1、1第一章总论第一节食品加工机械设备的分类和特点1、P1 我国尚未制定食品机械分类标准。目前主要按两种方式进行分类:一是根据原料、产品类型分类;二是根据设备的操作功能分类。2、P2 按机械设备的功能分类,实际上是根据设备的单元操作功能分类。3、P2 食品加工机械设备的特点:(1)品种多样性(2)机械可移动性(3)防水防腐性(4)多功能性(5)卫生要求高(6)自动化程度高低不一第二节食品加工机械的材料1、P3 食品加工机械设备用材在机械性能方面的要求:除了强度、刚度和硬度以外,还要抗疲劳、耐磨性、耐高温耐低温。2、P3 食品加工机械设备用材在物理性能方面的要求:材料的相对密度、比热容、热导率、软化
2、温度、线膨胀系数、热辐射波普、磁性、表面摩擦特性、抗粘附性等。3、P3 食品加工机械设备用材在耐腐蚀性能方面的要求:食品机械与食品的接触面材料应耐酸碱等腐蚀。4、P4 食品机械设备常用的钢铁材料特点:普通碳钢和铸铁耐腐蚀性都不好,一般用于设备中承受载荷的结构。食品工业可以涂搪瓷的钢铁容器。现在代替搪瓷材料的有各种无毒树脂涂料。5、P4 食品机械设备常用的不锈钢材料的特点:不锈钢的基本成分为铁-铬合金和铁- 铬-镍合金,还可添加其它元素。成分不同,耐腐蚀性能不同。含铬 12%以上可抗各种腐蚀,但铬一般不超过 28%。我国现有国家标准对不锈钢标识的基本方法 P4。食品机械中,耐腐蚀要求较高的接触表
3、面材料,多采用 316 型或316L 型不锈钢。6、P5 食品机械设备常用的有色金属材料的特点:主要是铝合金、纯铜和铜合金等。铝合金具有耐腐蚀和导热性能、低温性能、加工性能好以及重量轻等优点。适用的食品种类主要是碳水化合物、脂肪类、乳制品等。纯铜亦称紫铜,热导率特别高,常用作热导材料,制造各种换热器。纯铜及铜合金一般不用于直接接触食品。7、P5 食品机械设备常用的非金属材料的特点:主要是塑料。还是用各种天然和合成的橡胶。塑料优点:(1)密度不大, (2)机械加工余量少,生产成本降低, (3)化学稳定性高, (4)耐摩擦性良好, (5)良好的吸收噪音和隔音性能, (6)好的耐振性和抗附着性。缺点
4、:耐热性和导热性低;在液体环境中工作,有老化和膨胀的趋势等。第三节食品机械设备的结构要求1、P7 食品机械设备结构的卫生要求:(1)设备结构、产品输送管道和链接部分不应有滞留产品的凹陷及死角。(2)无菌灌装设备中和产品直接接触的管道应采用符合标准要求的不锈钢卫生钢管及管件阀门,管道控制阀采用易于清洗和杀菌的卫生型阀门结构。(3)外部零部件伸入产品区域处应设置可靠的密封,以免产品受到外界的污染。(4)任何与产品接触的轴承都应为非润滑型。润滑型轴承如处于产品区域,轴承周围应具有可靠的密封装置以防产品被污染。(5)产品区域应与外界隔离,在某些情况下至少应加防护罩以防止异物落入或害虫侵入。工作空气过滤
5、装置应保证不得使 5um 以上的尘埃通过。(6)设备上应设有安全卫生的装、卸料装置。(7)零件及螺栓、螺母等紧固件应可靠固定,防止松动,不应因振动而脱落。2(8)在产品接触表面上粘结的橡胶件、塑料件等应连续粘结,保证在正常工作条件下不脱落。第四节食品加工机械设备的选型重点:P12-13 罐器类设备选型计算和连续处理设备选型计算。第二章物料输送机械第一节固体物料输送机械1、P16 带式输送机主要构件有环形输送带、驱动轮、张紧装置及机架、托辊等构成。带式输送机的工作原理是,绕在两滚轮(或齿轮)上的输送带在驱动滚轮(或齿轮)的作用下借助于其与驱动滚轮间的摩擦力(或张力) ,产生连续运动,输送带又依靠
6、其与物料及物料间的摩擦力将物料从一端输送到另一端。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。2、P20 斗式提升机,根据用途可分为倾斜式和垂直式两种。垂直式提升机主要由料斗、牵引带(或链) 、驱动装置、机壳和进、卸料口等组成。在食品连续化生产中,有时会要求将物料从地平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。3、P22 螺旋输送机一般结构中包括驱动轮、轴承、机槽、吊架及螺旋。它利用旋转的螺旋将被输送的物料在固定的机械内推移而进行输送。物料由于重力和对于槽壁的摩擦力作用,
