第1章绪论
1.1选题的背景、目的及意义
随着我国人民生活水平不断提高，尤其是人民收入的增加，对食品的需求逐渐走向多样化、多层次化，为食品工业的开展提供了广阔的市场。作为提供食品工业装备的行业，食品机械和包装机械行业将提供多品种、高质量的产品以满足食品工业开展的需求。
1997年，全国粮食部门所属粮油加工企业有11297个〔其中大米加工企业5777个，面粉加工企业4104个、植物油加工企业1416个〕，产值为752亿元。
我国农村市场是大市场，在油脂加工设备方面，有关专家认为应适当扩大规模。1997年底，我国植物油加工企业〔乡及县以上〕有4957个，年产植物油894万吨。1998年经过调整，植物油加工企业为1513家，年产植物油602万吨。目前世界人均年食用油为14kg，我国人均年食用油约为7.4kg，只有世界人平均量的二分之一。预计到2021年，我国人均年食用油可达10kg。随着人民生活水平的提高，食用油脂消费向精炼油、拉油、高级烹调油、调和油及营养保健油方向开展。目前适应于广阔农村的油料加工机械可分为动力旋转榨油机和液压榨油机两大类，共十几个品种规格，还有清洗、脱壳、蒸炒、滤油等二十几个规格品种的配套设备，市场很大。目前城市的大型油厂采用浸出法生产，溶剂浸出工艺开展迅速，将逐渐取代机械磨榨，且生产规模日益大型化、连续化和自动化。 我国目前常用平转式、履带式和罐组式浸出器，近年已经又研制出了环形浸出器、平转浸出器等新产品。浸出油厂也将逐步向中、大型开展。油料的膨化———浸出是近年来出现的新工艺，可大大提高浸出能力，其加工设备我国已经研制成功，今后将会逐步推广。
随着人民生活水平的提高，食用油脂的质量日益受到重视，精炼油所占比重越来越大。目前我国油脂精炼机械规模较小，一般为20 ～50t／d，间歇式较多，应逐步向大型化、连续化和自动化方向开展。
有关专家指出，油脂深加工技术和设备在我国开展起步较晚，规模也不大，今后会有所开展，但速度不会太快，主要还是目前常用的机械法榨油方式。 机械法取油设备类型很多，按其工作原理可分成多种结构形式。如静压式〔水压
式〕、搅拌挤压式、螺旋挤压式〔螺旋榨油机〕、偏心回转挤压式〔回转偏心轮榨油机〕以及离心力挤压别离〔水浸法别离油渣〕等。其中常用的有液压榨油机和螺旋榨油机两大类。而液压榨油机除特殊用途外，也将逐渐由高效螺旋榨油机所取代。
液压榨油机有手动、机动以及立式、卧式等类型。
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立式手动液压榨油机由榨油局部和手动压力泵组成，可压榨多种油料，经预处理后的料坯经轧坯、蒸炒并制成饼坯后放入榨膛内压榨。通常液压榨油机配备制饼机〔手动或液压式〕。
手动或电动液压榨油机的压力泵有单柱塞泵、套式柱塞泵等多种类型，其中套式泵结构简单、压力变换方便，有能满足榨油过程先快后慢，压力由小到大的工艺要求，该液压榨油机结构简单，但操作劳动强度大，不能连续作业。
制浆成型半连续式液压榨油机，该榨油机压力高，压榨时间短(8～25min)，能自动控制，是一种适用压榨可可、芝麻、花生仁等高油分软脂油料的专用榨油机。但对设备材质、压力泵、制造要求较高，本钱高，一般应用范围不广。
螺旋榨油机是利用旋转的榨螺轴将料坯在榨膛内连续推进，由于榨螺上螺旋导程逐渐缩短或螺纹深度逐渐变浅，榨膛内的空间容积〔榨膛容积或空余体积〕逐渐减小，从而产生压榨作用，将油从榨笼缝隙中挤出，残渣压榨成饼，从出口端排出。
螺旋压榨在食品生产中，由于液压榨油机取油生产的间歇性，压榨周期长，装卸料饼麻烦，而且设备笨重，占地面积大等缺点，限制了它的开展，因此，有被螺旋榨油机取代的趋势。
