食品机械设备

1、第二章1、输送物体的类型可分为：固体、液体、气（汽）体物料输送设备2、固体输送：（1）带式输送机：块状、颗粒状、粉状物料、整件、大件物料的水平或倾斜方向的运送；为什么要设张紧装置：有些类型的输送带（如橡胶带、塑料带和帆布带等）具有一定的延伸率，在拉力作用下，本身长度会增大。这个增加的长度需要得到补偿，否则带与驱动滚筒间不能紧密接触而打滑，使输送带无法正常运转（2）斗式提升机（蘑菇、番茄）：胶带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粉状、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。 离心式、定向自流式、无定向自流式（3）螺旋输送机（绞

2、龙）：它主要用于各种干燥松散的粉状、粒状、小块状物料的输送。（4）气流输送系统：面粉、大米、糖、麦芽 均压管可使叶轮格室内的高压气体转到装料口之钱排出，从而使其中的压力降低，便于物料填装。（5）其他流送槽：块状或颗粒状且可与水分离的物料输送，番茄 苹果 蘑菇 菠萝和其他块茎类原料，也可以冷却或除杂。悬挂输送机：屠宰生产线。液体物料输送液体物料的输送除已存在位差和压差场合以外，食品料液一般通过由泵、管路、阀门、管件和贮罐等构成的系统完成输送。液体输送系统中的动力设备是泵。一、泵卫生泵：除了要求所用的泵须适合被输送料液的流变性质（主要是黏度）以外，还要求与输送液体接触部分的金属结构材料均采用耐腐蚀

3、的不锈钢材料制造。这种泵通常称为卫生泵。因此，食品料液须采用卫生泵输送。卫生泵还有可移动性、防潮性。（一）离心泵：低粘度液料（包括工艺用水），液体介质如热水 冷水和冷冻盐水。1、基本原理是利用离心力增加液体的压强。由叶轮转动中心处进入离心泵的产品，由于收到离心力的作用而运动到叶轮的周缘，在此，产品的压强达到最大，并从出口进入管路。2、卫生离心泵的卫生性主要体现在：（1）泵与食品接触的材料均由不锈钢制成，泵壳、叶轮均方便清洗；（2）叶轮形式一般为方便清洗的开启式（一般为二片、三片，也有四片的）叶片；（3）泵壳与背板，进出口管的接头多采用方便开启的箍扣、活接头等形式，从而可以方便地对泵体进行拆洗；

4、（4）密封采用的是符合卫生要求的机械式密封，而不是一般泵的填料式密封。3、离心泵密封装置的密封原理（大题）：机械密封有三个密封点，这三个密封点的密封原理如下：（1）动环与静环之间的密封：是靠弹性组件（弹簧、波纹管等）和密封液体压力在相对运动的动环和静环的接触面（端面）上产生一适当的压紧力（比压）使两个光洁、平直的端面紧密贴合；端面间维持一层极薄的液体膜而达到密封的作用。这层膜具有液体动压力与静压力，它起着平衡压力和润滑端面的作用，两端面之所以必须高度光洁平直是为了给端面创造完美贴合和使比压均匀的条件，这是相对旋转密封。 （2）静环与压盖之间的密封：用各种形状有弹性的辅助密封圈(例如橡胶)来防止

5、液体从静环与压盖之间泄漏，属静密封。（3）动环与轴之间的密封：也是用各种形状有弹性的辅助密封圈来防止液体从动环与轴之间泄漏。这是一个相对静止的密封。但当端面磨损时，允许其作补偿磨损的轴向移动。（二）螺杆泵：单螺杆卧式泵，用于高黏度黏稠液体及带有固体物料的浆料的输送）番茄酱连续生产流水线）。（三）齿轮泵（输送不含固体的粘稠液体）与罗茨泵（含有颗粒的粘稠料液）均属回转型容积泵）：食品工厂中常用来输送黏稠物料、提高流体压力或作计量泵用，。（五）柱塞泵：高压往复泵，是液体获得高压的泵。两大用处：一是作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。离心泵与正位移泵的适用范围，两者的区别 ？离心

6、泵的适用范围：（1）输送温度下液体的运动粘度不宜大于650mm2/S；否则，泵的效率下降较大；（2）流量较大，扬程相对较低；（3）液体中溶解或夹带的气体不宜大于5%；（4）液体中含有固体颗粒时，宜选用特殊离心泵；（5）要求流量变化大。扬程变化小者。宜选用 平坦的H_q曲线的离心泵。正位移泵的适用范围：（1）输送温度下液体运动粘度高于650mm2/S；（2）流量脚线切扬程高的，宜选用往复泵；（3）液体中气体含量允许稍大于5%（体积分数）；（4）液体需要准确计量时，选用柱塞式计量泵，液体要求严格密封时，选用隔膜计量泵；（5）流量较小，温度较低，压力要求稳定定的，宜选用转子泵。二者区别：离心泵通常是

