鱼松块压缩成型工艺参数优化

为研究鱼松块压缩成型工艺对鱼松成型块品质的影响,分析了糕粉添加量、成型压力、保压时间和成型速度对鱼松成型块质构和感官评定的影响。选取糕粉添加量、成型压力、保压时间进行正交试验。试验结果表明：鱼松成型块感官评分与硬度和咀嚼性呈极显著正相关,与弹性和黏附性呈极显著的负相关;成型压力对鱼松成型块的感官评定有显著影响;对感官评分的影响顺序为：成型压力>糕粉添加量>保压时间;正交试验的最佳成型工艺为糕粉添加量20%,成型压力3?MPa,保压时间20?s,成型速度为40?mm/min。该工艺将为鱼松块成型设备的研制提供设计依据。     

香菇柄成松机研制与成松性能试验

针对当前香菇柄成松加工效率低、品质差、不适应工业化生产等问题,该课题研制了一种基于打击成松原理的香菇柄成松机,其结构主要包括机架、进料装置、成松筒、主传动装置、打击成松装置、出料装置,该机器能实现香菇柄连续工业化生产。为探究不同工艺与结构参数对成松机成松性能的影响,选择干/鲜香菇柄类型、香菇柄含水率、主轴转速、刀具类型、刀具末端与成松筒壁之间的间距等作为试验因素,以打击后样品的含松率、蓬松度和感官评分作为试验指标,进行了香菇柄成松试验。试验结果表明：对于含松率,含水率、主轴转速和干/鲜香菇柄类型影响极显著（P<0.01）,其它因素均影响显著（P<0.05）;对于蓬松度,含水率、干/鲜香菇柄类型和刀具末端与成松筒壁之间的间距影响极显著（P<0.01）,刀具类型和主轴转速影响显著（P<0.05）,主轴转速影响不显著（P>0.05）;对于感官评分,含水率、刀具类型、主轴转速和刀具末端与成松筒壁之间的间距影响极显著（P<0.01）,干/鲜香菇柄类型影响不显著（P>0.05）。同时,设计了正交试验,采用综合平衡法对含松率、蓬松度和感官评分指标进行综合分析,确定了成松试验的最优水平组合：干香菇柄,复水后含水率为50%左右,主轴转速为2200 r/min,直刀,刀具末端与成松筒壁之间的间距为7 mm。该条件下的试验样品的含松率平均值为97.1%,蓬松度平均值为0.079 g/cm3,感官评分平均值为16.8分。     

淡水鱼腹背定向装置设计及试验

针对目前淡水鱼前处理设备主要采用人工进行定向喂料,劳动强度大、效率低,同时鱼体定向整理设备缺乏等问题,该研究以鱼体腹部横截面近似为楔形的典型大宗淡水鱼鲫鱼为研究对象,在鱼体腹背受力挤压力学特性研究的基础上,提出了一种淡水鱼鱼体腹背定向方法,同时分析了鱼体腹背定向机理,设计并试制了淡水鱼鱼体腹背定向试验装置。选取鲫鱼为试验对象,以定向成功率和定向时间为试验指标,对淡水鱼鱼体腹背定向试验装置的主要参数进行了优化。通过单因素试验探究了辊形、对辊间隙、鱼体输送速度、对辊转速等装置主要参数对鱼体腹背定向的影响规律。在单因素试验结果的基础上,进行了正交试验,试验结果表明:各因素间的最优水平组合为:对辊间隙50 mm,对辊转速50 r/min,鱼体输送速度0.6 m/s时,在此最优水平组合下,定向成功率为100%,定向时间为0.55 s,试验装置工作运行参数最佳。该文的研究结果可为淡水鱼鱼体定向设备的研发提供理论依据和技术参考。     

