食品设备1

食品机械与设备绪论一、食品机械与设备的重要性•规范生产程序，保证产品质量。•减轻劳动强度，提高劳动生产率，增加产量，降低生产成本。•改善劳动环境，能完成人工无法完成的作业。•减少人身与食品物料的直接接触和病菌的传播机会，促进食品卫生法的贯彻执行。•食品设备水平反映国家工业化的程度及食品工业的水平。二、学习本课程的意义•产品开发与生产需合理工艺和完善适宜的机械设备，二者是有机的整体。•工艺是前提，机械设备是保证。•合理的工艺可以促进新型设备的开发，同时新型设备可为工艺提供更多选择。•食品工艺与设备须并驾齐驱，同步发展，相辅相成，互相促进。•因此，学习食品设备是从事现代食品工业工作所必需。三、食品机械与设备的特点•类别繁多，原料、产品、物料特性烦杂多样。•结构形式多样，非定型产品多，非标设备多。•通用性好，易于调节、易于调换模具、易检修，一机多用。•卫生要求高，与水、酸、碱接触多，应采用无毒、耐腐蚀材料，有易于清洗、消毒的光滑表面，防泄漏的传动密封。•自动化程度高，密闭无菌、安全可靠、操作简单、制造容易和投资较少。•食品设备涉及知识面十分广泛，既包括一般机械内容，又涉及食品工程、食品化学、食品流变学、食品卫生及艺术造型等。四、食品机械与设备的分类•食品机械品种一般3000种以上，我国1500种左右。•1984年发布的机械工业部标准（JB3750—84），按产品特征和种类分为专用设备和通用设备，共计28类。•专用加工设备：•制糖机械、•饮料加工机械、•糕点加工机械、•蛋品加工机械、•蔬菜加工机械、•果品加工机械、•乳品加工机械、•糖果加工机械、•水产品加工机械、•油脂深度加工机械、•调味品加工机械、•方便食品加工机械、•豆制品加工机械、•屠宰和肉食加工机械、•酿酒机械、•果蔬保鲜机械、•烟草机械、•罐头食品加工机械。•通用加工机械：•食品粉碎设备、•食品混合和搅拌机械、•食品浓缩设备、•均质机械、•杀菌机械、•干燥机械、•洗刷机械、•分选机械、•热交换器和不锈钢食品槽罐。五、食品机械与设备的发展重点•为保证食品工业重点发展的基础原料工业、方便食品、营养保健食品、传统食品、出口产品加工业在食品机械上的需求，提供急需和关键设备，食品机械与设备今后有以下发展重点：（1）粮油加工机械与设备•发展提高大米和面粉得率、降低杂质含量的设备，适当发展免淘米、珠光洁米、专用粉、杂粮精加工设备。•发展油脂浸出工艺、油脂精炼和豆粕低温脱溶机械与设备，开发并应用棉籽、菜籽的脱毒机械与设备。（2）方便食品加工机械与设备•发展和提高方便面、方便米饭、方便粥、方便米粉、挂面、膨化食品、馒头、包子、春卷、馄饨、饺子等方便主食加工设备；•发展快餐、课间餐、午餐等工业化生产机械与设备。•重点发展传统食品、保健食品、婴幼儿食品加工机械与设备。（3）啤酒、饮料加工机械与设备•发展啤酒、果汁、茶饮料、纯净水、富氧水的节能、低耗、高品质加工成套技术、机械与设备。（4）果蔬保鲜与加工设备•大力发展利用气调、60Co辐射、速冻、真空干燥、冷冻干燥、脱水保鲜等技术、机械与设备；•发展果蔬分级技术、机械与设备，果蔬汁、袋装鲜菜加工技术、机械与设备；•发展分离和提取果蔬资源中功能成分的技术、机械与设备。（5）屠宰与肉类加工机械与设备•发展畜禽屠宰机械与设备，大力发展熟肉制品和方便肉食品的加工技术、机械与设备；•加快发展冷却肉、配菜或调理肉食品加工技术、机械与设备；•发展畜禽屠宰的内脏、血液、皮、骨、羽毛和各种腺体的综合利用技术、机械与设备，应用分离和提纯新技术开发功能性生理活性物质的加工技术、机械与设备。（6）水产品加工机械与设备•发展鱼类洗净、分割和虾类脱壳分级的处理技术、机械与设备。•发展低值鱼为原料加工鱼糜的技术、机械与设备，加快发展水产功能食品及食品添加剂原料制备技术、机械与设备，发展仿真工程食品技术、机械与设备。