食品机械设备(绪论.ppt

食品机械设备 主讲人：叶向库 绪论 n一、课程介绍 n二、学习食品机械与设备的意义 n三、食品加工机械化的意义 n四、食品机械的发展历程 n五、食品机械的分类 n六、食品机械的特点与要求 n七、食品机械的基本构成 n八、食品机械的研究与发展方向 n九、课程主要内容 一、课程介绍 n 食品加工机械与设备课程是以理论力学 、材料力学、金属材料、机械基础、机械制造 基础和工程控制为依托的一门工程类课程。因 此，在学习本课程之前，必须首先学习工程 图学、食品机械设计原理工程力学 材料力学金属工艺学电工基础等 基础课程。 n本课程主要参考书目： n1.食品加工机械与设备（崔建云主编，中国轻工业出版 社，2008.6） n2. 食品加工机械与设备（陈斌主编，机械工业出版社， 2004.6） n3. 食品机械（刘协舫、郑晓等编著，湖北科学技术出版 社，2002.3） n4. 食品加工机械与设备（肖旭霖编著，中国轻工业出版 社，2000.9） n5. 食品加工技术装备（张裕中主编，中国轻工业出版社 ，2000.3） n6. 食品通用机械与设备（蒋迪清、唐伟强编，华南理工 大学出版社，2002.8） n7. 食品机械原理与设计（陆振曦、陆守道主编，中国轻 工业出版社，1995.5） n8. 食品无菌加工技术与设备（殷涌光、刘静波、林松毅 主编，化学工业出版社，2006.1） 二、学习食品机械与设备的意义 n现代食品工业的产品开发与生产过程运行需要合理 的加工工艺和完善适用的机械设备两个方面的配合 ，它们是一有机的整体。工艺是设备的前提，而机 械设备是工艺的保证，相辅相成，互相促进，不可 偏颇。合理的工艺可以促进新型设备的研究开发， 同时，新型机械设备的出现为合理工艺的制定提供 了更多的选择。在工业化生产中，工艺的最终实现 是通过机械设备完成的，了解装备有利于制定出更 为合理的工艺。因此，学习食品加工机械与设备是 从事现代食品工业工作所必需。 三、食品加工机械化的意义 n1.规范生产程序，保证产品质量，通过设定合理的 操作程序，利用机械自动完成作业，减少了传统生 产过程中人的直接参与和操作的随意性，产品质量 的均一性更好，卫生质量更高，这是保证产品标准 化这一现代食品工业的重要特征的主要手段。 n2.降低生产成本，由于劳动生产率和产品质量的提 高，加上利用机械可以更为充分合理地使用原料， 降低了物耗，有利于降低生产成本。 n3.减轻了劳动强度，提高了劳动生产率， 一个操作人员可以同时管理一台或者几台 ，甚至一套具有高生产能力的设备。 n4.改善了劳动环境。 n5.能完成人工无法完成的作业。 四、食品机械的发展历程 n 广义的食品工业应包括长期以来业已形成的主 食品和副食品加工业两个概念，传统意义上的主食 品加工业主要指大米、面粉、食用油的生产加工， 而副食品加工业主要指面类食品如饼干、糕点；糖 果食品；肉类食品如香肠、火腿肠；果蔬食品等的 生产加工。人们往往将主食品加工业称为粮食工业 ，而将副食品加工业称作食品工业。沿用广义食品 的概念，广义食品机械应该指粮食加工和食品加工 中所用的机械与设备装置。 我国食品工业及食品机械的发展历程 分为三个阶段： n第一阶段，20世纪50年代以前，食品的生产 加工主要以手工操作为主，基本属于传统作 坊生产方式。 n第二阶段，20世纪5070年代，食品加工业及 食品机械工业得到很大的发展，全国各地新 建一大批食品加工厂，尤其是面粉、大米、 食用油的生产加工厂。 n第三阶段，20世纪80年代以后，食品工业得 到迅猛发展。 n 纵观我国食品机械工业的发展历史，可以概括 为食品机械工业起步于20世纪70年代，形成于 80年代，80年代末和90年代初进入高速发展阶 段，已形成门类齐全，品种配套的产业，成为机 械工业中的十大产业之一。80年代以来，食品机 械工业的平均发展速度为30，食品机械工业的 产值占食品工业产值的2左右，目前全国食品 机械工业的年产值达300亿左右。 五、食品机械的分类 n按设备的加工产品对象分类 n可分成大米加工机械，面粉机械，油脂机械，面类食品 机械，糖果机械，乳品机械，肉类机械，水产品机械， 豆制品机械，果蔬机械，罐头机械，饮料机械，酿造机 械，调味品机械，饮食机械等。 n按设备的功能对食品机械分类 n可以分成清理与分选机械，粉碎与切割机械，搅拌、混 合及均质机械，成型机械，脱壳与剥皮机械，固液分离 机械，热处理机械，干燥与烘烤机械，冷冻机械等 六、食品机械的特点与要求 n食品机械的特点主要由于它的加工对象和产品 服务对象的特点所决定。 n食品机械的加工对象主要为动物和植物，加工 出的产品服务对象是人。 n食品机械加工产品应不使食品原有营养大量损 失，破坏食品的色、香、味等品质。 n另外食品机械加工出的产品应有良好的卫生性 ，符合食品卫生要求。 六、食品机械的特点与要求 n1.食品机械的工艺性特点 n2.食品机械的卫生性特点 n3.食品机械的密封特点 n4.食品机械的可靠性特点 1.食品机械的工艺性特点 n根据食品原料的特征以及加工工艺性的要求，通常会对 食品机械的加工时间，加工温度等有一定限制。