食品機械設備課件

1、2020年9月17日12時54分,一、定義 二、食品加工生產(chǎn)線 三、食品機械的分類 四、食品機械的技術經(jīng)濟指標 五、食品機械的設計要求 六、食品機械設備常用材料 七、中國食品機械行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與2010年市場預測及分析 八、本課程的重要性、內(nèi)容、目標及考核方式 九、學習參考書 十、課程教學時數(shù)分配表 十一、課程實驗內(nèi)容及所需設備,緒論,食品機械與設備 Food machinery and equipment,王云陽 西北農(nóng)林科技大學食品學院,2020年9月17日12時54分,緒論,一、定義 1.機械：是一類在利用和轉(zhuǎn)變機械能進行生產(chǎn)時，借以減輕體力勞動，提高生產(chǎn)率的主要工具。 機械有以下三個特征

2、：他們是許多人為實體的組合；各實體間具有確定的相對運動；在工作時能轉(zhuǎn)換機械能或做有效的機械功。我們把同時具備上述三個特征的機械稱作機器。 2.設備：機械加電器自動控制 3.食品機械：是把食品原料加工成食品（或半成品）的機械。,2020年9月17日12時54分,二、食品加工生產(chǎn)線,圖1 純凈水生產(chǎn)工藝流程圖,2020年9月17日12時54分,二、食品加工生產(chǎn)線,圖2 碳酸飲料生產(chǎn)工藝流程圖,第一節(jié) 概 述,圖3 PET果汁飲料生產(chǎn)工藝流程圖,2020年9月17日12時54分,二、食品加工生產(chǎn)線,圖4 果汁、醬類生產(chǎn)工藝流程圖,2020年9月17日12時54分,二、食品加工生產(chǎn)線,圖5 冰淇淋、酸

3、奶、含乳飲料生產(chǎn)線圖,2020年9月17日12時54分,三、食品機械的分類,中國目前食品機械分類是按機械工業(yè)部制定的分類標準(JB375084)進行，即是按食品加工專用機械和食品加工通用設備進行分類。 按加工對象或生產(chǎn)品種不同劃分為：制糖機械、煙草加工機械、飲料加工機械、糕點加工機械、糖果加工機械、豆制品加工機械、果品加工機械、蔬菜加工機械、果蔬保鮮機械、屠宰機械、肉類加工機械、乳制品加工機械、蛋品加工機械、水產(chǎn)品加工機械、制鹽機械、釀酒機械、調(diào)味品加工機械、食品添加劑加工機械、油脂深度加工機械、罐頭食品加工機械、方便食品加工機械、淀粉加工機械、飲食炊事機械。,2020年9月17日12時54分

4、,三、食品機械的分類,按設備功能不同劃分為：輸送機械、分選設備、洗刷設備、粉碎和切割設備、混合攪拌設備、均質(zhì)設備、蒸煮與煎熬機械、蒸發(fā)濃縮設備、干燥設備、油炸設備、烘烤設備、冷凍和凍結(jié)設備、擠壓膨化機械、換熱設備、容器、殺菌設備、計量機械、包裝機械等。 據(jù)有關部門1995年統(tǒng)計，全國專業(yè)食品加工機械企業(yè)，約有1920多家，工業(yè)總產(chǎn)值110億元，產(chǎn)品品種約1700多種。近十幾年來，全國食品機械行業(yè)保持著年增長率20以上的水平。,2020年9月17日12時54分,四、食品機械的技術經(jīng)濟指標,1單位生產(chǎn)能力 單位生產(chǎn)能力：指機械設備生產(chǎn)食品產(chǎn)品的能力，也就是生產(chǎn)某種食品的速率，例如一臺餅干成型機每單

