3清洗机械与设备设备

1、食品工厂机械与设备第三章 清洗机械与设备 清洗原理清洗过程的本质是利用清洗介质将污染物与清洗对象别离的过程。各种清洗机械与设备一般用化学与物理原理结合的方式进行清洗。物理学原理主要利用机械力（如刷洗、用水冲等）将污染物与被清洗对象分开；而化学原理是利用水及清洗剂（如外表活性剂、酸、碱等）使污染物从被清洗物外表溶解下来。 清洗分类清洗可分为湿洗与干洗。湿洗是利用水作清洗介质的清洗过程，就清洗的质量来说，以湿洗的效果最好；干洗相对于湿洗而言，诸如利用空气流、筛分、磁选等方法原理去泥尘、异质物和铁质等污染物的操作都属干洗范畴，干洗效果有局限性，只能作为湿洗的辅助手段。对于各种清洗对象均可采用人工方法

2、进行清洗，但为了提高清洗效率和保证清洗质量，食品加工生产过程应尽可能采用机械清洗方法。至今为止，食品工厂中可以利用机械设备完成清洗操作的对象主要有原料、包装容器和加工设备三大类。 清洗液 冷水：不损伤原料的品质。热水：温度以不损伤原料的品质为宜，有杀菌作用。 蒸汽：如制糖时用离心别离机别离结晶糖，须用蒸汽清洗去掉外表的不纯物及糖蜜。药剂溶液：除去原料残留农药，常用 0.5% 1.5%的盐酸溶液或 600LL的漂白粉。清洗包装容器常采用碱性溶液。如NaOH溶液能杀菌和去油脂。碱液浓度 1.0%1.5%、温度7080、清洗58min可得到满意的效果浸泡：在静止水或流动水或其他溶液中浸泡。喷淋：适合

3、大多数产品的清洗，但要注意选择好喷水压力和水雾分布型式。冲洗：在高速水流中靠物料间摩擦、碰撞等清洗物料。刷洗：通过刷棍等部件刷洗物料。 清洗作业可采用下述几种方法的一种，也可以把其中几种方法组合起来使用。清洗方法第一节原料清洗机械食品原料在其生长、成熟、采收、包装和贮运过程中，会受到尘埃、砂土、肥料、微生物、包装物等的污染。因此，加工前必须进行有效的清洗。 清洗方法湿洗方式与机械设备一、滚筒式清洗机 二、鼓风式清洗机 三、洗果机 清洗方法多数食品原料外表附着的杂质和污物，可以采用干洗的方法除去，但难于完全除尽，最终还得用湿法清洗去除，即利用清水或洗涤液进行浸泡和渗透、使污染物溶解和别离。最简单

4、的湿洗方法是把原料置于清水池中浸泡一段时间，用人工翻动、擦洗或喷冲。但这种方式劳动强度大，生产效率低，只适合于小批量原料的清洗。因而，大批量的原料多采用机械方式进行清洗。 湿洗方式与机械设备由于食品原料的性质、形状、大小等多种多样，洗涤方法和机械设备的型式也很繁多，但所采用的手段不外乎刷洗、浸洗、喷洗和淋洗等。有代表性的果蔬原料清洗设备：滚筒式清洗机、鼓风式清洗机、刷洗机和刷果机。 （一）滚筒式清洗机 常见清洗机械类型螺旋式清洗机 带式清洗机 组合式清洗机 鼓泡式清洗机振动式清洗机翻浪清洗机 自动翻转洗菜机一、滚筒式清洗机这是一类适合于质地较硬、块状原料的清洗机, 常用于甘薯、马铃薯、生姜、马

