食品机械与设备--绪论

第一章绪论第一节概述概念：是指把食品原料加工成食品（或半成品)过程中所应用的机械设备和装置叫食品机械.食品机械加工原料的分类:按物理状态分：固体流体按物料来源分：农产品、畜产品、水产品、林产品及其它土特产品。一、食品机械的作用1、促进国民经济发展2、提高劳动生产率、降低成本3、改善食品卫生条件、提高市场竞争力4、有利于改进和加强企业管理二、食品加工机械发展及现状（一）国内外食品机械的发展现状1、国内情况（1）品种少、技术水平较低、质量差、成套性不强（2）产品结构不合理（3）高新技术的应用有待加强（4）行业机制和人才培养还需完善2、国外情况（1）品种繁多及成套性强（2）技术水平高（3）食品机械向节能、节水、省汽、高得率、无污染或少污染的方向发展（4）浓缩、干燥、消毒、分离、粉碎、保鲜单元操作采用了新原理、新技术和新设备（5）食品机械与包装机械组合（6）食品资源高利用化（7）重视科研队伍建设、新产品的开发（二）国内外食品机械的发展趋势1、食品机械产品更加多样化、系列化、成套化2、生产自动化、管理智能化3、高新技术广泛应用4、生物技术与食品机械的结合三、食品机械分类我国国家标准（GB7635－87）通用食品机械、专用食品机械和非标准设备三大类①通用食品机械包括食品泵、离心机、过滤机、均质机、混合搅拌机、破碎机、压榨机、分选机、干燥机、清洗机、热交换器、浓缩蒸发设备、脱气机、杀菌机、食品不锈钢容器（锅、罐、塔、槽等）、阀门和管道等。特点：生产不同食品都可以应用。②专用食品机械油脂加工机械、屠宰机械、肉制品加工机械、糕点成形机、糖果加工机械、饮料加工机械、豆制品加工机械、调味品加工机械、水产品加工机械、酿酒机械、果品加工机械、蔬菜加工机她、淀粉和淀粉糖加工机械、食用香料及多用添加剂加工机械、方便食品加工机械、罐头食品加工机械、果蔬保鲜机械、乳品加工机械、茶叶加工机械、蛋品加工机械，制搪机械、制盐机械以及烟草加工机械等。特点：根据专用食品工艺要求而专门设计或选用的一组机械（生产线），这些工艺往往不是一台机械能完成的。食品加工产品对象分类（按原料或产品）③非标准设备：如流槽、输送带、计量秤、贮罐等，特点：指无有国家和行业标准的设备，企业自行设计的设备。（计量秤、贮罐称为计量和贮存设备）。也可分为以下三大类：1.食品输送机械与设备——用于改变它们的位置、但不改由变其形态。2.食品加工的工艺设备——用于改变食品原料和半成品的形态，使其发生物理一化学的、机械的或生物化学的变化。3.食品加工的辅助设备——不属于输送设备，又不属于工艺设备，而食品加工过程中又必不可少。根据原轻工业部的部颁标准分类：面、糖果、乳制品、罐头、豆制品、调味品、肉类、饮料、酒类、其它设备。中华人民共和国行业标准：1、饮食加工机械Y、2、小型加工机械X（膨化机）3、糕点加工机械G、4、糖果加工机械T5、豆制品加工机械D（豆类、淀粉）6、冷饮加工机械L（小型饮料机）7、肉类蛋品加工机械R8、酿造机械N（酱醋、腐乳调味品）食品机械设备功能分类（按设备功能、工作原理和特点分类）:物料输送机械与设备，原料预处理机械与设备粉碎设备均质及混合机械与设备，热加工机械与设备，冷冻加工机械与设备，装料及包装机械食品加工对食品机械与设备的要求要满足食品的加工工艺要求，反应工艺的实用性和多样性。必须易清洗、杀菌。与食品直接接触的部件必须是耐腐蚀、防锈，且无毒。必须具有可靠性和耐久性。四、本课程讲授的内容本课程按设备共性、并结合某一类食品生产的特性来讲解，增加国内外新型和典型设备的内容。重点：设备的结构、原理、特点、设计计算、选型。基本要求：1、在工程设计中，能熟练地对生产设备进行选型，并组成生产线；2、生产中因设备性能操作而引起的产品质量问题，能迅速作出判断，并能进行排除；3、对于非标准设备，能配套设计；4、对于通用设备和专用设备能准确地进行选型。第二节食品机械与设备材料一、总体要求物料接触部件：①对食品无害，不污染食品；②不受或少受物料介质的破坏，延长使用寿命。二、食品机械腐蚀（一）均匀腐蚀与防止措施1、特征:金属宏观地变薄2、防止措施（1）选用耐蚀材料；（2）耐蚀金属涂层；（3）表面合金化措施；（4）采取化学转化膜措施；（5）采用有机涂层措施。（二）电化学腐蚀金属、合金在电解质溶液中形成原电池。