基于TRIZ理论的生产食醋翻醅设备及发酵池创新设计与应用

摘要

我国是生产和使用食醋广泛的国家之一，具有显著的经济效益，目前我国食醋行业集中度和工业化程度偏低，很难摆脱人力成本高和生产效率低的困境。如何提高食醋的生产效率，降低人力成本具有重要的现实意义。本文以创新方法TRIZ理论为技术手段，通过合理有效的科学研究和数据分析，力图实现生产食醋的发酵翻醅设备及发酵池的创新设计。
　　首先，以发酵的起源和食醋的产生为出发点，介绍了食醋发酵容器和翻醅方法的发展现状，在指出现有市场存在发酵池和翻醅机的改进需求之后，阐述了创新方法在推广应用的研究现状。介绍了食醋生产过程中发酵车间翻醅机的工作原理、发酵池的结构以及物料的发酵过程，挖掘出发酵池酿醋的生产问题，即翻醅机搅拌叶片与发酵池底部瓷砖之间的矛盾。
　　其次，基于实际问题矛盾，采用创新方法TRIZ理论和发明问题解决算法IMS分析了上述问题，绘制了该问题的组件关系正交表和因果分析图，由此设计出解决问题的模型。
　　最后，在已建立问题模型的基础上，采用TRIZ理论的相关方法获得了翻醅机的五种创新设计方案，即利用技术矛盾得到了长度可控翻醅机搅拌叶设计方案;利用最小问题和最大问题得到翻醅机搅拌叶末端高压代替设计方案;利用物场模型得到了搅拌叶末端形状改造设计方案;利用双物场模型得到发酵池底高压喷气设计方案;利用TFR方法得到了发酵池底部铺设的粮食砖池设计方案。同时结合工程实际情况，对各方案进行综合评价，评价结果表明:所有方案均可以解决矛盾问题，但是方案的实现会受到发酵环境、维护和管理成本、原始机构等因素的制约。最终得出结论:粮食砖法不仅满足生产成本和性能要求，而且有利于延长醋酸发酵池与翻搅机的寿命，是具有极高可实施性的方案。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1．2 醋的产生

1．1．3 食醋生产发酵容器的发展现状

1．1．4 粮食发酵翻醅方法的发展现状

1．2 刨新方法TRIZ理论概述

1．2．1 创新方法TRIZ

1．2．2 国外创新方法TRIZ理论研究发展概述

1．2．3 国内创新方法TRIZ发展的现状研究

1．3 本文研究的主要内容

1．4 本文研究框架

第二章 基于TRIZ理论的翻醅机和发酵池创新设计研究

2．1．2 食醋发酵过程现存问题分析

2．1．2 某食醋生产厂的技术改造要求

2．2．1 创新方法TRIZ理论的ARIZ算法

2．2．2 创新方法TIRZ算法IMS

2．3 本章小结

第三章 翻醅机的创新设计

3．1．1 TRIZ方法中的矛盾

3．1．2 长度可控搅拌叶结构设计

3．1．3 长度可控搅拌叶法运动过程

3．1．4 长度可控搅拌叶法综合性能分析

3．2 搅拌叶末端高压气体替代机构创新设计

3．2．1 创新方法TRIZ理论中的量大和量小问题

3．2．2 搅拌叶末端高压气体代替法机构设计

3．2．3 末端正压控制流程

3．2．4 搅拌叶末端高压代替法综合性能对比

3．3 搅拌叶末端形状改造法

3．3．1 创新方法TRIZ理论中的物场模型

3．3．2 搅拌叶末端形状改造法机构设计

3．3．3 搅拌叶末端形状改造法综合性能分析

3．4 本章小结

4．1 池底高压喷气法

4．1．1 池底高压喷气法机构设计

4．1．2 池底高压喷气法优综合性能分析

4．2 粮食砖池底法

4．2．1 创新方法TRIZ理论中的IFR

4．2．2 粮食砖池底法结构设计

4．2．3 粮食砖加工工艺

4．2．4 辕食砖循环利用

4．3 本章小结

第五章 总结与展望

5．1 总结

5．2 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间的研究成果