1、红枣去核工艺规程及包装设计毕业设计含开题报告与毕业设计任务书及英文翻译可编辑红枣去核工艺规程及包装设计毕业设计(含开题报告与毕业设计任务书及英文翻译) 中 北 大 学毕业设计开题报告学 生 姓 名:学 号: 学 院、系: 机械工程与自动化学院工业工程系专 业: 包装工程设 计 题 目: 红枣去核工艺规程及包装设计指导教师:毕 业 设 计 开 题 报 告1.结合毕业设计情况,根据所查阅的文献资料,撰写2000字左右的文献综述:文 献 综 述1. 引言 红枣,又称大枣、枣子,作为一种传统果品,具有滋补健脾、补血养颜、治病强身等诸多益处。其味美甘甜,含糖量居各类果品之首,还含有粗脂肪、粗蛋白质、矿质
2、元素及多种维生素(如维生素A原、维生素C、维生素B1、维生素B2、维生素E和维生素P)维生素C含量超过一般水果,每100克鲜枣含维生素C高达300毫克。【1】 近年来,红枣以其极高的营养价值、药用价值及保健功效日益受到人们的喜爱,红枣种植面积也因此日益扩张。随着红枣种植面积的迅速扩大以及红枣产量的显著提高,越来越多的企业从事红枣产品的深加工。其中,红枣的去核作业是制约红枣精深加工的技术瓶颈。【2】 2. 本课题研究背景及意义 中国是红枣的原产国,也是世界上最大的红枣生产国,2006年枣树种植面积达到2250万亩,年产量250万吨,占世界枣树种植面积和产量的98%以上,国际贸易的枣几乎100%来
3、自中国。据中国农业年鉴统计资料:1979年至2005年的27年间,我国红枣总产量由33.89万吨上升到230万吨,增长了6.78倍,其中自1994年以来,红枣年均增长幅度超过11%。红枣种植主要分布在河北、山东、河南、山西、陕西五省以种植面积排序,新疆近年发展势头迅猛。中国红枣及其加工品同时外销到20多个国家和地区,占到国际红枣产品贸易额的98%以上,年出口量稳定在1万吨以上,约占全国红枣总产的0.5%,其中红枣主要为干枣和红枣加工品各占一半左右,以河北红枣出口量最大,占60%。出口目的地主要为港澳、日本、韩国、新加坡和马来西亚,占出品总量的80%-90%,此外为欧美及澳洲等地华人居住区。国内
4、外研究现状加工产品主要有枣汁、枣酱、蜜枣、酒枣、玉枣、枣泥、枣脯、枣醋、枣饴糖、枣酒、枣香精、红枣冻干食品等。红枣加工企业在自身发展的同时,带动了红枣种植户共同致富,促进了包装业、运输业、销售业等行业的发展。但中国枣业装备落后、缺乏技术含量的背后有着更深层次的原因。中国的农产品加工业背后隐藏着一个更广阔的天地,那就是技术装备。没有这个条件,农产品精深加工就只能停留在理论上。精深加工的瓶颈已经死死卡住了红枣业发展的脖子。而精深加工的背后则是一个完整的技术装备链条。红枣加工生产企业应从更新生产设备入手,采用先进的工艺装备,提高质量与效率,才能执枣品行业之牛耳,从而引领红枣产业的发展。【3】而要完成
5、红枣的精深加工,其中十分重要的一道工序就是去核。3.国内外包装生产的现状与发展状况 3.1国内生产现状 我国是从80年代后期开始着手对去核机进行研制的,并陆续推出一些产品。由于一些问题尚未真正解决,因此,真正在生产中推广应用的并不多,在众多的果品加工厂中,去核作业至今基本上仍依靠手工或者十分简陋的工具完成。近年来,随着人民生活水平的提高,人们对食品的质量要求也越来越严格,生产厂家也意识到,前处理工序对产品质量有着不可忽视的影响,各厂家纷纷寻找合适的前处理设备。由于许多前处理设备在国内尚属空白,因此开发性能优良的去核机及其它前处理设备是形势所需。【4】中国研制的核果水果去核机具,按其结构特点和工
6、作部件的不同,大体可以分为剖分式、对辊式和桶杆式等几大类。【5】红枣去核机是红枣加工中最主要也是最难实现机械化作业的机具。现阶段的去核机在设计上全部都采用的是纯机械化式工作原理。有链条传动仿形式去核机、圆盘转动孔式去核机和皮带传动凹式去核机。但这些机器的去核效果都不太好,主要反映在:1.去核效果差。由于红枣外形和含水量的个体差异很大,纯机械式去核机不能很好的对准核心,冲核时漏核率很高或冲核时冲到枣肉上而使红枣破损率很高,增加了红枣加工损失,影响了经济效益。2.工作效率低。由于红枣去核时,冲针必须对正中心,才能很好的完成去核任务。所以要使红枣顺利去核,必须按长轴排序的方式进入红枣定位槽后,精准对
