机械概论课题论文

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1、- 1 -食品机械食品机械食物的母亲食物的母亲刘德春(大连交通大学 机械(茅以升)112 班)【摘要摘要】论述了食品机械的历史、发展，食品机械的用途、性论述了食品机械的历史、发展，食品机械的用途、性能、工作原理、设计知识等方面的一些内容及个人的一些看法。能、工作原理、设计知识等方面的一些内容及个人的一些看法。俗话说“民以食为天” ，食乃人之本，不仅人类，这世间万物哪种生物不是为一食而争 之？如今社会，人类已发展成为有思想、有世界观的高级生物，但食毫无疑问仍是生之第 一要务，吃不好不会有好身体，食不足不会有好劲头，食物作为活着的最基本物质享受， 直接关系到一个国家人民的生活质量，如今科技迅速发展

2、，各种各样的食物成出不穷，琳 琅满目，而对食物的好坏起决定性因素的除了食材质量外，就是制作其的机械及其技术的 好坏了，倒不如说后两者的权重反而要大一些。没有好的机械及其技术，即使有好的食材 也做不出好的食物，反而会浪费食材甚至危害人的身体健康，所以作为机械专业的我们对 食品机械有一个比较深入的了解是有必要的。下面我们就对食品机械的各个方面做一定程 度上的了解 一一 国内外食品机械的历史、发展现状及发展趋势国内外食品机械的历史、发展现状及发展趋势 食品机械行业是直接为食品工业服务的行业。食品工业的迅速发展依赖于生产食品的 装备食品机械,世界科学技术和食品工业的迅速发展又大大推动了食品机械的发展,

3、如我国 2006 年食品工业总产值达 2 万亿元,利税总额 2026.3 亿元,食品机械产值 1500 亿元;2012 年 我国食品工业的总产值预计达 10 万亿元,税利达 10659.6 亿元,食品机械产值达 70009800 亿元,这一切都表明食品机械与食品工业之间的重要关系,只有提高食品机械的技术水平,才 能生产出更多更好的食品。 （一）国内外食品机械的发展现状 1 国内情况 （1） 食品机械品种少,技术水平较低,产品质量差,成套性不强 我国食品机械行业是近 30 年才发展起来的新兴工业,80 年代以前我国食品机械品种不足 500 种,到目前我国食品机 械品种有 2200 余种,但绝大部

4、分属单元操作设备,成套少,许多工程项目不能成套生产和供应 装备,装备自给率仅为 60%70%,能够供应的机械设备也存在质量不稳定、寿命短、外观质 量差的现象。因此,我国每年需进口大量食品机械,大型食品厂或中外合资企业仍从国外进口 整条生产线,花费了国家大量外汇。 （2） 产品结构不合理 体现在中、低水平的产品重复生产,供大于求;高新技术产品上升 太慢,供不应求;还有少量 4050 年代水平落后产品和能耗高的产品尚未淘汰。据统计,我国 食品机械有 60%处于 60 年代末 70 年代初的水平,20%处于 70 年代末 80 年代初的水平,仅有 5%处于 80 年代末 90 年代初的水平,这些食品

5、机械设备运行不太稳定,生产效率低,能耗高,生 产的食品营养和风味品质难以保证。造成这种状况的原因是多方面的:如我国食品机械行业 起步较晚,研发力量较薄弱;投入的科研经费严重不足;食品机械生产企业对新产品的开发热 情不高等等。 （3） 高新技术的应用有待加强 目前我国食品机械的设计、制造大多采用传统的方式,- 2 -这样设计、制造的周期长、成本高,设备运行可靠性和稳定性差。对于国外较流行的柔性加 工系统、CIMS(计算机集成制造系统),由于技术等方面的原因,很少用于食品机械的设计制 造。 （4） 行业机制和人才培养还需完善 目前我国食品机械行业约有 40 多万从业人员,食品 机械企业 2000

6、多个,产值 200 余亿元,开发与研究机构 70 余所、专业科技人员 3000 多人。 显然,这种规模难以适应食品工业发展需要,而且企业、科研开发机构的规模普遍偏小,专业 科技人员分散,难以集中优势力量进行技术攻坚。在人才培养方面,我国的农业大学和轻工业 院校都设有食品学院或食品工程系,但设立了食品机械专业的高等院校仅有 20 余所。从这 些专业的课程设置来看,专业的主体不突出,仅仅是食品专业课程和机械类的一些课程组合起 来,学生学得博杂,但基础不强,实践环节也薄弱。因此,目前高等学校为食品机械行业培养的 高级专门人才的数量和质量都还达不到要求,可喜的是一些高校在人才培养方面进行了大胆 的探索