7、在运动中不随螺旋一起旋转,而是以滑动形式沿着物料槽移动,其情况与不能旋转的螺母沿旋转螺杆作平移运动类似。螺旋输送机是一种不带挠性构件的连续输送机械。它主要用于各种干燥松散的粉状、粒状、小块状物料的输送。通过螺距变化和配合适当的螺旋叶片还可对物料进行搅拌、混合、加热和冷却等工艺。4、P17 常用于食品的输送带有橡胶带、纤维织带、钢带、钢丝网带、链板带和塑料袋等。对于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。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、预处理台得输送带。钢带造价较高,一般不采用。在食品工业中最典型的应用
8、是连续式烤炉中的输送装置。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,已被逐渐推广使用。帆布带主要用于饼干成型前面片和饼坯的输送。钢丝网带常用于边输送边进行固液分离的场合。链条带:一些处理设备用链条带作输送件。扣带:扣带由不锈钢条或塑料制成,有的直接用较粗的钢丝制成整体输送链(不另用链条) 。板式带:这种输送带常用于罐头、饮料生产时的灌装和封口设备中的输送。5、P21 斗式提升机常用的料斗形式有三种:圆柱形底的深斗、圆柱形底的浅斗及尖角形斗。深斗用于干燥、流动性好、能很好地撒落的粒状物料的输送。浅斗适用于潮湿的和流动性较差的粒状物料。尖角形斗适用于粘稠性大和沉重的块状物料
9、用定向自流式卸料的场合。6、P22 斗式提升机的牵引件,可用胶带和链条两种。用胶带作牵引件主要用于中小生产能力的工厂及中等提升高度,适合于体积和相对密度小的粒状、小颗粒等物料的输送。链条作牵引件则适合于生产率大、升送高度大和较重物料的输送。7、P20 斗式提升机的装料方法有吸取法(即挖取)和直接装入法(即撒入)两种。3前者适用于粉末状、颗粒状物料,输送速度较高,料斗间隔排列。后者适合于输送大块和磨损性大的物料,输送速度较低,料斗呈密接排列。8、P23 螺旋输送机的螺旋结构形式可分为实体、带式、叶片式和齿型等。实体螺旋最常见,适用于干燥的小颗粒或粉状物料的输送。带式螺旋用于输送块状或粘滞装物料。
10、当运送韧性和可压缩性物料时,宜采用叶片式或齿型螺旋,它们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。9、根据工艺操作要求,选用适当形式的固体物料输送机械设备型式。10、第二节液体物料输送机械与设备1、P32 离心泵的级数压头关系: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,可以采用多级离心泵。膜分离系统中常采用多级离心泵。2、P33 螺杆泵的结构、操作特点: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。单螺杆是一种内啮合的密闭式泵,它是利用装在橡皮套内旋
11、转的螺杆,使液体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。螺杆泵有较高的吸程,输出脉动小、运转平稳,无振动和噪声。3、P34 齿轮泵与罗茨泵的结构、操作特点:在食品厂中使用较多的是外啮合齿轮泵。它主要由一对齿轮、泵体、泵盖及密封紧固件等组成。齿轮靠两端泵盖密封,并由泵盖上轴承支撑。齿轮泵具有结构简单、重量轻和工作可靠等优点,故应用广泛。但要求被输送的液体必须具有润滑性,否则齿极易磨损,甚至发生咬合现象。齿轮泵的缺点是效率低、振动和噪声大。罗茨泵也称转子泵,其工作原理与齿轮泵相仿,依靠量啮合转动的转子完成吸、排料。罗茨泵的转子形状简单,易于拆卸清洗,对于液
12、体的搅动作用小。4、P34 柱塞泵的结构、操作特点:柱塞泵属于高压往复泵,结构与工作原理与往复式压缩机相似(图 2-62) ,是食品工业中使液体获得高压的泵。柱塞泵有单柱塞泵与多柱塞泵之分,食品工业中应用的多柱塞泵以三柱塞泵居多。三柱塞泵较单柱塞泵的输出流量平稳。5、P32 卫生离心泵在食品加工中的应用场合:用于输送食品料液。6、P33 螺杆泵在食品加工中的应用场合:用于高粘度粘稠液体及带有固体物料的浆料的输送。7、P35 罗茨泵在食品加工中的应用场合:适用于(尤其是含有颗粒的)粘稠料液的输送。8、P36 柱塞泵在食品加工中的应用场合:在食品工业中使液体获得高压。在食品工厂中有两大用处:一是作