5、位時間(小時)內(nèi)可以成型多少餅干。 機器技術的先進與否，并不單純決定于生產(chǎn)能力或生產(chǎn)速率。 食品生產(chǎn)的參數(shù)往往多變，所以生產(chǎn)能力也通常允許在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。 2消耗系數(shù) 消耗系數(shù)是對設備生產(chǎn)每單位產(chǎn)品所耗費的原材料及能量的一種度量指標。,2020年9月17日12時54分,四、食品機械的技術經(jīng)濟指標,3設備性能價格比 在選用設備時，必須全面關注科學技術的發(fā)展和設備更新的趨勢，合理確定特殊設備的使用壽命，在此基礎上選擇其性能價格比高的機械設備。 4管理費用 管理費用包括勞動工資、操作維護以及檢修費用等。 5產(chǎn)品總成本 產(chǎn)品總成本是生產(chǎn)中一切經(jīng)濟效果的綜合反映。也是食品廠選用食品機械的基本出發(fā)點。,

6、2020年9月17日12時54分,五、食品機械的設計要求,1滿足既定的食品工藝要求，反映工藝的適用性和先進性 2機械結(jié)構(gòu)的合理性、可靠性和耐久性 3機器的能耗 4衛(wèi)生要求 這是食品機械區(qū)別于其他機械的基本特征之一。 食品機械中與食品物料直接接觸的零部件，一定要選用無毒、耐腐蝕的材料。機器與食品接觸部分必須便于拆裝，以便隨時清洗或清掃，并在結(jié)構(gòu)中不允許有任何清洗不到的死角，以避免物料的積存和防止微生物在這些部位生長繁殖。,2020年9月17日12時54分,六、食品機械設備常用材料,食品機械的傳動潤滑也和其他機器有不同的要求，傳動密封要可靠，以防止?jié)櫥瑒┻M入食品。有些開啟式傳動件要用食用油脂或無毒

7、油脂潤滑，也有的構(gòu)件完全不用潤滑而采用有自潤滑性能的材料，如聚四氟乙烯。以前食品機械中有用液壓傳動的，為防止污染，現(xiàn)已大多數(shù)改為氣壓傳動。 （一）食品機械設備對材料的一般要求 1機械性能 強度、剛度、硬度 、疲勞強度 、抗扭強度、耐磨強度和較高的抗蠕變能力，還必須考慮其材料在高溫或低溫下的機械性能。 2物理性能 密度、比熱容、導熱系數(shù)、軟化溫度、線脹系數(shù)、熱輻射波譜、磁性、表面摩擦特性、抗粘著性等。,2020年9月17日12時54分,六、食品機械設備常用材料,3耐腐蝕性能 4制造工藝性 （二）食品機械設備中的金屬腐蝕 1電化學腐蝕 2化學腐蝕 （三）食品機械設備常用的金屬材料 1碳鋼和鑄鐵 一

8、般用于設備中承受載荷的結(jié)構(gòu)。常常需要采用表面涂層，例如鍍鋅的白鐵皮，鍍錫的馬口鐵。食品工業(yè)可以用涂搪瓷的鋼鐵容器。搪瓷的原料有長石、石英砂、硼砂、堿、熒石以及其他成分。,2020年9月17日12時54分,六、食品機械設備常用材料,2不銹鋼和耐酸鋼 不銹鋼是指耐大氣腐蝕的合金鋼材，而耐酸鋼則是指在各種無機和有機酸介質(zhì)中能夠耐腐蝕的合金鋼材。但是平時也常常統(tǒng)稱為不銹鋼或不銹耐酸鋼。 不銹鋼基本金屬為鐵鉻合金和鐵鉻鎳合金，實踐證明，當鋼中含鉻量在12以上時，就可以對各種介質(zhì)耐腐蝕，一般不銹鋼中的含鉻量不超過28。 3銅和銅合金 純銅亦稱紫銅，其特點是導熱系數(shù)特別高，所以常常被用作導熱材料，可以制造各

9、種換熱器。 紫銅加工性能好，對許多食品介質(zhì)具有高的耐腐蝕性能，能抗大氣和淡水腐蝕，對中性溶液及流速不大的海水都具有抗腐蝕性能。,2020年9月17日12時54分,六、食品機械設備常用材料,食品機械中主要用錫青銅，也可用鋁青銅和硅青銅。 硅黃銅具有良好的澆鑄性和冷熱沖壓性能，在低溫下也不降低塑性，適于低溫使用。 4鋁和鋁合金 鋁的相對密度小，導熱系數(shù)高，具有較好沖壓性，焊接性好，但機械強度和鑄造性較差。在強度要求不高的炊具、容器、熱交換器及冷凍設備中應用范圍很廣，允許工作溫度在150以下。 （四）食品機械設備常用的非金屬材料 1非合成材料 木材 -橡木桶 （西方釀酒業(yè)中仍作為貯酒容器 ）,202