7、:如吉林农业大学成立了吉林农业大学食品科学院董事会,走产学研相结合的办学道路,为 行业输送了大批科技人才,该校已被确定为食品机械行业教育基地 2 国外情况 （1） 品种繁多及成套性强。国外(主要指欧、美)食品机械品种繁多,达 3000 多种,成套性 强,设备外观质量好,寿命长,运行稳定。 （2） 技术水平高。发达国家食品机械利用机、电、光、液、汽相结合,用计算机自动检 测、自动调整、专业化、连续化、机械化、自动化程度极高,这样降低了成本,改善了劳动条 件,提高了产品质量。在发达国家,食品原料加工率一般都在 70%以上,有的高达 92%,而我国 仅为 20%30%。发达国家之所以能把这么多原料加

8、工成即食方便、品种齐全、质量优良的 食品是靠科技优势、先进的加工工艺和优良的机械设备。同时发达国家食品生产企业不断 利用新 原理、新技术、新工艺、新材料,产品质量可靠稳定、标准化、通用化、系列化程度都较高, 既降低了成本,也提高了产品的竞争力。 （3） 食品机械向节能、节水、省汽、高得率、无污染或少污染的方向发展。如在果汁浓 缩过程中,少用单效浓缩,多用多效升降膜浓缩、多效板式浓缩设备等,这样大幅度减少了蒸 汽的消耗量。 （4） 浓缩、干燥、消毒、分离、粉碎、保鲜单元操作除传统的设备外,相继采用了新原 理、新技术和新设备。广泛采用低温、低压设备,避免物料受高温破坏和氧化变质。如:在食 品厂大量

9、采用真空输送、真空过滤、真空脱气、真空蒸发、真空结晶、真空造粒、真空浓 缩、真空成型、真空包装等技术或设备,此外,冷冻浓缩、冷冻干燥技术也被广泛采用。 （5） 食品机械与包装机械组合在一条生产线上,采用相应的包装材料,不但保证了食品的 内在卫生和质量,延长了保质期,而且使食品包装的外观更加美丽诱人,提高了食品的竞争性 和经济效益 （6） 发达国家食品机械生产企业始终把科研队伍建设、实验基地建设放在至关重要的地 位,重视新产品的开发,科研开发费用占企业销售额 8%10%,一些大的集团企业经过多年积 累,拥有强大的科研队伍、一流的科研与试验中心,还拥有用计算机网络处理和分析最新技术 与信息的先进手

10、段,因此能够在很短的时间里开发出适应市场需要的新产 品,产品升级换代较快。 （二）国内外食品机械的发展趋势 1 食品机械产品更加多样化、系列化、成套化随着人们的生活水平的日益提高,食品工业 的进一步发展,对食品机械也提出了更高的要求。除传统食品工业外,方便食品(如方便饭、 方便面、方便水饺等)、功能食品(如婴幼儿食品、老年人食品、野外军用食品、适合糖尿 病人的食品等)、保健食品等等的蓬勃发展,必将使食品机械的品种更加丰富,同时食品机械- 3 -设备系列化、标准化程度更高,成套性更强,较少单机操作,如从果皮中回收果胶的果胶加工 成套设备、蔬菜深加工技术、果汁香味回收设备将在国内广泛采用。 2 生

11、产自动化、管理智能化在食品机械企业的生产上,将广泛采用全自动的制造系统,生产 过程程序化,对生产过程的产品进行在线检测,大大降低废品率。实行自上而下的调度、数据 的采集、处理、输出等计算机管理,提高产品质量,保证产品性能的稳定。 3 高新技术广泛应用 未来的食品机械是集光、电、声、磁、化、生等于一体的高技术、高智能产品,其技术优势 主要体现在产品高度自动化、生产高效率、食品资源高利用化、产品高度节能化和高新技 术实用化。如:超滤或反渗透的膜分离技术、超临界萃取技术(用于天然食品色素、香料、 香精等的生产)、超微粉碎技术、食品冷杀菌技术(如短时脉冲高电压杀菌、电磁场杀菌)、 微 胶囊化技术。 4