基于电子舌的鱼肉品质及新鲜度评价

为了能用仪器快速客观地评价鱼肉的品质和新鲜度,利用该课题组开发的多频脉冲电子舌,对鲈鱼、鳙鱼、鲫鱼3种淡水鱼和马鲇鱼、小黄鱼、鲳鱼3种海水鱼进行了评价试验。淡水鱼宰杀后置于4℃下冷藏,冰冻海水鱼在室温下解冻后再置于4℃下冷藏。每天每一鱼取5份肉样进行电子舌检测。结果表明:鱼在不同时间点的品质特性可以用电子舌加以有效区分,据此可以较准确地表征鱼类新鲜度的变化;电子舌不仅可以有效区分淡水鱼和海水鱼,而且还可以辨识不同品种淡水鱼或海水鱼之间的差异。电子舌作为一种新型的现代化智能感官仪器,在鱼肉的品质以及新鲜度评价中具有巨大潜力。     

甘蔗切割过程的有限元仿真

为了提高微型甘蔗切割器的性能,需要得到刀具倾角与切割速度对切割力,切割耗功,破头率等的影响。该文利用ANSYS/LS-DYNA对甘蔗切割过程进行有限元仿真。在仿真中建立了不同的刀具倾角以及切割速度组成的有限元模型,并使用LS-DYNA提供的MAT_WOOD材料模型以及接触侵蚀算法进行数值计算。仿真结果表明,切割速度变化对切割过程中的切割力,能量损耗和刀具最大应力的影响较为显著,倾角变化对切割力的影响较为显著。动刀倾角为0°时,切割力最小,动刀速度在0.5～0.9 m/s范围内,切割速度越大切割力越大。通过与试验的对比,发现在仿真中速度的变化对切割力大小趋向的影响与试验结果吻合,切割力最大值的相对误差小于20%。甘蔗切割的有限元仿真能降低试验成本,缩短试验时间,为样机的设计提供了依据。     

双动刀沙棘枝条切割参数分析与试验

针对国内缺少沙棘专用机械收获装备、探明沙棘枝条最优切割参数组合,该研究设计了双动刀沙棘枝条切割试验台并开展沙棘枝条切割试验,确定了切割装置关键结构参数,基于LabVIEW开发了沙棘枝条切割特性测控系统和数据采集软件。通过单因素试验探究平均切割速度、刀具滑切角、刀刃高度和动刀组数对单位直径峰值力及单位面积切割功耗的影响;采用Box-Behnken多因素试验设计方法,以平均切割速度、枝条喂入速度和刀具滑切角为试验因素,以单位直径峰值力和单位面积切割功耗为评价指标建立回归模型。试验结果表明,评价指标随着平均切割速度、刀具滑切角和刀刃高度的增大而减小,在双动刀时比单动刀时数值更小。通过响应曲面法优化回归模型,确定最优切割参数组合为平均切割速度0.45 m/s、枝条喂入速度0.64 m/s、刀具滑切角9.4°,该组合下单位直径峰值力为53.33 N/mm,单位面积切割功耗为69.87 N/mm²,模型误差小于5%,切割参数优化结果准确。研究结果可为后续沙棘枝条收获装备的研发提供数据支撑。     

苎麻机械剥制试验与工艺参数优化

苎麻剥制工艺参数是剥麻机设计与力学分析的基础。为提高剥麻机剥制质量和效率,论文针对剥麻机切削机构运动和力学特点,在自行设计的苎麻剥制机上进行了试验,对麻皮基本工艺参数、麻皮机械物理特性、切削机构动力参数对剥制质量和生产效率的影响关系进行了试验测定和优化分析。试验结果表明：随着正压力增大,纤维含杂率和含胶率降低,麻纤维质量得到提高,但损失率增加。麻皮切削速度加大有利于提高工效,但纤维质量有所下降,损失率增加。对剥制质量和工效的综合影响分析显示,切削机构刀具正压力和相对速度的最佳取值分别为220 N和 0.6 m/s,而滑动摩擦系数,麻壳剪切强度,麻壳及纤维的厚度压缩比等工艺参数可为剥麻机切削机构的设计提供重要依据。     

水稻钵盘精量播种机充种性能试验

为优化水稻钵盘精量播种机有关参数,以提高其充种性能。利用研制的水稻钵盘精量播种机进行了三因素五水平二次正交旋转组合试验,研究了型孔直径、型孔厚度、种箱速度对充种率、损伤率和空穴率的影响。结果表明影响充种率和空穴率的因素主次顺序为型孔直径、型孔厚度、种箱速度;影响损伤率的因素主次顺序为型孔直径、种箱速度、型孔厚度;确定较优参数组合为型孔直径10 mm、型孔厚度4 mm、种箱速度0.115 m/s;此时充种率94.81%、损伤率0.479%、空穴率0.46%,研究结果为水稻钵盘精量播种机设计与性能改进提供依据。     