5、蹄等的清洗。 结构 分类（一）间歇式滚筒清洗机 （二）连续式滚筒清洗机 讨论结构从机械结构上来说，这类清洗机的主体是滚筒，其转动可以使筒内的物料自身翻滚、互相摩擦和与筒壁发生摩擦作用，从而使外表污物剥离。但这些作用只是清洗操作中的机械力辅助作用。因此，这类清洗机需要与淋水、喷水或浸泡配合。喷淋式、浸泡式清洗机也因此而取名。滚筒一般为圆形筒，但也可制成六角形筒。分类按操作方式，滚筒式清洗机可以分为连续式和间歇式两种。按滚筒的驱动方式，可分为齿轮驱动式、中轴驱动式和托辊-滚圈驱动式三种。但目前，采用最多的是托辊-滚圈驱动方式，中轴驱动还有使用，齿轮驱动已经淘汰。 喷淋式滚筒清洗机这是一种连续式清洗

6、机，结构较简单，适用于外表污染物易被浸润冲除的物料。结构如图3. 1所示。它主要由栅状滚筒、喷淋管、机架和驱动装置等构成。滚筒是清洗机的主体，可由角钢、扁钢、条钢焊接成，必要时可衬以不锈钢丝网或多孔薄钢板。滚筒的驱动清洗过程滚筒的驱动滚筒的驱动可有两种形式。一种是在滚筒外壁两端配装滚圈。滚筒（通过滚圈）以一定倾斜角度（3 5）由安装在机架上的支承托轮支承，并由传动装置驱动转动。喷水管可安装在滚筒内侧上方。 另一种是在滚筒内安装（由结构幅条固定的）中轴，驱动装置带动中轴从而带动滚筒转动。这种形式的清洗机，喷水管只能装在滚筒外面。物料由进料斗进入落到滚筒内，随滚筒的转动而在滚筒内不断翻滚相互摩擦，

7、再加上喷淋水的冲洗，使物料外表的污垢和泥砂脱落，由滚筒的筛网洞孔随喷淋水经排水斗排出。清洗过程二、鼓风式清洗机鼓风式清洗机，也称气泡式、翻浪式和冲浪式清洗机等。外形结构清洗原理吹泡管图3. 3 鼓风式清洗机外形 鼓风式清洗机主要由洗槽、输送机、喷水装置、鼓风机、空气吹泡管、传动系统等构成。 结 构清洗原理用鼓风机把具有一定压头的空气送进洗槽中，使清洗原料的水产生剧烈地翻动，物料在空气对水的剧烈搅拌下进行清洗。利用空气进行搅拌，可使原料在较强烈翻动而不损伤的条件下，加速去除外表污物，保持原料的完整性和美观，因而最适合于果蔬原料的清洗。鼓风机吹出的空气由管道送入吹泡管中。吹泡管安装于输送机的工作轨

8、道之下。被浸洗的原料在输送带上沿轨道移动，移动过程中在吹泡管吹出的空气搅动下翻滚。由洗槽溢出的水顺着两条斜槽排入下水道，因此需要新水补充。吹泡管工作原理：由进料口进入清洗槽内的原料，首先在两个转动刷辊产生的涡流中得以清洗，同时，由于两个刷辊间隙较窄，故其间的水流有较高流 速从而该压力降低，被 清洗物料在压力差和刷 辊摩擦作用下通过刷辊, 进一步得到刷洗。而后， 被清洗物料在出料翻斗 中又经高压水得到进一 步喷淋清洗。如图3. 5所示。三、洗果机第二节包装容器清洗机械目前，可用机械方式进行清洗的空包装容器主要有：玻璃瓶、塑料瓶和制造罐头用的金属空罐等，包装后需要清洗的主要是实罐 。一、洗瓶机二、

9、洗罐机一、洗瓶机为何需要洗瓶?（一）根本洗瓶方法与洗瓶机类型 （二）双端式全自动洗瓶机 （三）单端式全自动洗瓶机 瓶子种类:(1)回收使用瓶；(2)一次性使用。回收瓶常有食品残留物和各种其它污染物。一次性容器在制造、存放和运输过程中，亦不可防止地会在其内壁和外外表带上污染物（如尘埃、金属或非金属杂物及微生物等）。可见，两种瓶均需要清洗，但回收瓶的清洗比一次性使用的瓶复杂。 为何需要洗瓶?根本洗瓶方法瓶中的污物:食物残液、污垢和瓶外的旧商标等。根本清洗方法:浸泡、喷射、刷洗。辅助手段:加热和洗涤剂等物理和化学手段的辅助。浸泡将容器浸没于一定浓度和温度的洗涤液中(一般为碱性溶液)软化、乳化或溶解黏