7、正是完成去核的关键所在。从现有去核机的使用情况来看,红枣去核时是无法做到每个枣的长轴都能十分精确的排放到位的,也就无法达到每个枣都能去核的效果。实际使用时达到60%的准确定位就已经很高了,所以经常会出现去核冲棒按程序设定均匀冲核运动,但红枣却没有全部有序的放入槽中,有40%的运动是空冲。这样就会使得红枣去核机的效益大大降低,实际生产率是设计设计生产率的60%。空冲现象严重的影响了红枣去核机的使用效益,考核下来,与人工去核相比,效率非但没有提高多少,反而比人工使用的效益还差。【9】因此,大多数红枣加工企业目前在红枣去核上,还是大多数以人工去核为主,所购买的机器大都闲置。现有的去核机产品质量不过关
8、,没有解决真正意义上的红枣机械去核问题。 现阶段我国的红枣产业发展进步不明显,红枣资源没有得到充分利用和开发,生产规模小,产品档次低,原枣转化率低,保鲜问题没有解决,产品单调,多数企业以果脯、干果、酒枣、熏枣、酒业为主,手工作业,风味一般,营养价值和口感不能充分体现,也没有在保健、医药等方面进行相关研究。挖掘红枣的有益成分,开发枣汁饮品,打造红糖的提取分离和膳食纤维的提取,开发枣干、枣泥、枣蓉、枣露及皂粉,改良蜜枣、枣脯的改良及加工。【11】 另外,我国食品软包装的环保性能现状不容乐观。食品材料不符合环保健康的变准要求,危害健康的事故时有发生,特别是食品包装中有害物质残留过高而引起食品中毒的事
9、件频频发生。【12】同时由于我国食品包装的卫生性和环保性不能达到包装绿色壁垒的标准而未能出口,造成的外汇损失每年达到10%。绿色壁垒是许多西方国家通过颁布法律、法令、条例、规定、建立技术标准,从而提高产品技术要求,增加进口难度,最终达到限制进口的目的。主要有绿色技术标准、绿色环境标志、绿色包装制度、绿色卫生检疫制度、绿色补贴等几种形式,其中,绿色包装壁垒是绿色壁垒的重要内容。【13】 3.2国外生产现状 国外20世纪60年代就着手研制水果去核机,美国FMC公司80年代初向市场推出了一种自动式粘核桃去核机,意大利BERTUZZI公司推出了一种滚子去核机,【4】至20世纪80年代初美国、意大利、荷
10、兰等国已相继推出了粘核桃去核机、橄榄去核机等。去核工序基本上实现了自动化。经过数十年的发展,已经日趋完善、成熟。目前,正向着节能型和机电一体化方向发展,以电脑自控作业为主。但中国的水果去核机发展缓慢,远远落后于种植业的发展。【5】 4. 包装工艺及其设计准则 包装工艺是为了保证实现包装的功能,尽量提高劳动生产率,提高包装经济性而制定的包装工艺过程。 4.1包装工艺的设计准则 1)在包装工艺过程中贯彻执行标准化、系列化、通用化和统一化。为了适应商品经济发展的需要,我国制定了相当数量的包装标准,各个企业也有相应的统一化规定。在制定包装工艺规程时,应贯彻执行所有的包装标准,以提高包装品质,提高生产率
11、。特别是研究同类产品包装工艺典型化,提高工艺设计水平,节约工艺成本,具有十分重要的意义。【6】 2)在包装工艺过程中应贯彻以人为本,全面协调、可持续的科学发展观,发展以循环经济为核心,建立节约型社会,树立环境保护观念,大力推行绿色包装【7】。在保证包装功能的前提下,采用适度包装,尽量节约资源;产生的包装废弃物要少,而且能回收、处理或综合利用;经过降解后能自然消灭,或掩埋时能不污染水资源或土地【8】。 4.2红枣去核机加工工艺流程 在红枣加工生产过程中,一般工艺流程为:采集运输分级清洗去核漂洗烘干包装产品。红枣去核机是在红枣加工中最主要的也是最难实现机械化作业的机具。这些去核机在设计上全部都采用
