第三章 食品机械

食品机械与设备第三章清洗和原料预处理机械与设备食品机械与设备——第三章清洗和原料预处理机械与设备第一节清洗机械与设备食品加工过程中，需要对包括原料、加工设备、包装容器、加工场所和生产人员等在内的各种对象进行清洗。清洗是从源头上保证和提高食品质量安全性的重要措施。食品机械与设备——第三章清洗和原料预处理机械与设备清洗分类清洗：利用水作介质去除污染物。清理：利用空气流、筛分、磁选等方法原理去泥尘、异质物和铁质等污染物。虽然各种物品均可采用人工方法进行清洗，但为了提高清洗效率和保证清洗质量，食品加工生产过程应尽可能采用机械清洗方法。至今为止，食品工厂中可以利用机械设备完成清洗操作的对象主要有原料、包装容器和加工设备三大类。食品机械与设备——第三章清洗和原料预处理机械与设备清洗原理清洗过程的本质是利用清洗介质将污染物与清洗对象分离的过程。各种清洗机械与设备一般用化学与物理原理结合的方式进行清洗。物理学原理主要是利用机械力（如刷洗、用水冲等）将污染物与被清洗对象分开；化学原理是利用水及清洗剂（如表面活性剂、酸、碱等）使污染物从被清洗物表面溶解下来。食品机械与设备——第三章清洗和原料预处理机械与设备一、原料清洗机械食品原料在其生长、成熟、采收、屠宰、包装和贮运过程中，会受到尘埃、砂土、肥料、饲料、粪便、微生物、包装物等的污染。因此，加工前必须进行有效的清洗。食品机械与设备——第三章清洗和原料预处理机械与设备清洗方法多数食品原料表面附着的杂质和污物，都可以利用清水或洗涤液进行浸泡和渗透、使污染物溶解和分离。最简单的方法就是把原料置于清水池中浸泡一段时间，用人工翻动、擦洗或喷冲。但这种方式劳动强度大，生产效率低，只适合于小批量原料的清洗。因而，大批量的原料多采用机械方式进行清洗。食品机械与设备——第三章清洗和原料预处理机械与设备清洗方式与机械设备由于食品原料的性质、形状、大小等多种多样，洗涤方法和机械设备的型式也很繁多，但所采用的手段不外乎刷洗、浸洗、喷洗和淋洗等。代表性的原料清洗设备：滚筒式清洗机、鼓风式清洗机、刷洗机和刷果机。食品机械与设备——第三章清洗和原料预处理机械与设备（一）滚筒式清洗机这是一类适合于质地较硬、块状原料的清洗机，常用于甘薯、马铃薯、生姜、马蹄等的清洗。食品机械与设备——第三章清洗和原料预处理机械与设备结构从机械结构上来说，这类清洗机的主体是滚筒，其转动可以使筒内的物料自身翻滚、互相摩擦和与筒壁发生摩擦作用，从而使表面污物剥离。但这些作用只是清洗操作中的机械力辅助作用。因此，这类清洗机需要与淋水、喷水或浸泡配合。喷淋式、浸泡式清洗机也因此而取名。滚筒一般为圆形筒，但也可制成六角形筒。食品机械与设备——第三章清洗和原料预处理机械与设备1、间歇式滚筒清洗机间歇操作的滚筒式清洗机两端加有挡板，周向开有带盖板的进出料口。料口向上时，可打开料口盖板向里加料；洗净后，筒体转至料口朝下，打开盖板便可卸料。为便于物料在筒内翻滚，加料不可太满。一般这种清洗机采用喷水管连续或间歇地向筒内喷水以便使污物浸润而迅速剥离和排走。间歇式清洗的特点是清洗时间可以视清洗效果加以控制，但生产效率不高。食品机械与设备——第三章清洗和原料预处理机械与设备2、连续式滚筒清洗机连续式滚筒清洗机的滚筒两端为开口式，原料从一端进入，另一端排出。物料在筒内的轴向运动，可以通过使筒倾斜安装，也可通过在筒体内壁设置螺线导板或抄板的方式实现。为提高清洗效果，有的滚筒式清洗机内安装了可上下、左右调节的毛刷。食品机械与设备——第三章清洗和原料预处理机械与设备（1）喷淋式滚筒清洗机结构较简单，适用于表面污染物易被浸润冲除的物料。