食品工厂机械与设备2

1、食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械l 【理解】食品工厂输送机械的作用n 按生产工艺的要求将物料从一处输送到另一处（例如，将原料从原料库运到车间加工，将产品从生产车间送到成品库等）；n 在单机设备或生产线中，利用输送过程实现对物料的工艺操作（例如，连续干燥设备、连续冷冻设备等）；输送工艺所需的工作介质或产生工艺所需的工作环境状态（例如，利用风机提供热空气或冷空气等）。【理解】输送机械与设备分类n 第一节 固体物料输送机械n 第二节 液体物料输送机械与设备n 第三节 可压缩流体输送机械与备n第一节固体物料输送机械食品生产过程中，固体物料以散装或包装的形式进行输送。目前食品工厂应用最广泛的固体物

2、料输送设备有带式输送机、斗式提升机和螺旋输送机三类。此外，还有气力输送设备、刮板式输送机、振动输送机、辊轴输送机、悬挂输送机和流送槽等。【理解】一、带式输送机带式输送机广泛用于食品工厂的连续输送机械中，常用于块状、 颗粒状及整件物料的水平或倾斜方向的运送。许多加工过程的设备，如检选操作线、灌装线、连续干燥机、连续速冻机等，均采用带式输送装置。（一）结构原理带式输送机的基本构成（二）主要构件1输送带2. 驱动装置3. 机架和托辊4. 张紧装置【掌握】输送带的基本布置形式1【掌握】 输送带 l 对输送带的一般要求是强度高、挠性好、本身重量小、延伸率小、吸水性小、对分层现象的抵抗性能好和耐磨性好。l

3、 常用输送带：橡胶带、纤维织带（帆布带）、钢带、钢丝网带、链条带、板式带和塑料带等。l 帆布带n 特点：抗拉强度大柔性好，能经受多次反复折叠而不疲劳。n 帆布的缝接通常采用棉线和人造纤维缝合，少数情况下用皮带扣连接。n 应用：饼干成型前面片和饼坯的输送，如面片叠层、加酥辊压、饼干成型过程中均用帆布作为输送带。l 塑料带n 分整芯式和多层芯式两种。整芯式塑料带制造工艺简单，成本低，除挠性较差外其余性能较好。多层芯塑料带在强度方面和普通橡胶带相似。n 塑料带具有耐磨、耐酸碱、耐油、耐腐蚀和适用于温度变化大场合的优点，所以它已被逐渐推广使用。l 板式带n 也称链板式传送带。链板式传送装置中，被送物料

4、的移动由板式关节链牵引件，而支承被送物品的构件则为托板下固定的导板，即链板是在导板上滑行的。n 应用：灌装和封口设备中的输送带。n 最后需要指出，如果输送角度过大，摩擦力不能保持物料与输送带相对静止。这种场合可以沿输送带上加装适当高度的拦板（刮板）。有时将加了拦板的带式输送机也称为“刮板”输送机，但在原理上与下面所述的刮板输送机有本质的区别。扣带由不锈钢条或塑料制成也有的直接用较粗的钢丝制整体输送链（不另用链条）。链条的链接有活动余地，使得这种输送带在水平方向可能以弧线方式或螺旋方式行进（图2. 4）。应用：在工艺过程时间长的连续式操作中（如速冻，参见第十三章螺旋速冻机内容），采用螺旋带输送可

5、以大大节省占地面积。图2. 4弧形和螺旋形带式输送机l 链条带n 通常由固定于链条节之间的金属条板构成。n 牵引驱动与钢丝网带的情形相似，也以一对齿轮驱动。n 一些处理设备用链条带作输送件。l 钢丝网带n 特点：强度高，耐高温。因为它具有网孔，且网孔的大小可按需要选择，网带的长度亦可任意选定，常用于边输送边进行固液分离的场合。n 应用：连续式油炸机、果蔬清洗设备、烘烤设备等。 l 钢带n 机械强度大，不易伸长，耐高温，不易损伤。n 需要采用直径较大的滚筒。n 对冲击负荷很敏感，要求较准确安装。n 造价较高，一般情况下不采用钢带输送。n 最典型的应用是连续式烤炉中的输送装置。l 橡胶带n 橡胶带

6、是由 2 10 层棉织品或麻织品、人造纤维的衬布用橡胶加以胶合而成。其外表面附有覆盖胶作为保护层。它起到连接衬布，保护其不受损伤及运载物料的磨损的作用。并防止潮湿及外部介质的侵蚀。工作面的覆盖层厚为 36mm ，而非工作面的为13mm。 橡胶带中间的衬布可给予输送带以机械强度和用来传递动力。n 食品工业中，橡胶带可用于散装原辅料和包装物的装卸和输送，也可用作输送式检选台、预处理台的输送带。【掌握】二、斗式提升机l 应用l 类型（一）结构原理（二）主要构件（二）主要构件1.料斗 2.牵引件（一）结构原理l 倾斜式与垂直式 l 料斗布置 装料方式 卸料方式l 卸料方式离心式：适用于物料提升速度较快