（7）淀粉与淀粉糖加工机械与设备•发展大型玉米淀粉、大中型薯类淀粉生产技术、机械与设备，发展玉米直接法制果糖和变性淀粉生产技术、机械与设备，加快发展淀粉厂废渣、废水的综合利用技术、机械与设备；•开发微生物多糖、各类低聚糖、有机酸等功能性食品原料生产技术、机械与设备。（8）植物蛋白加工机械与设备•发展各种豆制品、豆奶的生产技术、机械与设备，发展各种植物蛋白（大豆、花生、玉米、米糠等）提取技术、机械与设备。•加快发展利用低温脱溶和脱毒处理后的大豆粕、菜籽粕、棉籽粕提取食用植物蛋白的技术、机械与设备。（9）节能机械与设备•大力开发食品工业中杀菌、蒸发、浓缩、干燥焙烤等高能耗单元的节能技术、机械与设备。（10）食品加工废弃物综合利用机械与设备•大力开发渣、汁、液、内脏、血和各种含钙物质的综合利用技术、机械与设备。（11）食品加工中重点应用的高新技术•重点发展真空技术、高压技术、超临界流体萃取技术、生物工程技术、膜分离技术、微波技术、超声波技术、保鲜辐射技术、挤压膨化技术、微胶囊技术、冷冻升华干燥技术、无菌包装技术和光电技术。六、本课程的学习方法、内容及目的•方法：学完食品工程原理等专业基础课后进行，注意与工程力学、机械基础、食品工程原理、食品工艺学结合学习。•内容：运用所学过的有关基本理论和工艺原理、工艺要求等知识，讲述食品设备的结构、性能、工作原理、参数的确定和选择，以及一些自控应用等内容。•目的：培养同学具有一定的食品设备选型及工艺设备设计能力。七、课程各章节内容和参考书•课程内容：绪论第一章食品输送机械与设备第二章食品分选机械与设备第三章食品粉碎设备第四章食品分离设备第五章食品混合设备第六章食品浓缩设备第七章食品干燥设备第八章食品杀菌设备•主要参考资料：◎教材：△《食品机械与设备》（第二版），马海乐主编，中国农业出版社，2013.7。◎主要参考书：△《食品工厂机械与设备》，许学勤主编，中国轻工业出版社，2012.12。△《食品加工机械与设备》（第二版），陈斌主编，机械工业出版社，2008.9。△《食品加工机械与设备》，崔建云主编，中国轻工业出版社，2004.5。△《软饮料加工机械》，张国治主编，化学工业出版社，2006.1。△《食品加工技术装备》，张裕中主编，中国轻工业出版社，2007.1。△《食品机械与设备》，肖旭霖主编，科学出版社，2006.7。△《食品机械与设备》，陈从贵主编，东南大学出版社，2009.7。第一章食品输送机械与设备•食品工厂厂外运输◎铁道、水路和公路——车辆与船只。•食品工厂厂内运输——固体与液体输送设备。◎固体：车辆、输送机、升运机等。◎液体：离心泵、螺杆泵、齿轮泵、真空泵等。第一节固体输送机械与设备一、带式输送机1.用途与特点•常用于块状、颗粒状、粉状物料及整件物品水平或倾斜方向运送，•同时可用作选择、检查、包装、清洗和预处理操作台等。•速度范围广（0.02～4.00m/s），•一般输送时取0.8～2.5m/s，•检查性输送取0.05～0.1m/s。•输送距离长。•能够在全机身任何部位装卸料。•但不密封，且倾斜角度不能太大(＜25°)。2.带式输送机的结构和工作原理•结构：☆封闭的环形输送带☆托滚和机架☆驱动装置☆张紧装置•工作原理：是由挠性输送带作为承载件和牵引件，由驱动滚筒外表面和环形输送带内表面之间的摩擦力作用而向前运动。3.带式输送机的主要构件（1）输送带——既是承载件又是牵引件，要求强度高、挠性好、重量轻、吸水性小、耐磨、耐腐蚀，同时满足食品卫生要求。•常用橡胶带，还有钢带和钢丝网带、塑料带、帆布带、板式带等。•橡胶带◎带芯——2～10层棉织物、麻织品或化纤织物，每层1.1mm。◎表面覆盖层——橡胶，上层3～6mm,下层1.5～3mm。◎特点：坚固耐用、抗湿、耐磨、弹性好◎规格：300、400、500、650、800、1000、1200、1600mm。◎用途：广泛用于常温或比室温高些的环境。•钢带◎厚度0.6~1.5mm，宽650mm以下。◎特点：机械强度大、不宜伸长、耐高温，但刚度大、挠性小、滚筒直径大。易跑偏，调偏装置复杂。◎用途：常用于食品烤炉。