食品工厂机械及设备第二章

1、食品工厂机械与设备第二章第二章 物料输送机械物料输送机械第二章 物料输送机械 目的和作用？目的和作用？ 为了提高生产率为了提高生产率 减轻劳动强度减轻劳动强度 提高生产安全性提高生产安全性第二章 物料输送机械l 举例n 薯片的生产第二章 物料输送机械l 输送机械与设备分类n 按输送对象形态分为：固体物料、液体物料和气（汽）体输送机械与设备等。n 按过程连续性分为：连续式、间歇式。n 按传送时的运动方式分：直线式、回转式。n 按驱动方式分为：机械驱动、液压驱动、气压驱动和电磁驱动等。第二章 物料输送机械 第一节 固体物料输送机械 第二节 液体物料输送机械与设备 第三节 可压缩流体输送机械与设备第

2、一节固体物料输送机械 一、带式输送机 二、斗式提升机 三、螺旋输送机 四、气流输送系统 五、其它输送机械与装置一、带式输送机 结构原理结构原理 主要构件主要构件 应用特点应用特点l 常用于块状、颗粒状及整件物料的水平或倾斜方水平或倾斜方向向运送。l加工过程应用例子：n带式检选操作线n灌装线输送带冲瓶灌装压盖灯检带式输瓶线食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械n带式连续干燥机食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械n螺旋带式速冻机一、带式输送机 （一）结构原理图2-1 带式输送机的基本构成 （二）主要构件 1输送带l 基本布置形式直线混合弧形螺旋u输送带要求l 强度高l 挠性好l 重量轻l 耐磨性

3、好等l 另外,对于柔性材料带还要求:延伸率小、吸水性小、对分层现象的抵抗性能好等。输送带种类l种类种类：钢丝网带，链板带，钢带，橡胶：钢丝网带，链板带，钢带，橡胶带，塑料带，纤维织带（帆布带），辊式带，塑料带，纤维织带（帆布带），辊式带，等等。带，等等。l思考：思考：材料？结构？特点？应用？材料？结构？特点？应用？ 1输送带钢带钢带n 材料材料：不锈钢n 结构结构：钢板+驱动滚筒或滚轮n 特点特点：机械强度大，不易伸长，耐高温，不易损伤，安装精度要求高。n 应用应用：连续式烤炉中的输送装置。(其他一般不用) 1输送带钢丝网带钢丝网带n 材料：材料：不锈钢n 结构：结构：钢丝网+销杆+链条n 特

4、点特点：强度高，耐高温。网孔大小和网带长度任意选定。由齿轮驱动，链条带动运行。n 应用：应用：有固液分离的输送； 物料与工作流体换热场合。 例如：连续式油炸；果蔬清洗； 烘烤；干燥；冷冻设备等。 1输送带扣带扣带图2. 4弧形和螺旋形带式输送机n 材料：材料：不锈钢丝n 结构：结构：钢丝编制成的整体输送链。n 特点特点：链条间链接有活动余地n 应用：应用：可水平弧线或螺旋方式行进。 例如：冷却、干燥、冷冻设备 1输送带输送带 -板式带（链板带）板式带（链板带）n 材料：材料：不锈钢，工程塑料n 结构：结构：关节板+铰连+链条n 特点特点：强度高；由齿轮直接驱动，载物链板在下方导板上滑行。n 应

5、用：应用：输送玻璃瓶等 例如：灌装和封口设备中的输送带。 1输送带输送带 -橡胶带橡胶带/帆布带帆布带n 材料：材料：橡胶，人造纤维，棉麻n 结构：结构：由 2 10 层胶合/编织而成；工作面厚 36mm ，非工作面厚13mm。n 特点特点：柔性；带子会打滑、跑偏；n 应用：应用：散物、包装物的输送；输送式检选、预处理的输送带。 例如：方便面输送；草莓拣选；饼干面胚输送；等 1输送带塑料带塑料带l 材料材料：塑料l 结构结构：整芯和多芯式l 特点特点:耐磨、耐酸碱、耐油、耐腐蚀耐磨、耐酸碱、耐油、耐腐蚀和适用于温度变化大温度变化大场合,挠性较差。l 应用应用:正被推广替代橡胶带。 1输送带辊式