13、为压力喷雾雾化器的供液泵用,二是作为高压均质机的加压泵。第三节可压缩流体输送机械与设备1、P46 压缩机在食品工业中的应用:压缩机是用于压缩气体的机械设备。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。压缩机的形式种类繁多,但至今为止,食品工业中最常见的仍然属往复式压缩机。2、P48 真空泵在食品工业中的应用:真空泵在食品工业上有着极为广泛的应用。许多食品单元操作,如过滤、脱气、成型、包装、冷却、蒸发、结晶、造粒、干燥、蒸馏以及冷冻升华干燥等都采用真空作业法。3、P49 水环式真空泵的应用场合:食品工业上常用于真空
14、封罐和真空浓缩等作业上。4、P52 水力喷射泵的特点、系统构成与应用场合:它由喷嘴、吸气室、混合室、扩散室等部分组成。水力喷射器的主要优点:(1)兼有冷凝器及抽真空作用,故不必再配置真空装置;(2)结构简单,4不需要经常检修;(3)适用于抽吸腐蚀性气体;(4)安装高度较低,与浓缩锅的二次蒸汽排出管水平方向直接连接即可;(5)与冷凝器-真空泵组合系统相比,获得相同二次蒸汽排除能力所需的功率消耗小。其缺点是:由于循环冷水中本身带有不凝性气体,因此,水力喷射泵不能获得高真空度,并且真空度随水温升高而降低。5、P52 影响水力喷射泵系统真空度的因素:系统能获得的真空度与水温和水与二次蒸汽之比相关。相对
15、于水与蒸汽之比,温度对真空度的影响更大些。第三章清洗机械与设备1、P57 食品工厂可利用机械设备进行清洗的对象类型: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。2、P57 机械设备清洗的原理方式: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(如表面活性剂、酸、碱等)使污染物从被清洗物表面溶解下来。第一节原料清洗机械1、P57 滚筒式清洗机结构原理、滚筒驱动方式、适用清洗对象: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、
16、互相摩擦并与筒壁发生摩擦作用,从而使表面污物剥离。按滚筒驱动方式,可分为齿轮驱动式、中轴驱动式和托辊-滚圈驱动式三种。适合于质地较硬、块状原料的清洗,常用于甘薯、马铃薯、生姜、荸荠等的清洗。2、P58 滚筒式清洗机按操作方式分类、辅助清洗物方式:按操作方式,滚筒式清洗机可以分为连续式和间歇式两种。清洗机需要与淋水、喷水或浸泡配合。3、P59 鼓风式清洗机的工作原理、鼓风式清洗机的其他名称、鼓风式清洗机的使用场合:鼓风式清洗机,也称气泡式、翻浪式和冲浪式清洗机等。其清洗原理是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的翻动,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
17、,可使原料在较强烈翻动而不损伤的条件下,加速去除表面污物,保持原料的完整性和美观,因而最适合于果蔬原料的清洗。第二节包装容器清洗机械1、P62 洗瓶机运用的洗瓶方式:清洗方法除了浸泡、喷射、刷洗三种基本手段以外,一般还需加热和洗涤剂等物理和化学手段的辅助。2、P65 洗罐机的类型、适用的场合: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。洗罐机分空罐清洗机和实罐清洗机。所有的罐装容器,在装罐前必须得到有效的清洗和消毒。实罐加工(排气、封口和杀菌)过程中,由于内容物的外溢或破裂外泄,会使实罐(尤其是肉类罐头)外壁受到污染,所以需要在进行贴标或外包装以前加以清洗。3、P62 双
18、端式全自动洗瓶机的特点:这种洗瓶机主要利用了刷洗、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,设备高度较高。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的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。4、P64 单端式全自动洗瓶机的特点:5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,净瓶有可能被脏瓶污染。所以,现在一般不采用。5、P6
