食品机械与设备绪论

食品机械与设备什么是食品机械与设备?食品机械与设备是把食品原料加工成食品或半成品的一类专业机械与设备。食品分类系统是指科学规范食品的分类体系的一个标准性文件。有十六大分类，三百多个小类。一是乳与乳制品、二是脂肪、油和乳化脂肪制品、三是冷冻饮品、四是水果、蔬菜(包括块根类)、豆类、食用菌、藻类、坚果以及籽类等、五是可可制品、巧克力和巧克力制品及糖果、六是粮食和粮食制品、七是焙烤食品、八是肉及肉制品、九是水产品及其制品、十是蛋及蛋制品、十一是甜味料、十二是调味品、十三是特殊营养食品、十四是饮料类、十五是酒类、十六是其他类食品加工机械设备是食品工业化生产过程中的重要保障。现有食品加工业的规模化与自动化发展、传统食品的工业化、食品新资源的利用、新工艺、新产品的产业化等，都离不开食品加工机械与设备的支持。食品加工机械设备对食品加工过程中产品的质量保证、生产效率的提高、能量消耗的降低等起着举足轻重的作用。因此，对于以工艺为主的食品科学与工程专业的本科生来说，了解食品加工机械与设备十分必要。学习食品机械与设备的意义

学习食品机械与设备的意义

现代食品工业的产品开发与生产过程运行需要合理的加工工艺和完善适用的机械设备两个方面的配合，它们是一有机的整体。工艺是设备的前提，而机械设备是工艺的保证，相辅相成，互相促进，不可偏颇。合理的工艺可以促进新型设备的研究开发，同时，新型机械设备的出现为合理工艺的制定提供了更多的选择。在工业化生产中，工艺的最终实现是通过机械设备完成的，了解装备有利于制定出更为合理的工艺。因此，学习食品加工机械与设备是从事现代食品工业工作所必需。食品加工机械化的意义

1.规范生产程序，保证产品质量，通过设定合理的操作程序，利用机械自动完成作业，减少了传统生产过程中人的直接参与和操作的随意性，产品质量的均一性更好，卫生质量更高，这是保证产品标准化这一现代食品工业的重要特征的主要手段。2.降低生产成本，由于劳动生产率和产品质量的提高，加上利用机械可以更为充分合理地使用原料，降低了物耗，有利于降低生产成本。3.减轻了劳动强度，提高了劳动生产率，一个操作人员可以同时管理一台或者几台，甚至一套具有高生产能力的设备。4.改善了劳动环境。5.能完成人工无法完成的作业。食品加工机械化的意义

第一节食品机械的发展历程

广义的食品工业应包括长期以来业已形成的主食品和副食品加工业两个概念，传统意义上的主食品加工业主要指大米、面粉、食用油的生产加工，而副食品加工业主要指面类食品如饼干、糕点；糖果食品；肉类食品如香肠、火腿肠；果蔬食品等的生产加工。人们往往将主食品加工业称为粮食工业，而将副食品加工业称作食品工业。沿用广义食品的概念，广义食品机械应该指粮食加工和食品加工中所用的机械与设备装置。

我国食品工业及食品机械的发展历程

分为三个阶段：

第一阶段，20世纪50年代以前，食品的生产加工主要以手工操作为主，基本属于传统作坊生产方式。

第二阶段，20世纪50~70年代，食品加工业及食品机械工业得到很大的发展，全国各地新建一大批食品加工厂，尤其是面粉、大米、食用油的生产加工厂。

第三阶段，20世纪80年代以后，食品工业得到迅猛发展。

纵观我国食品机械工业的发展历史，可以概括为食品机械工业起步于20世纪70年代，形成于80年代，80年代末和90年代初进入高速发展阶段，已形成门类齐全，品种配套的产业，成为机械工业中的十大产业之一。80年代以来，食品机械工业的平均发展速度为30％，食品机械工业的产值占食品工业产值的2％左右，目前全国食品机械工业的年产值达300亿左右。