10、0年9月17日12時54分,六、食品機械設備常用材料,搪瓷和玻璃襯里、 金剛砂在食品工業(yè)中用作磨具、食品級無毒橡膠 、玻璃鋼的結(jié)構(gòu)成分是玻璃纖維和樹脂，用于制造輕型機器的防護罩等結(jié)構(gòu)是十分適宜的。 2合成材料 良好的化學穩(wěn)定性；良好的機械性能；相對密度比金屬小得很多；熱熔性好；電阻極大；光學特性好，有些有一定透明度，表面光澤，并可加入各種色彩；吸震消音；加工性能好。 1）尼龍 其學名是聚酰胺 ，熱塑性材料 ，有自潤滑性能，可以制造軸承、齒輪、輥軸、滑輪、泵葉輪、風機葉片、渦輪、密封件、墊片、傳動帶、管件、輪、襯套等。,2020年9月17日12時54分,六、食品機械設備常用材料,2）聚烯烴 聚烯

11、烴類中最常見的如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)等。聚乙烯可耐一般酸堿及有機溶劑，但受強氧化性酸侵蝕。由于適宜制成薄膜，并且價廉，所以廣泛用作包裝材料。還可以用作容器設備的涂層襯里。大量用作食品包裝和作為食品的蒸煮加熱容器。 3）聚碳酸酯(PC) 常用來制造需要承受沖擊載荷的食品模具和托盤，具有良好的使用性能。餅干機上的沖壓模和輥印模，巧克力澆鑄成型托盤等。還可以用來制造其他各種飲料器具、容器、離心分離管、泵葉輪等。,2020年9月17日12時54分,六、食品機械設備常用材料,4）氟塑料 氟塑料是各種含氟塑料的總稱，其中包括聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、四氟乙烯-乙烯共聚物以及全氟

12、烴等。 聚四氟乙烯(PTFE，F(xiàn)4)是氟塑料中最重要的一種，它的特征是乳白色蠟狀，不親水，光滑不粘，摩擦特性像冰，外觀似聚乙烯但相對密度大(2.2)，是塑料中相對密度最大者，有良好的耐熱性和極好的化學穩(wěn)定性，能耐王水侵蝕，有“塑料王”之稱。采用聚四氟乙烯作為與物料接觸的工作構(gòu)件的表面，則可有效地避免粘結(jié)。如果將其用作食品成型模具的材料，可以得到較理想的脫模效果。聚四氟乙烯在食品機械中具有廣闊的應用前景。聚三氟氯乙烯(PCTFE，F(xiàn)3)同樣具有抗粘結(jié)性和化學穩(wěn)定性能，,2020年9月17日12時54分,六、食品機械設備常用材料,5）有機硅 有機硅氧烷，具有很高的耐熱性和化學穩(wěn)定性，無毒。對食品機

13、械來說最重要的是硅油和硅橡膠。 硅油用作-60250溫度下的潤滑劑，由于硅油的表面張力小，故有良好的疏水性，對其他材料的粘附力小，在食品成型模上可用作脫模涂料，也可以在食品工業(yè)中用作消泡劑。 硅橡膠的優(yōu)點是其具有極高的耐熱耐寒性。因此硅橡膠適用于當食品在冷處理條件下，以此來作密封和墊圈等構(gòu)件。 硅橡膠的抗粘特性使其極有利于作為食品輸送帶的防粘層，也可以用于其他需要防粘的部件。,2020年9月17日12時54分,七、中國食品機械行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與2010年市場預測及分析,（一）中國食品機械行業(yè)基本情況 中國食品機械行業(yè)起步于70年代末，形成于80年代，80年代末90年代初實現(xiàn)高速發(fā)展，平均增長率為3