6、带辊式带n 材料：材料：不锈钢，普通钢n 结构：结构：辊子+轴承+链条n 特点特点：强度高；长度任意；辊子自转/公转。n 应用：应用：输送包装箱； 输送式检选用。 例如：饮料生产线； 果蔬(块茎类)拣选。 1输送带输送带 -加刮板加刮板n 设置原因设置原因： 输送角度过大，摩擦力不能保持物料与输送带相对静止。n 刮板式输送机刮板式输送机刮板带式输送机的变型? （二）主要构件 驱动装置l 包括电动机、减速器、驱动滚筒（齿轮）等。什么输送带用驱动滚筒驱动，什么输送带用齿轮驱动？什么输送带用驱动滚筒驱动，什么输送带用齿轮驱动？l 柔性带用（一般空心的）滚筒驱动，驱动滚筒长度略大于带宽，略呈鼓形，用于

7、纠正输送带跑偏。l 链板式、钢丝网带式和辊式输送机：驱动轮为一对（或一个）齿轮。 （二）主要构件 3机架和托辊l 机架：多用槽钢、角钢和钢板焊接而成。可移式输送机的机架装在滚轮上。l 托辊：起承托作用，使运行平稳。托辊分上托辊（图2-5）和下托辊（即空载段托辊）。（1）平直单辊式 （2） 平直多节单辊式（3）单辊式（4）双辊“V”式（5）三双辊槽“V”式 （6）三双辊“V”式图2. 6 上托辊的形式l 并非所有的输送带都需要用托辊。例如:n板式带依靠机架导板机架导板承托滑行，n钢丝带、链条带则借助于链条滑槽链条滑槽运行。l 短距离输送，柔性输送带（如橡胶带、塑料带和帆布带等），采用托板托板方式

8、。 （二）主要构件 张紧装置l 设置原因：有些柔性带（如橡胶带等）具有一定延伸率，在拉力作用下本身长度会增长度会增大大。增加的长度需要得到补偿，否则带与驱动滚筒间会打滑打滑，无法正常运转。l 图2-7常见张紧装置形式（）螺栓式（）弹簧式（）重锤式带式输送机的工艺设计l思考：思考： 1. 输送带的设计输送带的设计 输送带的长与宽？ 输送带的布置-直线？曲线？高度？分与合？ 2. 输送带的速度输送带的速度 带速目的？输送带性能？ 3. 输送带的安全卫生输送带的安全卫生 安全安全-护栏？电机保护？ 卫生-清洗？润滑？ 二、斗式提升机（一）类型（一）类型（二）结构原理（二）结构原理（三）主要构件（三）

9、主要构件l应用蘑菇从料槽升到预煮机番茄酱生产流水线二、斗式提升机l类型n 按料斗输送角度分为u垂直式u倾斜式u型式n 装料一般在下部二、斗式提升机l类型n 按牵引机械可分为u带斗式u链斗式n 按速度分为：u高速u低速二、斗式提升机l料斗n圆柱形深底斗：用于干燥、流动性好、能很好地撒落粒状物料。n圆柱形底浅斗：适用于潮湿的和流动性较差的粒状物料，由于倾斜度较大和斗浅，因此能更好地使斗倾倒。n尖角形料斗：用于黏稠性大和沉重的块状物料用定向自流式卸料场合。 构件二、斗式提升机l料斗布置n 背部（后壁）固接在牵引带式链条上。n 侧壁固定在双链式斗提升机两链条间。n 料斗间距（图2-9）u稀疏型u密接型

10、（常用）料斗布置n取决于：取决于： 物料特性物料特性 使用场合使用场合 装卸料方法装卸料方法二、斗式提升机l装料形式与物料特性和输送速度有关装料形式与物料特性和输送速度有关n (a)挖取式：适用于粉末状、散粒状物料，输送速度较高，可达 2m/s，料斗稀疏排列。n (b)撒入式：用于大块和磨损性大的物料，速度较低（ 1m/s)，料斗呈密接排列。l卸料形式（图2.11）(a)离心式：速度较快(l2m/s) 斗间应有一定距离 适用于粒状较小而且磨损性小的物料。(b)无定向自流式：低速(0.50.8m/s) 靠重力落下作用卸料 斗间也有一定距离 适用于大块、比重大、磨损性大和易碎物料。(c)定向自流式