7、的场合，一般在 l2m/s左右，利用离心力将物料抛出。斗与斗之间要保持一定的距离。这种卸料方式适用于粒状较小而且磨损性小的物料。n 无定向自流式：适用于低速(0.50.8m/s)运送物料的场合，靠重力落下作用实现卸料。斗与斗之间紧密相连。它适用于提升大块状、比重大、磨损性大和易碎的物料。l 装料方式n 吸取 (即挖取)法：适用于粉末状、散粒状物料，n 输送速度较高，可达 2m/s，料斗间隔排列。n 直接装入 (即撒入)法：者适用于输送大块和n 磨损性大的物料，输送速度较低（< 1m/s)，料n 斗呈密接排列。l 料斗布置n 背部（后壁）固接在牵引带式链条上。n 双链式斗式提升机的链条有时

8、也可固接在料斗的侧壁上。n 根据物料特性、使用场合和料斗装料和卸料的方法来决定的。n 密接料斗可以使进料连续和均匀。l 斗式提升机应用在食品连续化生产中，将物料从地坪面运送到较高位置或较高楼面，以实现在不同高度对物料进行加工处理。此类输送大多采用斗式提升机（或称斗式升送机）完成。例如蘑菇从料槽升到预煮机、番茄生产流水线等，都采用斗式提升机。l 斗式提升机的类型n 根据用途不同可分为倾斜式和垂直式两种；n 按牵引机械可分为平带式和链式（单链式和双链式）两种；n 按速度可分为高速和低速两种。三、螺旋输送机l 一般结构l 螺旋 l 壳体l 驱动机构l 特点l 【掌握】特点n 优点（1）构造简单，横截

9、面积尺寸小，因此制造成本低。（2）便于在若干位置进行中间加载和卸载。（3）操作安全方便。（4）密封性好。缺点：n （1）物料与机壳和螺旋间都存在摩擦力，单位动力消耗较大。n （2）螺旋片的作用可使物料造成严重的粉碎及损伤，螺旋叶片及料槽也有较严重磨损。n （3）输送距离不太长，一般在30m以下，过载能力较低l 驱动机构（电机和变速器）与螺旋可通过联轴器成直线联接排列，也可以通过齿轮或链条联接，成平行状排列。l 壳体n 槽型 ：主要用于水平方向的输送。n 圆筒型：可用于不同方向的输送。槽盖槽体螺旋叶螺旋轴l 螺旋输送机壳体槽型：截面如图2. 15所示，它主要用于水平方向的输送。圆筒型：可用于不同

10、方向的输送。l 螺旋的轴n 实心或空心 。n 一般由长 24m的各节段装配而成。n 通常采用钢管制成的空心轴，这样可以减轻重量，而且互相n 连接也方便。l 螺旋形状n 实体螺旋（1）最常见型式，适用于干燥的小颗粒或粉状物料的输送，其螺距为0.8螺旋直径。n 带式螺旋（2）用于输送块状或粘滞状物料，它的螺距约等于螺旋直径。当运动韧性和可压缩性物料时，n 叶片式（3）或齿型（4）螺旋(螺距约为1.2直径)，这两种螺旋往往在运送物料的同时，还可对其进行搅拌、揉捏和混合等工艺操作。u 螺旋叶片大多是由厚48mm的薄钢板冲压而成，与螺旋轴固定有不同方式，如焊接、铆接等。l 一般结构四、气流输送系统气流（

11、力）输送系统是利用气流的动压或静压，将物料沿一定的管路从一处输送到另一处的输送系统。食品工厂利用气力输送系统对散粒物料进行输送，如面粉、大米、糖、麦芽等。（一）气流输送系统的类型（二）气流输送装置的主要部件l 螺旋n 为螺旋输送机的主要构件，可以是右旋或左旋。n 有时，为了将物料同时从中间输送到两端或从两端输送到中间，可以根据需要将旋转设计成一半是左螺旋而另一半是右螺旋。n 螺旋形状 n 螺旋的轴（二）气流输送装置的主要部件1供料器2输送管系统部件3分离器4除尘器5风管及其附件6气源设备1供料器供料器的作用是把物料供入气力输送装置的输送管道，造成合适的物料和空气的混合比。它是气力输送装置的“咽