14、0左右。據(jù)1995年底不完全統(tǒng)計，全國食品機械行業(yè)擁有縣以上企業(yè)1920家，共有科研單位70余個，科技人員4000多人，全行業(yè)職工人數(shù)40多萬人，工業(yè)總產(chǎn)值110億元，全員勞動生產(chǎn)率2萬元(人年)，產(chǎn)品品種約1700種。近年來，整個行業(yè)一直保持穩(wěn)定增長的勢頭，形成了一個按市場經(jīng)濟相對獨立發(fā)展的工業(yè)體系，其主要發(fā)展標志是： （1）形成了一批重點骨干企業(yè)。 （2）形成了一批既能滿足國內(nèi)市場需要，也能參與國際競爭的拳頭產(chǎn)品，暢銷國內(nèi)。主要出口設備為方便面生產(chǎn)線、膠體磨、餃子機等十幾種產(chǎn)品。,2020年9月17日12時54分,七、中國食品機械行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與2010年市場預測及分析,（3)形成了以部屬科

15、研所為龍頭，地方科研所為骨干，企業(yè)科技力量為基礎的科技隊伍及科技開發(fā)能力，為行業(yè)科技發(fā)展發(fā)揮了重要作用。 （4）形成了一個配套的食品工程專業(yè)教育體系，造就了大批專業(yè)技術人員。 （二）中國食品機械發(fā)展面臨的主要問題 食品機械工業(yè)仍然滿足不了我國食品工業(yè)發(fā)展的需求，主要是產(chǎn)品品種少、技術水平低、產(chǎn)品質(zhì)量差、成套性不強。與工業(yè)發(fā)達國家相比，則差距更大，產(chǎn)品品種缺3040，技術水平落后2030年，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，壽命短，外觀質(zhì)量差，許多工程項目不能成套生產(chǎn)和供應裝備。,2020年9月17日12時54分,七、中國食品機械行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與2010年市場預測及分析,在產(chǎn)品品種方面，單機比例大、成套數(shù)量少，新技

16、術生化食品機械仍有許多空白，簡單的或同類產(chǎn)品有多家生產(chǎn)，技術含量高、制造難度大的產(chǎn)品發(fā)展緩慢。在技術水平方面，我國食品機械技術水平還比較低，主要產(chǎn)品達到70年代國際水平的約占60，達到80年代國際水平的約占20，達到90年代初國際水平的約占5，其余產(chǎn)品為60年代或以前的水平，從整體水平看，比發(fā)達國家?guī)缀趼浜?0年。在產(chǎn)品質(zhì)量方面，仍存在著性能低、壽命短、穩(wěn)定性和可靠性差等問題，特別是近年來，一些假冒偽劣產(chǎn)品不斷充斥市場，給用戶帶來極大危害。,2020年9月17日12時54分,七、中國食品機械行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與2010年市場預測及分析,（三）2010年中國食品機械市場需求與發(fā)展目標預測 根據(jù)食品工業(yè)

17、發(fā)展綱要提出的2000年食品工業(yè)總產(chǎn)值為7000億7600億元，2010年達16600億21600億元的總目標，2000年按食品工業(yè)總產(chǎn)值的3來計算食品機械產(chǎn)值，2010年按食品工業(yè)總產(chǎn)值的3.5(機械出口進一步擴大)來計算食品機械產(chǎn)值，則2000年食品機械產(chǎn)值將達210億228億元，這比1995年的110億元翻了一番；2010年食品機械產(chǎn)值將達580億756億元，這比2000年的產(chǎn)值翻了一番多。 2000年我國食品機械產(chǎn)品品種可達2200種，2010年可達2800多種。2000年我國食品機械產(chǎn)品平均水平達到發(fā)達國家80年代中期水平，與發(fā)達國家的差距縮短到15年左右。2010年食品機械產(chǎn)品平均

