食品机械设备

2020年5月2日10时52分一、定义二、食品加工生产线三、食品机械的分类四、食品机械的技术经济指标五、食品机械的设计要求六、食品机械设备常用材料七、中国食品机械行业发展现状与2010年市场预测及分析八、本课程的重要性、内容、目标及考核方式九、学习参考书十、课程教学时数分配表十一、课程实验内容及所需设备绪论食品机械与设备Foodmachineryandequipment王云阳西北农林科技大学食品学院Pt.swf2020年5月2日10时52分绪论一、定义1.机械：是一类在利用和转变机械能进行生产时，借以减轻体力劳动，提高生产率的主要工具。机械有以下三个特征：①他们是许多人为实体的组合；②各实体间具有确定的相对运动；③在工作时能转换机械能或做有效的机械功。我们把同时具备上述三个特征的机械称作机器。2.设备：机械加电器自动控制3.食品机械：是把食品原料加工成食品（或半成品）的机械。2020年5月2日10时52分二、食品加工生产线图1纯净水生产工艺流程图2020年5月2日10时52分二、食品加工生产线图2碳酸饮料生产工艺流程图第一节概述图3PET果汁饮料生产工艺流程图2020年5月2日10时52分二、食品加工生产线图4果汁、酱类生产工艺流程图2020年5月2日10时52分二、食品加工生产线图5冰淇淋、酸奶、含乳饮料生产线图2020年5月2日10时52分三、食品机械的分类中国目前食品机械分类是按机械工业部制定的分类标准(JB3750—84)进行，即是按食品加工专用机械和食品加工通用设备进行分类。按加工对象或生产品种不同划分为：制糖机械、烟草加工机械、饮料加工机械、糕点加工机械、糖果加工机械、豆制品加工机械、果品加工机械、蔬菜加工机械、果蔬保鲜机械、屠宰机械、肉类加工机械、乳制品加工机械、蛋品加工机械、水产品加工机械、制盐机械、酿酒机械、调味品加工机械、食品添加剂加工机械、油脂深度加工机械、罐头食品加工机械、方便食品加工机械、淀粉加工机械、饮食炊事机械。2020年5月2日10时52分三、食品机械的分类按设备功能不同划分为：输送机械、分选设备、洗刷设备、粉碎和切割设备、混合搅拌设备、均质设备、蒸煮与煎熬机械、蒸发浓缩设备、干燥设备、油炸设备、烘烤设备、冷冻和冻结设备、挤压膨化机械、换热设备、容器、杀菌设备、计量机械、包装机械等。据有关部门1995年统计，全国专业食品加工机械企业，约有1920多家，工业总产值110亿元，产品品种约1700多种。近十几年来，全国食品机械行业保持着年增长率20％以上的水平。2020年5月2日10时52分四、食品机械的技术经济指标1．单位生产能力单位生产能力：指机械设备生产食品产品的能力，也就是生产某种食品的速率，例如一台饼干成型机每单位时间(小时)内可以成型多少饼干。机器技术的先进与否，并不单纯决定于生产能力或生产速率。食品生产的参数往往多变，所以生产能力也通常允许在一定范围内调节。2．消耗系数消耗系数是对设备生产每单位产品所耗费的原材料及能量的一种度量指标。2020年5月2日10时52分四、食品机械的技术经济指标3．设备性能价格比在选用设备时，必须全面关注科学技术的发展和设备更新的趋势，合理确定特殊设备的使用寿命，在此基础上选择其性能价格比高的机械设备。4．管理费用管理费用包括劳动工资、操作维护以及检修费用等。5．产品总成本产品总成本是生产中一切经济效果的综合反映。也是食品厂选用食品机械的基本出发点。2020年5月2日10时52分五、食品机械的设计要求1．满足既定的食品工艺要求，反映工艺的适用性和先进性2．机械结构的合理性、可靠性和耐久性3．机器的能耗4．卫生要求这是食品机械区别于其他机械的基本特征之一。食品机械中与食品物料直接接触的零部件，一定要选用无毒、耐腐蚀的材料。机器与食品接触部分必须便于拆装，以便随时清洗或清扫，并在结构中不允许有任何清洗不到的死角，以避免物料的积存和防止微生物在这些部位生长繁殖。2020年5月2日10时52分六、食品机械设备常用材料食品机械的传动润滑也和其他机器有不同的要求，传动密封要可靠，以防止润滑剂进入食品。