19、5 常见空罐清洗机型式、结构特点与适用性:(1)旋转圆盘式清洗机:结构简单,生产率较高,耗水、耗蒸汽较少。其缺点是对多罐型生产的适应性差。(2)滚动式洗罐机:优点是效率高,装置简单而体积小,并且在一定范围内可通过调整栏杆和喷嘴位置,适应不同的空罐清洗。其缺点是空罐的进机有一定高度要求。(3)LB4B1 型空罐清洗机:这种型式的洗罐机适用于镀锡薄钢板制成的三片罐清洗。它的输罐系统由一条链带式输送机、一对水平转盘和一条磁性带式输送机以及导罐栏杆等构成。清洗过程采用 5580的热水对内壁进行冲洗,并以热风吹干。通过对导罐栏杆的距离调整,可适应不同大小的清洗罐型。(4)GT7D3 型空罐清洗机:这种清
20、洗机用于成捆空罐的清洗。其工作过程如下:成捆罐口向下的空罐,由人工放置在设备右端进口处的网带上。在网带自右向左的输送过程中,空罐先后通过初、终两个洗区,先后受到高压热水的喷洗,最后由左端出口送出。由于输送空罐的是网带式输送装置,因此,这种洗罐机对罐型的适应性较强。但与其它洗罐机相比,它的体积较大。第三节 CIP 系统1、 P68 CIP 的含意: CIP(cleaning in place)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表面进行清洗。2、P69 CIP 清洗的特点:(1)
21、清洗效率高, (2)卫生水平稳定, (3)操作安全,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。3、P69 CIP 清洗的洗净能: CIP 洗净能有三种,即动能、热能、化学能。动能来自洗液的循环流动。热能来自洗液的温度。化学能来自洗液的化学剂。4、P69 固定式、移动式 CIP 系统概念、各自适用场合:固定式指洗液罐是固定不动的,与之配套的系列部件也保持相对固定,多数生产设备可采用固定式CIP 系统。移动式通常指只有一个洗液罐,并且与泵等构成一个可移动单元的 CIP 装置,多用于独立存在的小型设备清洗。5、P74 CIP 系统的控制方式:可以用手动方式,或用自动方式
22、,还可以用手动控制和自动控制结合的方式。6、P69 CIP 系统的构成: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。7、P69 CIP 的清洗对象:一般说来,输送食品的管路、贮存或加工食品用的罐器、槽器、塔器、输送工具,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。8、P70-74 CIP 系统主要构成部件的作用:(1)洗液贮罐:用于洗液和热水的贮存。(2)加热器:可以独立于贮液罐而串联在输液管路上,也可用套管式热交换器
23、作系统的外加热器,还可以装在贮液罐(槽)内。(3)喷头:对于贮罐、贮槽和塔器等的清洗,均需要清洗喷头。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。(4)供液系统:由管道、泵、管件与阀等构成。6第四章分选分离机械与设备第一节分选机械设备1、P79 滚筒式分级机分级原理:物料通过料斗流入到滚筒,在其间发生滚转和移动,并在此过程中通过相应的筛孔流出,以达到分级。2、P86 金属探测器的探测对象:金属探测器对铁性和非铁性金属均可以探测到。3、P86 金属探测器对磁性和非磁性被测物的检测极限:典型的金属探测器可以检测到直径大于 2mm 的球形非磁性金属和所有直径大
24、于 1.5mm 球形磁性金属颗粒。4、P88 X 射线异物探测器检测对象种类、检测灵敏度、适用场合:除了金属以外,X 射线还可检测食品中存在的玻璃、石头和骨骼等物质,还能检测到铝箔包装食品内的不锈钢物质。值得一提的是,含有高水分或盐分的食品以及一些能降低金属检测器敏感度的产品,也可以用 X 射线检测系统进行检测。除了杂质以外,X 射线探测器还可检视包装遗留或不足、产品放置不当及损坏的产品。X 射线检测系统的敏感度主要取决于异物造成 X 射线的减弱程度在大小和厚度方面与产品相比较的结果。由于 X 射线不易检测到密度较低的异物,因此,对纸、绳子和头发等检测尚有困难。第二节离心分离设备1、P89 按
25、原理分类,离心分离机的主要型式:可分为过滤式、沉降式和分离式三类。2、P89 各种分离原理的离心分离机的使用场合:(1)过滤式:用于易过滤的晶体悬浮液和较大颗粒悬浮液的固液分离以及物料的脱水。(2)沉降式:适用于不易过滤的悬浮液的固液分离。(3)分离式:主要用于乳浊液的分离和悬浮液的增浓或澄清。第三节过滤设备1、P98 过滤机的类型:(1)按过滤推动力分为重力过滤机、加压过滤机和真空过滤机。(2)按过滤介质的性质分为粒状介质过滤机、滤布介质过滤机、多孔陶瓷介质过滤机和半透膜介质过滤机等。(3)按操作方法分为间歇式过滤机和连续式过滤机等。2、P98 加压过滤机的型式:常用加压过滤机多为间歇操作,