18、水平達到發(fā)達國家2000年的水平，與發(fā)達國家的差距縮短到10年左右。,2020年9月17日12時54分,七、中國食品機械行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與2010年市場預測及分析,（四）2010年以前中國食品機械發(fā)展重點 1. 糧油副產(chǎn)品的深加工設備 利用低溫脫溶和脫毒處理大豆粕；花生粕、菜籽粕、棉籽粕及玉米胚粕等的加工設備，以及米糠、麩皮等綜合利用的加工設備 。 2油脂加工膨化浸出設備 “膨化浸出機”是目前國際上油脂加工中的先進技術，可替代傳統(tǒng)油脂浸出成套設備中破碎、軟化、軋坯、浸出四個工序中的分設備。 3大型玉米深加工綜合利用成套設備 4大型淀粉加工成套設備 5高度自動化水果加工成套設備 其中包括電腦水果分級

19、機和壞次果自動剔除設備、柑橘剝皮機、橘子分瓣機、果實去核機等。,2020年9月17日12時54分,七、中國食品機械行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與2010年市場預測及分析,6.蔬菜深加工技術 7大中型番茄加工成套設備 番茄醬、番茄沙司、面包伴侶成套設備 。 8大中型牲畜屠宰加工設備 豬、牛等大牲畜 9肉及肉制品加工配套設備 冷卻肉、配菜或調(diào)理肉食、火腿腸等熟肉制品，發(fā)展完善屠宰動物的內(nèi)臟、血液、皮、骨、羽毛和各種腺體等的綜合利用技術和設備，并應用分離、提純技術處理廢棄物，開發(fā)具有功能性和生理活性的物質(zhì)。 10. 果膠加工成套設備 水果加工中的副產(chǎn)品利用，果皮生產(chǎn)果膠,2020年9月17日12時54分,七、中國食

20、品機械行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與2010年市場預測及分析,11果汁香味回收裝置 12方便食品加工設備 副食、小吃食品實現(xiàn)方便化，主食方便化，如方便面條、方便米飯、方便粥、方便水餃以及東方式傳統(tǒng)方便食品。 13水產(chǎn)品加工及綜合利用技術 微凍保鮮、仿真工程食品、食品添加劑制備、廢棄物綜合利用技術和設備。 14食品冷殺菌技術 15超臨界優(yōu)選萃取技術 16.超聲波均質(zhì)機細化技術 17擠壓膨化技術,2020年9月17日12時54分,八、本課程的重要性、內(nèi)容目標及考核方式,18膜分離技術 19微膠囊化技術 20高壓處理技術 21真空應用技術 22食品生物技術 八、本課程的重要性、內(nèi)容、目標及考核方式 （一）重要性 1

21、食品機械與設備是食品科學與工程專業(yè)重要的專業(yè)課之一。 2食品加工工藝是由設備硬件實施完成的，沒有硬件軟件不可能實現(xiàn)。 3同一工藝可以有不同的設備配套，只有系統(tǒng)地掌握設備的結(jié)構(gòu)、工作原理和分類，才可以對其進行優(yōu)選與配套。,2020年9月17日12時54分,八、本課程的重要性、內(nèi)容目標及考核方式,4工作中直接面對的是工廠中現(xiàn)有的生產(chǎn)線設備，不可能也不允許把每個設備拆開來讓你看一看，即使有機會打開某一設備，若缺乏理論知識，也很難弄懂。 5硬件是由人控制的，只有掌握設備的結(jié)構(gòu)、工作原理，才可以最大化、高效地利用硬件資源，從而保證產(chǎn)品的質(zhì)量。 6只有掌握設備的結(jié)構(gòu)、工作原理，才有可能找出出現(xiàn)質(zhì)量問題的癥結(jié)之所在，并解決之。 7現(xiàn)代社會生活節(jié)奏越來越快，人的時間愈來愈顯得不夠用，任何人沒有時間也不可能掌握所有知識；同時現(xiàn)代社會生產(chǎn)是高度專業(yè)化的，其分工愈來愈細，我們不可能有求其他專業(yè)人員掌握食品設備，只有食品專家才有必要也必須有時間并花時間掌握設備的結(jié)構(gòu)、工作原理。,2020年