11、：低速（0.60.8m/s） 靠重力和离心力同时作用适用于流动性不良的散状、纤维状物料或潮湿物料二、斗式提升机牵引件n 胶带：带宽比料斗的宽度大 3040mm。适于中小产能、中等提升高度、相对密度较小的粉状和小颗粒物料。n 链条：料斗宽度较小（160250mm）时，用一根链条； 宽度大时，用两条链条。 适于产能大、升送高度大和较重物料。三、螺旋输送机n 是一种不带挠性牵引构件不带挠性牵引构件的连续输送机械，俗称绞龙 。n 主要适用：干燥松散的粉状、粒状、小块状物料。n 通过螺距变化和配合适当的螺旋叶片还可对物料进行搅拌、混合、加热和冷却搅拌、混合、加热和冷却等工艺。三、螺旋输送机l类型l水平l

12、垂直l倾斜三、螺旋输送机l一般结构（图2.13)结构原理结构原理n 螺旋体的轴螺旋体的轴 单轴双轴三、螺旋输送机l工作原理n 它利用旋转的螺旋将被输送的物料在固定的机槽（筒）内推移而进行输送。n 主要作用力：重力和槽壁的摩擦力。三、螺旋输送机l轴实心，空心（钢管），无轴（利用刚性旋转整体转动）；多段式：长轴采用由 24m节段配成，短轴用以改变螺旋方向。 主要构件三、螺旋输送机l螺旋（1）实体：最常见，适用于干燥小颗粒或粉状物料输送,螺距为0.8螺旋直径。（2）带式：用于输送块状或粘滞状物料它的螺距约等于螺旋直径。（3）叶片式（4）齿型Dl 适用于韧性和可压缩性物料。l 送物料的同时，还可进行搅

13、拌、揉捏和混合等工艺操作。三、螺旋输送机l壳体n槽型（U型）型） ：主要用于水平方向,也可用于倾斜输送。（图2.15)n圆筒型（O型）型） ：可用于不同方向输送。槽盖槽体螺旋叶螺旋轴图2. 15 螺旋槽截面三、螺旋输送机l驱动机构电机和变速器与螺旋l可通过联轴器成直线联接排列，l 也可以通过齿轮或链条联接，成平行状排列。三、螺旋输送机l工艺应用主要特点（有轴式）n 便于多位置进出料；n 具有密封性；n 操作较安全方便；n 对物料有粉碎损伤作用；n 输送距离不长（30m）；n 动力消耗较大。1.抗缠绕性强：无中心轴干扰，防止阻塞引起事故。 2.扭距大能耗低：以较低速度运转，平稳传动，降低能耗。3

14、.输送量大：是相同直径传统有轴输送机的1.5倍。4. 螺旋体制造要求高。无轴式螺旋输送机特点无轴式螺旋输送机特点：五、其它输送机械与装置其它输送机械与装置 （一）流送槽（一）流送槽（二）悬挂输送机（二）悬挂输送机 （三）极轻质物体输送（三）极轻质物体输送 （一）流送槽_泵泵物料入物料入流送槽流送槽物料出物料出1.构成及工作原理 （一）流送槽结构n 材料：砖砌、混凝土、钢材、塑料制成。n 槽内比较平滑，两侧用喷嘴加水（利于对原料冲洗和流送），n 槽截面底：半圆形或方，还可设假底用于除砂。n 槽倾斜度：用于输送时，直段取0.010.02；转弯处取0.0110.015；用作冷却槽时取0.0080.0