12、的是纯机械式工作原理。有链条传动仿形式去核机、圆盘转动孔式去核机和皮带传动凹式去核机。【9】其中以链式红枣自动去核机为典型,该机械能对大小在一定范围内的红枣分单元进行上料、排队、压枣、冲核、打平,也能对干湿不等的红枣进行去核,去核过程无需人工,也不需要事先对红枣进行分拣,自动化程度高,能较大的提高去核的生产效率,改善红枣去核的过程卫生状况,提升红枣深加工的技术水平。 4.2.1整机传动系统的设计和分析 1 V带 2 主动带轮 3 电动机 4 打平带轮 5 蜗杆 6 蜗轮 7 联轴器 8 主轴 9 主动锥齿轮 10 从动锥齿轮 11 压枣凸轮 12 冲核凸轮 13 槽轮 14 主动链轮 15 主
13、动拨盘16 链条 17 1#从动链轮 18 从动带轮 19 2#从动链轮图4.1 红枣去核机的主传动机构示意图 图4.1中,电动机经V带驱动蜗轮蜗杆,动力经联轴器传递至主轴,其中一路由主轴直接驱动压枣轮和冲核凸轮,另一路经锥齿轮组驱动槽轮机构的主动拨盘。主动链轮和槽轮同轴,主动链轮经链条驱动l 从动链轮和2样从动链轮,链条的每个链节的附板上都安装有u型凹槽块。红枣落入u型凹槽内随链条移动实现了排队和上料。整机以6个红枣的去核为一个单元,各机构配合实现去核。 4.2.2上料排队机构 1 链条 2 主动链轮 3 压枣块 4 U型凹槽块 5 1#从动链轮 6 打平头 7 料斗挡板 8 张紧链轮 9
14、2#从动链轮 10 螺栓 图4.2 上料排队机构结构示意图 图4.2中链条为带附板的滚子链 ,在每个链节上用螺栓连接u型凹槽块,u型凹槽宽度取26mm。打平头沿垂直于链条前进的方向往复移动将直立或堆积在u 型凹槽块上的红枣拨平或者打落回料斗内,重新进行排队、上料。链条用张紧链轮张紧。 4.2.3压枣机构的设计 1 压枣连杆 2 弹簧 3 压枣摆杆 4 滚子 5 压枣凸轮 6压枣块 7压枣摇臂图4.3 压枣机构的机构示意图 图4.3中压枣凸轮连续转动驱动压枣摆杆。压枣摆杆经压枣连杆推动压枣摇臂。在压枣摇臂右端固定焊接有压枣块,其凹口向下和图2中U型凹槽块的凹口相对以压紧红枣。在压枣摇臂的左端安装
15、有弹簧,弹簧始终处于拉伸状态。压枣凸轮推程时,其驱动压枣摇臂的右端抬起将红枣放松。凸轮回程时,弹簧驱动压枣摇臂使压枣块将U型凹槽块中红枣压紧。 4.2.4冲核机构的设计 1 冲核凸轮 2 冲座 3冲核连杆 4 冲核摇杆 5 中间连杆 6 冲核滚子 7 冲核摆杆 图4.4 冲核机构的机构示意图 图4.4中冲核凸轮为盘形沟槽凸轮,其驱动冲核摆杆。冲核摆杆、中间连杆和冲核摇杆组成双摇杆机构。冲核摇杆经冲核连杆驱动冲核刀座。冲核刀管图4中未画出固定安装在冲核刀座上。 4.2.5打平机构的设计 打平机构将竖立在u型凹槽块上的红枣拨倒,使之平躺在u型凹槽内,或者将堆积在u型凹槽块上的红枣打落回料斗中重新排
16、队上料。其由安装在蜗轮输出轴左边的打平带轮见图1驱动打平头见图2实现。打平头与U型凹槽块上平面之间的距离为810 mm。【10】 4.3包装材料印刷工艺的选定 以塑料薄膜为主的软包装印刷占到整个包装印刷的40% 左右, 目前主要采用凹版与柔印刷方式。在具体使用哪种方式上, 受欣赏和消费习惯、技术基础或技术支持体系、市场环境和规模等等影响, 各个国家的情况有所不同。欧洲市场上凹印占70%, 柔印占30%;美国市场柔印70% ,凹印30%。我国目前倾向于欧洲模式,以凹印为主。【15】传统的凹印工艺由于受生产过程的影响因素较多, 给控制溶剂残留带来一定难度: 首先,凹印中,为克服高光部位的小网穴发生
17、堵塞, 造成印品上小网点丢失的问题,必须向油墨中添加慢干溶剂 如二甲苯、丁酮、丁酯等 , 对这些沸点较高的慢干溶剂的添加量必须合理掌握,以免留下溶剂残留的隐患; 其次, 凹印中, 油墨常用的几种树脂对溶剂的释放性和印刷适性各不相同, 厂家倾向于使用印刷适性好, 价格便宜的树脂, 但此类树脂对溶剂的释放性就不能保证, 使用此类油墨印刷软包装产品时容易发生溶剂残留问题;再次,为避免小网点丢失或油墨“假干”现象, 干燥箱的温度不能设定太高, 凹印机最后一组印刷单元距离收卷单元过近, 容易造成在油墨没有干透的情况下就收卷, 这是加工溶剂残留的极大隐患。柔印工艺适合短版印刷或设计内容经常变动的产品的印刷