10、附于瓶上的不清洁物，并加以杀菌、浸泡后，再将瓶中污水倒去。通常为洗瓶机流程的前道工序。喷射利用喷嘴将清水或洗涤液以一定压力(0.20.5MPa)对瓶内(或瓶外)进行喷射，去除瓶内(外)污物的清洗方法。喷射多用于小口径瓶子的清洗机。刷洗刷洗利用旋转刷子将瓶内污物刷洗掉。由于是直接接触污物洗刷，故去除效果好。问题：较难实现连续洗瓶；转刷遇到油污瓶，会污染刷子；若遇到破瓶，会切断转刷的刷毛，使毛刷失效并污染其它净瓶；须经常更换毛刷。（二）双端式全自动洗瓶机双端式洗瓶机亦称直通式洗瓶机，因其进、出瓶分别在机器的前后两端。一种双端式自动洗瓶机内部结构洗瓶过程其它结构形式双端洗瓶机特点内部结构上述洗瓶机的

11、内部结构如图3. 8所示。它主要由箱式壳体、进出瓶机构、输瓶机构、预泡槽、洗涤液浸泡槽、喷射机构、加热器以及具有热量回收作用的集水箱及其净化机构等构成。由给瓶端进入机器的瓶子，先后经过预冲洗、预浸泡、洗涤剂浸泡、洗涤剂喷射、热水预喷、热水喷射、温水喷射和冷水喷射等清洗作用，最后从出瓶端离开洗瓶机。预冲洗是为了将瓶子外附着的污垢除去，以降低后面洗涤液消耗量。洗液喷洗区位于洗液浸泡槽上方，这样从瓶中沥下的洗液又回到液洗槽。洗瓶过程 后面的几个喷洗区域采用不同的水温，主要是为了防止瓶子因温度变化过大造成应力集中损坏。喷洗由靠高压喷头对瓶内逐个进行屡次喷射清洗实现的。 可见，这种洗瓶机主要利用了刷洗、

12、浸泡和喷射三种方式对瓶子进行清洗。由于需要浸泡、并在同一区域进行冲洗，所以瓶子需要在同一截面上反复绕行，因此，设备的高度较高。内部结构除了以上结合了刷洗方式的以外，有的双端式洗瓶机采用浸泡结合喷射的方式进行清洗，它主要经过热水、碱液的连续浸泡槽和喷射，或间隔地进行浸泡和喷射；还有的全部采用喷射方式对瓶子进行清洗。后者没有浸瓶槽，单用喷射清洗，因此结构简单而本钱低，但用水较多，动力消耗高。其它结构形式由于进瓶和出瓶分别在机器的两端进行，因此，双端式洗瓶机生产卫生条件较好，且便于生产线的流程安排。但这种类型的洗瓶机，输瓶带的利用率较低（有的只有一半），因此设备的空间利用率也低，从而占地面积较大。

13、双端洗瓶机特点（三）单端式全自动洗瓶机也称来回式洗瓶机，进、出瓶在机器同一端。一种单端式全自动洗瓶机内部结构洗瓶过程特点待洗瓶从进瓶处进入到达预泡槽1，预泡槽中洗液的温度为3040，在此处对瓶子进行初步清洗与消毒。预泡后的瓶子到达第一洗涤剂浸泡槽7，此处洗涤液温度可达 70 75。通过充分浸泡，使瓶子上的杂质溶解，脂肪乳化。当瓶子运动到改向滚筒10的地方升起并倒过来时，瓶内洗液倒出，流在下面未倒转的瓶子外表，对其有淋洗作用。在洗涤剂喷射区 9 处设有喷头，对瓶子进行大面积喷洗，喷洗后的瓶子到达第二洗涤剂浸泡槽 8，在此瓶上未被去除的少量污物得到充分软化溶解。从第二洗涤剂浸泡槽出来的瓶子，依次经