15、01。转弯处的曲率半径应适当选取，以免输送时造成死角。 （一）流送槽介质l 流送槽用水：n水量原料重量的35倍。n槽中水位 75%槽高。n水流速度0.50.8m/sn一般用离心泵使水循；也可直接用自来水输送。l动力：水力输送 （一）流送槽l用途：n物料：块状（如番茄、苹果、蘑菇、菠萝和其它块茎类）或颗粒状（如大豆等）。n从原料堆放场输送到清洗机或预煮机，n清洗机或预煮机出来的物料流送到另一个工段。n兼起冷却或去杂质功能。l冷却用流送槽（2.29）：可以保证必要的冷却时间，同此减小流送槽占地面积。应用：果蔬输送，预煮后冷却应用：果蔬输送，预煮热烫后的冷却，等等。应用实例： 番茄酱生产中的应用 （

16、二）悬挂输送机l构成部件：循环轨道（闭路）、悬挂件、牵引链和驱动装置及张紧装置等。 l轨道可灵活立体布置， （二）悬挂输送机食品工厂机械与设备第二章 物料输送机械动力？动力？（三）极轻质物体输送五、其他输送机械与装置实例第二节 液体物料输送机械与设备l 原理：利用位差和压差场进行；l 实现途径：由泵、管路、阀门、管件和贮罐等构成的系统完成输送。l 动力：泵。第二节 液体物料输送机械与设备 一、泵 二、真空吸料装置* 三、液体食品输送管路*一、泵l泵的分类l各种液料及输送泵 （一）离心泵 （二）螺杆泵 （三）齿轮泵与罗茨泵 （四）柱塞泵 （五）泵的选用一、泵l泵的分类食品工厂机械与设备第二章 物

17、料输送机械kineticPositive displacementrotaryReciprocatingcentrifugalScrew Lobe gear Screw Flexible piston vane member Diapphragm plunger一、泵l各种液料差异 食品料液从工艺水、稀溶液、油至高黏度的巧克力浆和糖浆等有不同的黏度不同的黏度； 许多液体食品具有复杂的流变学特性流变学特性（酸奶剪切变稀）； 某些食品液料具有一定的腐蚀性腐蚀性，本身容易变质或易孳生微生物等。 是否有固体颗粒固体颗粒一、泵l液料性质提出对泵的要求(1)泵须适合被输送料液的流变性质（主要是黏度），(2

18、)与输送液体接触部分的金属结构材料均采用耐腐蚀的不锈钢材料制造。这种泵通常称为卫生泵。因此，食品料液须采用卫生泵输送。l（一）离心泵l 卫生离心泵n 中心进料；边缘出中心进料；边缘出料料n 开机前需在泵内充开机前需在泵内充满料液。满料液。n 非自吸式离心泵进非自吸式离心泵进料口应低于储料罐料口应低于储料罐的出口位的出口位l（一）离心泵l 用途用途:低黏度、不含固体颗粒的低黏度、不含固体颗粒的液料（包括工艺用水）、液体介质（如热水、冷水和冷冻盐水等）输送。l 类型:n普通离心泵,卫生离心泵n单级离心泵-1个叶轮，能获得的压头有限压头有限，近距离和没有特别压头要求的输送。n多级离心泵-多个叶轮，扬

19、程高扬程高，提供高压头平稳输送条件。膜分离系统常采用多级离心泵。（一）离心泵l 卫生离心泵 -卫生性结构特点体现在:（1）所有与食品接触的泵体材料均由不锈钢不锈钢制成，泵壳、叶轮的结构均从方便清洗方便清洗角度设计；（2）叶轮叶轮形式一般为方便清洗的开启式开启式（一般为二片、三片，也有四片的）叶片；（3）壳泵与背板，进出口管的接头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）机械式密封机械式密封，而不是一般泵的填料式密封。离心泵的流量控制方式离心泵的流量控制方式调节出口阀的开度调节出口阀的开度调节轴的转速调节轴的转速调节叶轮直径调节叶轮直径一、泵（二）螺杆泵l 原理