7、叶轮驱动，压头与流量存在函数关系。正位移泵是齿轮或者是活塞驱动，每一个行程输出的流量是恒定的，与压头没有关系，压头可以到无穷大。 二、真空吸料装置：果酱 番茄酱或带有固体块类的料液可压缩流体输送 系统P大气压时 绝压大气压表压 系统P大气压时，绝压大气压真空度。三、真空泵两者比较、特点（大题）（1）水环式真空泵结构：是一种旋转式泵，它主要有偏心叶轮与泵壳构成。原理：当叶轮旋转时，水受离心力的作用被甩到四周，从而形成一个相当于叶轮是偏心的封闭水环。来自吸气管的被吸气体从泵壳的吸气口进入叶轮与水环之间的空间，由于叶轮的旋转，这个空间容积由小变大而产生真空。随着叶轮继续向前旋转，此空间有由大变小，气

8、体受到压缩，最后被迫经排气孔进入排出管。特点：水环式真空泵需在不断通水的情况下才能正常工作，主要是为了将产生的热量带走。（密封水环靠水和叶轮转动形成密封，先吸即有负压再压缩）应用范围：水环式真空泵是一般的粗真空设备，特点是可抽吸带水蒸气的气体。常用于真空封罐和真空浓缩。（2）油封旋片式真空泵结构：主要由泵体 转子及旋片（也称滑片或者刮板）所组成。转子直径方向上刻有槽缝，槽内装入滑片和弹簧。转子偏心的安装在泵壳内。原理：当转子旋转时，在弹簧力和离心力的作用下，划片自由沿槽缝华东，并沿泵壳内表面滑动。转子，划片和泵壳之间所形成的空间，从进气侧由小变大，到排气侧由大变小，造成与水环泵向类似的吸气和排

9、气条件。特点：旋片泵的抽气过程是依靠机械作用是泵腔内工作容积增大和缩小来进行的。应用范围：目前广泛用作视屏冷冻升华干燥真空系统的前级泵。（靠油来润滑密封，不能处理带有大量水的物体，低真空性能好）真空泵的选择依据通常有：1真空度要求 2压强范围3被抽气体4系统被抽气量食品加工所需的工作环境，常用 风机、压缩机、真空泵输送或产生。第三章 清洗机械设备滚筒式清洗机：适用对象：质地较硬、块状原料：甘薯、马铃薯、生姜、荸荠等的清洗。鼓风式清洗机：最适合于果蔬原料的清洗。刷洗机：果蔬包装容器清洗基本清洗方法：浸泡（碱性溶液）、喷射、刷洗。（包装后需要清洗的主要是实罐）单端式全自动洗瓶机：无刷瓶机构，对瓶子

10、的清洗主要靠洗涤液浸泡和喷射实现。CIP系统（名词）：cleaning in place即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，往往与SIP配合操作。适用于乳品、饮料、啤酒、制药等设备的清洗。第四章4.1 分选机械设备 分选：以分级和选别为目的的分离操作。选别是将不合格个体及异杂物从食品物料中剔除的操作。分级一般指按照品质指标将食品物料分离成不同等级的操作。滚筒式离心机：蘑菇、青豆离心机的分类因素：分离因数、分离原理、操作方式、卸料方式、轴向。过 滤 式 离 心 机：

11、是鼓壁上有孔，借离心力实现过滤分离的离心机。这类离心机分离因数不大，转速一般在10001500r/min沉降式:转鼓壁不开孔、借离心力实现沉降分离的离心机。分离式:鼓壁亦无开孔，但其转速很大，一般在4000r/min以上，分离因数在3000以上。三足离心机用于味精、柠檬酸及其他有机酸生产中的结晶与母液的分离。碟式离心机结构：转鼓 变速机构 电动机 机壳 进、出料管。转鼓是主在要工作部件，通常由下部驱动。转鼓底部中央有轴座，驱动轴安装在上面，在转鼓内部有一中心套管，其中端有碟片夹持器，装有一碟倒锥形碟片。碟片间距与物流颗粒和分离要求有关。根据用途的不同，碟片的锥面上可开若干个小孔或不开孔，用于乳

