设备管理_食品机械与设备培训课件

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 89mm 108mm 159mm 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定机壳内推移而进行输送 物料不旋转而是以滑动形式沿着料槽轴向方向移动 特点 横截面尺寸小 密封性好 便于中间装料和卸料 物料易破碎 零件磨损大 功率消耗大 输送倾角小于20 输送能力一般40m3 h以下 最高可达150m3 h 输送距离一般在40m以下 最长不超过70m 3 螺旋输送机的主要构件螺旋叶片 螺旋是单线也可多线 右旋或左旋 4 10mm的钢板冲压而成 实体螺旋 小颗粒或粉状物料 螺距 0 8直径 带式螺旋 块状或粘滞性物料 螺距 直径 叶片式或成型式 韧性或可压缩物料 螺距 1 2直径 螺旋轴 空心或实心 一般空心 2 4m长 通过轴节段连接或法兰连接 轴承 头部轴承 中间轴承料槽 3 8mm厚的不锈钢板制成 料槽底部为半圆形 顶为平面 料槽与螺旋叶片外圆间隙一般为6 10mm 四 气力输送装置 一 气力输送原理运用风机 或其他动力设备 使管内形成一定速度气流 将散粒物料沿一定管路输送 称为气力输送 可输送散粒物料 如小麦 麦芽 大米 糖 面粉等 1 颗粒在垂直管中的悬浮颗粒作用力 颗粒重力Ws 浮力Fa 空气阻力FsWs Fa Fs时 匀速降落 此时速度为沉降速度 气流自下而上 颗粒悬浮 气流速度 颗粒悬浮速度 沉降速度 气流速度 气流输送速度 沉降速度 发生气力输送 Fa Ws Fs 2 颗粒在水平管中的悬浮较为复杂 受诸多因素影响 1 气流为湍流运动状态 具有垂直的速度分量 颗粒悬浮 2 湍流状态的气流 管中心速度最大 靠近管壁最低 由此产生压强差 管四周大 中心小 颗粒悬浮 3 颗粒在气流中 自身作旋转运动 在颗粒上方 颗粒旋转与气流相同 使气流局部加速 在颗粒下方 颗粒旋转与气流相反 使气流局部减速 由此产生一个压强差 颗粒悬浮 4 颗粒形态不规则 产生气流推力的垂直分力 颗粒悬浮 5 由于颗粒间或颗粒与管壁碰撞而产生垂直方向的反作用力 颗粒悬浮 上述分析只为可能性 不表示同时性 3 颗粒在水平管中的运动状态 气流速度很大时 颗粒全部悬浮 气流速度降低时 颗粒上疏下密 两相流 气流速度降低进一步时 有颗粒从气体中分离 必须有足够的气速 输送正常进行 4 气力输送特点优点 输送过程密闭 结构简单 可配合进行各种工艺过程 混合 分选 烘干 冷却 输送效率高 缺点 动力消耗大 构件易磨损 粘结和易破碎物料不宜 二 气力输送类型1 吸送式 低真空吸送式 20kPa以内 高真空吸送式 20 50kPa 能从几处吸取物料 但输送距离受到限制 2 压送式 低压输送 工作压力50kPa以下 中压输送 工作压力0 1Mpa左右 高压输送 工作压力在0 1 0 7MPa之间 能把物料送到几处 且输送距离长 3 混合式 吸送式和压送式组成 从几处吸料 又可送物料到几处 输送距离较长 粉尘要通过风机 工作条件差 结构复杂 第二节流体输送设备 一 真空吸料装置1 用途与特点输送酱类或带有固体块类的料液最为合适 可替代耐腐蚀的浓浆泵 常用于短距离和高度不大的场合 如罐头食品厂的加汁工序及流体物料的灌装 2 真空吸料装置的组成及工作原理料液输出槽贮料槽分离器真空设备 工作原理图 3 真空设备水环式真空泵旋片式真空泵 定子 转子 旋片 二 泵 一 离心泵1 工作原理及结构叶轮旋转 液体跟随旋转产生离心力 以较高流速入蜗壳形腔内 并流向排除口而输出 与此同时 泵的中心形成一定真空 液体不断进入泵中 2 离心泵的分类按液体吸入叶轮的方法分类 单吸式 双吸式按叶轮级数分类 单级泵 多级泵 3 离心泵的主要构件叶轮 泵壳 轴封装置 1 叶轮叶轮是将原动机的机械能传送给液体的部件 提高液体的静压能和动能 四种类型 闭式 半闭式 开式 双吸 闭式叶轮 效率较高 应用最广 适用清洁液体 半闭式叶轮 适于输送悬浮液 开式叶轮 效率较低 适用输送含杂质的悬浮液 双吸式叶轮 较大的吸液能力 可消除轴向推力 2 泵壳蜗壳形 截面逐渐扩大 降低流速 减少能量损失 部分动能转化为静压能 导轮 叶轮与泵壳之间安装 有转向的扩散流道 可均匀而缓和地将动能转为静压能 减少流体碰撞蜗壳 降低能量损失 3