有些开启式传动件要用食用油脂或无毒油脂润滑，也有的构件完全不用润滑而采用有自润滑性能的材料，如聚四氟乙烯。以前食品机械中有用液压传动的，为防止污染，现已大多数改为气压传动。（一）食品机械设备对材料的一般要求1．机械性能强度、刚度、硬度、疲劳强度、抗扭强度、耐磨强度和较高的抗蠕变能力，还必须考虑其材料在高温或低温下的机械性能。2．物理性能密度、比热容、导热系数、软化温度、线胀系数、热辐射波谱、磁性、表面摩擦特性、抗粘着性等。2020年5月2日10时52分六、食品机械设备常用材料3．耐腐蚀性能4．制造工艺性（二）食品机械设备中的金属腐蚀1．电化学腐蚀2．化学腐蚀（三）食品机械设备常用的金属材料1．碳钢和铸铁一般用于设备中承受载荷的结构。常常需要采用表面涂层，例如镀锌的白铁皮，镀锡的马口铁。食品工业可以用涂搪瓷的钢铁容器。搪瓷的原料有长石、石英砂、硼砂、碱、荧石以及其他成分。2020年5月2日10时52分六、食品机械设备常用材料2．不锈钢和耐酸钢不锈钢是指耐大气腐蚀的合金钢材，而耐酸钢则是指在各种无机和有机酸介质中能够耐腐蚀的合金钢材。但是平时也常常统称为不锈钢或不锈耐酸钢。不锈钢基本金属为铁—铬合金和铁—铬—镍合金，实践证明，当钢中含铬量在12％以上时，就可以对各种介质耐腐蚀，一般不锈钢中的含铬量不超过28％。3．铜和铜合金纯铜亦称紫铜，其特点是导热系数特别高，所以常常被用作导热材料，可以制造各种换热器。紫铜加工性能好，对许多食品介质具有高的耐腐蚀性能，能抗大气和淡水腐蚀，对中性溶液及流速不大的海水都具有抗腐蚀性能。2020年5月2日10时52分六、食品机械设备常用材料食品机械中主要用锡青铜，也可用铝青铜和硅青铜。硅黄铜具有良好的浇铸性和冷热冲压性能，在低温下也不降低塑性，适于低温使用。4．铝和铝合金铝的相对密度小，导热系数高，具有较好冲压性，焊接性好，但机械强度和铸造性较差。在强度要求不高的炊具、容器、热交换器及冷冻设备中应用范围很广，允许工作温度在150℃以下。（四）食品机械设备常用的非金属材料1．非合成材料木材-橡木桶（西方酿酒业中仍作为贮酒容器）2020年5月2日10时52分六、食品机械设备常用材料搪瓷和玻璃衬里、金刚砂在食品工业中用作磨具、食品级无毒橡胶、玻璃钢的结构成分是玻璃纤维和树脂，用于制造轻型机器的防护罩等结构是十分适宜的。2．合成材料①良好的化学稳定性；②良好的机械性能；③相对密度比金属小得很多；④热熔性好；⑤电阻极大；⑥光学特性好，有些有一定透明度，表面光泽，并可加入各种色彩；⑦吸震消音；⑧加工性能好。1）尼龙其学名是聚酰胺，热塑性材料，有自润滑性能，可以制造轴承、齿轮、辊轴、滑轮、泵叶轮、风机叶片、涡轮、密封件、垫片、传动带、管件、轮、衬套等。2020年5月2日10时52分六、食品机械设备常用材料2）聚烯烃聚烯烃类中最常见的如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)等。聚乙烯可耐一般酸碱及有机溶剂，但受强氧化性酸侵蚀。由于适宜制成薄膜，并且价廉，所以广泛用作包装材料。还可以用作容器设备的涂层衬里。大量用作食品包装和作为食品的蒸煮加热容器。3）聚碳酸酯(PC)常用来制造需要承受冲击载荷的食品模具和托盘，具有良好的使用性能。饼干机上的冲压模和辊印模，巧克力浇铸成型托盘等。还可以用来制造其他各种饮料器具、容器、离心分离管、泵叶轮等。2020年5月2日10时52分六、食品机械设备常用材料4）氟塑料氟塑料是各种含氟塑料的总称，其中包括聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、四氟乙烯-乙烯共聚物以及全氟烃等。聚四氟乙烯(PTFE，F4)是氟塑料中最重要的一种，它的特征是乳白色蜡状，不亲水，光滑不粘，摩擦特性像冰，外观似聚乙烯但相对密度大(2.2)，是塑料中相对密度最大者，有良好的耐热性和极好的化学稳定性，能耐王水侵蚀，有“塑料王”之称。