12、浊液澄清的离心机，出口处还装有乳化器。碟式离心机工作原理：奶油、牛乳及乳化液的分离碟式离心机的工作原理：混合液自进料管进入随轴旋转的中心套管之后，在转鼓下部因离心力作用进入碟片空间，在碟片空隙内因离心力而被分离。重液向外周流动，轻液向中心流动。因此在间隙中产生两股方向相反的流动，轻液沿下碟片的外表面向着转轴方向流动，重液沿上碟片的内表面向周边方向流动。在流动中，分散相不断从一流层转入另一流层。两液层的浓度和厚度随流动军发生变化。在中心套管附近，轻液在分离碟片下从间隙穿出，而后沿着中心套管与分离碟片之间所形成的通道中流出。在碟片间流动的重液被抛向鼓壁。而后上升起并进入分离碟片与锥形盖之间的空隙而

13、排出。真空过滤机是过滤介质的上游为常压，下游为真空，上下游两侧的压力差形成过滤推动力而进行固液分离的设备。转筒式真空真空过滤机：主体是转鼓，表面由多孔板或特殊的排水构架组成，上面覆盖滤布。转鼓内部被分割成若干个扇形格室，每个格室有吸管与空心轴内的孔道相通，而空心轴内的孔道则延轴向通往位于轴端并随轴旋转的转动盘上，转动盘与固定盘紧密配合，构成一个特殊的旋转阀，称为分配头。分配头的固定盘上分成若干个弧形空隙，分别与减压管、洗液贮槽及压缩空气管路相通。但不是全真空，有阻力，不易抽干，滤饼最终湿度大。卧蓝式榨汁机，又称布赫榨汁机关键部位：尼龙滤绳组合体布赫榨汁机主要工序：装料、压榨、二次压榨、排渣、清

14、洗超临界流体萃取SFE（名词）：利用超临界流体的溶解能力与其密度密切相关，通过改变压力或温度使超临界流体的密度大幅改变。在超临界状态下，将超临界流体与待分离的物质接触，使其有选择性地依次把极性大小、沸点高低和相对分子质量大小不同的成分萃取出来。膜分离（冷加工）：以半透膜为分离介质，以膜两侧压力差或电位差为动力的物料分离单元操作。食品工业中应用较多的是液体物料的分离。根据分离驱动力，膜分离可以分为压力驱动式和电位驱动式(即电渗析)两大类。RO膜：反渗透膜（0.0001）、NF膜：纳滤膜（0.001）、UF膜：超滤膜（0.001-0.1）、MF膜：微虑膜（0.1-10）第六章混合机操作存在：对流、

15、扩散、剪切三种混合方式。高压均质机的核心部件：均质阀均质阀是与高压柱塞泵的输出端相连，是对料液产生均质作用、对压强进行调节的部件。均质阀的工作原理：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、低速向低压、高速的能量转化，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上，使已经碎裂的粒子进一步得到分散作用。一级均质阀往往仅使乳滴破裂成小直径的乳滴，但起乳化作用的大分子物质未均匀分布在小滴乳液的界面上。这些小滴乳由于尚未得到乳化物质的完全覆盖，仍有相互合并成大滴乳的可能，因此需要经第二道均质阀的进一步处理，才能使大分子乳化物质均匀地分布在新形成的两液

16、相的界面上。一般在需采用双级处理的场合，将总压降的8590分配给第一级，而将余下的1015的压降分配给第二级。 均质压强的调节：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。弹簧力作用下的阀芯，只有当流体获得足以与弹簧力相抗衡的压力条件下，才能被顶开并让流体通过缝隙而产生均质作用。第七章传热三种方式：对流、传导、辐射旋转刮板式热交换器（高粘度、带颗粒、热敏性-人造奶油，冰激凌）靠近传热面处有刮板连续不断的刮扫运动，使了也成薄膜状流动。结构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。夹套换热圆筒内壁是换热介质与物料之间的传热面，也是刮板的刮扫面，因此有较高的同心度和表面

17、处理要求。夹套内通换热介质，如蒸汽 热水 冷冻盐水等。为了防止换热剂在夹套内短路，一般可在其内设置导流螺旋。其优点是传热系数较高，适用于高粘度物料，适用于粘稠 带颗粒 热敏性的物料加工，如人造奶油，冰激凌等的生产。粘稠物料蒸发浓缩时的加热器，也可用作粘稠物料的超高温短时杀菌的加热器。直接式热交换器：冷、热流体直接混合，直接加热用的水蒸气必须不含不凝结气体。二次蒸汽（名词）：在蒸发操作时，由生蒸汽蒸发液体时，液体受热而蒸发出来的一部分蒸汽。从锅炉出来的蒸汽叫做生蒸汽，从蒸发器蒸出的蒸汽称为二次蒸汽热烫和冷却结合在一起的技术成为IQB（单体快速烫漂技术），单体快速热烫系统。挤压机按物料发热类型可分

