土豆清洗去皮一體機(jī)的研究

崔黎明 劉剛剛 曹春暉 孫 巖 吳成祥

土豆作為塊莖類作物是珍貴的食物，既是菜又是糧，營(yíng)養(yǎng)豐富。其淀粉含量達(dá)11%～25%，且蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值很高，容易消化吸收。其中含有18種氨基酸、礦物質(zhì)元素及多種維生素。屬于多種維生素、高蛋白、低熱量和礦物質(zhì)食品。如果用65%的土豆蛋白與35%的雞蛋清混合食用，則可以合成目前已知的最佳蛋白質(zhì)。然而，土豆清洗和去皮是所有土豆制品加工工藝過(guò)程的重要環(huán)節(jié)，目前存在的各種去皮方法都各自有其一定的局限性。隨著土豆產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，尋找一種優(yōu)質(zhì)、高效、節(jié)能及環(huán)保的土豆剝皮方法已成為土豆加工工藝過(guò)程中迫切需要解決的問(wèn)題。本設(shè)計(jì)一種土豆清洗去皮一體機(jī)是以毛刷清洗方法和摩擦去皮原理為基礎(chǔ)，能適合食品加工工廠等場(chǎng)所使用的大型土豆清洗去皮機(jī)。

一、設(shè)計(jì)要求

該機(jī)械設(shè)計(jì)目的是設(shè)計(jì)果蔬加工機(jī)械設(shè)備，本次設(shè)計(jì)主要考慮先對(duì)土豆表面進(jìn)行清洗，然后進(jìn)行去皮。去皮后的土豆達(dá)到去皮過(guò)程無(wú)污染，無(wú)破壞層，切屑可利用及表面光滑為目的，同時(shí)照顧到既經(jīng)濟(jì)又實(shí)用。該設(shè)備可加工任意外形的馬鈴薯，如凹凸表面，表面有損傷的等。設(shè)備操作簡(jiǎn)單，可一人操作，速度快，效率高。

二、整機(jī)結(jié)構(gòu)（如圖1所示）

圖1 土豆清洗去皮一體機(jī)組成示意

三、工作原理

由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)毛刷滾筒，毛刷滾筒在旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中將土豆翻動(dòng)并向右輸送，土豆在向右輸送的過(guò)程中不斷與刷毛摩擦，在摩擦的過(guò)程中刷毛將土豆表面芽眼內(nèi)的泥土清理出來(lái)。泥土被水流沖刷而帶走，通過(guò)刷輥間隙漏到集水槽，最終從排污口流出，土豆向毛刷滾筒右側(cè)出料口輸送的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)對(duì)表面的泥土清潔要求。清洗干凈的土豆經(jīng)出料口進(jìn)入圓桶內(nèi)，由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)輪帶動(dòng)圓桶底部的波浪圓盤運(yùn)轉(zhuǎn)對(duì)清洗干凈的土豆均勻地搓擦，去皮完成后放開水管加水，然后打開圓桶的出料口，去皮后的土豆從出料口排出。土豆在桶內(nèi)，由于相互碰撞和離心力，在桶內(nèi)上下升降，左右旋轉(zhuǎn)，土豆表皮在砂盤摩擦作用下從土豆表面去掉，進(jìn)水口的流水把皮屑從工作圓盤間隙沖出，經(jīng)出皮口排出。

毛刷滾筒在帶輪的帶動(dòng)下不斷旋轉(zhuǎn)，對(duì)筒內(nèi)的土豆進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，毛刷輥兩端的刷輥齒輪與固定在滾筒架上的固定齒圈相嚙合，刷輥齒輪帶動(dòng)毛刷輥旋轉(zhuǎn)，在毛刷輥旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中刷毛不斷地對(duì)筒內(nèi)翻轉(zhuǎn)的土豆進(jìn)行摩擦，將土豆表面以及窩眼內(nèi)的泥土刷下，噴水管噴出的水流將刷下的泥土沿著毛刷之間的縫隙沖刷到滾筒下部的集水槽內(nèi)，通過(guò)排污口排出。毛刷輥上的刷毛成螺旋布置，當(dāng)毛刷輥旋轉(zhuǎn)時(shí)不斷將土豆向右輸送。旋轉(zhuǎn)的毛刷滾筒內(nèi)的土豆也旋轉(zhuǎn)、翻轉(zhuǎn)，同時(shí)使用土豆作為本身的重力組件的推進(jìn)，實(shí)現(xiàn)推進(jìn)土豆。土豆前進(jìn)沿著缸壁，在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中不斷被水擦洗，土豆與土豆，擦洗之間的摩擦之間的翻轉(zhuǎn)，土豆和毛刷之間的摩擦，完成土豆表面清洗過(guò)程。

工作圓桶內(nèi)表面是粗糙的，波浪圓盤的波紋角α=20°～ 3 0°，工作圓桶內(nèi)表面和波浪圓盤兩者采用金剛砂黏結(jié)表面，均為擦皮工作表面。圓盤波紋狀表面除兼有擦皮功能外，主要用來(lái)拋起馬鈴薯，當(dāng)馬鈴薯從加料斗落到旋轉(zhuǎn)圓盤波紋狀表面時(shí)，因離心力作用被拋至圓筒壁，與圓筒壁粗糙表面摩擦而達(dá)到去皮的目的。