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第一节炼乳生产机械与设备,炼乳生产工艺流程,加糖炼乳生产工艺流程,淡炼乳生产工艺流程,均质,炼乳加工过程中主要设备,初加工设备净化设备：过滤器离心净乳机分离设备：蝶式分离机标准化设备：自动标准化系统均质设备：高压均质机,浓缩机械和设备,浓缩设备：双效降膜式真空浓缩器辅助设备：蒸发器捕集器蒸发冷凝器真空泵,干燥机械设备,干燥设备：喷雾干燥器辅助设备：雾化器空气过滤器进风机与排风机加热器热风分配器粉尘回收装置卸料系统,一、牛乳的初加工设备二、浓缩机械与设备三、干燥机械与设备,一、牛乳的初加工设备净化设备,鲜乳的净化方法常采用过滤净化和离心净化鲜乳的净化设备采用过滤器和离心净乳机。1、过滤器只能除去肉眼可见的机械杂质，用于预过滤。2、离心净乳机除去乳中极微小的机械杂质和细菌细胞。,（1）净乳机结构及工作原理,碟片作用：减小沉降距离、增加沉降面积、提高分离效率,（2）离心净乳机特点,生产能力大、分离效果好、排渣速度快、操作管理方便，控制系统和设备结构相对复杂，对安装、调整、维护要求较高，排渣时有物料损失，需设回收设备。,（二）分离设备,乳的分离是对鲜乳中脱脂乳和稀奶油二种组分进行分离。牛乳分离有重力分离和离心分离两种方法。目前大都采用离心法分离，采用的设备称为离心分离机。1、离心分离机的类型2、分离原理与结构,1、离心分离机的类型,按用途可分为普通分离机和多用途分离机。按结构形式分为开放式、半封闭式和封闭式。,蝶片式分离机,2、分离原理与结构（1）分离原理,具有直径350550mm的转鼓，转鼓装在立轴上端，通过传动装置由电动机驱动而高速旋转。转鼓内有一组互相套叠在一起的碟片。碟片与碟片之间留有很小的间隙（碟片之间的间距通常为0.40.8mm）。碟片上开孔，碟片的叠放使开孔能上下串通形成若干垂直通道，是乳浊液进入碟片的进口。料液由位于转鼓中心的进料管加入转鼓，到达鼓底后，由最下面碟片的开孔处折向上方，分配至各碟片间的空间进行分离。由于惯性离心力的作用和轻、重液间的密度差，重液往外移，轻液被迫往内移，并迅速到达上下碟片的壁面，各碟片间流出的轻液及重液由各自的汇集总管流出。,（2）碟式分离机的结构,碟式分离机主要部件有转鼓、机壳、传动系统、控制系统和机座等。,牛乳分离机和净化机结构区别,两种不同工艺用途的转鼓结构上的区别在于碟片和出液口。净化用的转鼓碟片不开孔，出液口只有一个。分离用的转鼓出液口有两个，碟片上开孔。净化用分离机的工作过程：牛乳从中心管加入，经碟片底架引到转鼓下方，密度大的固相颗粒沿碟片下表面沉积到转鼓内壁，定期停机取出。而净化乳则沿碟片上表面向中间流动，由转鼓上部的出液口排出。分离用的分离机的工作过程：牛乳从中心管加入，由底架分配到碟片层的“中性孔”位置，分别进入各碟片间，成薄层分离。密度小的稀奶油沿碟片上表面向中心流动，由轻液口排出，脱脂乳则沿碟片下表面流向转鼓外层，经重液口排出。牛乳含有少量固相时，它们则积沉于转鼓内壁上，定期排渣。,（三）标准化设备自动直接标准化系统,该系统由3条线路组成：第一条线路调节分离机脱脂乳出口的外压；第二条线路是稀奶油含脂率的调节；第三条线路调节稀奶油数量。,（四）均质设备高压均质机,高压均质机主要是依靠三个反复运动的柱塞而产生极大的压强，通过一、二级均质阀均质、乳化，物料从出料口出去，使物料更细腻，不分层。对牛奶、豆奶等乳制品液料，在高压下进行均质，能使乳品液中的脂肪球显著细化，使其制品食用后易于消化吸收，提高食用价值。,二、浓缩机械与设备浓缩设备分类,1、按蒸发面上的压力分（1）常压浓缩设备（2）真空浓缩设备2、按二次蒸汽利用次数分：（1）单效浓缩装置。（2）多效浓缩装置。3、按料液流程分：（1）循环式：自然与强制循环。（2）单程式（3）薄膜式：升膜、降膜、片式、刮板式、离心式等。4、按加热管形式分：垂直管式、盘管式、外加热式、带热泵式,（四）升膜式浓缩器,结构工作原理特点操作注意事项,结构：,升膜式浓缩设备由加热器、离心分离器、液沫捕集器、水力喷射器、循环管等组成。