由栅状滚筒、喷淋管、机架和驱动装置等构成。滚筒是清洗机的主体，可由角钢、扁钢、条钢焊接成，必要时可衬以不锈钢丝网或多孔薄钢板。食品机械与设备——第三章清洗和原料预处理机械与设备食品机械与设备——第三章清洗和原料预处理机械与设备食品机械与设备——第三章清洗和原料预处理机械与设备滚筒的驱动滚筒的驱动可有两种形式：一种是在滚筒外壁两端配装滚圈。滚筒（通过滚圈）以一定倾斜角度（3°~5°）由安装在机架上的支承托轮支承，并由传动装置驱动转动。喷水管可安装在滚筒内侧上方。另一种是在滚筒内安装（由结构幅条固定的）中轴，驱动装置带动中轴从而带动滚筒转动。这种形式的清洗机，喷水管只能装在滚筒外面。食品机械与设备——第三章清洗和原料预处理机械与设备物料由进料斗进入落到滚筒内，随滚筒的转动而在滚筒内不断翻滚相互摩擦，再加上喷淋水的冲洗，使物料表面的污垢和泥砂脱落，由滚筒的筛网洞孔随喷淋水经排水斗排出。清洗过程食品机械与设备——第三章清洗和原料预处理机械与设备（2）浸泡式滚筒清洗机一种通过驱动中轴使滚筒旋转的清洗机。食品机械与设备——第三章清洗和原料预处理机械与设备工作原理转动的滚筒的下半部浸在水槽内。电动机通过V带传动蜗轮减速器及偏心机构，滚筒的主轴由蜗轮减速器通过齿轮驱动。水槽内安装有振动盘，通过偏心机构产生前后往复振动，使水槽内的水受到冲击搅动，加强清洗效果。滚筒的内壁固定有按螺旋线排列的抄板。食品机械与设备——第三章清洗和原料预处理机械与设备清洗过程物料从进料斗进入清洗机后落入水槽内，由抄板将物料不断捞起再抛入水中，最后落到出料口的斜槽上。在斜槽上方安装的喷水装置，将经过浸洗的物料进一步喷洗后卸出。食品机械与设备——第三章清洗和原料预处理机械与设备滚筒式清洗机，由于物料在其中翻滚碰撞激烈，除了能使表面污物剥离外，有时还会损伤皮肉。故它只适合于块状硬质果蔬的清洗，对于叶菜和酱果类物料的清洗不适用。有时该设备可以作为硬质块状物料的清洗和去皮两用，但经这样去皮后的物料，其表面已不光滑，只能用在去皮后进行切片和制酱的罐头生产中，不适用于整只果蔬罐头的制造。讨论食品机械与设备——第三章清洗和原料预处理机械与设备（二）鼓风式清洗机也称气泡式、翻浪式和冲浪式清洗机等。食品机械与设备——第三章清洗和原料预处理机械与设备结构原料进出口在哪？判断依据？食品机械与设备——第三章清洗和原料预处理机械与设备食品机械与设备——第三章清洗和原料预处理机械与设备鼓风机式清洗机一般采用链带式装置输送清洗的物料。链带可采用辊筒式（承载番茄等）、金属丝网带（载送块茎、叶菜类原料）或装有刮板的网孔带（用于水果类原料等）作为物料的载体。输送机的主动链轮由电动机经多级皮带带动。主动链轮和从动链轮之间链条运动方向通过压轮改变，分为水平、倾斜和水平三个输送段。下面的水平段，处于洗槽水面之下，原料在此首先得到鼓风浸洗；中间的倾斜段是喷水冲洗段；上面的水平段则可用于对原料进行拣选和修整。输送机食品机械与设备——第三章清洗和原料预处理机械与设备清洗原理用鼓风机把具有一定压头的空气送进洗槽中，使清洗原料的水产生剧烈地翻动，物料在空气对水的剧烈搅拌下进行清洗。利用空气进行搅拌，可使原料在较强烈翻动而不损伤的条件下，加速去除表面污物，保持原料的完整性和美观，因而最适合于果蔬原料的清洗。食品机械与设备——第三章清洗和原料预处理机械与设备鼓风机吹出的空气由管道送入吹泡管中。吹泡管安装于输送机的工作轨道之下。被浸洗的原料在输送带上沿轨道移动，移动过程中在吹泡管吹出的空气搅动下翻滚。由洗槽溢出的水顺着两条斜槽排入下水道，因此需要新水补充。如何补充？