采用聚四氟乙烯作为与物料接触的工作构件的表面，则可有效地避免粘结。如果将其用作食品成型模具的材料，可以得到较理想的脱模效果。聚四氟乙烯在食品机械中具有广阔的应用前景。聚三氟氯乙烯(PCTFE，F3)同样具有抗粘结性和化学稳定性能，2020年5月2日10时52分六、食品机械设备常用材料5）有机硅有机硅氧烷，具有很高的耐热性和化学稳定性，无毒。对食品机械来说最重要的是硅油和硅橡胶。硅油用作-60℃～250℃温度下的润滑剂，由于硅油的表面张力小，故有良好的疏水性，对其他材料的粘附力小，在食品成型模上可用作脱模涂料，也可以在食品工业中用作消泡剂。硅橡胶的优点是其具有极高的耐热耐寒性。因此硅橡胶适用于当食品在冷处理条件下，以此来作密封和垫圈等构件。硅橡胶的抗粘特性使其极有利于作为食品输送带的防粘层，也可以用于其他需要防粘的部件。2020年5月2日10时52分七、中国食品机械行业发展现状与2010年市场预测及分析（一）中国食品机械行业基本情况中国食品机械行业起步于70年代末，形成于80年代，80年代末90年代初实现高速发展，平均增长率为30％左右。据1995年底不完全统计，全国食品机械行业拥有县以上企业1920家，共有科研单位70余个，科技人员4000多人，全行业职工人数40多万人，工业总产值110亿元，全员劳动生产率2万元／(人·年)，产品品种约1700种。近年来，整个行业一直保持稳定增长的势头，形成了一个按市场经济相对独立发展的工业体系，其主要发展标志是：（1）形成了一批重点骨干企业。（2）形成了一批既能满足国内市场需要，也能参与国际竞争的拳头产品，畅销国内。主要出口设备为方便面生产线、胶体磨、饺子机等十几种产品。2020年5月2日10时52分七、中国食品机械行业发展现状与2010年市场预测及分析（3)形成了以部属科研所为龙头，地方科研所为骨干，企业科技力量为基础的科技队伍及科技开发能力，为行业科技发展发挥了重要作用。（4）形成了一个配套的食品工程专业教育体系，造就了大批专业技术人员。（二）中国食品机械发展面临的主要问题食品机械工业仍然满足不了我国食品工业发展的需求，主要是产品品种少、技术水平低、产品质量差、成套性不强。与工业发达国家相比，则差距更大，产品品种缺30％～40％，技术水平落后20～30年，产品质量不稳定，寿命短，外观质量差，许多工程项目不能成套生产和供应装备。2020年5月2日10时52分七、中国食品机械行业发展现状与2010年市场预测及分析在产品品种方面，单机比例大、成套数量少，新技术生化食品机械仍有许多空白，简单的或同类产品有多家生产，技术含量高、制造难度大的产品发展缓慢。在技术水平方面，我国食品机械技术水平还比较低，主要产品达到70年代国际水平的约占60％，达到80年代国际水平的约占20％，达到90年代初国际水平的约占5％，其余产品为60年代或以前的水平，从整体水平看，比发达国家几乎落后20年。在产品质量方面，仍存在着性能低、寿命短、稳定性和可靠性差等问题，特别是近年来，一些假冒伪劣产品不断充斥市场，给用户带来极大危害。2020年5月2日10时52分七、中国食品机械行业发展现状与2010年市场预测及分析（三）2010年中国食品机械市场需求与发展目标预测根据食品工业发展纲要提出的2000年食品工业总产值为7000亿～7600亿元，2010年达16600亿～21600亿元的总目标，2000年按食品工业总产值的3％来计算食品机械产值，2010年按食品工业总产值的3.5％(机械出口进一步扩大)来计算食品机械产值，则2000年食品机械产值将达210亿～228亿元，这比1995年的110亿元翻了一番；2010年食品机械产值将达580亿～756亿元，这比2000年的产值翻了一番多。2000年我国食品机械产品品种可达2200种，2010年可达2800多种。2000年我国食品机械产品平均水平达到发达国家80年代中期水平，与发达国家的差距缩短到15年左右。2010年食品机械产品平均水平达到发达国家2000年的水平，与发达国家的差距缩