鸡粪中低温干燥动力学特性与参数优化

为了研究鸡粪的中低温干燥特性,利用恒温鼓风干燥箱,以干燥温度、粪层厚度、风速为因素研究了鸡粪含水率和干燥速率随时间变化的规律,用常见的薄层干燥模型对鸡粪的干燥曲线进行了拟合分析,并用正交试验优化了鸡粪干燥工艺参数。结果表明:鸡粪的中低温干燥过程由2个降速阶段组成,第2降速阶段的干燥速率相对于第1降速阶段下降更快。干燥温度越高,粪层厚度越小,风速越大,干燥速率曲线出现拐点的时间越早,达到干燥平衡所用时间越短;Exponential模型能较好的模拟鸡粪的干燥过程;在中低温条件下,根据Fick定律得到2~6 cm粪层厚度鸡粪的有效扩散系数在2.25×10–7~2.35×10–6 m2/h间;用正交试验得到鸡粪中低温干燥时效率最高的工艺为:干燥温度55℃,粪层厚度6 cm,风速1.2 m/s,该工艺下鸡粪的干燥效率为0.47 h/g。     

高温短时气流膨化薏米工艺优化

为了对薏米高温短时气流膨化工艺进行优化,采用响应曲面法研究了预糊化时间、膨化温度、膨化时间和含水率4个因素对薏米膨化率和黄蓝值的影响,并对膨化前后薏米的淀粉和蛋白质体外消化性以及细胞结构进行了分析。结果表明,影响薏米膨化率因素的强弱顺序依次为膨化时间>含水率>膨化温度>预糊化时间,高温短时气流膨化薏米的最优条件为预糊化时间30min、膨化温度250℃、膨化时间20.0s和含水率6%。膨化后薏米淀粉和蛋白质体外消化率均比膨化前显著提高(P<0.05)。膨化后薏米细胞内部呈蜂窝状结构,形成很多较大的空洞。该文提供了一种缩短薏米蒸煮时间和提高营养物质消化吸收率的技术,满足薏米工业化生产的需求。     

黑鱼整皮剥离系统切割刀具工作参数优化与试验

为降低黑鱼整皮剥取过程中鱼皮损伤,提高鱼皮完整度,该研究以“杭鳢1号”黑鱼为试验对象,对刀具工作参数进行优化。以切割刀片的齿形构造、旋转方向、刀片直径、刀片厚度、刀片转速为主要因素,在自行搭建的黑鱼整皮剥离装置上进行单因素试验与正交试验,研究各因素对切割质量、切口损伤程度及鱼皮损伤的影响。单因素试验结果表明：采用无齿圆形刀片、反向切割、刀片直径为60～100 mm、厚度为1.2～1.8mm之间、转速为2 500～3 500 r/min时切割效果较好,切口整齐平滑,切割过程对切口损伤小,切口质量感官评分及切割指数分值较高。正交试验结果表明,影响切口感官评分因素依次为：切割刀片直径、刀片厚度、刀片转速;影响切口切割指数因素依次为：刀片直径、刀片转速、刀片厚度;刀片直径80 mm、刀片厚度1.2 mm、刀片转速3 000 r/min时,切口感官评分及切割指数分值最高。对优化试验结果进行验证试验,切口光滑平整,无明显损伤,切口感官评分达到9.30分,切割指数可达9.15,符合黑鱼剥皮的工艺要求。该研究可为鱼类整皮自动化剥离系统研制提供参考。     

