馬鈴薯清洗機是馬鈴薯淀粉及蛋白提取深加工生產過程中關鍵不可或缺的設備之一。目前國內的馬鈴薯淀粉及蛋白提取生產線中的馬鈴薯清洗方式主要是靠人工攪拌作業來完成,部分生產線中采用清洗設備,但采用的設備在清洗過程中時常會出現馬鈴薯清洗不干凈,表皮損傷,再經過水浸泡后很容易造成馬鈴薯的變質與腐爛?？傊?采用人工清洗的方式無疑大大降低了馬鈴薯淀粉及蛋白提取的生產效率,同時還增加了人工成本,而采用現有的清洗設備帶來的上述一些不利因素已經嚴重制約了馬鈴薯淀粉及蛋白提取生產加工線的產能提高和很難確保提取的淀粉及蛋白質量問題。

根據現有滾筒式馬鈴薯清洗機的缺點,本文針對馬鈴薯淀粉加工生產線的產能和加工質量要求,根據馬鈴薯清洗段的工藝要求,研制了一種新型馬鈴薯清洗機,該設備主要由機架、清洗輥、柵欄及脫水裝置等部件組成。利用有限元軟件對馬鈴薯清洗機的關鍵部件進行了強度分析,確保清洗效率、洗凈率及損傷率指標達到生產線的工藝技術要求。

利用Solidworks建立馬鈴薯單體和鼠籠式馬鈴薯清洗機的仿真模型,在EDEM軟件中進行馬鈴薯清洗過程的數值模擬,研究不同清洗輥轉速下清洗機內馬鈴薯的流動狀況,通過分析薯塊數量、碰撞次數等參量的變化規律,確定清洗機適宜的工作參數,為整機結構及工作參數的優化奠定基礎。在滿足馬鈴薯淀粉加工生產線產能要求的前提下,首先通過單因素試驗,研究不同因素對鼠籠式馬鈴薯清洗機清洗質量和能耗的影響,在此基礎上,根據響應面中心組合設計理論進行馬鈴薯清洗機的清洗試驗,經Design Expert8.0.5軟件優化,獲得馬鈴薯清洗機的最優工藝參數為:清洗輥轉速119r·min、清洗機整體傾角18.5°、清洗輥與柵欄間距4.6mm,在此工藝參數下,清洗機的功率消耗為1.66kw·h,馬鈴薯清洗機洗凈率為94.95%,馬鈴薯清洗機損傷率的為2.58%。此時。與理論值的相對誤差分別為2.9%、2.1%和4.2%。馬鈴薯清洗機通過工藝試驗驗證了試驗數據的可靠性,為實際生產工藝的制定提供依據。