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1、食品机械与设备,主讲：宋贤良,Tel:85283431; e-mail:songxlscau,绪论,一、现代食品加工特点: a)食品形式方便化 b)食品内容功能化 c)食品生产工业化 d)食品口味多样化 二、食品加工机械化意义： a)规范生产程序，保证质量； b)减轻劳动强度； c)降低生产成本； d)改善劳动环境； f)能完成人工无法完成作业。,绪论,三、学习本课程意义： 现代食品工业的产品开发与生产过程运行需要合理的加工工艺和完善机械设备配合，工艺是装备的前提，而机械设备是工艺的保证，它们是一个有机整体。 工艺的最终实现是通,过机械设备完成的,了解装备有利于制定更合理工艺。,工艺流程,绪论
2、,四、本课程任务与内容 讲授食品机械与设备工作原理、结构。 主要目的： a)根据工艺，组成生产线，并具有一定选型能力；b)了解设备易损件与易耗件。 本课程共分成输送、加工、包装、冷冻四篇。采用教学参考书为崔建云主编食品加工机械与设备,无锡轻工大学与天津轻工大学主编食品机械与设备,许学勤主编食品工厂机械与设备 。 学习方法 ：综合地运用所学知识，特别是食品工程原理知识。,五、食品机械与设备特点： 1.类别繁杂，结构形式多样； 2.通用性好，注重一机多用； 3.卫生要求高； 4.结构简单、成本低； 5.安全、耐用； 6.自动化程度高。,第一篇 输送,一、食品工厂输送意义 提高劳动生产率，减轻劳动强
3、度； 构成生产线，保证生产的连续性； 输送与工艺相结合。 二、输送机械分类,益力多工艺流程,珠啤生产流程,概 述,第一章 固体物料输送机械,第一节 输送机 1 )带式输送机 可输送对象 适用于块状、颗粒状物料及整件物品的水平或小角度输送。输送中可对物料进行分选、检查、清洗、包装等操作。 应用场合 一般用在原料预处理和选择装填工序，成品包装和入库工序。,固定带式,塑料链板式,1.1带式输送机工作原理 利用一条运动环状带，把物料从一处运送到另一处。,动画,1.2结构 由环状带、驱动滚筒、从动滚筒、张紧装置、上托棍、下托棍、进料机构等组成。,1.2.1输送带(又称环状带) a）对带的要求：强度大；挠
4、性好；耐磨性好；重量轻；延伸率小；耐腐蚀；均匀性好。 b )带的种类与特点： 橡胶带、钢丝带、布带、活板带、钢板带、塑料带。,橡胶带,布带,活板带,全棉胶带,橡胶带:橡胶+纤维织品,复盖层:连接衬布，防止衬层受损伤及运载物料的磨损。 衬层：赋予带机械强度和用来传递动力 标准带宽：200500(每50mm加)、650、800、1000、1200、1600 国产橡胶带的品种及宽度可查机械设计手册(GB523-74),橡胶带连接方法: a)卡子连接法：强度低，只有原来的35%40%。 b)缝线硫化法：接缝强度可达带本身强度的90%。 c)皮线缝纽法 d)胶液冷粘缝纽法：接头强度可接近带自身的强度,钢
5、丝带 特点:透水性好、强度高、耐高温，应用于一边输送，一边冲洗或烘烤。 适用:果蔬洗涤，油炸，烘烤炉中的输送。如水果碱液去皮机的输送带采用不锈钢钢丝带,布带 特点:具有挠性好，抗冲击性好特点。 适用:多用于饼干冲压成型机械中。 接缝常采用棉线和人造纤维线缝合。,活板带(多用塑料制成) 特点:耐磨，耐酸碱，耐油，成本低。 适用:用于输送瓶子或灌装生产线中。,钢板带 一般，厚度为0.61.5毫米；宽度在650毫米以下。 特点：机械强度大，不易伸长，耐高温，简化操作，便于清洗；但刚度大，需采用直径较大的滚筒；易跑偏，其调偏装置复杂；造价高，（因为采用的是冷轧低碳钢）。 适用：烘烤设备，食品生料可直接