12、喉”，其性能的好坏直接影响生产率和工作的稳定性。它的结构特点和工作原理取决于被输送物料的物理性质与气力输送装置的形式。供料器可分为以下两类: 吸送式气流输送供料器 压送式气力输送供料器(2) 压送式气力输送供料器l 在压送式气力输送装置中，供料是在管路中的气体压力高于外界的大气压条件下进行的。l 根据其作用原理可分为n 旋转式n 喷射式n 螺旋式n 容积式n 容积式供料器u 又称仓式泵，有单仓式和双仓式两种。u 主要用于运送粉状物料的高压压送式气力输送装置。容积式供料器可以从底部也可以从顶部排料。u 原理：均是利用压缩空气使容器内粉状物料流态化后压送入输料管。容积式供料器的供料是周期性的。一个

13、供料周期有装料、充气、排料、放气四个过程。l 双仓式单仓式只能间歇供料。由两个单仓组合而成的双仓式供料器，可获得近似连续供料效果。u 单仓容积式供料器n 螺旋式供料器一种用于工作压力 p0.25MPa、输送粉状物料的压送式气力输送装置。n 喷射式供料器u 特点结构简单，尺寸小，不需任何传动机构。但所能达到的混合比小，压缩空气消耗量较大，效率较低。u 主要用于低压短距离压送装置n 旋转式供料器u 一种广泛用于中、低压条件供料装置。u 一般适用于流动性能较好、磨损性较小的粉粒状及小块状物料。第二节液体物料输送机械与设备【理解】食品加工生产过程往往需要将液体物料从一处输送到另一处。除业已存在位差和压

14、差场合以外，食品料液一般通过由泵、管路、阀门、管件和贮罐等构成的系统完成输送。液体输送系统中的动力设备是泵，而其它部件在整个液体输送系统的投资中有时会占相当大的比例。l 泵的分类（一）离心泵l 用途，低黏度液料（包括工艺用水）、液体介质（如热水、冷水和冷冻盐水等）常采用离心泵输送。l 离心泵类型l 普通离心泵l 卫生离心泵l 【理解】卫生离心泵n 外形及结构n 基本原理是利用离心力增加液体的压强。由叶轮转动中心处进入离心泵的产品，由于受到离心力的作用而运动到叶轮的周缘。在此，产品的压强达到最大，并从出口进入管路。n 结构特点n 【理解】结构特点卫生离心泵的卫生性主要体现在：（1）泵体所有与食品

15、接触的材料均由不锈钢制成，泵壳、叶轮的结构均从方便清洗角度设计；（2）叶轮形式一般为方便清洗的开启式（一般为二片、三片，也有四片的）叶片；（3）泵壳与背板，进出口管的接头多采用方便开启的箍扣、活接头等形式，从而可以方便地对泵体进行拆洗；（4）密封采用的是符合卫生要求的机械式密封，而不是一般泵的填料式密封。l 离心泵类型n 离心泵分为普通离心泵和卫生离心泵。普通离心泵在食品工厂多用于工作介质的输送，而食品料液则需采用卫生离心泵输送。n 离心泵有单级和多级之分。单级离心泵能获得的压头有限，一般能满足近距离和没有特别压头要求的输送。一般的卫生离心泵多属单级离心泵。要求由泵提供高压头平稳输送条件时，可

16、以采用多级离心泵。膜分离系统中常采用多级离心泵。l 螺杆泵类形螺杆泵有单螺杆、双螺杆和多螺杆等几种。按螺杆轴向安装位置，还可分为卧式和立式两种。单螺杆泵是一种内啮合的密闭式泵，它是利用装在橡皮套内旋转的螺杆，使料液由螺杆与橡皮套形成的不断改变大小的空间，通过挤压作用使料液吸入并向泵的另一端压出。 （二）螺杆泵应用l 螺杆泵利用一根或数根螺杆的相互啮合空间容积变化来输送液体。l 螺杆泵有多种类型。目前食品工厂中多是单螺杆卧式泵，用于高黏度黏稠液体及带有固体物料的浆料的输送，如在番茄酱连续生产流水线中，常采用这种泵。l 泵的转子与衬套l 泵的流量调节l 泵的吸程与压头l 泵的吸程与压头n 螺杆泵有

