饮料机械技术小知识

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1、饮料机械 概 述经 加 工 制 成 的 适 于 供 人 或 牲 畜 饮 用 的 液 体 , 尤 指 用 来 解 渴 、 提 供 营 养 或 提 神 的 液体 。 Beverage Machinery 用 于 制 造 各 种 饮 料 的 机 械 设 备 ， 一 般 由 许 多 机 械 组 成 生 产线 加 工 各 种 饮 料 ， 如 水 处 理 设 备 、 冲 瓶 机 、 灌 装 机 、 封 口 机 、 杀 菌 设 备 等 等 。 饮 料 机 械 简 介饮 料 工 业 是 改 革 开 放 以 后 发 展 起 来 的 新 兴 行 业 ，1982 年 列 为 国 家 计 划 管 理 产 品 ， 当

2、年 全 国 饮 料 总 产量 40 万 吨 。 二 十 多 年 来 ， 我 国 饮 料 工 业 从 小 到 大 ，已 初 具 规 模 ， 成 为 有 一 定 基 础 ， 并 能 较 好 地 适 应 市 场需 要 的 食 品 工 业 重 点 行 业 之 一 。 饮 料 工 业 的 快 速 发展 ， 对 国 民 经 济 建 设 和 提 高 人 民 生 活 质 量 做 出 应 有 的 贡 献 。 饮 料 已 成 为 人 民 日 常 生 活中 不 可 缺 少 的 消 费 食 品 。 饮 料 机 械 是 伴 随 着 饮 料 工 业 的 产 生 而 产 生 ， 并 且 伴 随 着 软 饮料 工 业 的 发

3、 展 而 发 展 的 。 早 在 1890 年 美 国 就 制 造 出 了 玻 璃 瓶 灌 装 机 。 1912 年 又 发明 了 皇 冠 盖 压 盖 机 ， 接 着 制 造 出 了 集 灌 装 和 压 盖 于 一 体 的 灌 装 压 盖 机 组 。 在 20 世 纪初 德 国 也 制 造 出 了 手 动 灌 装 机 和 压 盖 机 。 饮 料 机 械 技 术 水 平 较 高 的 国 家 有 德 国 、 美 国 、 意大 利 和 瑞 典 等 。 亚 洲 的 日 本 虽 起 步 较 晚 ， 但 发 展 很快 ， 在 国 际 市 场 也 占 有 一 定 地 位 目 前 ， 无 菌 冷 灌 装 技

4、术 在 饮 料 生 产 中 应 用 日 益 扩大 。 无 菌 冷 灌 装 设 备 器 源 于 英 国 ， 然 后 传 播 到 美 国和 欧 洲 各 国 ， 主 要 应 用 于 果 汁 行 业 ， 近 十 年 已 进 入 乳 品 和 其 他 饮 品 灌 装 的 市 场 。 饮 料 机 械 的 发 展 趋 势目 前 ， 饮 料 生 产 机 械 的 发 展 趋 势 是 ： （ 1） 高 速 度 、 高 质 量 、 高 精 度 ， 向 大 型 化 发 展 为 了 适 应 饮 料 工 业 大 生 产 ， 以 获取 最 佳 经 济 效 益 的 需 要 ， 饮 料 设 备 越 来 越 趋 向 于 大 型 化

5、 。 如 碳 酸 饮 料 灌 装 设 备 的 灌 装 速度 最 高 可 达 2000 罐 /min， 德 国 H K 公 司 、 SEN 公 司 、 KRO-NES 公 司 ， 其 灌 装 设 备的 灌 装 阀 头 数 分 别 达 到 165 头 、 144 头 、 178 头 。 非 碳 酸 饮 料 设 备 的 灌 装 阀 头 数 有50-100 头 ， 灌 装 速 度 最 高 可 达 1500 罐 /min。 （ 2） 设 备 多 功 能 化 一 体 多 用 ， 适 应 多 种 液 体 、多 种 瓶 型 的 灌 装 和 封 口 。 可 进 行 茶 饮 料 、 咖 啡 饮 料 、豆 乳 饮

6、料 和 果 汁 饮 料 等 多 种 饮 料 的 热 灌 装 ， 也 可 进 行玻 璃 瓶 和 聚 酯 瓶 的 灌 装 。 （ 3） 机 电 一 体 化 这 是 当 前 饮 料 机 械 发 展 的 最 重要 的 趋 势 。 可 编 程 序 控 制 器 普 遍 应 用 于 饮 料 机 械 的 控 制 系 统 中 ， 大 型 设 备 采 用 计 算 机控 制 ， 故 障 自 我 诊 断 ， 有 信 号 显 示 ， 实 现 了 智 能 化 。 生 产 设 备 的 技 术 含 量 高 、 可 靠 性 高， 权 生 产 线 的 自 控 水 平 高 和 权 限 效 率 高 。 在 线 检 测 装 置 和 计