18、。若原稿设计简单, 生产成本就比较低,占用空间小, 资金投入少, 限制条件较少, 柔印最大优点就是其后加工的连续性, 特别适用于食品生产企业的自动化包装机生产。【14】柔印可以联机生产, 直接出成品, 减少了多道工序可能造成的污染, 从安全卫生角度来看, 是最适合食品包装的印刷方式。柔印最大的好处就是对环保的贡献, 这是其他印刷方式可望而不可及的, 被人们称之为“绿色印刷”, 非常适合对环保要求高的食品和药品包装。柔印采用低毒的醇溶性油墨及无毒的水溶性油墨印刷, 完全废弃了有毒的苯胺油墨, 挥发也较彻底, 不易造成溶剂残留超标, 具有良好的环境性能, 柔印较好地解决了软包装复合膜溶剂残留的难题
19、。大力发展环保柔印, 采用绿色包装印刷技术【16】 。柔印对环保的贡献, 以及独特的结构和印刷原理赋予的广泛适应性和经济性, 使其成为实施包装印刷绿色化的重要工艺技术。20 世纪90 年代以来,由于环保机构颁布了相关的环保法规, 使得环保柔印得到了迅猛发展。作为绿色印刷产业的组成部分, 环保柔印应得到大力推广。除了采用环保柔印方式以外, 数字印刷和可食性印刷技术都是绿色包装印刷技术, 尤其是可食性印刷技术更是在降低溶剂残留方面有着无可比拟的优势。食品的可食印刷技术主要包括印刷油墨、承印材料、印刷方式和设备【17-18】几方面。5. 总结 综上所述,必须要了解国内外现阶段的发展现状及前沿学科研究
20、成果,才能制定出符合世界潮流、顺应可持续发展要求的包装工艺规程。 参考文献【1】李银.8款红枣系列食品加工技术.农村新技术,2011,24:34?36【2】杨莉玲,李忠新,刘佳等.6Q-600型红枣去核机.新疆农机化,2011,4:34【3】刘润平.山西省红枣加工产业的发展探讨.经济师,2011,3:213?214【4】李恩山,范钢娟.国内外核果类水果去核机的现状.食品与机械,1994,6:8【5】金莹,何蔚娟,张秀军 .核果类水果去核机现状的分析.农业机械,2005,3,33【6】潘松年.包装工艺学.M.北京:印刷工业出版社.2004,164?116【7】张国农.食品工厂设计与环境保护M.北
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23、nment: a Partnership for Progress M. New York: American Management AssnAmacompublishing, 1991:262.【19】李翠薇,杨祖彬.食品软包装生产过程环保性能及发展对策探讨.包装工程.2011,7【20】孙婷,焦华.论中国食品包装设计的现状和出路J.包装工程,2011,324:84- 86.【21】马朝锋,刘凯.链式红枣去核机的设计及试验.2011,5毕 业 设 计 开 题 报 告2.本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段(途径):1.本课题所要解决的问题是:1.1了解国内外红枣去核机的发展状况,针对现
24、阶段去核不良的效果进行技术改进。本毕业设计基于红枣去核是红枣精、深加工中所必须使用的产品,所以大力推广优质、高效、价格合理的红枣去核机,势在必行。抓住我国现阶段去核机和国外的差距进行由纯机械式到机电一体化的逐渐过度转变。现阶段去核机在生产中推广应用的并不多主要存在以下几个突出的问题:果肉损失率高、去核后果肉完整性差、机具性能不稳定,适应性差、通用性差、作业成本偏高、科技含量低、生产效率低等问题。针对此类问题,应该从现阶段我国去核机的技术缺陷进行分析和改良,对关键部件进行改良、创新设计。1.2延长红枣产业链,开发更多促进市场需求、多功能、易食用、利健康的适销产品。 现阶段我国的红枣产业发展进步不