,加热器结构：有多根垂直加热管组成。管长34m（短管）68米（长管）、直径2580mm,长径比为100150：1,特点,1蒸发时间短（1020s），适用于热敏性料液；2高速二次蒸汽具有良好的破沫作用，故尤其适用于易起泡沫的料液；3静压效应引起沸点升高，故最好控制接近沸点进料；4一般组成双效或多效流程使用；5不适用于高粘度的料液，黏度不大于200Pa.s；6加热管长，清洗不方便。,双效升膜式浓缩设备,（1）设备的结构该设备主要由一效和二效的加热器、一效和二效的分离器、混合式冷凝器、中间冷凝器、热泵、及各种液体输送系组成。（2）工作原理,主冷凝器,副冷凝器,例,结构：,降膜分布器,组成：加热器（降膜分布器）分离器液沫捕集器水力喷射器等,降膜式浓缩器,利用重力作用成膜，能蒸发粘度较大的料液，且受热时间短，适于热敏性强的物料；有效温差较大，传热效果好，节约蒸汽。蒸发管较长，沸腾泡沫易受热破裂，因此适于蒸发易生泡沫的物料；大多组成双效、多效的的蒸发设备。目前这类设备在乳品、果汁等食品工业中应用广。,特点：,双效降膜式浓缩设备,单元操作：蒸发,双效降膜真空浓缩机主要用于奶、果汁的浓缩蒸发量：2400kg/h1效2效料液温度：73480C加热温度：84700C加热面积：23.612.2m2成品浓度：4550,（六）真空浓缩设备的辅助设备,捕集器,真空系统,蒸汽冷凝器,蒸发加热器,生蒸汽,冷凝水,二次蒸汽,浓缩液,原料液,蒸发器,最初夹套和蛇管式加热室其后横卧短管式和竖式短管式继而竖式长管液膜式和刮板式最初置于加热室之上与加热室联为一体其后与加热室分离,分离室,捕集器,1惯性型2离心型3表面型,蒸汽冷凝器,1、表面式冷凝器2、混合式冷凝器3、水力喷射泵4、蒸汽喷射泵,功能：将二次蒸汽冷凝，对不凝气体分离，减轻真空系统负荷，达到所要求的真空度。,真空泵,真空浓缩系统的真空维系，除了上面所提到的用水力喷射泵兼起抽真空作用以外，均需要有专门的真空辅助设备。蒸汽喷射泵往复式真空泵,水环式真空泵，,三、干燥机械与设备,干燥的目的和意义干燥：从物体中除去水分的操作。目的：防止变质，便于贮存运输，加工出不同风味产品。应用对象：淀粉、膨化食品、烘烤食品、干果品、脱水蔬菜、乳粉、鱼干、血粉、蜂王粉及其深加工产品等。常用方法：喷雾干燥、沸腾干燥、红外线干燥、微波干燥和升华干燥。,喷雾干燥器,（一）基本构成、分类、过程与特点（二）雾化器（三）空气过滤器（四）进风机与排风机（五）加热器（六）热风分配器（七）粉尘回收装置（八）卸料装置,(一)基本构成、分类、过程与特点,系统构成分类原理及过程特点对机器要求,食品工厂机械与设备第7章食品干燥机械设备,喷雾干燥系统的基本构成,雾化器,干燥室,喷雾干燥机分类,并流、逆流、混流,喷雾干燥原理,将料液泵入干燥塔内，经雾化器的作用变成雾状液滴，这些液滴群的表面积很大，与高温热风接触后水分迅速蒸发，在极短的时间内便成为干燥制品，从塔底部排出。热风与液滴接触后温度显著降低，湿度增大，作为废气（湿气）由排风机抽出，废气中夹带的微粉经分离装置回收。,喷雾干燥有以下特点,速度快，时间短；密闭干燥，产品纯度高；产品一次成型；调节容易；设备占地面积大；投资大；能源消耗大；清洗困难,(二)雾化器,雾化器也称为喷雾器，是将料液喷成雾状滴的器件。常见形式:1、压力式2、离心式3、气流式雾化器比较,三种雾化器比较,1、压力式雾化器,工作原理M形雾化器结构S形雾化器结构实际压力雾化的状态系统组合,工作原理,由高压泵获得(720MPa)高压力的料液，从切线入口进入喷嘴的旋转室；液体在旋转室中高速旋转，根据旋转动量矩守恒定律，旋转速度与旋涡半径成反比，因此，愈靠近轴心旋转速度愈大，其静压强也愈低，在喷嘴中央形成一股压强等于大气压的空气旋流，而液体则变成绕空气中心旋转的环形薄膜从喷嘴孔喷出；液膜伸长变薄，最后分裂为小雾滴，形成空心圆锥形的液雾。,雾滴直径与料液的表面张力、粘度、喷孔直径和雾化角成正比；与流量成反比。