7、 量 装 置 配 套 完 备 ， 能 自 动 检测 各 项 参 数 ， 计 量 精 确 。 集 机 、 电 、 气 、 光 、 磁 为 一 体 的 高 新 技 术 产 品 不 断 涌 现 。 饮 料包 装 设 备 的 可 靠 性 和 包 装 线 的 协 调 性 ， 直 接 影 响 到 整 条 生 产 线 的 工 作 效 率 、 生 产 成 本 和产 品 质 量 。 饮 料 机 械 种 类不 同 的 饮 料 生 产 工 艺 需 要 不 同 的 饮 料 机 械 ， 下 面 介 绍 几 种 在 饮 料 生 产 过 程 中 通 用 的和 常 用 的 机 械 设 备 。 水 处 理 设 备水 是 软 饮

8、 料 生 产 中 用 料 最 大 的 原 料 ， 而 且 水 质 的 优 劣 对 饮 料 的 品 质 影 响 极 大 。 因 此， 必 须 对 水 进 行 处 理 以 满 足 工 艺 要 求 。 通 常 按 其 作 用 把 水 处 理 设 备 分 为 三 类 ： 水 的 过 滤设 备 、 水 的 软 化 设 备 和 水 的 消 毒 杀 菌 设 备 。 （ 一 ） 水 过 滤 设 备 （ 1） 砂 石 过 滤 设 备 （ 多 介 质 过 滤 设 备 ） 砂 石 过 滤 器 （ 多 介 质 过 滤 器 ） 是 以 成 层状 的 无 烟 煤 、 砂 、 细 碎 的 石 榴 石 或 其 他 材 料 为

9、 床 层 的 机 械 过 滤 设 备 ， 其 原 理 为 按 深 度 过滤 水 中 不 同 颗 粒 度 的 颗 粒 ， 较 大 的 颗 粒 在 顶 层 被 去 除 ， 较 小 的 颗 粒 在 过 滤 器 介 质 的 较 深处 被 去 除 ， 从 而 使 水 质 达 到 粗 过 滤 后 的 标 准 ， 降 低 水 的 SDI（ 污 泥 密 度 指 数 ） 值 ， 满足 深 层 净 化 的 水 质 要 （ 2） 活 性 炭 过 滤 器 活 性 炭 具 有 吸 附 作 用 ， 还 有一 定 的 除 浊 作 用 ， 活 性 炭 过 滤 器 的 主 要 结 构 和 布 置 形式 与 砂 石 过 滤 器

10、相 似 。 因 此 ， 活 性 炭 吸 附 也 称 为 活 性炭 过 滤 。 活 性 炭 过 滤 主 要 用 于 水 中 有 机 杂 质 和 水 中 分子 状 的 胶 体 微 小 颗 粒 杂 志 ， 也 可 用 于 脱 氯 等 。 （ 3） 砂 芯 棒 过 滤 器 砂 芯 棒 过 滤 器 亦 称 为 砂 滤 棒 过 滤 器 ， 在 水 处 理 设 备 中 已 有 定型 产 品 。 主 要 适 用 于 处 理 水 量 较 少 、 水 中 只 含 有 有 机 物 、 细 菌 及 其 他 杂 质 的 水 处 理 。 （ 4） 微 孔 过 滤 器 微 孔 过 滤 是 新 型 的 膜 分 离 技 术。

11、它 可 滤 除 滤 液 、 气 体 的 0.01m 以 上 微 粒 和 细 菌 。其 特 点 是 高 捕 捉 能 力 、 过 滤 面 积 大 、 使 用 寿 命 长 、 过滤 精 度 高 、 阻 力 小 、 机 械 强 度 大 、 无 剥 离 现 象 、 抗 酸碱 能 力 强 、 使 用 方 便 。 此 滤 器 能 滤 除 绝 大 部 分 微 粒， 所 以 广 泛 应 用 于 精 滤 和 除 菌 工 艺 （ 二 ） 水 软 化 设 备 （ 1） 离 子 交 换 器 离 子 交 换 器 是 目 前 水 处 理 中 常 用 的 一 种 装 置 ， 它 可 以 通 过 选 择一 定 的 流 程 ，