6、放置其上，节约烤盘。,1.2.2 传动装置 a）驱动轮与从动轮 驱动轮直径：300mm 驱动轮形状：一般呈微腰鼓形，轮宽比带宽多100200mm。 从动轮直径：与驱动轮直径相同。从动轮形状：与驱动轮形状相同。 b）电动机与减速器 电动机极数与转速：2（2800RPM）4（1400RPM）6（960RPM） 减速器减速比,动画,1.2.3 张紧装置 目的：使输送带紧边平坦，提高其承载能力，保持物料运行平稳。 作用：便于在安装时张紧输送带； 补偿因输送带伸长产生的松驰现象，避免打滑。 类型：螺旋式(拉力螺杆和压力螺杆)、重锤式和弹簧式。,a）重锤式张紧装置 张紧原理：在自由悬挂的重锤作用下，产生张
7、紧作用 特点：用于L50m输送机，结构简单，可靠，张紧力恒定，但外形尺寸大。,b）螺杆式张紧装置 张紧原理：利用拉力螺杆或压力螺杆，定期移动尾部滚筒，张紧输送带。 特点：用于L50m输送机，结构紧凑，外型尺寸小，但调节行程有限，张紧力不能保持恒定。,c)弹簧式 张紧原理：在尾辊两端的轴承座上连接一根弹簧和调节螺钉。 特点：外形尺寸小，有缓冲作用，但结构复杂。,1.2.4 托棍与装卸料装置,(1)托棍 作用：承载输送带及物料，避免带产生过大的挠曲变形。 分类：上托辊(承载段托辊)和下托辊(空载段托辊),(2) 装卸料装置,1.3 带式输送机计算 1.3.1 带式输送机带速与生产能力计算 a) 带
8、速在0.024(m/s)选择，窄带取小值；宽带取大值。 b)生产能力 1.3.2功率计算,2）螺旋式输送机 输送对象： 适用于需要密闭运输的物料如粉状和粒状物料。 可对物料进行搅拌、混合等操作。 不宜输送粘性大、易结块以及大块状的物料。 特点 优点：构造简单，横截面的尺寸小，制造成本低； 可正反输送，封闭输送； 具有搅拌混合功能。 缺点：物料与机壳和螺旋之间存在较大摩擦，单位动力消耗较大。 叶片可能对物料造成粉碎和损伤； 输送距离不宜太长(一般30m以下)，过载能力低。,2.1螺旋式输送机工作原理 在一个圆形或半圆形槽里有一螺旋，利用螺旋的挤压力，把物料从一端输送到另一端。,2.2结构 螺旋式
9、输送机主要由螺旋、轴与轴承、螺旋槽、进出料装置等组成。,2.2.1 螺旋种类与特点 实体螺旋:多用于输送干燥流动性好的粉、粒状物料。,动画,带状螺旋：输送块状或粘滞性物料。 叶片式螺旋：输送有韧性或可压缩物料，完成混合或搅拌等工艺操作。,齿型螺旋：与叶片式螺旋功能一样。但齿形可以成片滚压成型。,螺旋有单头、多头，单头螺旋输送速度快，多头多用于需要搅拌或混合场合。,螺旋也可以为变距，多用于产生挤压力或带式输送机装卸料装置 2.2.2 轴、轴承与螺旋槽 a)轴:与常用的轴不同，为空心轴。 b)轴承:采用滑动轴承，轴较长时可用中间轴承。,滑动轴承,滚动轴承,c)螺旋槽:螺旋槽一般用不锈钢做，槽底多为
10、圆型。,2.2.3 装卸料装置 一般不用。但在输送同时，完成热烫工艺就需要。如西红柿热烫机。,2.3 螺旋式输送机计算 2.3.1螺旋转速 若螺旋转速太大，物料就受到离心力作用，被甩到槽壁。,原则：在满足生产率的条件下，尽量减小转速。,2.3.2螺旋式输送机生产能力计算,其中：D螺旋直径；d螺旋轴直径；s螺距；n转速；F输送截面积；充填系数；物料堆积密度；0倾斜系数,3）悬挂输送机 用在大件食品加工生产线，如猪、牛、羊、家禽屠宰线。 由吊具、驱动装置、转向装置、牵引构件、架空轨道、滑架、坠重式张紧装置等部件组成。,XSJ-150/200悬挂输送机,悬挂输送机滑架结构：,4.1 斗式输送机工作原
11、理 物料放入料斗里，斗与环形带相连，环状带作运动时，带动料斗从一个地方输送到另一个地方。,4）斗式输送机,动画,4. 2 特点： a) 不能在输送同时进行加工操作（与带式输送机、螺旋输送机不同）； b) 多用于定量、垂直输送； c) 目前，存在斗式输送机有被气流输送机所取代的趋势。 d)占地面积小，可把物料提升到较高的位置，生产能力范围大(3160m3/h)。 e)过载敏感性强，必须连续均匀地供料。 4. 3 结构 (1)料斗：是提升机的承载构件。料斗后壁固接在牵引带(或链条)上。,料斗形状：,深斗：斗口呈650，深度较大，适于干燥，流动性好，易倾出的粒状和小块状物料，呈疏散式排列，斗距2.3