1.2 国内外研究状况和相关领域中已有的研究成果
利用高新技术进行米、面、油的精深加工，可使粮油资源成倍增值。以下是目前世界上较为先进的几种粮油加工高新技术。
⑴机电一体化技术、光电控制技术、智能技术。
这三项技术是世界兴旺国家现代米、面、油精深加工必用的高新技术，运用于粮油加工的原料储运、保鲜，产品加工、质量控制，成品储存和发放的全过程，是粮油加工到达高效、优质、低耗的重要技术手段。
⑵挤压膨化技术。
挤压膨化技术是世界兴旺国家用于粮油加工、食品制作、纤维和淀粉降解、谷物和大豆蛋白组织化、谷物细胞壁破壁等生化反响器。在早餐食品、休闲食品制作和粮油深加工中有着广泛的应用前景。如米糠挤压稳定化技术，可使米糠品质稳定，延缓劣变，提高米糠的储藏性；油料挤压膨化可提高出油率；米、面等原料经挤压膨化，可以生产丰富多彩的谷物早餐食品和休闲食品；大豆经挤压膨化可生产大豆组织化食
品等。
⑶生物技术。
生物技术是２１世纪高新技术中的核心技术之一。在粮油加工中有着广泛的应用前景，其中各种生物酶制剂是深加工必不可少的，谷物转化淀粉糖、超纯度米淀粉、多孔淀粉、高蛋白米粉、高纯度米蛋
白、米糠蛋白、米糠营养素、肌醇，酶法制油、脂交换等深加工产品的生产都需要生物技术和淀粉酶、糖化的酶、蛋白酶、脂肪酶、纤维素的酶、植酸酶等多种酶制剂和酶工程技术。
⑷膜别离、离子交换、谱别离技术。
这三项技术是粮油深加工和副产品综合利用必不可少的高新技术，油料和谷物蛋白及其功能肽的制备，谷物细胞壁多糖及粮油资源中各种功能性活性物质的别离、纯化、制备等高附加值产品的生产都必需利用超滤、钠米滤等膜别离高新技术。
⑸超细粉碎技术超细粉碎技术
超细粉碎技术超细粉碎技术是粮油深加工中的常用技术。高压气流超细粉碎是国际２０世纪６０－７０年代开展起来的高新技术，广泛应用于粮油资源转化成食品、医药、化装品等工业，可将淀粉颗粒粉碎至２－３微米，也可将纤维素粉碎至几个微米，在粮油深加工和副产品综合利用方面有着重要的应用价值。三只小猪和狼的故事
⑹超临界二氧化碳萃取和分子蒸馏技术。
超临界二氧化碳萃取和分子蒸馏技术，是粮油深加工中一些高附加值精细产品制备的必备技术手段，超临界二氧化碳萃取技术利用粮油及副产品中的某些功能成份。如维生素Ｅ、天然功能素可溶解于
超临界二氧化碳中，得到别离；如甾醇、２８碳醇可通过分子蒸馏把它们从混合物中蒸馏出来，获得高纯度产品。
⑺微胶囊化技术。
这是一种制造各功能性粉沫油脂，粮油及副产品中的功能成份的微胶囊化包埋保护的必备的高新技术，易氧化、变质的的高附加值产品经微胶囊化后，可延长这些物质的储存期，并还有缓释功能和满足某些物质特殊的功能要求。
⑻快速检测技术。
为确保粮油加工产品的营养、平安、卫生，对粮油加工的原料、在制品、成品的快速检测技术已是高新技术在粮油加工中的重要组成内容。
1.3 螺旋榨油机的工作原理
螺旋榨油机的工作原理概括为：榨油机运转时，预处理好的料胚从料斗进入榨膛，榨膛由榨条和榨圈组成。料胚由榨螺的螺旋逐渐推进受到二次压榨，压榨力的来源是：料胚由1-2节榨螺向前推进到3节榨螺，由于3节榨螺根径逐渐增大〔即牙形高度逐
渐减小〕螺纹逐渐加宽，从而榨螺与榨圈间的容积逐渐减小，进而将料胚推进到4节榨螺与5节榨螺处，榨膛容积增大，料胚被松散后继续向前推进。通过调节调饼头与出饼圈之间的间隙，控制出饼厚度，由于榨膛的特殊结构，料胚在榨膛产生复杂的相对运动和很大的摩擦力，致使油料的纤维的胶体遭受破坏，在巨大的压力下，油就从榨条缝隙和榨圈的出油槽中挤出来。
1.4 榨油的工艺流程
油料在进入油机前，需要过一系列的预处理，一般有清选，棉籽脱绒或带壳油料的剥壳和破碎、软化、轧胚、蒸炒等工序。