26、包括板框式压滤机、箱式压滤机和叶滤机等。3、P98 加压过滤机的特点:优点:(1)由于较高的过滤压力,过滤速度较大, (2)结构紧凑,造价较低, (3)操作性能可靠,适用范围广。缺点:主要是它的间歇操作方式,有些型式加压过滤机得劳动强度较大。4、P99 板框式压滤机的结构与特点:结构如图 4-32,它由机架与板框组成。特点:过滤面积大、占地小、构造简单、制造方便、过滤推动力大、对物料适应好,但装拆劳动强度大、间歇操作、滤布消耗量大。5、P100-101 叶滤机的结构与特点:叶滤机也是一种间歇加压过滤设备,主要由耐压的密闭圆筒形罐体及安装在罐体内的多片滤叶组成。优点:灵活性大,人力使用经济,单位
27、体积生产能力较大,而且单位体积具有很大的过滤面积。另外7洗涤速率较一般过滤机快,而且洗涤效果较好。缺点:构造复杂,成本高,滤饼不如压滤机干燥,可能造成滤饼不均匀的现象,使用的压差通常不超过 400kPa。6、P102 真空过滤机特点:优点:(1)劳动强度小, (2)能直接观察到过滤情况,及时发现问题,便于检查, (3)维修费用较低,(4)连续式真空过滤机的工作效率高。缺点:(1)不能过滤低沸点滤液的物料, (2)不能过滤会形成可压缩性滤饼的难过滤物料, (3)真空系统需经常维护, (4)连续式真空过滤机在过滤过程中若进料料浆中的固体颗粒浓度和颗粒粒度分布变动大,则过滤的效果差。第四节压榨机械1
28、、P104 压榨过程的主要操作工序:加料、压榨、卸渣。2、P104 液压压榨设备压榨部件的形式:箱式、板式、框式、笼式和缸式。3、P105 卧篮式压榨机(布赫榨汁机)的关键部件,工作原理及适用场合:关键部件是可获得低混浊天然纯果汁的尼龙滤绳组合体。挤压时汁液经滤绳过滤后进入绳体沟槽,沿绳索流至贮汁槽,然后挤压面复位,绳索重新逐渐伸直。由于绳索的运动使浆渣松动,破碎,然后再次挤压。如此周期动作,直到按预定程序结束榨汁过程。榨汁结束后,压榨室外筒与挤压面同时移动,使浆渣松动并将其排出。目前,布赫榨汁机已发展成为可适合多品种果蔬榨汁的通用型框式榨汁机,可用于仁果类(苹果、梨) 、核果类(樱桃、桃、杏
29、、李) 、浆果类(葡萄、草莓) 、某些热带水果(菠萝、芒果)和蔬菜类(胡萝卜、芹菜、白菜)的榨汁。4、P104 连续式压榨机的主要型式:螺旋式、带式和辊式。5、P104 压榨机按操作方式分类:间歇式和连续式。6、P107 螺旋压榨机结构、特点:主要由压榨螺杆、圆筒筛、离合器、压力调整机构、传动装置、汁液收集斗和机架组成。特点:结构简单、外形小、榨汁效率高、操作方便等。7、P108 螺旋压榨机调整出汁率的方式:通常采用调压装置来调整榨汁压力。一般通过调整出渣口环形间隙大小来控制最终压榨力和出汁率。第六节膜分离机械设备1、P117 典型压力驱动式膜分离设备组成:如图 4-61 所示。(1)反渗透设
30、备组成:多级离心泵、过滤器、单级离心泵、冷却器、反渗透膜模。(2)超滤设备组成:过滤器、单级离心泵、冷却器、产品罐、超滤膜模。2、P117 压力式膜分离设备的基本构成:膜组件、泵以及辅助装置,膜组件是核心。3、P120 压力式膜分离系统中泵的作用与型式:作用:一是压力供料,二是提供膜表面料液流动必要的流速。形式:单级离心泵、多级离心泵。4、P117 膜分离设备的两大类型:压力式膜分离设备、电渗析膜分离设备。5、P117 常见压力驱动式膜组件的形式:平板式、管式、螺旋卷式、中空纤维式。6、P117 压力式膜分离设备按膜孔径分类的形式:反渗透、纳米滤、超滤和微滤。第七节粉尘分离设备1、旋风分离器原
31、理、结构、分离特点与适用场合:P128 原理:含尘气体自进口管依切线方向进入后,在圆柱内壁与气体出口管之间作圆周运动形成旋转8向下的外旋流,到达锥底后以相同的旋向折转向上,形成内旋流,直至达到上部排气管流出。随气流运动的颗粒粉尘在此过程中,因受离心力作用而撒向分离器内壁,与器壁撞击而失去速度,又在重力作用下沿壁落下,从出料口排出,由此达到分离目的。P128 结构(图 4-81):主体上部为一圆柱,下部为一圆锥。气体进口管与圆柱部分切向相接,气体出口管为上方中央的同心管,圆锥部分的底部为粉尘出口。P129 特点:优点是结构简单,制造容易。缺点是压力损失高,分离效率较低(一般不超过 98%) 。P