12、3.0h (h为斗深) 。,浅斗：斗口呈450，深度较浅，适于潮湿，流动性差的粒状物料。呈疏散式排列，斗距2.33.0h。 尖底斗：适于粘稠性大和沉重的块状物料；采用密集排列，斗间不留间隔。,(2). 牵引件(可分两种) a)胶带：与带式输送机的相同，料斗用特种头部螺钉和弹性垫片固接在带子上，带宽比料斗宽度大3540mm。 适用于中小生产率及中等提升高度，适合于体积和相对密度小的粉状、小颗粒物料。 b)链条：常用的是板片或衬套链条及套筒滚子链条。 适用于高生产率、升送高度大和较重物料的输送。,胶带,胶带提升机,链条,(3).装料与卸料方式 装料方式 (1)挖取式：适用于粉末状、散粒状等磨损性较
13、小的物料，输送速度较高，可达2m/s，料斗间隔排列。 (2)撒入式：适用于输送大块和磨损性较大的物料，输送速度较低(1m/s)，料斗呈密接排列。,装料方式,(a) 离心式,(b) 重力-离心式,(c) 重力式,离心式-适用于提升速度较快(12米/秒)），斗间距一定，物料粒状小，磨损性小的物料。,重力-离心式-适用于低速下（0.60.8米/秒），流动性不良的散状，纤维状物料或潮湿物料,重力式-适用于低速下（0.50.8米/秒），大块，比重大，磨损性大和易碎的物料。,第二节 固体流态化输送机械 1）固体流态化特点： a) 密闭环境下进行输送；可垂直、倾斜、水平输送； b) 在输送同时，可进行传热、
14、传质等工艺操作。 c)稳定、连续，自动化易实现。,2）流态化的必要条件 要物料悬浮于介质中物料 介质，当介质为空气时，就十分困难。 必要条件：S+FG 拖曳力S=A u2 介质/2，因此，可提高介质流速，加大拖曳力。,（2）颗粒在水平管中的悬浮 图为五种力作用的结果：表示可能发生的五种力，并不表示他们同时发生。,（1）气流为湍流时在垂直方向上的分速度所产生的力。 （2）沿管截面的气速分布呈抛物线形，即管中心气速最大，越靠近管壁气速越低，由于这个速度差而引起的静压所产生的作用力。 （3）在管中心线下侧的颗粒，由于自身的旋转运动，使颗粒上方的气流局部加速，颗粒下方的气流局部减速，即在颗粒上下方之间
15、有一个气流速度差，相应产生一个压强差，该压强差形成的作用力方向自管底指向中心。 （4）由于颗粒形状不规则产生的气流推力的垂直分力。 （5）颗粒与颗粒碰撞或颗粒与管壁碰撞而产生的垂直方向的反作用力。,颗粒在管道中的运动状态与输送气流速度有直接关系 在垂直管中，流态化状态：颗粒自由悬浮在气流中； 气流输送状态：颗粒均匀分布于气流中 在水平管中，悬浮流状态：当气流速度很大时 两相流状态；当气流速度降低时， 团块流状态。当气速进一步降低时，,结论：物料输送必须保证足够的气流速度，但是速度过大，会造成很大的输送阻力和较大的磨损。,（3）颗粒在输料管中的运动状态,3）水力输送装置及设备 3.1流送槽 属于
16、水力输送，适用于果蔬品从原料堆放场送入厂内。还可以与清洗、冷却、杀虫等工艺结合。,3 3.1. 流送槽结构 主要由水槽、水泵、喷嘴组成。 槽底倾斜度：0.010.02m/m； 槽的转弯半径：3m； 槽底一般为半圆形或方形； 水流速度:0.50.8m/s； 用水量为原料重量的35倍。,K经验系数，受多因素的影响。,3 3.2. 流送槽输送能力计算:,3.2 真空吸料装置 适用于果酱或带有固体颗粒的料液。 3.2.1真空吸料装置工作原理 利用真空泵将密闭容器抽去，造成一定压力差，把物料吸入真空罐。但提升高度H不能大于10m。,3.2.2真空吸料装置中水环式真空泵工作原理 在泵内有偏心叶轮，叶轮旋转时产生一个封闭水环（偏离泵壳中心），被吸气体沿吸气口进入叶轮与水环之间的空间，这个空间随叶轮旋转发生由小变大（产生真空，吸气）到由大变小变化（压缩空气，排出）。,动画,水环式真空泵,4）气流输送装置 以空气为动力，物料在空气动力作用下悬浮后被输送。