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大豆工序：
大豆－清选－破碎〔别离〕－〔粗轧〕－软化－轧胚－蒸炒－压榨－毛油〔豆饼〕1.5 设计榨油机的一般程序 一部机器的质量根本上决定于设计质量。制造过程对机器质量所起的作用，本质上就在于实现设计时所规定的质量。因此，机器的设计阶段是决定机器好坏的关键。
1.5.1 方案阶段
在根据生产或生活的需要提出所要设计的新机器后，方案阶段只是一个预备阶段。此时，对所要设计的机器仅有一个模糊的概念。
在方案阶段中，对所设计的机器的需求情况作充分的调查研究和分析。通过分析，进一步明确机器所应有的功能，并为以后的决策提出由环境、经济、加工以及时限等各个方面所确定的约束条件。在此根底上，明确地写出设计任务的全面要求及细节，最后形成设计任务书，作为本阶段的总结。设计任务书大体上应包括：机器的功能，经济性及环保性的估计�制造方面的大致估计，根本使用要求，以及完成设计任务的预计期限等。此时，对这些要求及条件一般也只能给出一个合理的范围，而不是准确的数字。例如可以用必须到达的要求、最低要求、希望到达的要求等方式予以确定。lc低通滤波器
1.5.2 方案设计阶段
本阶段对设计的成败起关键作用。在这一阶段中也充分地表现出设计工作有多个解〔方案〕的特点。
机器功能得分析，就是要对设计任务书提出的机器功能中必须到达的要求、最低要求及希望到达的要求进行综合分析，即这些功能能否实现，多项功能间有无矛盾，相互间能否替代等。最后确定出功能参数，作为进一步设计的依据。在这一步骤中，要恰当处理需要与可能、理想与现实、开展目标与当前目标等之间可能产生的矛盾问
白头题。
确定功能参数后，即可提出可能的解决方法，亦即提出可能采用的方案。寻方案时，可按原动局部、传动局部及执行局部分别进行讨论。较为常用的方法是先从执行局部开始讨论。
进行机器评价时，还必须对机器的可靠性进行分析，把可靠性作为一项评价的指标。从可靠性的观点来看，盲目的追求复杂的结构往往是不明智的。一般地讲，系统越复杂，那么系统的可靠性就越低。为了提高复杂系统的可靠性，就必须增加并联设备系统，而这不可防止地提高机器的本钱。
通过方案评价，最后进行决策，确定一个根据进行下步技术设计的原理图或机构运动简图。
在方案设计阶段，要正确地处理好借鉴与创新的关系。同类机器成功的先例应当借鉴，原先薄弱环节及不符合现有任务要求的局部应当加以改良或者根本改变。既要积极创新，反对保守和照办原有设计，也要反对一味求新而把合理的原由经验弃置不用这两种错误倾向。
1.5.3 技术设计阶段农民频道自娱自乐
技术设计阶段的目标是产生总装配图及部件装配草图。通过草图设计确定出各部件及其零件的外形及根本尺寸，包括各部件之间的连接零、部件的外形及根本尺寸。最后绘制零件的工作图、部件装配图和总装图。
为了确定主要零件的根本尺寸，必须做以下工作：
⑴机器的运动学设计
根据确定的结构方案，确定原动机的参数〔功率、转速、线速度等〕。然后，做运动学的计算，从而确定各运动构件的运动参数〔转速、速度、加速度〕。
⑵机器的动力学计算
结合个部件的结构及运动参数，计算各主要零件所受载荷的大小及特性。此时求出的载荷，由于零件尚未设计出来，因而知识作用于零件上的公称或名义载荷。
⑶零件的工作能力设计
主要零件所受的公称载荷的大小和特性，即可做零部件的初步设计。设计所依据的工作能力准那么，需参照零部件的一般失效情况、工作特性、环境条件等合理地拟定，一般有强度、刚度、振动稳定性、寿命等准那么。通过计算或类比，即可决定零部件的根本尺寸。
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