禽蛋大小头自动定向中水平偏转角自适应规律研究

摘要

禽蛋大小头定向处理是鲜禽蛋包装自动处理系统中一个核心单元，国内大多采用分列翻转式定向装置对禽蛋进行定向，该装置具有构造简单、定向准确、维修方便等特点。禽蛋在该装置上的关键运动为轴向运动和翻转运动，禽蛋在轴向运动中自形成一个水平偏转角，它是禽蛋大小头自动定向分列运动计算的核心参数，其大小直接影响到禽蛋定向直道分列段的长度和装置总体尺寸以及禽蛋轴向运动的有效性、稳定性和可靠性，是将禽蛋定向装置推广应用到其它非禽蛋卵形体农产品上的关键因素。而禽蛋轴向运动中水平偏转角的研究未见文献报道。因此，为了优化鲜禽蛋定向处理的工作参数，在禽蛋大小头自动定向综合试验台上探讨了禽蛋和模拟卵形体水平偏转角自适应规律，并利用洋鸡蛋探讨了新鲜度对定向运动（含水平偏转角）的影响。主要的研究结果如下:
　　对草鸡蛋、洋鸡蛋和鸭蛋3种禽蛋水平偏转角的自适应规律进行了研究，试验结果表明，禽蛋水平偏转角随与支撑辊间的摩擦系数的增大而增大。输送辊直径、辊间间隙与禽蛋的水平偏转角呈线性关系，决定系数在0.900以上。输送辊转动线速度对禽蛋水平偏转角无明显影响。基于响应面法的分析中，输送辊直径、辊间间隙对禽蛋水平偏转角的影响极显著，二者之间存在极显著的交互作用。响应面法预测模型能够很好的预测禽蛋的水平偏转角。禽蛋定向装置最佳工作参数为输送辊直径40 mm，输送辊辊间间隙15-25 mm，输送辊转动线速度50-70 mm/s。
　　对塑料、铝制、琼脂3种模拟卵形体水平偏转角的自适应规律进行了研究，试验结果表明，模拟卵形体质心位置相对于长短轴交点偏向于大头端或者小头端时模拟卵形体与输送辊间的传动关系属于交错轴摩擦轮传动，当质心位置位于模拟卵形体长短轴交点处时，模拟卵形体与输送辊间的传动关系相当于平行轴摩擦轮传动。模拟卵形体的J/L值、表面摩擦系数与卵形体水平偏转角呈线性关系，决定系数在0.980以上。塑料模拟卵形体的质量对水平偏转角的影响不明显。
　　模拟卵形体水平偏转角随与支撑辊间的摩擦系数的增大而增大。输送辊直径、辊间间隙与卵形体水平偏转角呈线性关系，决定系数在0.900以上。输送辊转动线速度对模拟卵形体的水平偏转角无明显的影响。基于响应面法的分析中，输送辊直径、辊间间隙对卵形体水平偏转角的影响极显著，二者之间存在极显著的交互作用。响应面法预测模型能够很好的预测模拟卵形体的水平偏转角。模拟卵形体定向装置最佳工作参数为输送辊直径40 mm，输送辊辊间间隙15-25 mm，输送辊转动线速度50-70 mm/s。模拟卵形体的水平偏转角变化规律与禽蛋相似，禽蛋大小头定向装置可以应用于非禽蛋卵形体。
　　对不同贮藏条件下的洋鸡蛋的新鲜度进行了研究，试验结果表明，鸡蛋在贮藏过程中，鸡蛋的新鲜度发生变化，温度越高变化越大。鸡蛋的失重率、哈呋单位和蛋黄指数的变化符合一级动力学模型。
　　对不同贮藏条件下的鸡蛋新鲜度与定向运动规律的关系进行了研究，试验结果表明，鸡蛋在贮藏过程中质心位置（J/L）、翻转率、侧偏角随贮藏时间的延长而减小。鸡蛋静止状态的倾角，轴向运动的水平偏转角、轴向速度、轴向加速度、翻滚距离随贮藏时间的延长而增大。贮藏时间对鸡蛋翻转时的导杆作用距离影响不明显。贮藏温度越高，鸡蛋定向各参数的变化速度越大。需定向处理的鸡蛋在10℃、18℃、26℃、34℃贮藏温度下的贮藏时间应分别小于25 d、16d、10d、7d。鸡蛋定向参数与新鲜度各指标之间的相关性较高，禽蛋新鲜度是影响翻转率的重要因素，定向参数能反映禽蛋新鲜度。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 禽蛋产业的国内外发展现状