12、 生物技术与食品机械的结合应用生物技术与食品机械相结合,拓宽了食品机械的应用范 围。如用含有纤维素酶和半纤维素酶的粗果胶酶制剂作用于果实皮层,使之皮层细胞分离,结 构破坏而脱落,这种酶工程技术与传统的机械脱皮机相比,装备不但简单,而且脱皮效果好。 又如:一种生物传感器由固定化并具有化学分子识别功能的生物材料(酶、细胞、抗体等)、 换能器件及信号放大装置构成的分析工具或系统,将取代传统的复杂的检测仪器(设备),可快 速检测食品鲜度、滋味、熟度,同时可用于食品分析(如检测蛋白质、氨基酸、糖含量等),用 于食品卫生检测(如测定细菌、病原菌、毒素、残留农药、食品添加剂)。 （三） 个人看法 我国食品机

13、械工业经过近 30 年的发展,在较短的时间内走引进、消化、吸收、改进的路子, 研制出一大批新产品,不论是产品的品种及成套性,还是产品的质量、技术水平都有了很大的 提高,取得了可喜的进步,发展成为独立的工业体系。但从总体上看,我国食品机械在生产的 数量、质量、企业技术和管理水平等方面与发达国家相比仍有较大的差距,落后大约 20 年, 那么如何缩短与欧、美发达国家的距离,是摆在每个食品机械从业人员面前不容回避的问题。我认为在未来十年或更长的时间内,可以从以下几个方面着手,以推动我国食品机械的发展。 1 加快科研队伍建设 在过去 30 年里,我国食品机械行业还未能形成完善的科研体系,科研力量相当薄弱

14、,因此,新原 理、新材料、新技术在食品机械领域的应用还不广泛,在未来 10 年应加大科研队伍的建设 力度,形成以部属科研院所、大专院校科研所为龙头、地方科研所为骨干、企业科技力量为 基础的科研队伍。 2 加强基础与应用研究基础研究和应用研究相相合,特别是对一些共性技术和基础技术作 深入研究。例如在食品膨化技术领域,从理论方面深入研究膨化过程中物料受到螺旋、机壁 的摩擦、挤压、剪切等力对物料品质的影响。对国外先进技术进行跟踪,在引进先进设备的 同时,积极引进先进技术,在引进的基础上,增强自主开发能力,研究出带有自主知识产权的关 键技术和核心技术。 3 加强产、学、研结合在我国普遍存在科技与经济脱

15、节的问题,造成高等院校、科研院所 提出的新原理、新结构、新工艺被束之高阁,而企业的技术难题得不到及时解决。产、学、 研相结合的比较理想的模式是:科研院所从事应用基础研究,成果完成后,通过转让或合作,由 企业从事中试、生产化试验,这样解决了院所科研经费严重不足、企业科研力量薄弱的矛盾。4 积极发展企业集团,走规模效益之路 我国的食品机械生产企业有 3000 多家,总产值 200 余亿,企业规模普遍偏小,生产成本高,效益- 4 -低;只有通过企业的合并、重组,进行优势互补,提高设备的利用率,降低生产、管理成本,提高 经济效益,为食品机械行业的快速发展创造条件。 二二 食品机械的用途、功能、性能及种

16、类划分食品机械的用途、功能、性能及种类划分 首先了解一下 什么是食品机械 ，食品机械 指的是把食品原料加工成食品 (或半成品)过 程中所应用的机械设备和装置。 不同的食品机械它们的用途功能等也各不相同，而为 数众多的食品机械设备及装置又分为众多的大类，不过有一点可以确定的是各种食品装 置的性能直接影响着所生产出的食品的质量与效率。 1 食品机械的划分 有关食品机械的划分基本上没有一个非常明确的规定，不同的书籍、公司、网站对其的分 类各有不同，但基本上一致，综合各处的分类根据机械的使用领域基本上可以分为通用设 备、专用设备、食品包装设备、试验设备、食品机械原料及配件、商业服务类。而对这些 大的分类也有许多小的分类，通用设备通用设备包括干燥设备、分离设备、灌装设备、分选设备、 粉碎设备、杀菌设备、反应设备、提取设备、浓缩设备、冷冻设备、清洗设备、输送设备、 水处理设备、热交换设备；专用设备专用设备包括酿酒设备、饮料设备、炊事设备、肉类机械、屠 宰设备、果蔬设备、烘焙设备、油炸设备、糖果机械、调味品设备、乳制品设备、豆制品 设备、方便食品设备、休闲食品设备等；食品包装设