链式剖鱼机工艺参数优化试验

为了对6PYL-305型剖鱼机进行优化以提高其剖切质量,以鲢鱼和鳊鱼为研究对象对其关键部件和工艺参数进行了试验,研究喂料撞块位置、鳊鱼夹片安装倾角、鲢鱼出料滑槽高度、刀具类型等因素对剖切质量的影响。试验结果表明：剖切鲢鱼时最佳撞块位置为距离料斗右侧（225±5）mm、剖切鳊鱼时为（160±5）mm;剖切鳊鱼时夹片最佳安装倾角为16°;鲢鱼出料滑槽的最佳高度为65 mm;齿高3 mm的小齿刀盘作为剖切刀盘综合效果最佳,鲢鱼鱼体剖切率可达（83.90±2.31）%,剖切损失率仅为（0.62±0.15）%,鳊鱼的剖切损失率为（0.85±0.28）%,剖切面较光滑,剖切后的鱼体内脏可以很方便地去除。采用优化后的工艺参数,剖鱼机性能以及稳定性得到了良好改善。     

典型海产小杂鱼机械去脏试验

针对海产小杂鱼前处理设备短缺现状,开展小杂鱼机械去脏试验研究。利用去脏加工试验平台,选取深水红娘鱼（Lepidotrigla abyssalis）、叉斑狗母鱼(Synodus macrops)和小黄鱼(Pseudosciaena polyactis)作为小杂鱼典型代表,分别进行2种剖腹去脏布置方式、2种剖腹刀具构型、4种除脏轮构型以及剖腹刀具和除脏轮的转速转向变化、夹送带线速度与其不同的匹配组合对去脏效果和感官质量的比较试验。结果表明：上述3种小杂鱼以剖腹去脏装置下置式并匹配以高转速无齿圆盘刀逆向剖腹和低转速仿形异构齿除脏轮逆向去脏加工方法比较合适;平肚型类的深水红娘鱼和侧扁型类的小黄鱼还可采用适当构型的三角形齿或梯形齿除脏轮进行逆向去脏加工方法;机械方法的生产率是手工方法的8~12倍,能够实现某些小杂鱼品种的鱼内脏100%除净率和近似零损伤鱼体的质量效果。海产小杂鱼机械去脏加工技术路线可以设计为：去头后的小杂鱼-定向与有序喂料-夹带定位与输送--圆盘刀旋切鱼腹-夹带定位与输送-鱼腹张开-除脏轮去除鱼内脏-夹带定位与输送-去脏后的鱼体输出漂洗。该研究可为小杂鱼机械去头去脏加工设备的设计提供参考。     

鱼粉加工压榨液经酶解发酵后的风味变化

为实现鱼粉加工副产物的高值化利用,本研究对鱼粉加工压榨液经酶解发酵后的挥发性风味及游离氨基酸含量进行了分析。结果表明,鱼粉加工压榨液经酶解发酵后,其滋味成分、游离氨基酸含量、呈味强度和呈鲜能力明显增加,且其牛磺酸含量高达0.263 g·100mL^-1,远高于市售鱼露。挥发性风味分析表明,酶解和发酵显著改善了鱼粉加工压榨液的风味,其醛醇类化合物、吡嗪类以及含硫类化合物含量均有所增加,酮类物质含量下降,其风味与市售鱼露相当。本研究为鱼粉加工压榨液或其他水产品下脚料的综合利用提供了有效手段。     

罗非鱼初加工喂入量监测与运行参数在线控制

为实现鱼类初加工过程中对物料状态和设备运行参数实时监测与在线控制,该研究以罗非鱼为研究对象,研制了基于机器视觉的喂入量实时监测设备。首先建立基于多源数据与知识融合规则的运行参数在线控制系统,系统主要由工控机、PLC、工业相机、伺服电机和显示器等组成,并研究根据生产线实时输送速度的变化在线调整相机采帧数及曝光时间参数,获取罗非鱼输送过程多目标图像,进一步采用LRMF(Local threshold, Remove, Morphological processing and median Filter)算法,对网格背景下不同规格罗非鱼的感兴趣区域进行提取,并构建动态条件下的罗非鱼面积-质量模型,对罗非鱼加工喂入量进行监测,最后基于模糊控制研究了鱼喂入量的控制方法,开发了喂入量监测及参数控制软件,实现对喂入量、输送带速度、去鳞滚筒转速等关键参数的实时监测与控制。试验结果表明,所建立的罗非鱼面积-质量模型决定系数R2为0.9,系统对喂入量、去鳞滚筒转速和输送速度的采集准确率分别可达95.61%、98.5%和98.6%,生产线平均加工速度为2 000 kg/h时,喂入量控制开启后波动范围减小了43.5%,且系统响应时间小于1 s,能够实现基于规则的运行参数闭环在线调控,满足鱼类加工生产线实时监控要求。研究结果可为淡水鱼初加工生产线的自动化和信息化研究提供技术参考。     