第二节食品机械械设备的的分类食品工业业涉及的的原料、、产品种种类繁多多、加工工工艺各各异，从从而其涉涉及的加加工机械械的种类类繁多。。虽然种种类繁多多，但食食品机械械具有自自身的特特点。了了解食品品机械与与设备的的分类及及其特点点，将有有助于正正确选择择食品机机械与设设备。一、食品加工工机械设设备的分分类食品加工工机械设设备分类类的重要要性目前主要要按两种种方式进进行分类类：1.根据原料料产品类类型分类类2.根据设备备的操作作功能分分类从研究、、设计和和制造的的角度以以上两种种分类方方法均有有一定的的指导意意义。教学角度度上，以以功能为为基础分分类较有有利。根据原料料或产品品分类可将食品品机械分分成众多多的生产产线设备备。例如如，糖果食品品机械酿造机械械饮料机械械方便食品品机械调味品和和添加剂剂制品机机械炊事机械械等制糖机械械豆制品加加工机械械焙烤食品品机械乳品机械械果蔬加工工和保鲜鲜机械罐头食品品机械根据机械械设备的的功能分分类实际上是是根据设设备的单单元操作作功能分分类。干燥机械械烘烤机械械冷冻和冻冻结机械械挤压膨化化机械计量机械械包装机械械输送机械械、泵、、换热设设备容器等筛分与清清洗机械械粉碎和切切割机械械混合机械械分级分选选机械成型机械械多相分离离机械搅拌及均均质机械械蒸煮煎熬熬机械蒸发浓缩缩机械食品加工工机械设设备分类类的必要要性食品加工工过程涉涉及的机机械与设设备种类类繁多。。无论是设设备选型型，还是是设备制制造都需需要掌握握系统的的设备分分类。第三节食食品机机械的特特点与要要求食品机械械的特点点主要由由于它的的加工对对象和产产品服务务对象的的特点所所决定。。食品机械械的加工工对象主主要为动动物和植植物，加加工出的的产品服服务对象象是人。。食品机械械加工产产品应不不使食品品原有营营养大量量损失，，破坏食食品的色色、香、、味等品品质。另外食品品机械加加工出的的产品应应有良好好的卫生生性，符符合食品品卫生要要求。一、食品加工工机械设设备的特特点品种多样样性机型可移移动性防水防腐腐性多功能性性卫生要求求高自动化程程度高低低不一品种多样样性一般食品品机械设设备门类类众多、、品种较较杂。并并且生产产批量较较小。许许多设备备属于单单机设备备。机型可移动动性总的来看看，食品品机械设设备的外外形尺寸寸均较小小，重量量较轻，，可方便便的进行行移动改改换。例例如，一一般食品品机械设设备均不不需要固固定基础础。防水防腐腐性多数设备备或设备备主要工工作面的的材料具具有抗水水、酸、、碱等腐腐蚀的性性能，一一般采用用不锈钢钢制作。。多功能性性食品机械械设备具具有一定定程度的的通用性性，即可可用来加加工不同同的物料料。此外外，还具具有调节节容易、、调整模模具方便便和一机机多用的的特点。。卫生要求求高为了保证证食品卫卫生安全全，食品品加工设设备中直直接与物物料接触触的部分分，均采采用无毒毒、耐腐腐蚀材料料制造，，并且为为了方便便清洗和和消毒，，与食品品接触的的表面均均需要进进行抛光光处理。。此外，，传动系系统与工工作区域域有严格格密封措措施，以以防润滑滑油泄漏漏进入所所加工的的食品物物料中。。自动化程程度高低低不一目前，食食品加工工机械设设备单机机自动化化程度总总体上并并不很高高。但也也有一些些自动化化程度较较高的设设备，例例如，无无菌包装装机、自自动洗瓶瓶机及大大型杀菌菌设备等等。二、食品品机械的的特点与与要求1.食品机械械的工艺艺性2.食品机械械的卫生生性3.食品机械械的密封封4.食品机械械的可靠靠性1.食品机械械的工艺艺性根据食品品原料的的特征以以及加工工工艺性性的要求求，通常常会对食食品机械械的加工工时间，，加工温温度等有有一定限限制。要要设计出出合理的的食品机机械，其其前提是是充分了了解该食食品的工工艺性特特点。为了避免免因加工工过程中中的温升升而加速速食品、、物料的的氧化变变性，现现代较为为先进的的食品机机械常设设有真空空装置，，如真空空斩拌机机、真空空均质机机、真空空油炸机机、真空空干燥设设备等。。2.食品机械械的卫生生性食品机械械加工出出的产品品要符合合食品卫卫生要求求。因此此在设计计食品机机械时，，要充分分考虑卫卫生性特特点。