•钢丝网带◎用于油炸食品物料输送、水果洗涤、食品烤炉。•塑料带◎工程塑料：聚丙烯、聚乙烯、乙塑醛、高温锦纶。◎耐磨、耐酸碱、耐腐蚀、易冲洗、适于温度变化大的场合（－46～150℃），食品厂逐步推广。•帆布带◎抗拉、柔性好，多次折叠不疲劳，主要用于饼干成型前面片和饼胚的输送。•板式带◎也叫链板式输送带，用板式关节链牵引，固定导板承载，链板在导板上滑行。◎用来输送包装容器，如玻璃瓶、金属罐等。◎链板与驱动轮不打滑，速度稳定，承载能力大，可在高温、潮湿条件工作。（2）机架和托辊•机架：槽钢、角钢和钢板焊接而成。•托辊：对输送带及物料起承托作用。◎上托辊：平直托辊和槽形托辊。◎下托辊：平直托辊。◎托辊间距：上托辊通常0.25～0.5m，物料轻1～2m，下托辊间距为上托辊间距2倍。◎托辊长：比带宽大100～200mm。◎直径：φ89mm、φ108mm、φ159mm。◎材质:铸铁或无缝钢管，托辊上有滚珠轴承和含油轴承。◎调整托辊：防止胶带跑偏，托辊在横向能摆动。（3）驱动装置•电动机•传动装置（减速装置）：齿轮减速箱、蜗杆蜗轮减速箱、摆线针轮减速器、驱动滚筒。•驱动滚筒：钢板焊接而成，表面包木材、皮革和橡胶带，增加摩擦力。★滚筒宽度比带宽大100～200mm，成鼓形，中间直径比两侧稍大，可自动纠正跑偏，主动轮直径400～1600mm，从动轮直径320～1280mm。（4）张紧装置•补偿输送带伸长量，防止滚筒与输送带打滑。●螺杆式：用于较短的输送带，分拉力螺杆和压力螺杆。●重锤式：用于较长和能力较大的输送带。●压力弹簧式：具有缓冲作用，外形尺寸小，结构较复杂。二、斗式提升机1.用途与特点•用于物料沿垂直或接近于垂直方向输送。可输送玉米、豆粕、散装粉料、蘑菇、番茄、柑橙等。•主要优点：占地面积小，提升高度大（一般为7～10m，最大可达30～50m），生产率范围大（3～160m3/h），有良好的密封性。•缺点：过载较敏感，必须连续均匀地进料。2.斗式提升机的结构和工作原理•可分倾斜式和垂直式•结构：斗式提升机主要由牵引件、滚筒（或链轮）、张紧装置、加料和卸料装置、驱动装置和料斗等组成。•料斗常以背部（后壁）固接在牵引带和链条上。•工作原理：物料由进料口均匀喂入，料斗随牵引件向上移动，达到顶端驱动滚筒上方后翻转，在重力或离心力作用下将物料从卸料口卸出。•料斗的布置形式——由物料特性、装料和卸料的形式决定。◎料斗疏散形：粒状小、磨损性小的物料。◎料斗密集型：大块和磨损性大的物料。•装料方式◎挖取式：粉状、粒状、小块物料，速度0.8～2m／s。◎撒入式：大块和磨损性大的物料，速度不超过1m／s。•卸料方式◎离心式：速度较快，为1～2m/s，料斗疏散型布置，适于粒度小、磨损性小物料。◎重力式（无定向自流式）：低速，0.5～0.8m/s，料斗紧密型布置，适于块大、比重大、磨损性大、和易碎物料。◎离心重力式（定向自流式）：速度0.6～0.8m/s，料斗紧密型布置，适于流动性不良、纤维状和潮湿物料。3.斗式提升机主要构件•料斗◎深斗：适于干燥、流动性好、散粒状物料。◎浅斗：适用于潮湿和流动性差的粉状、粒状物料，斗距取2.3～3.0h。◎尖角形斗：粘稠性大、较沉重的块状物料。◎A：伸距；B：斗宽；h：斗深。•牵引件◎胶带：适于中小生产能力及中等高度，较轻粉状、粒状物料。◎链条：适于大生产能力及高度大，较重物料。◎驱动论和改向轮直径：由带的层数决定，一般取（125～150）i（mm）,帆布层数为i。改向轮可比驱动轮稍小些。三、螺旋输送机（搅龙）1.用途与特点•适用于各种需要密闭输送的松散粉状、粒状、小块状物料，如谷粒、面粉、水泥、砂、煤粉小块煤、卵石等，多用于短距离水平输送。•输送过程中，可对物料进行搅拌、混合、加热和冷却。•不带挠性牵引构件的连续输送机械。2.螺旋输送机的结构和工作原理•结构：核心部分装有螺旋叶片的转轴（输送螺旋）和料槽（壳体）组成。•工作原理：利用旋转螺旋产生的轴向推力将被输送物料在固