切割厚度可调甜菜切顶机构的分析与参数优化

针对现有甜菜切顶机构在切顶过程中切割厚度不能随甜菜青顶大小自动调节问题,提出一种新的切顶机构。对其工作原理进行分析,建立其运动学模型,推导机构各关键点的（角）位移、（角）速度和（角）加速度方程。基于Visual Basic 6.0编写机构的运动学仿真与优化软件,利用该软件分析链轮传动比、齿轮节圆半径、摆臂长度、仿形轮半径等主要参数对切刀切顶轨迹和甜菜青顶切割厚度的影响,并通过人机交互优化方法得到一组较优的机构参数,其对应的切顶轨迹曲线能满足甜菜切顶的农艺要求。基于Matlab语言编程,采用遗传算法对仿形轮线速度和牵引速度进行了分析与优化,优化结果优于经验值。最后,根据优化所得机构参数建立了切顶机构三维模型,通过ADAMS虚拟样机进行试验验证,虚拟试验结果与理论分析结果一致。     

4TSQ-2型甜菜切顶机设计及试验

针对甜菜分段收获技术需求,结合国内外甜菜收获技术及装备,该文提出了一种甜菜秧缨粉碎与顶部定切厚方式,并设计了切顶机。该切顶机主要由碎缨清理装置和仿形切顶装置组成,可一次完成甜菜缨叶的粉碎及青头的切削。理论分析了该机的关键部件结构参数及传动配置关系,确定了辊轴上2排甩刀或4排橡胶条的排列方式、25片/m的甩刀排列密度和26片/m的橡胶条排列密度,以及甩刀、橡胶条的结构参数。通过对仿形切顶装置进行运动学和力学分析,明确了连架杆、仿形板及切刀决定仿形效果及切顶质量,并确定了位置仿形机构和定厚切顶机构的关键结构参数。田间试验结果表明,该机的切顶合格率为93.6%,多切率为2.1%,满足甜菜切顶收获的指标要求。     

连续式淡水鱼弹簧刷去鳞机参数优化与试验

为了提高连续式淡水鱼弹簧刷去鳞机的去鳞效果,该文以鲢鱼为试验对象,通过自制去鳞机研究了去鳞机去鳞辊上的弹簧缠绕方式及整机运行参数对去鳞效果的影响,通过正交试验确定了各参数之间的最优组合,即去鳞辊上缠绕的不锈钢弹簧采用1.2mm×16mm、弹簧缠绕圈数2.5圈、弹簧头尾固定间距40mm,去鳞辊转速1390r/min、压辊转速100r/min、输送辊转速800r/min,此时鲢鱼去鳞率均值为68.7%。该研究可为连续式淡水鱼弹簧刷去鳞机的改进提供参考。     

大枣全自动输送定向切片机设计与应用效果

为了解决大枣切片生产效率低、切片厚度不均匀、造碎率大、卫生状况差、安全性差等难题。该文在大量调研和综合分析现有设备的基础上,利用现代设计制造技术、食品加工技术和控制技术,通过对大枣加工工艺过程进行分析研究,设计了一种大枣全自动输送定向切片设备,确定了该设备的主要技术参数,对关键零部件进行了设计计算;研究分析了切片过程中切片速度与造碎率之间的关系,优化了切片速度等参数,减少了造碎率,当切片速度为15.9r/min时,造碎率在4%以内;采用实验室中试验和企业大批量生产试验相结合的方法,进一步修改完善了试验样机。试验结果表明该设备具有造碎率低、生产效率高等优点,在企业中使用,平均生产效率达到300kg/h以上,成品率达到96%以上,取得良好的效果。