吹泡管食品机械与设备——第三章清洗和原料预处理机械与设备（三）刷洗机滚筒式和鼓风式清洗机是主要以流体力学原理达到清洗效果的设备，而对于某些果蔬的清洗则需要增加机械力以提高洗涤效果。食品机械与设备——第三章清洗和原料预处理机械与设备1、XG-2型洗果机这是一种具有浸泡、刷洗和喷淋作用的果蔬清洗机，主要由清洗槽、刷辊、喷水装置、出料翻斗、机架等构成。该机效率高，清洗质量好，破损率低，结构紧凑，造价低，使用方便，是目前国内一种较为理想的果品清洗机。食品机械与设备——第三章清洗和原料预处理机械与设备工作原理由进料口进入清洗槽内的原料，首先在两个转动刷辊产生的涡流中得以清洗，同时，由于两个刷辊间隙较窄，故其间的水流有较高流速从而使压力降低，被清洗物料在压力差和刷辊摩擦作用下通过刷辊,进一步得到刷洗。而后，被清洗物料在出料翻斗中又经高压水得到进一步喷淋清洗。食品机械与设备——第三章清洗和原料预处理机械与设备2、GT5A9型柑橘刷果机主要由进出料斗、纵横毛刷辊、传动系统、机架等部分组成。该机原主要用于对柑橘类水果蔬进行表面泥砂污物的刷洗。根据需要，可在毛刷辊上方安装清水喷淋管，增加刷洗效果，从而可适合于多种水果及块根类物料的清洗。食品机械与设备——第三章清洗和原料预处理机械与设备食品机械与设备——第三章清洗和原料预处理机械与设备毛刷毛刷辊表面的毛束分组长短相间，呈螺旋线排列。相邻毛刷辊的转向相反。毛刷辊组的轴线与水平方向有

3°~5°的倾角，物料入口端高、出口端低，这样物料从高端落入辊面后，不但被毛刷带动翻滚，而且作轻微的上下跳动，同时顺着螺旋线和倾斜方向从高端滚向低端。在低端的上方，还有一组直径较大、横向布置的毛刷辊。它除了对物料擦洗外，还可控制出料速度（即物料在机内停留时间）。食品机械与设备——第三章清洗和原料预处理机械与设备二、包装容器清洗机械目前，可用机械方式进行清洗的空包装容器主要有：玻璃瓶、塑料瓶和制造罐头用的金属空罐等，包装后需要清洗的主要是实罐。食品机械与设备——第三章清洗和原料预处理机械与设备为何需要洗瓶?1、基本洗瓶方法2、洗瓶机类型食品机械与设备——第三章清洗和原料预处理机械与设备瓶子种类：（1）回收使用瓶；（2）一次性使用。回收瓶常有食品残留物和各种其它污染物。一次性容器在制造、存放和运输过程中，亦不可避免地会在其内壁和外表面带上污染物（如尘埃、金属或非金属杂物及微生物等）。可见，两种瓶均需要清洗，但回收瓶的清洗比一次性使用的瓶复杂。为何需要洗瓶?食品机械与设备——第三章清洗和原料预处理机械与设备1、基本洗瓶方法瓶中的污物：食物残液、污垢和瓶外的旧商标等。基本清洗方法：浸泡、喷射、刷洗。辅助手段：加热和洗涤剂等物理和化学手段的辅助。食品机械与设备——第三章清洗和原料预处理机械与设备（1）浸泡将容器浸没于一定浓度和温度的洗涤液中(一般为碱性溶液)软化、乳化或溶解黏附于瓶上的不清洁物，并加以杀菌、浸泡后，再将瓶中污水倒去。通常为洗瓶机流程的前道工序。食品机械与设备——第三章清洗和原料预处理机械与设备（2）喷射利用喷嘴将清水或洗涤液以一定压力（0.2~0.5MPa）对瓶内(或瓶外)进行喷射，清除瓶内(外)污物的清洗方法。喷射多用于小口径瓶子的清洗机。食品机械与设备——第三章清洗和原料预处理机械与设备（3）刷洗刷洗利用旋转刷子将瓶内污物刷洗掉。由于是直接接触污物洗刷，故去除效果好。问题：①较难实现连续洗瓶；②转刷遇到油污瓶，会污染刷子；③若遇到破瓶，会切断转刷的刷毛，使毛刷失效并污染其它净瓶；④须经常更换毛刷。食品机械与设备——第三章清洗和原料预处理机械与设备目前各类洗瓶机应用均较多。按操作的机械化程度可分为：半机械、机械化和全自动洗瓶机。