32、127 适用场合:在食品工业上,旋风分离器广泛应用于乳粉、蛋粉等干制品加工过程后期的分离,颗粒状原材料、半成品或成品的气流输送,颗粒或粉末状产品的气流干燥等。2、P128 旋风分离器分离效率的影响因素:混合气流中粉尘粒度、气流速度和分离器气密性等。3、袋式过滤器原理、结构、分离特点与适用场合:P129 结构(图 4-84) 、原理:由布袋和壳体组成。隔板及过滤袋将壳体分为过滤区与净气区两部分。含尘气体进入壳体过滤区,粉体产生惯性、扩散、粘附、静电作用而附着在滤布表面,清洁气体穿过滤布的空隙从净气区排出。P131 特点:( 1)优点:捕集效率高;适应能力强;使用灵活;结构简单,性能稳定,维修也较
33、方便,便于回收粉尘,造价较低。 (2)缺点:应用范围主要受滤材的耐温、耐腐蚀性等特性所限制;不适于粘附性强及吸湿性强的粉尘,而且气体温度不能低于露点温度,以免发生结露而堵塞滤袋;设备尺寸及占地面积较大。P129 适用场合:在食品行业中,典型应用是作为喷雾干燥机末级气固分离装置使用。4、P130 布袋过滤器的除灰方式:机械除粉、逆气流除粉、脉冲喷吹除粉。第五章粉碎切割机械第一节粉碎机1、P138 粉碎机按成品粒度的分类:普通粉碎机、微粉碎机和超微粉碎机。2、P138 按作用方式,冲击式粉碎机的两种类型与粉碎原理:(1)机械冲击式粉碎机:依靠高速旋转的棒或锤等部件冲击或打击颗粒,使其粉碎。(2)气
34、流磨:利用高速空气流或过热蒸汽,使颗粒加速产生相互冲击力、碰撞力或与器壁发生冲击碰撞作用而被粉碎。3、P140 机械冲击式粉碎机的主要型式、特点:(1)锤击式粉碎机:构造简单、用途广泛、生产率高、易于控制产品粒度、无空转损伤等优点。但粉碎过程基本上没有选择性,粉碎粒度不能严格控制。(2)盘击式粉碎机:粉碎作用强度高,产品粒度小且均匀,适用于谷物的粉碎,但作业噪声较大,物料温升较高,产品中含铁量较大。因磨齿与磨盘间为刚性连接,过载能力差,使用时必须对进料进行除铁处理,避免金属异物进入粉碎室,造成设备损坏。4、锤击式粉碎机的应用、进料方式、主要工作元件(锤片与筛板)的结构与材料:P140 应用:在
35、食品工业中,锤击式粉碎机的的应用十分广泛。许多食品原料及其中间产品的加工过程中均用到它,例如甘薯、玉米、大豆、咖啡、可可、蔗糖、大米、麦类以及各种饲料等的粉碎均使用锤击式粉碎机。P139 进料方式:切向喂入式、轴向喂入式和径向喂入式三种。P139 锤片的结构与材料(图 5-2):锤片基本类型:矩形、焊耐磨合金、阶梯形、多尖角形、尖角形、环形、复合钢矩形。P139 筛板(筛网)的结构和材料:通常为冷轧钢板。第六章混合均质机械与设备第一节液体搅拌与混合机械设备91、P164 液体搅拌机在食品工业中的应用:主要用于以下方面:促进物料的传热,使物料温度均匀化;促进物料中各成分混合均匀;促进溶解、结晶、
36、浸出、凝聚、吸附等过程的进行;促进酶反应等生化反应和化学反应过程的进行。2、P164 食品工业中带搅拌器的主要设备类型:发酵罐、酶解罐、冷热缸、溶糖锅、沉淀罐等。3、P164 液体搅拌机的基本结构:(图 6-1)主要由搅拌装置、轴封和搅拌容器三大部分组成。4、P165 液体搅拌机的搅拌器类型及选用:两大类型:(1)小面积叶片高转速运转的搅拌器,属于这种类型的搅拌器有涡轮式、旋桨式等,多用于低粘度的物料;(2)大面积叶片低转速运转的搅拌器,属于此类型的搅拌器有框式、垂直螺旋式等,多用于高粘度的物料。5、P169 液体搅拌容器结构形式:搅拌容器由罐体与焊接在其上的各种附件构成。6、P170 水粉混
37、合机的其他名称、用途:水粉混合机又称水粉混合器、水粉混合泵、液料混合机、液料混合泵、混合机等,是一种将可溶性粉体溶解分散于水或液体中的混合设备。特别适用于再制乳制品生产,例如用于乳粉、乳清粉、钙乳、糊精粉等与液体混合,也可用于果汁和其它饮料的生产。7、P170 静态混合器的构成与应用范围:静态混合器是一种没有运动部件的高效混合设备。结构十分简单,主要由带管道接口的混合器壳体和混合单元构成。已经在环保和化工领域得到很好的应用,并且也已经在食品行业得到应用。8、P169 搅拌罐的液料性质与高径比关系:当罐内物料为液、固相或液-液相物料时,搅拌罐的高径比为 1:(11.3) ,当罐内物料为气-液相物