18、为：内热式、外热式两种。根据挤压过程中的剪切力大小，挤压机可分为高剪切力挤压机和低剪切力挤压机。 根据挤压机的螺杆数目不同，挤压机可分为单螺杆挤压机、双螺杆挤压机。 螺杆挤压机结构：（1）驱动装置：机座、主传动电机、变速器、减速器、止推轴承和联轴器等组成（2）进料系统：料斗、存液器（带有搅拌器和加热器，以确保液体物料混合均匀和降低黏度）、输送装置（3）螺杆：挤压机的螺杆结构形状沿轴变化。螺杆按其在机筒内不同位置和作用可分为进料、压挤和定量供送3个区段（4）机筒：呈圆筒状，内壁为光滑面与螺杆仅有少量间隙，有的内壁带有若干较浅的轴向棱槽或螺旋状槽，主要是为了强化对食物的剪切效果，防止食物在机筒内打

19、滑。机筒具有加热、保温、冷却和摩擦功能。 （5）成型装置：为了改进所挤压产品的均匀性，模孔进料端通常加工成流线形开口。 （6）切割装置：盘刀式切割器（7）控制装置：控制各电机转速并保证各部分运行协调，控制操作温度与压力以保证产品质量。第八章真空蒸发浓缩设备主要由蒸发器、冷凝器及真空系统等构成。升膜式蒸发器：蒸汽由加热器上部引入，而物料由下部进入，因此蒸汽与物料在加热器内呈逆流。由于从下面进料，所闪蒸以为防止静压效应引起的沸点升高，进入蒸发器的料液温度应控制在接近沸点。预热后接近沸点的料液从加热室底部进入，自下而上流动。在加热作用和减压状态下，部分料液迅速气化，产生二次蒸汽，并以80200m/s

20、的速度带动浓缩液沿管内壁成膜状上升。在加热室顶部，达到所需浓度的浓缩液与二次蒸汽的混合物，以较高的速度进入分离室，在离心力作用下两者产生分离，浓缩液从分离室底部排出，二次蒸汽则从顶部排出。优点：料液在加热室内停留时间很短，传热系数高，适用于热敏性料液浓缩；高速二次蒸汽具有良好的破沫作用，故尤其适用于易起泡沫的料液。缺点：一次浓缩比不够大，因此一般组成双效或多效流程使用；由于薄膜料液的上升必须克服自身重力与管壁的摩擦阻力，故不适用于处理高黏度、易结垢或易结晶的溶液。降膜式蒸发器：其分离室位于加热室的下方。加热室上部有布膜器（又称料液分布器），其作用是使料液在加热管内均匀成膜并阻止二次蒸汽上升。液

21、体在重力作用下经料液分布器进入加热管，然后沿管内壁成液膜状向下流动，由于单位体积料液的受热面积大，所以料液很快沸腾汽化，又由于向下加速，克服的流动阻力比升膜式小，产生的二次蒸汽能以很高的速度带动料液下降，所以传热效果好。汽液混合物进入蒸发分离室进行分离，二次蒸汽由分离室顶部排出，浓缩液则由底部抽出。降膜式的料液经蒸发后，流下的液体基本达到需要的浓度。P234-235冷冻浓缩的基本原理：利用冰与水溶液之间的固-液相平衡原理，使低于低共熔点浓度的溶液冷却，其结果表现为溶剂（水）呈晶体（冰晶）析出；将冰晶与母液分离后，即得到增浓的溶液。 将水以固态方式从溶液中去除的一种浓缩方法。喷雾干燥是一种将液状

22、物料通过雾化方式干燥成粉体的设备，（微胶囊造粒设备）。喷雾干燥机粉体粘壁现象如何解决：喷雾干燥机的工作原理：通过机械的作用，将需干燥的物料，分散成很细的雾状微粒，以增大水分蒸发面积，加速干燥过程，与热空气接触后，在一瞬间(1530s)将大部分水分除去，而使物料中的固体物质干燥成粉末。解决方法：为了尽量避免粉末黏附于器壁，一般干燥室的壳体上还安装有使黏粉抖落的振动装置；为了节能和防止(带有雾滴和粉末的)热湿空气在器壁结露和出于节能考虑，喷雾干燥室壁均由双层结构夹保温层构成，并且内层一般为不锈钢板制成。雾化器也称喷雾器，常见的雾化器形式有三种，即压力式、离心式和气流式雾化器。1压力式雾化器：喷雾头