按瓶子在设备中的行进方式，可以分为回转式和链带载运式两种。2、洗瓶机类型食品机械与设备——第三章清洗和原料预处理机械与设备大型全自动洗瓶机均采用这种输瓶方式。全自动洗瓶机中，按被清洗瓶子在机内的走向又可分成单端式和双端式。果汁及牛奶等用的玻璃瓶，空瓶内剩余的果汁、牛奶等时间久了变成浆状物，干后很难除去。特别是回收瓶，很难除去商标纸。食品机械与设备——第三章清洗和原料预处理机械与设备（1）双端式全自动洗瓶机食品机械与设备——第三章清洗和原料预处理机械与设备由给瓶端进入机器的瓶子，先后经过预冲洗、预浸泡、洗涤剂浸泡、洗涤剂喷射、热水预喷、热水喷射、温水喷射和冷水喷射等清洗作用，最后从出瓶端离开洗瓶机。预冲洗是为了将瓶子外附着的污垢除去，以降低后面洗涤液消耗量。洗液喷洗区位于洗液浸泡槽上方，这样从瓶中沥下的洗液又回到液洗槽。洗瓶过程食品机械与设备——第三章清洗和原料预处理机械与设备后面的几个喷洗区域采用不同的水温，主要是为了防止瓶子因温度变化过大造成应力集中损坏。喷洗由靠高压喷头对瓶内逐个进行多次喷射清洗实现的。可见，这种洗瓶机主要利用了刷洗、浸泡和喷射三种方式对瓶子进行清洗。由于需要浸泡、并在同一区域进行冲洗，所以瓶子需要在同一截面上反复绕行，因此，设备的高度较高。内部结构食品机械与设备——第三章清洗和原料预处理机械与设备食品机械与设备——第三章清洗和原料预处理机械与设备由于进瓶和出瓶分别在机器的两端进行，因此，双端式洗瓶机生产卫生条件较好，且便于生产线的流程安排。但这种类型的洗瓶机，输瓶带的利用率较低（有的只有一半），因此设备的空间利用率也低，从而占地面积较大。特点食品机械与设备——第三章清洗和原料预处理机械与设备（2）单端式全自动洗瓶机无刷瓶机构，对瓶子的清洗主要靠洗涤液浸泡和喷射实现，喷射时间约占工作循环的2/3，其余的1/3为浸泡。食品机械与设备——第三章清洗和原料预处理机械与设备待洗瓶从进瓶处进入到达预泡槽，预泡槽中洗液的温度为30~40℃，在此处对瓶子进行初步清洗与消毒。预泡后的瓶子到达第一洗涤剂浸泡槽，此处洗涤液温度可达70~75℃。通过充分浸泡，使瓶子上的杂质溶解，脂肪乳化。当瓶子运动到改向滚筒的地方升起并倒过来时，瓶内洗液倒出，流在下面未倒转的瓶子外表，对其有淋洗作用。在洗涤剂喷射区9处设有喷头，对瓶子进行大面积喷洗，喷洗后的瓶子达到第二洗涤剂浸泡槽，在此瓶上未被去除的少量污物得到充分软化溶解。从第二洗涤剂浸泡槽出来的瓶子，依次经过第一、第二次热水喷射区、温水喷射区、冷水喷射区和新鲜水喷射区的喷射清洗。最后，洗净并得到降温的瓶子由出瓶处出瓶。洗瓶过程食品机械与设备——第三章清洗和原料预处理机械与设备与双端式自动洗瓶机相比，单端式洗瓶机仅需一人操作，输送带在机内无空行程，所以空间利用率较高。但由于净瓶与脏瓶相距较近，从卫生角度来看，净瓶有可能为脏瓶污染。所以，现在一般不采用。特点食品机械与设备——第三章清洗和原料预处理机械与设备食品机械与设备——第三章清洗和原料预处理机械与设备三、CIP系统为什么要对设备清洗?为什么用CIP清洗?（一）基本概念（二）CIP系统构成（三）CIP系统的控制食品机械与设备——第三章清洗和原料预处理机械与设备为什么用CIP清洗?食品加工生产设备可有不同的清洗方式。显然，小型简单的生产设备可以采用人工清洗的方式。但对于大型或复杂的生产设备系统进行人工清洗则既费时又费力，而且往往难以取得必要的清洗效果。因此，现代食品加工生产设备，多采用CIP清洗技术。食品机械与设备——第三章清洗和原料预处理机械与设备为什么要对设备清洗?食品加工生产设备，在使用前后甚至在使用中应进行清洗。