12、使 水 软 化 或 除 盐 。 其 主 要 是 利 用 一 些 离 子 交 换 剂 把 原 水 中 不 需 要 的 离 子 暂时 固 着 ， 使 水 中 这 些 离 子 的 含 量 降 低 到 所 要 求 的 程 度 。 被 交 换 剂 固 着 的 离 子 ， 在 再 生 液中 被 释 放 出 来 ， 交 换 剂 又 可 重 新 使 用 。 也 就 是 说 ， 其 实 质 是 不 溶 性 的 电 解 质 （ 树 脂 ） 与溶 液 中 的 另 一 种 电 解 质 进 行 的 物 理 化 学 反 应 ， 亦 即 树 脂 上 的 可 交 换 离 子 与 溶 液 中 的 其 他同 性 离 子 的 交

13、换 反 应 。 （ 2） 电 渗 析 器 电 渗 析 在 工 业 上 作 为 一 种 分 离 、 浓 缩 、 提 纯 和 回 收 工 艺 的 新 技 术， 广 泛 应 用 于 化 工 、 制 药 、 食 品 等 行 业 。 在 食 品 工 业 上 的 应 用 目 前 主 要 集 中 在 汽 水 用 水、 啤 酒 用 水 的 纯 化 处 理 上 ， 在 软 饮 料 厂 用 来 对 水 进 行 软 化 （ 脱 盐 ） 。 电 渗 析 技 术 是 通 过具 有 选 择 透 过 性 和 良 好 导 电 性 的 离 子 交 换 膜 ， 在 外 加 直 流 电 场 的 作 用 下 ， 根 据 异 性 相

14、吸、 同 性 相 斥 的 原 理 ， 使 原 水 中 阴 、 阳 离 子 分 别 通 过 阴 离 子 交 换 膜 和 阳 离 子 交 换 膜 而 达 到净 化 作 用 的 一 项 技 术 。 （ 3） 反 渗 透 设 备 反 渗 透 是 目 前 应 用 规 模 最 大 、 技 术 相 对 最 成 熟 的 膜 技 术 ， 其 应用 在 整 个 膜 分 离 领 域 中 约 占 一 半 ， 是 膜 技 术 发 展 的 一 个 最 大 的 突 破 。 反 渗 透 是 通 过 反 渗透 膜 发 溶 液 中 的 溶 剂 分 离 出 来 。 反 渗 透 的 应 用 从 海 水 淡 化 、 硬 水 软 化 等

15、 发 展 到 维 生 素 、抗 菌 素 、 激 素 等 的 浓 缩 ， 细 菌 、 病 毒 的 分 离 以 及 果 汁 、 牛 乳 、 咖 啡 的 浓 缩 等 许 多 方 面 ，应 用 极 广 。 反 渗 透 设 备 优 点 是 连 续 运 行 ， 产 品 水 质 稳 定 ； 无 须 用 酸 碱 再 生 ； 不 会 因 再 生而 停 机 ； 节 省 了 反 冲 和 清 洗 用 水 ； 以 高 产 率 产 生 超 纯 水 （ 产 率 可 以 高 达 95 ） ； 再生 污 水 不 需 水 处 理 设 施 ； 运 行 及 维 修 成 本 低 ； 安 装 简 单 、 费 用 低 廉 。 反 渗 透

16、设 施 生 产 纯 水 的 关 键 有 两 个 ： 一 是 一 个 有 选 择 性 的 膜 ， 我 们 称 之 为 半 透 膜 ，二 是 一 定 的 压 力 。 简 单 的 说 ， 反 渗 透 半 透 膜 上 有 众 多 的 孔 ， 这 些 孔 的 大 小 与 水 分 子 的 大小 相 当 ， 由 于 细 菌 、 病 毒 、 大 部 分 有 机 污 染 物 和 水 合 离 子 均 比 水 分 子 大 得 多 ， 因 此 不 能透 过 反 渗 透 半 透 膜 而 与 反 渗 透 膜 的 水 相 分 离 。 在 水 众 多 杂 质 中 ， 溶 解 性 眼 泪 最 难 清 除 的。 因 此 ， 经 常 跟 军 除 盐 率 的 高 低 来 确 定 反 渗 透 的 净 水 效 果 ， 反 渗 透 除 盐 率 的 高 低 主 要 决定 于 反 渗 透 半 透 膜 的 选 择 性 。 目 前 ， 较 高 选 择 性 的 反 渗 透 膜 元 件 除 盐 率 可 以 高 达 99.7 。 反 渗