1．1．1 禽蛋主要的营养价值

1．1．2 禽蛋产业国外发展现状

1．1．3 禽蛋产业国内发展现状

1．2 禽蛋包装加工的国内外现状

1．2．1 包装加工工艺

1．2．2 禽蛋包装加工的国外现状

1．2．3 禽蛋包装加工的国内现状

1．3 禽蛋大小头自动定向的国内外研究现状

1．3．1 禽蛋大小头定向的必要性

1．3．2 禽蛋大小头定向的国外研究现状

1．3．3 禽蛋大小头定向的国内研究现状

1．4 禽蛋新鲜度的国内外研究现状

1．4．1 禽蛋新鲜度国外的研究现状

1．4．2 禽蛋新鲜度国内的研究现状

1．5 研究目的和意义及研究内容

1．5．1 研究目的和意义

1．5．2 研究的主要内容

第二章 禽蛋水平偏转角自适应规律研究

2．1 试验材料与设备

2．1．1 试验材料

2．1．2 试验设备

2．2 试验方法

2．2．1 禽蛋定向运动过程的摄录和图像的截取

2．2．2 轴向运动中水平偏转角的测定

2．2．3 禽蛋与输送辊间静摩擦系数的测定

2．2．4 输送辊材质对禽蛋水平偏转角影响的测定

2．2．5 装置工作参数对禽蛋水平偏转角影响的测定

2．2．6 数据分析

2．3 结果与分析

2．3．1 输送辊材质对禽蛋水平偏转角的影响

2．3．2 装置工作参数单因素试验结果

2．3．3 基于响应面法分析定向装置工作参数对禽蛋水平偏转角的影响

2．4 本章小结

第三章 模拟卵形体水平偏转角自适应规律研究

3．1 试验材料与设备

3．1．1 试验材料

3．1．2 试验设备

3．2 试验方法

3．2．1 模拟卵形体水平偏转角的测定

3．2．2 不同质心位置模拟卵形体水平偏转角的测定

3．2．3 不同质量模拟卵形体水平偏转角的测定

3．2．4 不同摩擦系数模拟卵形体水平偏转角的测定

3．2．5 不同材质的输送辊对水平偏转角影响的测定

3．2．6 装置工作参数对模拟卵形体水平偏转角影响的测定

3．3 结果与分析

3．3．1 质心位置对模拟卵形体水平偏转角的影响

3．3．2 质量对模拟卵形体水平偏转角的影响

3．3．3 模拟卵形体表面粗糙度对水平偏转角的影响

3．3．4 输送辊材质模拟卵形体对水平偏转角的影响

3．3．5 装置工作参数单因素试验结果

3．3．6 基于响应面法分析定向装置工作参数对模拟卵形体水平偏转角的影响

3．4 本章小结

第四章 禽蛋新鲜度对大小头定向运动的影响

4．1 试验材料与设备

4．1．1 试验材料

4．1．2 试验设备

4．2 试验方法

4．2．1 禽蛋新鲜度的测定

4．2．2 鸡蛋静止状态下质心与倾角的测定

4．2．3 禽蛋定向运动的测定

4．3 结果与分析

4．3．1 贮藏时间对禽蛋新鲜度的影响

4．3．2 鸡蛋新鲜度变化动力学分析

4．3．3 贮藏时间对鸡蛋质心位置和倾角的影响

4．3．4 贮藏时间对定向参数的影响

4．3．5 贮藏时间与鸡蛋新鲜度及定向运动各参数间的相关性分析

4．3．6 鸡蛋的定向运动各参数与鸡蛋新鲜度之间的回归分析

4．4 本章小结

第五章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表的论文