要设计 出合理的食品机械，其前提是充分了解该食品的工艺性 特点。 n为了避免因加工过程中的温升而加速食品、物料的氧化 变性，现代较为先进的食品机械常设有真空装置，如真 空斩拌机、真空均质机、真空擂溃机、真空油炸机等。 2.食品机械的卫生性特点 n食品机械加工出的产品要符合食品卫生要求。因此在设计 食品机械时，要充分考虑卫生性特点。如在结构设计时， 应尽量避免工作区内的死角，以避免因死角内物料长时间 存积而产生腐烂变质，造成污染。结构设计时要充分考虑 设备的清洗、拆卸方便。 n保证食品机械卫生性的另一个重要方面是食品机械材料的 选择。设计食品机械时，在材料的选择上，最低要求是： 凡与食品直接接触的零部件所用材料务必是耐腐蚀的金属 和非金属，用的较多的耐腐蚀金属和非金属是各种不锈钢 ，无毒塑料。 3.食品机械的密封特点 n为了防止轴承润滑油泄漏污染食品以及 食品物料中水分泄漏腐蚀机械部分，食 品机械的密封要求一般较高。因此在设 计密封装置时要给予充分考虑。目前填 料密封和机械密封是食品机械中用得最 多的两种密封结构形式。 4.食品机械的可靠性特点 n大多数食品机械属连续性生产方式，具有高机械 化和自动化特点，食品加工厂很多是连续流水线 生产方式。有的甚至是一天二十四小时不间断运 行。如果生产的某个环节中的设备出了故障，不 能正常工作，将势必影响整条生产线，甚至导致 全部停产。由此可见，食品机械的性能可靠性在 食品加工过程中的重要性。 七、食品机械的基本构成 n1.动力部分：是完成能量转换的部分，如 电能转换为机械能，化学能转换为热能。 n2.传动部分：完成运动方式的转换，如变 速、变向、旋转直线、旋转曲线、直 线曲线、等速变速。 n3.执行部分：直接完成作业功能，如切割 、破碎、过滤、混合、乳化。 n4.支撑部分：将设备各部分有机连接在一起，并 确定它们的位置关系。 n5.连接部分：与前后相关设备连接在一起，如进 出料、定向、排序装置。 n6.控制部分：用于控制设备的工作状态和操作过 程，如控制柜、开关、安全保护装置。 八、食品机械的研究与发展方向 n1.加强基础理论研究 n2.高新技术的应用 n3.广泛运用现代机械设计方法与理论 n4.努力开发粮油机械新产品 n5.开发传统食品的工业化生产设备 n6.加速发展果蔬深加工设备 n7.积极发展肉类及水产品深加工设备 1加强基础理论研究 n当前的食品机械设计理论都是沿用经典的机械设计 理论即将各种影响因素处理成确定性变量，再用 经典的微积分数学工具推得各种定量分析的公式。 实际中由于产地不同的食品原料的各种性质存在较 大的差异，即便是同一产地原料中各单个物体性质 也存在较大差别。因此各种影响因素应视为不确定 的随机变量。采用概率统计理论，建立相应的基于 实验数理统计的概率模型。这种计算模型更符合工 程实际。 2高新技术的应用 n随食品加工业的深入发展，对食品机械的各种性能 以及功能的要求会越来越高。如要求食品机械的机 械化和自动化程度更高，运行的可靠度更高，生产 率及效率更高。需要研制光机电一体化的新型食品 机械，如广泛采用光电色选技术；研制利用电磁场 作用原理的食品分选设备；研制食品超高压加工设 备；研制高效超细粉碎设备；研制高效节能的热处 理与干燥设备；研制短时高电压脉冲杀菌设备；研 制冷杀菌设备以及超声波均质机等。 3广泛运用现代机械设计方法与理论 n相对其他机械行业，食品机械行业运用现代机械设 计方法还很不够。现代机械设计方法在当今发展非 常迅速，如优化设计，可靠性设计，系统设计，有 限元分析计算，CAD，虚拟设计，反求设计，稳健 设计，优势设计，绿色设计，模糊设计等方法已相 当成熟和完善，如果在食品机械设计中广泛运用这 些先进的现代机械设计方法与理论必将会提高食品 机械的设计质量，缩短新产品的研制周期，提高设 备的使用寿命以及减低设备成本。 4努力开发粮油机械新产品 n为了适应新世纪世界经济和现代化农业发展的形 势，粮油加工业规模化生产、集约化经营的主导 方向。我国粮油机械行业，要积极应用机器制造 新技术新设备，不断改进现有产品的同时，应努 力遵循国家第十个五年计划的目标和未来发展趋 向，开发粮油机械新产品。如高效小麦剥皮机、 大型碾米机、高效大豆和油菜籽剥皮机、电磁式 油菜籽皮仁分离机和油菜籽脱皮冷态榨油机等。 5开发传统食品的工业化生产设备 n我国幅员辽阔，各地民间都有一些颇具地 方特色的名、特、优小食品，长期以来这 些食品均采用人工作坊生产方式，极大制 约了其生产能力、产品质量以及食品卫生 。为了使这些名优传统食品能工业化生产 ，必须开发研制相应的食品机械。 6加速发展果蔬深加工设备 n我国的水果蔬菜产量己跃居世界第一，果 蔬的水分含量高，保鲜贮藏较困难，很容 易腐烂损坏，随果蔬产量的进一步增长， 急需进行果蔬的深加工转化，减少损失， 提高果蔬农产品的附加值，应加快发展相 应的各种果蔬深加工设备，如果蔬脆片生 产设备；果蔬饮料生产设备等。 7积极发展肉类及水产品深加工设备 n随着人民生活水平的提高，人们对肉类及水 产品的消费也会相应增加。同时，传统的肉 类及水产品的食用方式也产生了很大变化， 已形成多种食用方式共存的现象。因此对肉 类及水产品深加工以及设备的