25、明显,红枣资源没有得到充分利用和开发,生产规模小,产品档次低,原枣转化率低,保鲜问题没有解决,产品单调,多数企业以果脯、干果、酒枣、熏枣、酒业为主,手工作业,风味一般,营养价值和口感不能充分体现,也没有在保健、医药等方面进行相关研究。挖掘红枣的有益成分,开发枣汁饮品,打造红糖的提取分离和膳食纤维的提取,开发枣干、枣泥、枣蓉、枣露及皂粉,改良蜜枣、枣脯的改良及加工。1.3分析并解决红枣软包装生产过程的环保性能 在印刷油墨方面, 可以主要从植物或动物体内获取, 如黄栀子、黑豆、山果、绿豆、蔬菜等。承印材料方面, 一是利用食物本身做声音材料, 如蛋糕、饼干等, 本身具有一定尺寸却表面刻印图文; 二是
26、具有一定强度和印刷适性的可食性包装材料, 如淀粉类可食性纸、蛋白类可食膜, 蔬菜纸等。可食性印刷方式和印刷设备包括丝印和喷墨印刷, 特别是喷墨印刷最理想。此外, 利用可食印刷技术, 将各种图案输入喷码机中, 直接印在食品或可食性包装材料上, 是一个新的理念和尝试, 也是一个新的富有吸引力的市场机遇。【19】一般而言, 在进行软包装图文设计时不宜设计过多的叠色, 以避免墨层较厚而出现的表层油墨迅速干硬, 墨层内部的溶剂无法逸出的问题, 最终导致软包装的溶剂残留量增大【20】;另外, 设计产品结构时应尽可能将阻隔性最差的薄膜作为印刷层, 再在其下面复合阻隔性较高的阻隔层和热封层, 从而避免对内包装
27、物的污染。1.4 红枣去核工艺及包装设计 从红枣的物理、化学性质进行分析的基础上,考虑其流通环境,合理地选择包装材料,设计包装工艺流程,完成一套较完整的红枣包装设计方案。在此基础上,进行软质包装的结构设计,并进行包装装潢设计。根据设计的包装工艺流程选择机械设备,完成红枣加工工艺流程的设计。2.拟采用的设计手段为: 通过分析研究被包装物品的全面情况,研究内状物的特性、包装品的性能、产品的流通环境设计产品的包装结构、外形和装潢。根据产品的包装性质,选择包装品,拟定工艺路线,制定合理的工艺规程。确定各个包装工序所需要的加工设备及其采用的工艺设备,填写包装工艺规程卡片。 本设计拟制成复合软包装食品,需
28、完成红枣加工链即:采集运输分级清洗去核漂洗烘干包装产品的完整包装工艺,以达到提升红枣精深加工的目的。 关键部件是去核装置的设计: 由电动机驱动变速器,动力分别传递至分度凸轮、压枣凸轮和冲核凸轮。分度凸轮的输出轴上安装有主动链轮。主动链轮带动链条作间歇运动。利用链传动装置实现红枣的上料和排队。同时压枣装置和冲枣装置相互协调工作实现压枣、去核、退核及卸料功能。【21】毕 业 设 计 开 题 报 告指导教师意见: 指导教师:年月日所在系审查意见:系主任:年月日中 北 大 学毕业设计任务书学 院、系: 机械工程与自动化学院专业: 包装工程学 生 姓 名:学 号: 设 计 题 目: 红枣去核工艺规程及包
29、装设计起 迄 日 期: 2013年2月25日 2013年6月9日指 导 教 师: 系 主 任: 发任务书日期: 2013年2月 25日毕 业 设 计 任 务 书1.毕业设计的任务和要求:设计题目:红枣去核工艺规程及包装设计任务和要求:1、利用所学的包装知识,探讨红枣的去核技术并进行相应的包装工艺规程设计。2、了解红枣类去核包装设计的设计机理。 2.毕业设计的具体工作内容:1、了解红枣类包装去核技术设计机理。2、熟练掌握相应包装知识及包装工艺设计。3、针对一种典型的红枣制品进行相应的包装工艺设计。4、进行毕业设计开题报告。5、英文翻译资料。6、撰写设计说明书。毕 业 设 计 任 务 书 3.对毕业设计成果的要求: 1、一套完整的设计资料。 2、一份开题报告。 3、一份翻译资料。 4、一本毕业设计说明书。4.毕业设计工作进度计划:起 迄 日 期 工 作 内 容 2013年 2月25日 3月25日 3月26日 4月29日 4月30日 6月1日 6月2日 6月 9日 调研、查阅资料、设计方案、开题报告具体毕业设计工作撰写毕业设计论文、补充设计评阅论文、论文预答辩、论文答辩学生所在系审查意见: 系主任: 年 月 日
