1、 江苏科技大学 本 科 毕 业 设 计（论文） 学 院 机电与汽车工程学院 专 业 机械设计制造 学生姓名 班级学号 指导教师 年 月江苏科技大学本科毕业设计（论文） 1 江苏科技大学本科毕业论文 2L液体瓶筒式灭菌生产线上料系统设计 Design of 2L liquid cylinder sterilization production line material system 江苏科技大学本科毕业设计（论文） 2 摘 要 本上料系统是针对筒式 高温动态蒸汽 灭菌而设计的，目的是 将液体瓶连续有序 动态的 送入灭菌主筒内 进行灭菌 。高温蒸汽灭菌是食品，药品等 产品 消毒的最有效的方式之一
2、 ，目前得到较普遍的应用，类似的设备比如有：高温灭菌箱，高温灭菌柜等。 液体瓶筒式 灭菌 上料系统是整个筒式高温 蒸汽灭菌 系统的开 始部分，这对整个灭菌流程的效率和灭菌效果有 非常 重要的影响，关系到后续灭菌的效率和产品卫生品质 。 因此设计的 2L 液体瓶筒式灭菌生产线上料系统，需要解决的问题是：自动上料和连续上料。 关键字： 高温筒式灭菌 ； 自动连续 ； 上料系统 江苏科技大学本科毕业设计（论文） 3 Abstract Most of the sterilization is the use of the drug powder static, steam dynamic method
3、, this method sterilization effect is general, the efficiency is not high, the safety can not be fully guaranteed. How to realize the continuous dynamic and steam dynamic sterilization is the priority in the field of high temperature steam sterilization. How to encapsulate the good product in the ma
4、terial sterilization, how to guarantee the sterilization efficiency of the product is getting higher and higher attention. The feeding system is designed for the high temperature steam sterilization, the purpose is to feed the liquid bottle into the sterilization main tube in order to sterilization.
5、 High temperature steam sterilization is one of the most effective way for food, medicine and other disinfection, and is now widely used, such as: high temperature sterilization box, high temperature sterilization cabinet, etc. Liquid bottle tube type sterilization system is part of the tube type hi
6、gh temperature steam sterilization system, which has very important influence on the sterilization process efficiency and sterilization effect in relation to subsequent sterilization efficiency and hygienic quality of product. Therefore, the design of 2L liquid bottle tube sterilization production l
7、ine system, the need to address the problem is: automatic feeding and continuous feeding. Keywords: high temperature canister sterilization； automatic continuous； feeding system 江苏科技大学本科毕业设计（论文） 4 目 录 第一章 绪论 . 6 1.1 引言 . 6 1.2 国内外 灭菌 设备 研究现状 . 6 1.2.1 国外 灭菌 研究现状 . 6 1.2.2 我国 灭菌研究 情况 . 1 1.3 课题的目的和意义
8、 . 2 1.4 本课题主要研究内容 . 2 第二章 2L 液体瓶筒式灭菌生产线的总体设计与相关计算 . 3 2.1 筒式灭菌生产线的总体设计 . 3 2.2 筒式灭菌生产线的相关计算 . 4 2.2.1 电机 . 5 2.2.2 输送架 . 6 2.2.3 输送带 . 7 2.2.4 轴承与托辊 . 7 2.2.5 滚筒 . 8 第三章 2L 液体瓶筒式灭菌生产线的上料系统与相关 计算 . 9 3.1 灭菌生产线上料系统 . 10 3.1.1 上料输送和推料 . 11 3.1.2 进料 . 12 3.2 灭菌生产线上料系统相关计算 . 13 3.2.1 上料电液推杆 . 14 3.2.2 链