14、过第一、第二次热水喷射区、温水喷射区、冷水喷射区和新鲜水喷射区的喷射清洗。最后，洗净并得到降温的瓶子由出瓶处出瓶。 洗瓶过程输送瓶的链带是匀速连续运动的，因此所需的驱动力较低，且防止了磨损和较大的噪声。平面槽形凸轮机构使得连续喷射区的喷嘴与连续移动的瓶子同步运动。 浸泡与喷射式洗瓶机特点与双端式自动洗瓶机相比，单端式洗瓶机仅需一人操作，输送带在机内无空行程，所以空间利用率较高。但由于净瓶与脏瓶相距较近，从卫生角度来看，净瓶有可能为脏瓶污染。所以，现在一般不采用。 单端式洗瓶机特点图3. 9 单端式全自动洗瓶机 这种洗瓶机无刷瓶机构，对瓶子的清洗主要靠洗涤液浸泡和喷射实现，喷射时间约占工作循环的

15、2/3，其余的1/3为浸泡。内部结构单端式与双端式洗瓶机的优缺点: 双端式的瓶套自出瓶处回到进瓶处为空载,因而洗瓶空间的利用不及单端式的充分。单端式在洗瓶过程中容易因脏瓶而弄脏净瓶，影响洗瓶质量。 单端式的只需一人操作而双端式的需两人操作。单端式的下部有一个很大的洗涤剂浸 泡池。但单端式对连续化生产不适应.二、洗罐机 洗罐机是用于对未装料的空罐和对封口杀菌后的实罐进行清洗的机械设备。因此，洗罐机分空罐清洗机和实罐清洗机两类。洗罐的目的洗罐机类型（一）空罐清洗机 （二）实罐清洗机 洗罐的目的 用来直接盛装食品的空罐应确保其卫生。由于在加工、运输和贮存过程中不可防止地会受到微生物、尘埃、污渍甚至残

16、留焊药水等的污染。因此，所有的罐装容器，在装罐前必须得到有效地清洗和消毒。 果汁及牛奶等用的玻璃瓶，空瓶内剩余的果汁.牛奶等时间久了变成浆状物，干后很难除去。特别是回收瓶，很难除去商标纸。 目前，国内外清洗回收瓶常采用全自动洗瓶机。全自动洗瓶机依进出瓶的方式不同分为双端式和单端式；依瓶套的传动方式不同又可分为连续式和间歇式。 全自动清洗机（三）空罐清洗机 该种空罐清洗机结构简单，生产率高，占地少，易操作，水及蒸汽用得少，但对不同罐型的适应性差。K-500 桌下型洗碗机K-1200 掀门式高溫洗碗机第三节CIP系统为什么要对设备清洗?为什么用CIP清洗?一、根本概念二、CIP系统构成三、CIP系

17、统的控制为什么用CIP清洗?食品加工生产设备可有不同的清洗方式。显然，小型简单的生产设备可以采用人工清洗的方式。但对于大型或复杂的生产设备系统进行人工清洗则既费时又费力，而且往往难以取得必要的清洗效果。因此，现代食品加工生产设备，多采用CIP清洗技术。为什么要对设备清洗?食品加工生产设备，在使用前后甚至在使用中应进行清洗。一是因为在使用过程中其外表可能会结垢，从而直接影响操作的效能和产品的质量；二是因为设备中的食品残留物会成为微生物的繁衍场所和产生不良化学反应，这种受到微生物或不良化学作用过的食品残留物，如进入下批食品中，会带来平安卫生质量问题。因此，食品加工设备必须得到及时或定期的清洗。一、

18、根本概念CIP概念CIP清洗的特点CIP清洗效果的相关因素CIP清洗对象CIP概念CIP为英文cleaning in place的缩写,是就地清洗或现场清洗的意思。它是指在不拆卸、不挪动机械设备的情况下，利用清洗液在封闭的清洗管线中流动冲刷及喷头喷洗作用，对输送食品的管线及与食品接触的机械外表进行清洗。CIP往往与SIP（Sterilizing in place，就地消毒）配合操作，有的CIP系统本身就可用作SIP操作。清洗液进罐产品出罐产品图3. 17 CIP清洗系统 图中三个容器为CIP清洗的对象设备，它们与管路、阀门、泵以及清洗液贮罐等构成了CIP循环回路。同时，借助管阀组的配合，可以允