17、较高（接近8.5mH2O）的吸程，其排出压头与螺杆长度有关，一般每个螺距可产生20m水柱的压头。这种泵的输出脉动小、运转平稳，无振动和噪音，适宜于输送高黏度料液。（三）齿轮泵与罗茨泵齿轮泵与罗茨泵均属回转型容积泵，食品工厂中常用来输送黏稠物料、提高流体压力或作计量泵用。l 齿轮泵l 罗茨泵 罗茨泵l 罗茨泵也称转子泵，其工作原理与齿轮泵相仿，依靠两啮合转动的转子完成吸、排料。l 转子泵的结构如图2. 38所示，其转子形状简单（一般为2叶、3叶和5叶），易于拆卸清洗，对于料液的搅动作用小。因此，适用于（尤其是含有颗粒的）黏稠料液的输送。由于转子的制造精度要求较高，转子泵的价格较高。l 罗茨泵结构

18、（四）柱塞泵l 柱塞泵是属于高压往复泵，结构与工作原理与往复式压缩机相似，是食品工业中使液体获得（20MPa以上）高压的泵。l 型式：柱塞泵有单柱塞泵与多柱塞泵之分。 l 食品工业常用的三柱塞泵。l 流量及压头特点l 两大用处：（1）压力喷雾雾化器的供液泵（参见干燥设备一章内容）；（2）高压均质机的加压泵（参见均质设备一章内容）。l 流量及压头特点n 柱塞泵的输出流量是柱塞数量、直径、冲程距离和往复频率的函数。n 它的输送压强取决于泵的密封性能、驱动功率和结构材料的强度等。n 在料液的排出口，如安装安全阀，当压力过高时，可使料液回到吸入口，以防泵体或构件因过载而受损坏。食品工业常用的三柱塞泵（

19、五）泵的选用二、真空吸料装置l 真空吸料装置是一种简易的利用压差进行流体输送的方法。l 除了液体以外，还可用于含颗粒悬浮液的输送，或者粉料的输送。l 系统构成及工作原理l 系统构成及工作原理三、液体食品输送管路（一）管路的活接头形式（二） 管件（三）阀与阀系统（四） 密封件l 管件的标准n 国内外就食品液体卫生级输送管路所涉及的各种构件建立了相应的标准（涉及管路各构件的材料、形式、尺寸、表面处理及工作条件等规范）。n 不同标准针对具体的产品，规格方面会有差异。 有些是材料方面的，有些是尺寸方面的，也有些是表面处理或加工工艺方面的。 因此，对这些标准有所了解将有助于与设备供应商进行技术沟通。n

20、相应的标准l 管路设计注意事项液体食品输送系统需要注意以下几点：（1）输送系统内无死角且表面光滑；（2）采用耐腐蚀不生锈材料；（3）防水性良好；（4）易拆卸清洗；坚韧性强不易破裂。l 液体输送管网n 生产液态食品的设备构成中，包括管子、管件和阀件在内的输送管网无论从占用空间、构件数量和投资费用等方面来看, 均占有很大比例。n 正确选择这些构件是液体食品输送管路设计的重要内容。n 从食品工业卫生要求第一的角度看，食品工业中采用的液体输送系统，除加热用的气体及清洗用水的供应，废水处理等按照相应的规范设计以外，凡是与食品原料或制品直接接触的输送系统，均应在满足卫生安全要求的前提下，才考虑其经济性。

21、第三节可压缩流体输送机械与设备l 【理解】压缩机在食品工厂中的用途食品工厂不乏需要压缩空气或其它气体的场合。例如，罐头反压杀菌、气流式喷雾干燥、蒸汽压缩制冷、热泵蒸发等许多工艺都要使用压缩机。三、真空泵（一）真空泵的分类（二）机械式真空泵（三）射流式真空泵水环式真空泵l （四）真空泵的选择水环式真空泵是一种旋转式泵，是一般的粗真空设备，其特点是可抽吸带水蒸汽的气体。食品工业上常用于真空封罐和真空浓缩等作业上。l 结构：如图2. 65所示l 水环式真空泵须在不断通水的情况下才能正常工作，这主要是为了将产生的热量带走。l 国产SZ系列水环泵的极限压强范围为706516260 Pa（相当于真空度范围638122mmHg），抽气速率范围为0.1211.5 m3/min 。1蒸汽喷射泵l 结构如图2.68所示l 工作原理l 单级和多级蒸汽喷射泵n 蒸汽喷射泵有单级和多级之分。n 级数与真空度关系n 为了提高效率，减少蒸汽消耗量，在多级泵的级间配置冷凝器，以减轻前一级泵的负荷。n 一种三级蒸汽喷射泵的配置n 单级蒸汽喷射泵如果从真空区抽入的气体与蒸汽混合成的气体喷出时的压强高于大气压，则可直接排入大气环境，这种泵称为单级蒸汽喷射泵。n 多级蒸汽喷射泵如果混合气体出口的压强低于大气压，则需要由前级泵抽走。因此，多个喷射器联在一起就可以构成多级蒸汽喷射泵。n 级数与