如如在结构构设计时时，应尽尽量避免免工作区区内的死死角，以以避免因因死角内内物料长长时间存存积而产产生腐烂烂变质，，造成污污染。结结构设计计时要充充分考虑虑设备的的清洗、、拆卸方方便。保证食品品机械卫卫生性的的另一个个重要方方面是食食品机械械材料的的选择。。设计食食品机械械时，在在材料的的选择上上，最低低要求是是：凡与与食品直直接接触触的零部部件所用用材料务务必是耐耐腐蚀的的金属和和非金属属，用的的较多的的耐腐蚀蚀金属和和非金属属是各种种不锈钢钢，无毒毒塑料。。食品机械械中常用用的材料料钢铁材料料不锈钢有色金属属材料非金属材材料3.食品机械械的密封封为了防止止轴承润润滑油泄泄漏污染染食品以以及食品品物料中中水分泄泄漏腐蚀蚀机械部部分，食食品机械械的密封封要求一一般较高高。因此此在设计计密封装装置时要要给予充充分考虑虑。目前前填料密密封和机机械密封封是食品品机械中中用得最最多的两两种密封封结构形形式。4.食品机械械的可靠靠性大多数食食品机械械属连续续性生产产方式，，具有高高机械化化和自动动化特点点，食品品加工厂厂很多是是连续流流水线生生产方式式。有的的甚至是是一天二二十四小小时不间间断运行行。如果果生产的的某个环环节中的的设备出出了故障障，不能能正常工工作，将将势必影影响整条条生产线线，甚至至导致全全部停产产。由此此可见，，食品机机械的性性能可靠靠性在食食品加工工过程中中的重要要性。三、食品品机械的的基本构构成1.动力部分分：是完完成能量量转换的的部分，，如电能能转换为为机械能能，化学学能转换换为热能能。2.传动部分分：完成成运动方方式的转转换，如如变速、、变向、、旋转—直线、旋旋转—曲线、直直线—曲线、等等速—变速。3.执行部分分：直接接完成作作业功能能，如切切割、破破碎、过过滤、混混合、乳乳化。4.支撑部分分：将设设备各部部分有机机连接在在一起，，并确定定它们的的位置关关系。5.连接部分分：与前前后相关关设备连连接在一一起，如如进出料料、定向向、排序序装置。。6.控制部分分：用于于控制设设备的工工作状态态和操作作过程，，如控制制柜、开开关、安安全保护护装置。。四、食品品机械设设备选型型的原则则（一）满足工艺艺条件要要求（二）生产能力力匹配（三）相互配套套原则（四）性能价格格比合理理性原则则（五）可靠性原原则（六）兼容性原原则（一）满足工艺艺条件要要求设备选型型时，一一定要弄弄清楚生生产过程程中的具具体工艺艺的条件件（如对对象特性性、过程程中的反反应情况况，处理理的温度度、压力力等）要要求。相同类型型、名称称的设备备在金属属加工工工艺、结结构特点点和用材材方面会会存在这这样或那那样的差差异。设设备间存存在的差差异，有有时即使使很微小小，也会会对加工工生产产产生明显显的影响响。例如如，原用用于无机机材料的的滚筒式式干燥机机，如选选用来对对淀粉进进行干燥燥，很有有可能发发生严重重的粘壁壁现象。。造成这这种现象象的原因因是，淀淀粉糊化化会粘在在滚筒壁壁上，而而滚筒的的同心度度和表面面光洁度度不够，，从而使使得铲刀刀无法整整齐地将将已经干干燥的糊糊化淀粉粉从滚筒筒上彻底底铲下。。因此，，设备选选型必须须符合工工艺条件件的要求求。（二）生产能力力匹配产品产量量是选定定加工设设备的基基本依据据。设备备的加工工能力、、规格、、型号和和动力消消耗必须须与相应应的产量量相匹配配，并且且考虑到到停电、、机器保保养、维维修等因因素，设设备选型型应具有有一定的的贮备系系数。（三）相互配套套原则要充分考考虑到各各工段、、各流程程设备的的合理配配套，保保证各设设备流量量的相互互平衡，，即同一一工艺流流程中所所选设备备的加工工能力大大小应基基本一致致，这样样才能保保证整个个工艺流流程中各各个工序序间生产产环节间间的合理理衔接，，保证生生产的顺顺利进行行。（四）性能价格格比合理理性原则则质量是企企业的生生命，设设备是质质量的保保证。设设备选型型时，应应综合考考虑其性性能价格格比，才才能获得得较理想想的成套套设备。。并且在在符合投投资条件件的前提提下，应应重视科科技进步步与科技技投入。。不断引引进和吸吸收国内内外最新新技术成成果和装装备，尽尽可能选选择精度度高、性性能优良良的现代代化技术术装备。。