38、料时,搅拌罐的高径比为 1:(12) 。9、P169 搅拌容器附件的安装位置:在搅拌设备基本结构的基础上,可以在搅拌罐体或罐盖上安装各种需要的附件。进料管一般设在搅拌罐盖部,也有设在罐体部位的。出料管一般装在罐底中心或侧面,具体位置要能排尽料液。温度计,对于小容积罐体,一般只在盖上装一根垂直于液面的长管,对于大容积罐体,往往在罐体侧面的不同位置安装数个温度计插管。第二节粉体混合机械1、P172 粉体混合机的分类:混合机通常可按混合容器的运动状态分为固定容器式和容器回转式两大类。2、P172 容器回转型混合机的填充率:容器的物料装填率因容器形状不同而异,但一般不得超过容器有效容积的 60%。3、
39、P172 容器回转型混合机的操作方式与应用场合:容器回转型混合机是间歇式混合机,装卸物料时需要停机。间歇式混合机易控制混合质量,可适应粉粒物料配比经常改变的操作要求,因此,适用于小批量多品种的混合操作。4、P173-174 容器固定型混合机的操作方式与应用场合:固定容器式混合机的操作方式有间歇与连续两种,依生产工艺而定。混合过程以对流作用为主,适用于物理性质差别及配比差别大的散料混合。第三节搅拌混合与捏合机械设备1、P176 双臂式捏合机混合室的结构:混合室是带盖(或不带盖)的、底部呈“W”形或鞍形的钢槽。钢槽多做成夹套式,可通入加热或冷却介质。2、P177 双臂式捏合机的转子数量、形式与安装
40、形式:10有一对转子。最常用的为 Z 字形转子(图 6-22) ,还有单螺旋转子、双螺旋转子、爪形转子、刀片形转子、X 形转子。转子在混合室内的安装形式有相切式和相叠式两种。3、P177 和面机的作用、型式:和面机的作用是将原料面粉加水搅拌调制成既符合产品质量要求,又适合后续机械运转需要的面团。4、P177 卧式和面机的型式:有单轴和双轴两种型式。5、P176 双臂式捏合机的结构组成、操作方式与应用场合:主要由一对转子、混合室及驱动装置等组成。它是一种有代表性的,用于可塑物料混合的、间歇操作的捏合设备,其处理的对象范围广,食品加工中用得很多。此机广泛用于面包、饼干制造业中面粉、水、酵母和其它原
41、辅料的均匀混合与捏合。在巧克力制造工业中,用于可可液浆、糖粉和乳粉等的捏合混合。6、立式打蛋机的结构、工作原理及主要用途:P179 结构(图 6-28)由搅拌器、锅体(容器) 、传动装置及容器升降机构等组成。P180 工作原理:通过搅拌器自身的高速旋转,强制搅打,使得被搅拌物料充分接触与剧烈摩擦,以实现对物料的混合、乳化、充气及排除部分水分的作用,从而满足某些食品加工工艺的特殊要求。P180 主要用途:打蛋机在食品生产中常被用来搅打各种蛋白液。主要加工对象是黏稠性浆体,如生产软糖、半软糖的糖浆;生产蛋糕、杏元饼的面浆以及花式糕点上的装饰奶酪等。7、P180 立式和面机的结构特点:主要由锅体、搅
42、拌器、机架及传动装置构成。锅体固定在转动盘上,因而工作时可以转动。搅拌器(即混合元件)偏心安装于靠近锅壁处作固定的转动。立式和面积的工作过程是,转盘带动锅子作圆周运动,将物料带到混合元件的作用范围之内而引起局部混合作用。第四节均质机械设备1、P181 均质机械设备的分类:均质设备可根据使用的能量类型和均质机结构的特点分为压力式和旋转式两大类。前者的常见设备有高压均质机和超声波乳化器等;后者典型设备是胶体磨。2、P182 高压均质机的组成:主要由柱塞式高压泵和均质阀两部分构成。3、P182 高压均质机配用的柱塞泵类型:单柱塞泵和多柱塞泵。4、P182 高压均质阀结构的类型、压力分配及调节方式:均
43、质阀有单级和双级两种。一般在需采用双级处理的场合,将总压降的 85%90%分配给第一级,而将余下的 10%15%的压降分配给第二级。均质压强的大小一般是靠手轮对弹簧的压缩程度来调节的。5、P184 高压均质机的操作压力与应用对象:(表 6-1)均质压力范围 制品321MPa乳、稀奶油、冰淇淋、软干酪、干酪酱、酸乳、液蛋、杏汁、番茄制品、热带果茶、咖啡伴侣、巧克力糖浆和软糖、奶油司考奇浆、稀奶油替代品、用肉及蔬菜制备的婴儿食品等2135MPa橙汁、果茶、风味油乳化液、花生酱、肉和蔬菜婴儿食品、酱、淀粉、鸡肉制品、肉制涂布料、芥末、豆奶等3555MPa 冷冻搅打甜食的装饰物、酵母、花生酱、鸡肉制品
44、等6、P184 高压均质机的进料吸程与压头特点。虽然高压均质机的出料仍然有较高压头,但它的吸程有限,一般供料容器的出口位置应高于高压均质11机进料口,否则需使用离心泵作为启动泵用。另外高压均质机在使用中应避免出现中途断料现象,否则会出现不稳定的高压冲击载荷,会使均质设备受到很大的损伤。正位移泵的吸程有限,因此进料前必须有一定的正压头,才不致出现断料现象。此外,物料夹入过多空气也会引起同样的冲击载荷效应,因此,有些产品均质以前要先进行脱气处理。7、P184 胶体磨的型式:按转动轴的方向分为卧式和立式两种,后者又分联轴式和分体式两种。8、P185 胶体磨的结构:结构如图 6-38 所示,主要由机壳