23、需要与高压泵配合才能工作，机理是高压泵使料液获得高压，从喷雾头出来时，由于压力过大，喷孔小，很快雾化成雾滴。2. 离心式雾化器：机理是借助高速转盘产生离心力，将料液高速甩出成薄膜、细丝，并受到腔体空气的摩擦和撕裂作用而雾化。3气流式雾化器：气流式雾化器是依靠高速气流工作的雾化器。雾化原理：利用料液在喷嘴出口处与高速运动的空气相遇，由于料液速度小，而气流速度大，两者存在相当大速度差，从而液膜被拉成丝状，然后分裂成细小的雾滴。冻干设备的构成：冷冻干燥系统主要由干燥室、制冷系统、真空系统（冷阱-利用低温冷却使水汽结霜，除去大量水分）、加热系统和控制系统等组成。冷阱（低温冷凝器）本质上属于间壁式热交换

24、器。冻干过程中为了使冻结物料中的水分不断地从冰晶中升华出来，就必须供热。冷冻干燥：先将湿物料冻结到其共晶点温度以下，使水分冻结成固态的冰，然后在适当的真空度下，使冰直接升华为水蒸气，再用真空系统中的捕水器将水蒸气凝华，从而获得干燥制品。（融化、蒸发）水的5次相变。冻干基本原理：水的固、液、气三相平衡图中OL、OK、OS分别称为熔化线、沸腾线和升华线。交点O为固、液、气三相共存点。若将冰的环境压力维持在三相点压力以下，且给冰提供热能，则冰就会不经液相直接变成气相，这一过程称为冰的升华。 主要工艺过程：预处理、预冻、冷冻干燥、后处理。（1）物料的预处理，包括清洗、分级、切片、漂烫、杀菌、浓缩等。在

25、食品冷冻干燥时，一般不加添加剂。（2）物料的冷却固化过程。是将物料充分冷却，不仅使物料中的自由水完全结成冰，还要使其他部分也完全固化，形成固态的非晶体，通常将此过程称为冻结过程。（3）升华干燥（一次干燥）过程。升华干燥是指在低温下对物料加热，使其中被冻结成冰的“自由水”直接升华成水蒸气。升华干燥过程中必须满足两个基本条件：升华产生的水蒸气必须不断地从升华表面被移走；必须不断地给物料提供升华所需要的热量。（4）解析干燥（二次干燥）过程。是指在较高温度下使物料中被吸附的结合水解析，变成“自由”的液态水，再吸热蒸发成水蒸气。经二次干燥后，冻干后物料剩余水分含量一般应在5左右。（5）水汽捕集和融霜。水

26、蒸汽霜，凝华；霜水，融化；排出机外。（6）封装和储存。已干制品应在真空或者充惰性气体的条件下密封包装，以长时间存储，在室温下一般可保存2年以上。第十二章回转式杀菌机：杀菌篮的翻转产生罐头的“摇动效应”，使传热效率得以提高，导致杀菌和冷却时间大大缩短。内容物的搅动是靠罐内顶隙气体产生的，罐体在做跟头式运动的过程中，顶隙气体沿罐内壁上下翻滚，起到了搅动固形物的作用，从而实现罐头迅速升温，均匀受热的目的。（判断）连续式杀菌设备可以分为常压式（酸性）和加压式（低酸性）两大类。工序：预热、杀菌、冷却。静水压连续杀菌机：是通过水柱压力维持蒸汽室压力的一种立式连续高压杀菌机。主要由进出罐装置、静水压升温柱、杀菌室、降温水柱和冷却系统等构成。静水压连续杀菌机原理：在杀菌设备的进出罐处分别设有两个上水柱，利用水柱高度形成的压力决定饱和蒸汽的压力，以维持所需要的温度。（横向循环系统）进罐柱 升温柱（水柱管） 杀菌柱（蒸汽室） 出罐柱（加压冷却） 喷淋冷却柱（常压冷却）无菌处理系统的基本构成有输送泵、加热器、保持管、背压阀、冷却器、贮罐、管路管件及控制系统等构成。另外，对于如乳品等物料，根据工艺要求，还可在系统中串接均质机等设备。蒸汽直接喷射式杀菌装置P376由于采用高温高压水蒸汽与低温的牛奶直接接触使牛奶在迅速升温灭菌的同时，不可