用的目的，综上所述该设计可行。 四 、本课题需要重点研究的关键的问题及解决的思路 课题需要研究的重点问题 研究的重点和难点在于果汁取汁难与果汁的过 滤和澄清。 课题需要研究的难点问题解决的思路 关于取汁难的问题，是采用双螺旋杆的机构进行榨汁，因为它的结构简单且榨取彻底，成本低，清洁方便；对于果汁的过滤澄清则选用多级过滤，第一级过滤选用传统的滤网过滤大的杂质和颗粒，第二级过滤选用微孔滤膜，这种滤膜成本不高，过滤果汁效果极好，且不容易损害果汁。 五 、完成本课题需要的工作条件及解决的办法 完成本课题所必须做的工作有利用学校图书馆及互联网查阅大量资料，了解各种水果的基本性质，取汁机的结构、原理等，了解各种类型的取汁机的特点。关键问 题可请求老师指导或通过同学讨论，选择适合的水果取汁机类型，对拟定的取汁机进行设计，计算，利用 绘图软件绘制出取汁机的零件图，装配图，反复对设计内容进行检验、校核。 六、 工作 进度计划 及 方案 工作方案：设计总体 水果取汁装置的设计 果汁过滤部分的装置设计 机体及外围设备的设计 机体的组合 进度计划： 第 1 周 第 2 周 通过查找文献资料，了解水果取汁机的国内外现状。 第 2 周 第 5 周 设计水果取汁机 的总体方案。 第 6 周 第 9 周 对水果取汁机的各个结构进行具体设计。 第 10 周 第 12 周 撰写设计说明书，对部分问题修改、调整。 第 13周 第 14周 整理资料准备答辩。 七、 参考文献 1 J1994,03:182张绍英 J1998(3):83易思一 J1992,03:354段汝浩 J1992,05:275曾祥奎 ,吴丽宁 ,岳欢 与装备在橙汁加工中的应用 J2011,10:96韩淑莉 A中国机械工程学会包装与食品工程分会第五届学术年会论文集 C1998:6. 7王福林 ,王颉 ,周美静 A北农业大学食品科技学院
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