氧的浓差存在影响电化学腐蚀因素：1、金属组织和状态（1）纯金属少，合金材料多相；（2）变形和应力。（3）表面粗糙度。2、腐蚀介质的性质和状态（1）介质的性质和浓度；（2）介质的温度；（3）压力；①氧加速进入阴极区；②除去表面沉积腐蚀产物；3、设备的结构死角形成浓差电池。（三）化学腐蚀1、形成膜2、拌随电化学腐蚀。3、物料分解或腐败。4、微生物腐蚀嫌气腐蚀：阴极产物，FeS。硫酸盐还原细菌。条件pH=4.5~9.0好气腐蚀：硫化细菌，H2S生成硫酸。铁细菌：形成结核状覆层。有硫酸盐还原细菌腐蚀加快。5、氯离子：破坏奥氏体不锈钢表面钝化层，腐蚀内部。(四)局部腐蚀1、破坏形式产生麻点、局部穿孔、组织变脆、设备突然断裂。2、局部腐蚀分类孔蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀。3、防止三、食品机械设备常用的金属材料（一）碳钢和铸铁缺点：耐腐蚀性不好，易生锈。作用：承受载荷的结构，磨损构件。铁影响食品的色泽。接触的构件：表面涂层马口铁热镀锡厚度：3微米。电解法镀锡：0.35～1微米。涂搪瓷的钢铁容器：（1）原料：长石、石英砂、硼砂、萤石（2）优点：（3）缺点：（4）代替材料：无毒树脂涂料。（二）不锈钢(1)基本组成：铁—铬合金、铁—铬—镍合金。钛、铌、钼、钨、铜、氮等(2)特点：提高耐腐蚀性、机械和物理性质、加工工艺性质。(3)分类：铁素体型、马氏体型、奥氏体型、奥氏体一铁素体型等。含铬量12％~28％。1、铁—铬合金铁素体型，C＞0.15％转为马氏体型。马氏体的耐腐蚀性提高高铬钢17～28％2、铁—铬—镍合金0Cr18Ni9铬17～19％、镍8～11％、碳0.1％，称18—8钢。（1）性能耐腐蚀高、机械性能好、塑性较高、可焊性好。(2)特点没有磁性，比电阻和线膨胀系数大，导热性差。(3)型号：GB中国、AISI美国、DIN德国、BS英国、NF法国。1Cr18Ni9(302)、0Cr18Ni9(304)1Cr18Ni9Ti(306)、00Cr18Ni10(304L)0Cr18Ni10Ti(321)、0Cr17Ni12Mo2(316)00Cr17Ni14Mo2(316L)（4）缺点有产生晶间腐蚀的倾向。原因：高温使晶粒间多余的碳扩散到晶体内与铬结合形成Cr23C6析出，局部铬含量下降至耐腐蚀限。3、防止氯离子、晶间腐蚀措施（1）加入钛或铌；（2）加入钼，提高材料的化学稳定性。防止氯离子穿透钝化膜，氯离子在不锈钢表面形成MoOCl2保护膜。（3）加入2％的硅，抗酸性增加，阻止晶间腐蚀。（4）奥氏体和铁素体结合；（5）快速冷却，1100~1180℃；（6）贫铬现象的处理。（三）铜和铜合金1、特点：导热系数高，导热材料，制造换热器。2、紫铜的耐腐蚀性高耐腐蚀介质：存在氨、硫化氢、氯化物腐蚀加快。3、对食品影响（1）乳制品：不适味、奶油很快酸败、加热氧化。（2）维生素C的影响：促成维生素C很快分解。（四）铝和铝合金1、A12O3，白色无毒，不影响食品。2、对有机酸腐蚀微弱醋酸、柠檬酸、酒石酸、苹果酸、葡萄糖酸、脂肪酸等，例外：草酸和蚁酸。3、用处：铝为铸件。4、适用范围：碳水化合物、脂肪、乳类制品等。四、常用的非金属材料（一）非合成材料1、木材：2、搪瓷和玻璃衬里：3、金刚砂：4、橡胶：5、玻璃钢成分：玻璃纤维和树脂。特点：相对密度小、强度大、耐冲击、耐腐蚀。成型方法：层粘法和注塑法。（二）合成材料1、用途：2、优点：3、食品机械常用合成材料（1）尼龙聚酰胺。尼龙6、66、610、1010等。强韧、耐磨、相对密度小。加入30％的玻璃纤维，抗拉、抗压性能提高1.5倍。（2）聚烯烃聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）聚苯乙烯（PS）等。改性聚苯乙烯（ABS）优点：无毒、无臭、坚韧、质硬、刚性好，在低温条件下抗冲击，机械性能较好，（－40℃～100℃）。（3）聚碳酸酯（PC）工程性能优良，密度1.2kg／m3模具、托盘、饮料器具、容器、离心分离管、叶轮等。（4）氟塑料聚四氟乙烯（PTFE，F4）特点：光滑不粘，耐热性和化学稳定性好。用途：工作构件的表面材料。（5）有机硅特点：耐热性和化学稳定性，无毒。用途：硅油、硅橡胶、防粘层。