,2019/12/13,47,可编辑,M型雾化器结构,管接头,喷嘴套,喷嘴,分配孔板,分配孔板及喷嘴板,喷嘴板,M型雾化器流量大，适于生产能力较大的干燥设备。采用红宝石喷头，耐磨性能好，喷孔内壁光滑，雾化状况一致，产品质量好；红宝石喷头的喷孔直径大，不易堵塞，并在一定程度上改善了乳粉的色泽及冲调性。操作稳定，产品质量容易控制。,喷嘴结构,S形雾化器喷芯与喷嘴,构成：螺母、管接头、喷嘴、喷芯构成特点：不锈钢材料，耐磨性能差，喷头内孔易损，使雾化状态发生变化；采用硬质合金材料制造工艺困难。,实际压力雾化的状态,压力喷雾系统中雾化器与其部构件关系,料液贮罐,高压泵,雾化器1,雾化器2,雾化器n,卧式或立式干燥室,2、离心式喷雾器,工作原理离心喷雾器结构不同形式离心喷雾盘实际离心雾化的状态,工作原理,利用水平方向作高速旋转的圆盘给予溶液以离心力，使其以高速甩出，形成薄膜、细丝或液滴，由于空气的摩擦、阻碍、撕裂的作用，随圆盘旋转产生的切向加速度与离心力产生的径向加速度，结果以一合速度在圆盘上运动，其轨迹为一螺旋形，液体沿着此螺旋线自圆盘上抛出后，就分散成很微小的液滴。,离心喷雾器结构,机械式气动式,机械式离心雾化器结构,小型气动雾化器的结构图,不同形式离心喷雾盘,光滑圆盘直线翼型分散盘（多叶圆盘）曲线翼状分散盘（变形多叶圆盘）多管式分散盘（多管圆盘）多层分散盘（多层圆盘）各种离心喷雾盘实物照片,光滑圆盘,直线翼型分散盘,盖板,分散盘,曲线翼状分散盘,多管式分散盘,分散盘,喷管,多层分散盘,各种离心喷雾盘实物照片,实际离心雾化的状态,（三）空气过滤器,作用：对进入系统中的空气进行净化，以除去杂质结构：空气过滤器主要由框架和滤层组成，滤层包括油浸式滤层和过滤纸等几种。油浸式滤层：由不锈钢丝、铜丝、尼龙纤维或塑料泡沫等压成边长5050cm，厚512cm的方块，浸没于轻质锭子油中。要求油无味，无臭，无毒，挥发性低，化学稳定性高等。滤层须定期清洗。滤纸：由两层金属网，中间夹一层过滤纸，插入框架。,（四）进风机与排风机,采用离心式通风机。进风机的风量按干燥设备水分蒸发量计算，并在此基础上增加1020的风量；排风机的风量为进风机的理论风量与水分蒸发汽化后的体积和，并在此基础上增加1530的风量。一般要求排风机的风量比进风机大2040，以使干燥室内维持一定负压。,（五）空气加热器,（1）用途：将从加热室外引进的空气加热至130160，作为干燥介质，以便对其它物料加热干燥。（2）热源：蒸汽、油、电、煤气、煤碳等。（3）蒸汽加热器结构：由许多散热排管组成，管外套以增加散热效果的散热片。材料：铜管，钢管。空气方向：垂直于加热管，从散热片深处穿过。,（六）热风分配器,热风进入干燥室之前，应通过热风分配器，其目的是使热风较均匀地分布，使其与雾滴进行热交换，且不应产生涡流。根据喷雾方式的不同，热风分配器有多种形式。,压力喷雾干燥设备的热风分配器均风板均风板的作用是使干燥室内的气流形成直线流或螺旋状的气流。,用于卧式压力喷雾干燥设备,锥形气流调节装置,食品工厂机械与设备第7章食品干燥机械设备,蜗壳式热风分配器示意图,蜗壳形通道,外导风板,内导风板,离心式喷雾于燥设备的热风分配器,(七)粉尘回收装置,为什么要设粉尘回收装置干法装置:布袋过滤器外形结构特点旋风分离器旋风分离器与袋滤器联合除尘湿法装置,布袋过滤器外形,布袋过滤器特点,效率高；结构简单，操作管理简单；布袋使用寿命较短；更换和清洗的劳动强度大。,旋风分离器是利用离心力作用净制气体的设备。,其结构简单，制造方便；分离效率高；可用于高温含尘气体的分离；,特点：,结构：,外圆筒；内圆筒；锥形筒。,旋风分离器,含尘气体从圆筒上部长方形切线进口进入。入口气速约为1520m/s。含尘气体沿圆筒内壁作旋转流动。颗粒的离心力较大，被甩向外层，气流在内层。气固得以分离。在圆锥部分，旋转半径缩小而切向速度增大，气流与颗粒作下螺旋运动。在圆锥的底部附近，气流转为上升旋转运动，最后由上部出口管排出；固相沿内壁落入灰斗。,工作过程,观看动画,旋风分离器与布袋过滤器联合除尘装置,布袋过滤器,旋风分离器