一是因为在使用过程中其表面可能会结垢，从而直接影响操作的效能和产品的质量；二是因为设备中的食品残留物会成为微生物的繁衍场所和产生不良化学反应，这种受到微生物或不良化学作用过的食品残留物，如进入下批食品中，会带来安全卫生质量问题。因此，食品加工设备必须得到及时或定期的清洗。食品机械与设备——第三章清洗和原料预处理机械与设备（一）基本概念CIP概念CIP清洗的特点CIP清洗对象食品机械与设备——第三章清洗和原料预处理机械与设备CIP概念CIP为英文cleaninginplace的缩写，是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。食品机械与设备——第三章清洗和原料预处理机械与设备CIP清洗的特点（l）清洗效率高；（2）卫生水平稳定；（3）操作安全，节省劳动力；（4）节约清洗剂、水、蒸汽等的用量；（5）自动化程度高。食品机械与设备——第三章清洗和原料预处理机械与设备CIP清洗对象一般说来，输送食品的管路、贮存或加工食品用的罐器、槽器、塔器、运输工具以及各种加工设备都可应用CIP方式进行清洗。CIP特别适用于乳品、饮料、啤酒及制药等生产设备的班前、班后清洗消毒，以确保严格的卫生要求。食品机械与设备——第三章清洗和原料预处理机械与设备（二）CIP系统构成控制柜酸液罐碱液罐热水罐食品机械与设备——第三章清洗和原料预处理机械与设备（三）CIP系统的控制CIP操作总体上需要控制的因素或完成的任务：CIP贮液罐的液位、浓度和温度等各洗涤工序（如酸洗工序、碱洗工序、中间清洗工序、杀菌工序、最后洗涤工序等）的时间不同被清洗设备的清洗操作时段切换食品机械与设备——第三章清洗和原料预处理机械与设备食品机械与设备——第三章清洗和原料预处理机械与设备手动：对于简单系统，可以用人工方式进行调控。人工调控的系统，对于系统的阀门配置要求较简单。自动方式：用于程序复杂、清洗设备较多场合的清洗系统。手动与自动结合。控制方式食品机械与设备——第三章清洗和原料预处理机械与设备第二节食品原料的清理机械清理：干法清除泥沙、石草等异杂质。清理工作可以用手拣、风选、筛选、磁选等方法来进行。食品机械与设备——第三章清洗和原料预处理机械与设备食品原料中杂物多种多样谷物、大米、豆类、咖啡等：泥土、砂石、金属甜菜糖厂的甜菜：泥土、砂石、金属、杂草、茎叶、麦秆乳品厂的牛奶：毛食品机械与设备——第三章清洗和原料预处理机械与设备一、筛选法清理机原理：利用砂石的形状和体积大小与加工原料的不同，利用筛孔形状和大学的不同除去砂石。应用：颗粒状食品物料食品机械与设备——第三章清洗和原料预处理机械与设备食品机械与设备——第三章清洗和原料预处理机械与设备二、除石机原理：应用振动、气流作用原理，按物料组成密度的不同进行清理。应用：清除密度比粮粒大的并肩石（石子大小类似粮粒）等重杂质。食品机械与设备——第三章清洗和原料预处理机械与设备食品机械与设备——第三章清洗和原料预处理机械与设备去石筛面分离区：为图中左面等宽部分，物料与砂石在此区作初步分离。聚石区：为图中三角形部分，筛面沿石子运动的方向逐渐收缩，其目的是使分离出来的石子和部分谷粒混合物布满整个聚集段，避免局部筛面被气流吹穿，使通过筛孔的气流均匀分布。

精选区：为图中右面的等宽段。在此利用反向气流将谷粒吹送回去，避免随同石子一起排出。食品机械与设备——第三章清洗和原料预处理机械与设备在分离区和聚石区，鱼鳞形冲孔去石筛面的孔眼均指向石子运动方向对石子进行导向和阻止下滑，它并不起筛理作用。单面向上突起阻止石子下滑作用较强，双面突起开孔较大，对气流的阻力小。食品机械与设备——第三章清洗和原料预处