19、许局部设备或管路在清洗的同时，另一些设备正常运行。图中的容器1正在进行就地清洗；容器2正在泵入生产过程中的用料；容器3正在出料。管路上的阀门均为自动截止阀，根据控制系统的讯号执行开闭动作。CIP清洗的特点 （l）清洗效率高；（2）卫生水平稳定；（3）操作平安，节省劳动力；（4）节约清洗剂、水、蒸汽等的用量； （5）自动化程度高。CIP清洗效果与CIP清洗能及清洗时间有关。在清洗相同时，清洗时间越长则清洗效果越好。CIP洗净能有三种，即动能、热能、化学能。一般CIP系统均需围绕以上三种洗净能及清洗时间的有机结合进行设计。CIP清洗效果相关因素及洗净能CIP清洗对象一般说来，输送食品的管路、贮存或

20、加工食品用的罐器、槽器、塔器、运输工具以及各种加工设备都可应用CIP方式进行清洗。CIP特别适用于乳品、饮料、啤酒及制药等生产设备的班前、班后清洗消毒，以确保严格的卫生要求。二、CIP系统构成典型CIP系统系统构成元素系统分类（一）洗液贮罐（二）加热器 （三）喷头（四）供液系统必要构成部件:清洗液（包括净水）贮罐、加热器、送液泵、管路、管件、阀门等。可选构成部件:过滤器、清洗头、回液泵、待清洗的设备以及程序控制系统等组成。系统构成元素（一）洗液贮罐用途:洗液和热水的贮存。贮罐数量:一般由（包括热水在内的）清洗液种类和系统对贮罐洗液进出操作控制方案决定。贮罐型式:立式和卧式。卧式贮液槽通常是由隔

21、板隔成若干区的卧放圆筒。有时一个CIP系统的贮液容器既有卧式，也有立式。图3. 20卧式1234567图3. 19 三罐式CIP系统1.控制柜；2.酸液罐；3.碱液罐；4.热水罐；5.片式热交换器；6.过滤器；7.供液泵12345 图3. 20 卧式贮液槽CIP系统1.配管板；2.控制柜；3.酸液槽；4.碱液槽；5.清水罐 卧罐分为两间，可分别贮存酸性洗液（如 1 3 %HNO3 溶液）、碱性洗液（如 13 % NaOH溶液），立式罐为热水罐。内设加热器（二）加热器可独立于贮液罐而串联在输液管路上(形式可用片式也可用套管式热交换器)。也可以装在贮液罐（槽）内。（三）喷头清洗用喷头形式按洗涤时状

22、态，喷头可分为固定式和旋转式两种。无论是哪种形式的喷头，最需要关心的是它的射程和喷头覆盖的角度两个方面。使用场合与安装方式贮罐、贮槽和塔器等的清洗，均需要清洗喷头。可以固定安装在需要清洗的容器内，也可以做成活动形式，需要清洗时再装到容器内。（四）供液系统CIP的供液系统由管道、泵、管件与阀等构成 。1管道 2泵 3阀和管件1管道CIP系统的管道由两局部构成，一是被清洗的物料管道，二是将清洗液引入被清洗系统的管道。这些管道对产品应有平安性，内外表光滑，接缝处不应有龟裂和凹陷。CIP清洗系统的水平管路有一定的倾斜度要求。2泵CIP系统中的泵分供液泵和回液泵两类。供液泵用于将清洗液送到需要清洗的位置