9、轮和链轴 . 14 3.2.3 灭菌时间 . 14 第四章 2L 液体瓶筒式灭菌生产线的上料系统的结构设计 . 17 4.1 底座与上料架 . 18 4.2 装瓶器 . 19 第 五 章 总结与展望 . 20 江苏科技大学本科毕业设计（论文） 5 5.1 总结与展望 . 21 5.2 论文成果 . 22 第 六 章 致谢 . 23 参考文献 . 24 江苏科技大学本科毕业设计（论文） 6 第一章 绪论 1.1 引言 随着 科学技术的日新月异，自动化程度要求越来越高，原有的生产上料装备远远不能满足当前高度自动化的需要。减轻劳动强度，保证生产的可靠性 ,安全性，降低生产成本，减少环境污染，提高产品
10、的质量及经济效益是企业生产所必须面对的重大问题。 灭菌 生产线上料系统作为 对 产品 高温 灭菌 开始的重要一环 ，对 产品 后续的质量及生产效率 有极大的影响，所以基于现有的理论基础和生产实践设备 ， 研究新的上料系统的方法，提出更好的上料系统方案或者优化一套上料系统，会有较大的价值和意义。 1.2 国内 外 灭菌设备 研究现状 1.2.1 国外 灭菌 研究现状 国外灭菌生产线自动上料系统已经很成熟，因为发展起步较早，发展周期长，而且灭菌方法多，自动化程度很高 1。 欧美等发达国家对食品安全问题观念更加重视，他们的灭菌技术也更高， 设备也更完善 4。其中以法国 ACB 公司的灭菌设备最为先进
11、，目前要达到类似的程度，国内还 需要引进更多的相关技术和投入更多的资金和研究人员。 1.2.2 我国 灭菌研究 情况 目前，国内大部分生物制药产品、医药产品及中药产品的消毒 灭菌仍采用间歇式过热灭菌的方法，以保证其特殊的用途及安全性。但如前文所述，其灭菌过程中一直沿用着 “药物粉粒静态、蒸汽动态”的方法，弊端在于 技术可靠性差、灭菌 效率低，工人劳动强度 较大，卫生安全不稳定，且资源利用率低 2。 但目前国内的灭菌生产设备发展速度较快，提高潜力大，随着越来越多相关技术的进步，灭菌领域有望实现质的飞越 7。 江苏科技大学本科毕业设计（论文） 7 1.3 课题的目的和意义 近几年，我国综合实力逐步
12、增强，人民生活水平有很大的提高，但还是有许多食品药品行业出现产品卫生安全不达标，设备陈旧，消毒技术水平低等现象 8。因此， 国家食品药品监督管理局对食品药品出台了越来越完善和严格的法律， 用来规范食品药品的卫生安全 3。所以， 灭菌生产设备作为食品生产安全的重要组成部分，对消费者健康和企业的发展有很大的意义 ，研究一种上料系统， 使 上料更有效率，使设备更加自动化。 1.4 本课题主要研究内容 根据总体设计的要求，进行上料系统和输送系统的设计。 保证输送系统在输送过程中，不会对料本身造成损坏，影响产品质量。上料系统要能实现准确有序自动上料，有节拍控制 5。 首先查阅与高温蒸汽灭菌相关的知识 和
13、生产装备 ，了解最新的研究现状，分析其中产品的上料方法 6。然后根据查阅的知识和资料提出总的上料系统的设计方案，根据总体方案，细化各个部分的组成 ， 进行 各部分零部件的尺寸的计算和建模， 最后进行组装和测试分析， 对 必要部分进行强度分析和校核。 江苏科技大学本科毕业设计（论文） 8 第二章 2L 液体瓶筒式灭菌生产线 的总体设计与相关计算 2.1 筒式灭菌生产线的总体设计 整个筒式灭菌生产线系统的设计主要从两大方面考虑的，即生产效率和灭菌效果。为了提高生产效率就要保证整个系统的有效运转，所以需要系统是动态的连续的运行；为了达到较好的灭菌效果就要保证灭菌系统温度和蒸汽的可调。温度过高和蒸汽过
14、量都会损害产品的质量，温度过低 和蒸汽不足 会达不到 对产品的充分灭菌。 整个筒式灭菌生产线系统 设计 分 为： 上料系统、灭菌系统、 下料系统和控制系统。上料系包括：上料输送、推料、进料；灭菌系统是一个链条传输的循环系统，包括：链条输送、支撑架和灭菌主筒；下料系统包括：推料和下料输送。控制系统包括：电源控制、节拍控制和温度和蒸汽控制等。整个系统的总体设计效果如下图 2.1.1 所示。 图 2-1 灭菌 系统 总体 三维 建模 图 江苏科技大学本科毕业设计（论文） 9 图 2-2 方案 内部 主视图 图 2-3 方案俯视图 整个系统运转过程简述如下：首先打开控制系统，设备运行正常。将液体瓶放到
15、上料系统的输送带上，被输送到指定的上料位置，上料系统的推料机构运作将液体瓶推到灭菌系统的输送链条上 ，输送进灭菌系统的灭菌主筒内，此时观察主筒内的温度和蒸汽，利用控制系统的温度和蒸汽控制将主筒内的温度和蒸汽调节到合理的范围内，液体瓶在灭菌系统内进行动态连续的运行足够的时间后，被链条传输到指定的下料位置，下料系统的推杆机构运作将液体瓶推到下料系统的输送带上，输送到指定位置，整个系统如此连续动态循环不断 78。 2.2 筒式灭菌生产线的相关计算 2.2.1 输送电机 因为上料输送带和上料输送链的运行是歇规律停转的，根据其特点确定选用的电机是步进电机。 上料输送电机的功率选择： 满载的情况下 整个输送带 承载 的液体瓶质量 ： m=27x4x2=216kg；已知 上料输
