【摘要】：饅頭作為我國(guó)北方餐桌上必不可少的主食之一,需求量巨大。饅頭的制作又較為復(fù)雜,其中醒發(fā)和蒸制步驟往往由專門設(shè)備分開進(jìn)行,饅頭坯需要在醒、蒸工序間轉(zhuǎn)移,若醒發(fā)和蒸制工藝連續(xù)進(jìn)行,將提高生產(chǎn)率、節(jié)省勞力和降低成本。本論文研究了基于PLC控制的饅頭醒蒸一體機(jī)設(shè)計(jì),以實(shí)現(xiàn)饅頭醒發(fā)和蒸制工藝連續(xù)進(jìn)行。對(duì)醒蒸一體機(jī)的機(jī)械部分和控制系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì);采用COMSOL有限元仿真軟件對(duì)定溫過程中蒸箱內(nèi)蒸汽流速、濕度和溫度進(jìn)行模擬計(jì)算,確定了水溫與醒蒸室內(nèi)溫度變化關(guān)系;對(duì)醒蒸一體機(jī)進(jìn)行空箱和饅頭醒蒸條件下升溫試驗(yàn)與定溫試驗(yàn),確定了設(shè)備的工作性能與參數(shù);研究了饅頭不同醒發(fā)工藝對(duì)饅頭品質(zhì)的影響,確定了饅頭最佳醒蒸工藝。具體研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下:(1)完成了醒蒸一體機(jī)總體方案設(shè)計(jì),確定了雙蒸箱式結(jié)構(gòu)。并對(duì)機(jī)械部分進(jìn)行設(shè)計(jì),包括箱體結(jié)構(gòu)、加熱與自動(dòng)補(bǔ)水裝置、箱體保溫層設(shè)計(jì)等,使其滿足產(chǎn)量和功能要求。(2)完成了控制系統(tǒng)硬件與軟件設(shè)計(jì)。包括信息采集、控制系統(tǒng)、操作界面與物聯(lián)網(wǎng)功能模塊的選型與連接;控制程序與界面的編寫。(3)基于COMSOL有限元仿真軟件對(duì)蒸箱內(nèi)溫濕度進(jìn)行了仿真。對(duì)醒蒸一體機(jī)在未放置饅頭坯時(shí)的層流、濕空氣傳熱和水分輸送等多物理場(chǎng)之間進(jìn)行耦合分析,得出蒸箱內(nèi)流場(chǎng)的速度為0.2 m/s,加熱6 min后,蒸箱內(nèi)濕度為100%RH;在恒定水溫范圍在40~55℃,10 min后蒸箱內(nèi)穩(wěn)定室溫在35℃左右。(4)進(jìn)行了3 kW、6 kW和9 kW功率下加熱速率和溫升穩(wěn)定性試驗(yàn),得出醒蒸一體機(jī)在不同加熱功率下功能參數(shù),考慮到加熱速率和內(nèi)部溫升均勻性,醒蒸一體機(jī)在工作過程中采用9 kW加熱功率。通過進(jìn)行不同目標(biāo)水溫和恒定水溫定溫試驗(yàn),得出40 min后目標(biāo)水溫與室溫的線性關(guān)系為y=0.78x-8.28,恒定水溫對(duì)與室溫的線性關(guān)系為y=0.77x-2.44。(5)確定了饅頭的最佳醒發(fā)溫、濕度和醒發(fā)時(shí)間�；诟泄僭u(píng)價(jià)進(jìn)行不同醒發(fā)溫度、時(shí)間和濕度的單因素試驗(yàn),得出在35℃、80%RH醒發(fā)50 min時(shí),饅頭比容為2.8 ml/g,大小適宜,硬度較低,內(nèi)部氣孔結(jié)構(gòu)均勻,感官評(píng)價(jià)得分較高。(6)確定了醒蒸一體機(jī)饅頭醒蒸工藝。以醒蒸內(nèi)室溫35℃為目標(biāo),采用快速升溫和保溫兩種醒發(fā)方案,得出快速升溫水溫為75℃,保溫水溫為60℃。最終醒蒸試驗(yàn)中醒發(fā)方案采用快速升溫至75℃,再降溫至60℃后保溫至醒發(fā)結(jié)束。對(duì)醒蒸工藝與饅頭整體品質(zhì)響應(yīng)面分析,得出最佳工藝為初始升溫水溫為76℃,保溫水溫為58℃,醒發(fā)時(shí)間56 min,蒸制時(shí)間為40分鐘。
【圖文】：

6圖 1-1 本研究技術(shù)路線圖Fig.1-1 Technical route of the research組織結(jié)構(gòu)緒論。主要概述了本研究的背景與意義，饅頭在醒蒸工藝究現(xiàn)狀，然后確定本研究的主要研究?jī)?nèi)容，并根據(jù)研究過醒蒸一體機(jī)整體方案設(shè)計(jì)。針對(duì)項(xiàng)目功能與產(chǎn)量要求，通案設(shè)計(jì)，確定一種雙蒸箱式醒蒸一體機(jī)。醒蒸一體機(jī)的機(jī)械部分與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。包括對(duì)醒蒸一體系統(tǒng)控制器及各模塊的選型和連接，并配備遠(yuǎn)程控制模塊括對(duì)控制系統(tǒng)軟件的編寫、人機(jī)界面和物聯(lián)網(wǎng)通訊功能實(shí)

箱式示意圖 （b）單水箱式示意圖2. 輸氣管、3. 機(jī)體、 1. 機(jī)體、2. 水箱、3. 蒸盤擱、5.蒸盤擱置凸起圖 2-1 箱體結(jié)構(gòu)示意圖Fig.2-1 Schematic diagram of box structure的優(yōu)缺點(diǎn)，本設(shè)計(jì)采用上述單水箱式結(jié)構(gòu)，通過控制水箱內(nèi)溫濕度的調(diào)節(jié)和控制，滿足饅頭的醒發(fā)和蒸制中溫濕0 個(gè)/h 的生產(chǎn)效率要求，如果通過增加蒸箱高度和寬度來層間升溫的較慢,內(nèi)部蒸汽循環(huán)較差。綜合考慮，將本設(shè)，這樣即可以解決產(chǎn)量要求和蒸汽循環(huán)不暢的問題,還可有四個(gè)地輪，便于設(shè)備短距離轉(zhuǎn)移。箱體結(jié)構(gòu)示意圖如
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TS203

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本文編號(hào)：2612827