23、，为清洗液提供动能，以便以一定速度在管内流动和提供喷头所需的压头。一般系统均带有独立的供液泵。回液泵用于将清洗过的液体回收到贮液罐，供洗液回收使用，一些简单的系统可以不设回液泵。CIP系统一般采用不锈钢或耐腐蚀材料制造的离心泵。泵的规格由 CIP 清洗系统所需要液体循环流量、管路长度和喷头所需压力决定。3阀和管件起控制各种液流（清洗液、料液等）流向作用。阀的形式:不锈钢蝶阀、球阀、座阀和组合座阀等。CIP系统可以采用手动阀或自动阀。简单系统采用手动阀，复杂清洗系统往往采用自动阀。CIP系统供液管路上还需要有弯头、活接头。这些管件均应满足卫生要求。手动控制的CIP系统中，为了将不同清洗液分配到各

24、个需要清洗的设备，常采用管路分配板。控制因素任务控制方式手动:对于简单系统，可以用人工方式进行调控。人工调控的系统，对于系统的阀门配置要求较简单。自动方式:用于程序复杂、清洗设备较多场合的清洗系统。CIP 系统可用继电器、PLC 和工控机等3种方式进行自动控制。手动与自动结合。控制方式与本钱三、CIP系统的控制控制方式与本钱自动控制除了控制器本身本钱以外，其它要求的硬件配置（如传感器、自动阀等）相对于人工控制而言，本钱也将成倍地增加。这是需要投资者与设计人员加以注意的。控制因素CIP操作总体上需要控制的因素或完成的控制任务有： CIP贮液罐的液位、浓度和温度等。 各洗涤工序（如酸洗工序、碱洗工

25、序、中间清洗工序、杀菌工序、最后洗涤工序等）的时间（见表3- 1）。 不同被清洗设备的清洗操作时段切换。本章小结对各种与食品加工过程相关的对象进行清洗是保证食品质量平安性的重要操作。大规模生产需要机械方式进行清洗的对象有原料、包装容器和食品加工设备三大类。各种清洗机械一般运用化学与物理原理结合的方式对清洗对象进行清洗。常见的原料清洗机械设备有滚筒清洗机、鼓风式清洗机和刷洗机等。它们分别运用滚筒的转动、空气鼓泡作用和刷子的洗刷作用，使食物外表污染物剥离，但多需要与浸洗和喷洗结合。 本章小结自动洗瓶机主要用于回收旧瓶清洗，可分为单端式和双端式两种。清洗流程由冲洗、浸泡等手段选择性组合而成，并且均采

26、用液体温度逐渐升高和降低及能量回收利用的设计模式。从使用角度看，单端式和双端式特点各有长短。CIP是对食品加工设备进行现场清洗的意思。CIP系统通常由清洗液（包括净水）贮罐、加热器、送液泵、管路、管件、阀门、过滤器、清洗头、回液泵、待清洗的设备以及程序控制系统等组成。多数加工设备采用固定式CIP清洗。对于特殊的设备可采用移动式进行CIP清洗。CIP清洗过程可采用人工或自动方式控制，两者在系统设备投资方面有很大差异。简单和小规模生产线的清洗可采用人工控制方式；设备规模大、流程复杂和设备数量多的生产线CIP清洗宜采用自动控制。本章小结思考题分析讨论水果加工过程中，哪些对象宜用机械方式进行清洗。结构

27、上，可从哪些方面对自动洗瓶机进行分类。举例分析讨论不同类型果蔬宜采用的清洗机的型式。自测题一、判断题二、填空题二、选择题四、对应题一、判断题1.CIP 是对设备进行就地拆洗的意思。2.CIP 清洗专用装置只能固定在同一个位置。3.喷头是所有 CIP 系统的必备部件。4.所用 CIP 清洗系统的管路中物料流向必须采用自动切换阀。5.SIP 是对设备进行就地杀菌的意思。6.食品物料只能采用水为清洗介质进行清洗。 7.双端式自动洗瓶机卫生条件和空间利用率优于单端式。8.单端式自动洗瓶机主要用于新瓶的清洗。 9.目前滚筒清洗机的滚筒多采用大齿轮驱动。10.鼓风式清洗机须与空气压缩机配合才能运行。二、填空题1食品工厂中需要清洗的对象有 、 和 三大类。用于清洗这些对象的设备常采用 洗、 洗和 洗等方法清洗。一般一台设备可同时结合一种以上的清洗方法。 2全自动洗瓶机的清洗过程一般要经过 、