20、：利用一根或数根螺杆相互啮合空间容积变化来输送液体。l 类型：单螺杆、双螺杆和多螺杆；立式、卧式。l 用途：食品工厂多用单螺杆卧式泵，用于高黏度黏稠液体及带有固体物料的浆料的输送，如番茄酱连续生产流水线中。一、泵（二）螺杆泵l 单螺杆泵外形l 单螺杆泵原理一、泵（二）螺杆泵l 单螺杆泵转子l 单螺杆衬套定子截面呈圆形; 材料:不锈钢:直径2940mm; 偏心距:36mm;螺距5060mm。形状双头螺纹;材料:橡胶,内径比螺杆直径小约1mm，起密封作用起密封作用，内螺纹螺距是螺杆的一倍一、泵（二）单螺杆泵一、泵（二）单螺杆泵l 吸程：较高，接近8.5mH2O；l 排出压头：与螺杆长度有关，20m

21、H2O/每螺距。l 流量调节：改变转速(7501500r/min)或支路调节。不宜过高(发热)损坏，过低则会影响生产能力,不能空转一、泵（三）齿轮泵与转子(罗茨)泵 齿轮泵l 型式: 外啮合外啮合和内啮合式.泵外壳吸入腔排出腔一对主从动齿轮内啮合一、泵（三）齿轮泵与转子(罗茨)泵 齿轮泵l 材料-耐腐蚀材料如尼龙，不锈钢等。l 加要精度高:齿轮泵体间隙小（0.15mm）。l 特点: n简单、重量轻、工作可靠、适用范围较广；n被输送料液应具有润滑性，否则齿极易磨损，甚至发生咬合。n效率低、振动和噪音大。 使用：黏稠物料, 或用作计量泵。一、泵（三）齿轮泵与转子(罗茨)泵罗茨泵罗茨泵l 也称转子泵

22、；结构如图2. 38所示，l 其转子形状简单（2叶、3叶和5叶），易拆卸清洗，对料液搅动作用小。一、泵（三）齿轮泵与转子(罗茨)泵罗茨泵罗茨泵l 工作原理：类似于齿轮泵，依靠两啮合转动转子与泵壳围成的空间移动,完成吸料、输料和排料。l 适用：（尤其是含有颗粒的）黏稠料液的输送。l 如何调节流量？转子形状和什么有关？一、泵（四）柱塞泵l 属于高压往复泵；食品料液获得（20MPa）高压的泵。l 两大用处：（1）压力喷雾雾化器供液泵（见第九章内容）；（2）高压均质机的加压泵（见第五章内容）。l 泵体：由开活塞孔的不锈锻钢、柱塞及阀门等构成。l 型式：单柱塞泵，多柱塞泵； 常用三柱塞泵。l 柱多的好处

23、？一、泵（四）柱塞泵l输出流量：柱塞数量、直径、冲程距离和往复频率的函数。l三柱塞泵工作原理与输出曲线(图2.39)食品工业常用的三柱塞泵l均质机一、泵（四）柱塞泵l输送压强取决于：泵的密封性能、驱动功率和结构材料的强度等。l料液排出口如安装安全阀料液排出口如安装安全阀，压力过高时，可使料液回到吸入口，以防泵体或构件因过载而受损坏。l适于中低粘度、不含颗粒的物料其他泵其他泵 隔膜泵隔膜泵 蠕动泵蠕动泵l隔膜泵用于输送腐蚀性流体蠕动泵一、泵（五）泵的选用一般可分三步进行： 首先确定泵的类型（依据物料性质，粘度、颗粒大小、温度、密度） 其次选择具体型号与规格（依据流量、扬程、泵性能曲线） 最后是其

24、它方面的考虑（稳定性、经济性）一、泵（五）泵的选用l 泵类型的初步确定例1：离心泵的选择(1) 650 mm2/s的液体；(2) Q较大，H相对较低；(3) 含气量少的液体；(4) 若含颗粒，选特殊离心泵。(1)当Q变化大、H变化小时？(2)当Q变化小、H变化大时？一、泵（五）泵的选用（五）泵的选用如何选型：适用于：例2：正位移泵的选择(1) 高粘度（ 650 mm2/s）；(2) Q较小，H较高；(3) 含气量5%的液体；QH？通常适用：如何选型？一、泵（五）泵的选用（五）泵的选用需精确计量液体要求严格密封小流量、低温、高压且压力要求稳定的- 柱塞泵- 隔膜计量泵；还可用于：- 宜选用转子泵