45、、磨盘、进料斗、调节盘、叶轮等构成。9、高压均质机工作原理,适用处理的对象:P183 当流体压入均质阀并冲向阀芯,通过一个由阀座与芯构成的狭窄的缝隙时,流体发生由高压、低流速向低压、高流速的能量转化,并产生空穴作用,自缝隙出来的高速流体最后撞在外面的均质环(也称撞击环)上,使已经碎裂的粒子进一步得到分散作用。P184 高压均质机可用来加工许多食品。10、P185 胶体磨的工作原理,适用处理的对象:物料在间隙中通过时,由于转子的高速旋转,附在旋转面上的物料速度最大,附于定子表面上的物料速度最小,因此产生很大的速度梯度,使物料受到强烈的剪切作用而发生湍动,从而使物料均质化。胶体磨主要用于黏度较大料
46、液的均质处理。11、P185 高压均质机与胶体磨的性能比较:(表 6-)参数 均质机 胶体磨最小粒度m最大粒度m最小黏度mPas最大黏度mPas最大剪切应力加工时的温度升高/10MPa最大操作温度连续处理出料液压头无菌操作黏度大小的影响剪切力大小0.03201200069MPa22.5140可以较大可以不影响处理量不影响处理量12.55010011000500050000与压力 1014MPa 范围的均质机相当150不等,取决于磨片间隙的大小只有特殊的胶体磨才可在 140的温度下工作可以一般没有一般不行黏度增大,处理量下降剪切力加大,处理量下降第七章热交换热处理机械与设备1、P191 食品加工
47、热交换处理设备的类型与换热形式及其他单元操作中的应用:物料状态 设备类型 换热形式蛇管、列管、套管、翅片管、板式、刮板式、夹层式、螺旋板式热交换器等。 间接式流体蒸汽喷射式加热器、蒸汽注入式加热器、混合冷凝器等 直接式油炸设备、热烫处理设备 直接式固体螺旋挤压机、微波加热器、红外线加热器 其他表中,流体类热交换器在浓缩、干燥、 (包装品)杀菌和冷冻等单元操作中有广泛应用。第一节热交换器1、P191 热交换器的处理的对象状态:12热交换器主要指的是用于对流体食品或流体加工介质进行加热或冷却处理的设备。2、P191 热交换器的分类:两大类型:间壁式热交换器、混合式 (直接式) 热交换器。3、P19
48、1 管式热交换器的结构特点、型式:管式热交换器的结构特征是其传热面由金属管构成。这类热交换器的主要形式有盘管式、套管式、列管式和翅片管式等。4、P199 旋转刮板式热交换器的结构、特点及其应用:结构如图 7-17 所示,主要由内面磨光夹套换热圆筒、刮板转子、密封机构和驱动装置等组成。优点是传热系数较高,适用于高粘度物料。缺点是安装精度要求高,功率消耗大,生产能力小。在食品工业中适用于黏稠、带颗粒、热敏性的物料加工,如人造奶油、冰淇淋等的生产,因为这些制品要求快速冷却的同时,又要求强烈的搅拌。另外这种热交换器也可以用作黏稠物料蒸发浓缩时的加热器,也可用作黏稠物料的超高温短时杀菌的加热器。5、P2
49、00 直接式热交换器的特点及其型式:也称为混合式热交换器,其特点是冷、热流体直接混合进行换热,从而在热交换的同时,还发生物质交换。直接式与间接式相比,省去了传热间壁,因而结构简单、传热效率高、操作成本低。但采用这种设备只限于允许两种流体混合的场合。常见直接式热交换器有直接式蒸汽加热器和混合式蒸汽冷凝器。6、P201 混合式蒸汽冷凝器的型式:常见的有喷射式(低位和高位冷凝器) 、填料式和孔板式三种。7、P191 间壁式热交换器的特点与类型:间壁式热交换器的特点是换热介质和换热物料被金属材料隔开,两者不相混合,通过间壁进行热量的交换。这种加热方式符合食品卫生要求,在食品工业中应用最为广泛。间壁式热交换器按其传热面的形状和结构可分为管壁传热和板壁传热两种形式。8、P194 新型套管式热交换器的型式及应用:型式:双管同心套管式、多管列管式和多管同心套管式。双管同心套管式,由一根被夹套包围的内管构成,为完全焊接结构,无需密封件,耐高压,操作温度范围广,入口与产品管道一致,产品易于流动,适于处理含有大颗粒的液态产品。多管列管式,外壳管内部设置有数根加热管构成的管组,每一管组的加热管数量及直径可以变化。为避免热应力,管组在外壳管内浮动安装,通过双密封结构消除了污染的危险,并便于拆卸维修。这种结构的热交换器有较大的单位体积换热面积。多管同心