（五）可靠性原原则生产过程程中，任任何一台台设备的的故障将将或多或或少地影影响整个个企业生生产，降降低生产产效率，，影响生生产秩序序和产品品质量，，因此选选择设备备时应尽尽量选择择系列化化、标准准化的成成熟设备备，并考考虑到其其性能的的稳定性性和维修修的简便便性。（六）兼容性原原则为了维持持企业的的可持续续发展，，生产厂厂家应根根据生产产的品种种及规模模来合理理选择设设备，注注意选用用通用性性好、一一机多用用的设备备，便于于在人们们消费、、饮食习习惯发生生变化时时对产品品进行改改型；在在产品具具有一定定消费市市场、经经济效益益较好、、流动资资金充足足时，为为了便于于扩大生生产，尽尽可能选选用易于于配套生生产线的的设备。。第四节食品机械械的研究究与发展展方向1.加强强基础理理论研究究2.高新新技术的的应用3.广泛泛运用现现代机械械设计方方法与理理论4.努力力开发粮粮油机械械新产品品5.开发发传统食食品的工工业化生生产设备备6.加速速发展果果蔬深加加工设备备7.积极极发展肉肉类及水水产品深深加工设设备1．加强基基础理论论研究当前的食食品机械械设计理理论都是是沿用经经典的机机械设计计理论．．即将各各种影响响因素处处理成确确定性变变量，再再用经典典的微积积分数学学工具推推得各种种定量分分析的公公式。实实际中由由于产地地不同的的食品原原料的各各种性质质存在较较大的差差异，即即便是同同一产地地原料中中各单个个物体性性质也存存在较大大差别。。因此各各种影响响因素应应视为不不确定的的随机变变量。采采用概率率统计理理论，建建立相应应的基于于实验数数理统计计的概率率模型。。这种计计算模型型更符合合工程实实际。2．高新技技术的应应用随食品加加工业的的深入发发展，对对食品机机械的各各种性能能以及功功能的要要求会越越来越高高。如要要求食品品机械的的机械化化和自动动化程度度更高，，运行的的可靠度度更高，，生产率率及效率率更高。。需要研研制光机机电一体体化的新新型食品品机械，，如广泛泛采用光光电色选选技术；；研制利利用电磁磁场作用用原理的的食品分分选设备备；研制制食品超超高压加加工设备备；研制制高效超超细粉碎碎设备；；研制高高效节能能的热处处理与干干燥设备备；研制制短时高高电压脉脉冲杀菌菌设备；；研制冷冷杀菌设设备以及及超声波波均质机机等。3．广泛运运用现代代机械设设计方法法与理论论相对其他他机械行行业，食食品机械械行业运运用现代代机械设设计方法法还很不不够。现现代机械械设计方方法在当当今发展展非常迅迅速，如如优化设设计，可可靠性设设计，系系统设计计，有限限元分析析计算，，CAD，虚拟设设计，反反求设计计，稳健健设计，，优势设设计，绿绿色设计计，模糊糊设计等等方法已已相当成成熟和完完善，如果在食食品机械械设计中中广泛运运用这些些先进的的现代机机械设计计方法与与理论必必将会提提高食品品机械的的设计质质量，缩缩短新产产品的研研制周期期，提高高设备的的使用寿寿命以及及减低设设备成本本。4．努力开开发粮油油机械新新产品为了适应应新世纪纪世界经经济和现现代化农农业发展展的形势势，粮油油加工业业规模化化生产、、集约化化经营的的主导方方向。我我国粮油油机械行行业，要要积极应应用机器器制造新新技术新新设备，，不断改改进现有有产品的的同时，，应努力力遵循国国家第十十个五年年计划的的目标和和未来发发展趋向向，开发发粮油机机械新产产品。如如高效小小麦剥皮皮机、大大型碾米米机、高高效大豆豆和油菜菜籽剥皮皮机、电电磁式油油菜籽皮皮仁分离离机和油油菜籽脱脱皮冷态态榨油机机等。5．开发传传统食品品的工业业化生产产设备我国幅员员辽阔，，各地民民间都有有一些颇颇具地方方特色的的名、特特、优小小食品，，长期以以来这些些食品均均采用人人工作坊坊生产方方式，极极大制约约了其生生产能力力、产品品质量以以及食品品卫生。。为了使使这些名名优传统统食品能能工业化化生产，，必须开开发研制制相应的的食品机机械。6．加速发发展果蔬蔬深加工工设备我国的水水果蔬菜菜产量己己跃居世世界第一一，果蔬蔬的水分分含量高高，保鲜鲜贮藏较较困难，，很容易易腐烂损损坏，随随果蔬产产量的进进一步增增长，急急需进行行果蔬的的深加工工转化，，减少损损失，提提高果蔬蔬农产品品的附加加值，应应加快发发展