25、。如何调节流量？- 支路调节；变频电机调速一、泵（五）泵的选用l 其它注意事项 结构简单、操作方便；运转可靠、使用寿命长；性能良好、效率高、符合装置运转特性； 零部件互换性强、容易更换、维修方便； 价格低廉。二、真空吸料装置应用特点-液体、含颗粒悬浮液、粉料等的输送。基本原理-是一种利用压差实现流体输送的简易装置。学习思路：（1）系统构成？（2）输送能力与什么有关？（3）如何进出料？方法与设备？二、真空吸料装置l 系统构成(图2.41)及工作原理1.输出槽.管道3.输入罐.叶片式阀门5.分离器6.真空泵7.放空阀l 吸料：输入罐由真空泵抽成一定真空度状态，即可通过管首由输出槽吸入物料。l排料：

26、1.间歇法：放空阀。2.连续法：转鼓阀。应用范围应用范围：适宜于粘度大或有一定腐蚀性，但工厂缺少特殊输送泵的场合。 适于流动性良好的粉体物料。缺点：缺点：输送距离或高度有限，效率低。三、液体食品输送管路l液体输送管网n构成：管子、管件和阀件等；n从占用空间、构件数量和投资费用等方面考虑选择n正确选择构件；n直接与食品接触的输送系统，均应首先满足卫生安全要求，再考虑经济性。 三、液体食品输送管路l管路设计注意事项（1）卫生：输送系统内无死角且表面光滑；（2）安全：采用耐腐蚀不生锈材料；防水性良好；坚韧性强不易破裂。（3）方便：安装、拆卸、清洗容易，组合方便（4）经济：最佳路径，拐弯最少（5）其他

27、：美观三、液体食品输送管路l管件的标准n 不同标准间有差异，了解不同标准有助于与应商进行技术沟通。n 标准涉及:材料、形式、尺寸、表面处理及工作条件等。n不同国家组织有各自的标准第三节 可压缩流体输送机械与设备输送设备输送设备终压（终压（kPa）压缩比压缩比通风机通风机300（表压）（表压）4真空泵真空泵98与真空度有关与真空度有关l可压缩流体：空气、制冷剂、蒸汽等l对气体输送与压缩两者不可分割。程度不同。可压缩流体输送机械的终压与压缩比。第三节 可压缩流体输送机械与设备 一、风机* 二、压缩机* 三、真空泵三、真空泵用途：过滤、脱气、成型、包装、冷却、蒸发、结晶、造粒、干燥、蒸馏以及冷冻升华

28、干燥等都采用真空作业法。三、真空泵（一）真空泵分类(表2-6)l机械式真空泵l射流式真空泵l真空泵的选择 1往复式（活塞式）* 2水环式真空泵 3油封旋转式真空泵 4罗茨真空泵*（二）机械式真空泵三、真空泵（二）机械式真空泵2水环式真空泵l 是一种旋转式泵，是一般的粗真空设备；l 右图所示为一种水环真空泵外形.三、真空泵（二）机械式真空泵2水环式真空泵l 工作原理如右图所示；l 特点：可抽吸带水蒸汽气体。l 这种泵依靠转动的水环工作，为了防止水温度上升和部分水分蒸发损失而影响工作，需要在不断补换新水。u优点优点：结构简单，容易加工。泵的转数较高，排气量大，占地面积也小。过程温度变化小。 吸气均匀，工作平稳可靠，操作简单，维修方便。u缺点缺点：效率低，一般在30%左右，较好的可达50%.l应用:适于带尘埃的气体、可凝性气体和气水混合物。如真空封罐真空浓缩真空干燥真空吸料等。三、真空泵（二）机械式真空泵3油封旋转式真空泵l 这类泵都有一旋转的活塞或转子，旋转部分或磨合运动部分都用油来密封，或将其置于油箱中或采用特殊的油循环，以达到油封的目的。l 常见型式：旋片式旋片式 滑片式图2.66 旋片真空泵吸气管吸气管排气管排气管转子转子弹簧弹簧滑片滑片输送粘稠物料。肉制品厂用于输送肉糜三、真空泵（二）机械式真空泵3油封旋转式真空泵l 极限压强：n单级