食品机械胡东强完整高分版课案.docx

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食品机械胡东强完整高分版课案

绪论

食品机械指的是把食品原料加工成食品（或半成品）过程中所应用的机械设备和装置。

食品机械的作用：

1、促进国民经济的发展

2、解放生产力（洗瓶机）

3、提高劳动效率、降低成本（汽水灌装）

4、改善卫生条件（饼干、月饼制作）

食品机械设备选型的原则

（一）满足工艺条件要求

（二）生产能力匹配

（三）相互配套原则

（四）性能价格比合理性原则

（五）可靠性原则

（六）兼容性原则

输送机械

固体输送设备（带式输送机、螺旋式输送机、斗式输送机、刮板输送机）

液体输送设备（各种泵）

气流输送设备

带式输送机

主要构件：

输送带、托辊、驱动装置、张紧装置、鼓轮

1、输送带

（1）橡胶带：

常温、中性、无腐蚀的固体物料

（2）钢带：

粘性大且灼热的物料不宜用胶带时

（3）网状钢丝带：

常用在在输送过程中需用水冲洗的物料，如水果碱洗去皮机的输送带、饼干烤炉等

（4）塑料带：

具有耐磨、耐酸碱、耐油、耐腐蚀等优点，尚未实现系列化

（5）帆布带：

主要用于饼干成型前的面片和饼坯的输送

（6）板式带：

玻璃瓶、金属罐等，用于啤酒生产线上

2、托辊

作用：

支撑输送带及其下方物料，保证带子平稳运行

分类：

上托辊载运，下托辊空载

托辊的长度应比输送带的宽度长约100-200mm、辊间矩应小于物料在工作段上最小长度的1/2。

3、驱动装置

作用：

它是使输送带能运动起来的动力、

组成：

它是由电动机、传动装置（减速器和联轴器）和驱动滚筒等组成的。

滚筒的宽度一般比输送带宽100-200mm。

4、张紧装置

带式输送机中张紧装置中有中部张紧和尾部张紧。

常用的尾部张紧装置有重锤式、螺旋式和弹簧调节螺钉组合式。

影响输送能力因素：

qm=KB2vρC带宽B、带速v、物料密度ρ、断面系数K（堆积角）、倾斜角

螺旋式输送机（亦称搅龙）

主要构件

１、螺旋

螺旋叶片的形状可分为实体（干燥的小颗粒或粉状物料）、带式（块状或粘滞性物料）、叶片式（韧性或可压缩性物料，在运送物料的同时还可以对物料进行搅拌、揉捏及混合）等三种。

２、轴：

连接有插入式和法兰连接两种方式

３、轴承：

有头部轴承和中间轴承两种

４、料槽

斗式输送机

垂直或大角度倾斜连续输送散状物料。

工作原理（例举一种输送机械）：

在封闭的机壳内，挠性牵引件上装有一系列料斗，料斗在下端装料口装取物料，并随牵引件连续向上移动，在转过传动滚筒顶端后，由于料斗的反转而将物料从卸料口卸出。

主要构件：

牵引件：

胶带：

强度低，中小生产能力，中等提升高度，较轻料。

链带：

强度大，提升高度高，重物料。

料斗：

（a）深斗：

流动性好、干燥物料。

（b）浅斗（多用）：

潮湿、流动差物料。

（c）三角形斗：

块状易碎物料。

装料方式：

（a）挖取法:

其运行阻力较小，故料斗的速度较高（b）灌入法:

其运行阻力较大，故料斗的速度较低。

卸料方式：

（a）离心式，提升速度快的场合1～2m/s（b）离心重力式，流动性差、潮湿物料0.6～0.8m/s（c）重力式：

块大、磨蚀性易碎物料0.4～0.6m/s

刮板输送机

普通刮板输送机（简称刮板输送机）：

结构简单，装卸料方便，机件易磨损，动力消耗大，不易输送较湿物料

埋刮板输送机：

结构简单，密封性好，装卸方便，工艺布置灵活，输送量大，适应性强，动力消耗大

气力输送设备

分类

吸送式：

用风机吸入口的负压，将物料吸入管道的输送方式

压送式：

用风机输出的高压气流，将喂入的物料吹送的输送方式

混合式：

吸送和压送组合的输送方式，从几处吸取物料，又可把物料同时输送到几处

主要设备

1吸嘴供料器：

把物料供入输料管中，并形成合适的物料与空气的混合比。

双筒式适用于输送流动性好的物料、诱导式接料器输送粉状及颗粒状物料

2旋转加料器：

中、低压的压送式气力输送装置中，它具有一定的气密性，适用于输送流动性好、磨擦性小的粉状、小块状的干燥物料。

3分离器：

有容积式和离心式两种。

4空气除尘器：

一些小颗粒和粉末会被气芯带走，需要回收。

5风机

混合比：

单位时间内通过管道截面的物料质量与空气质量的比值，称为混合比

影响混合比的因素：

设备费用和操作费用、物料性质、输送方式

食品成型机械

食品成型：

在面类和糖果类食品生产中，常将其制成具有一定形状和规格的单个成品或生坯的操作。

冲印成型机械：

主要由压片机构、冲印机构、拣分机构和输送机构等部分组成。

原理（例举一种bliblibli~）：

冲印饼干机工作时，原料经三道压辊连续辊压形成均匀致密面带送至成型机构，冲印模支架随执行机构下移，支架上的印模冲头首先将图案压印在面片表面，然后冲头不动，切刀下压将生坯与面片切断，最后印模支架随动作执行机构回升，切刀首先上提，余料推板将粘附在切刀上的余料推下，接着压缩弹簧复原，印模上升与生坯分离，成型生坯由输送带送至烤炉。

冲印机构是饼干成型的关键工作部件，它主要包括动作执行机构和印模组件两部分。

辊印成型机械：

主要由成型脱模机构、生坯输送带、面屑接盘、传动系统及机架等组成。

影响辊印成型因素：

1、喂料辊与印模辊的间隙2、分离刮刀的位置3、橡胶脱模辊的压力

辊切成型机械

辊压夹酥机、叠层机

夹心饼干、威化饼干和杏元饼干成型机:

面包成型机械:

切块机:

盘式切块机、辊式切块机、真空吸入式面包切块机

搓圆成型机：

搓圆成型原理：

工作时，转体由传动系统驱动做旋转运动。

定量面团落入转体底部，受摩擦力和离心力的作用，面团欲沿转体切向运动，但受螺旋导板的限制，仅能沿导槽螺旋向上滚动。

在螺旋槽滚动过程中，面团一方面绕转体公转，另一方面还自转。

受螺旋导槽和转体的挤压与摩擦搓揉作用，面团被搓圆并从转体上部滚出。

伞形搓圆机、碗形搓圆机、桶形搓圆机、水平搓圆机

双生面团：

伞形搓圆机面块的入口设在转体的底部，出口在伞体的上部，由于转体上下直径不同，使得面块从底部进入导槽由下向上的运动速度越来越低，这样使得前后面块距离越来越小，有时会出现两个面块合为一体一起离开机体，即双生面团。

糕点类成型机械：

包馅机械：

是专门用于生产各种带馅的食品机械。

包馅食品一般由外皮和内馅组成。

根据工作原理通常可分为回转式、灌肠式、注入式、剪切式和折叠式等几种包馅成型方式。

饮食类成型及加工机械

馄饨和馒头成型机（卧式双螺旋辊馒头成型机、盘式馒头成型机）

饺子机：

主要由传动、馅料输送、面料输送和辊切成型等机构组成。

挤压膨化设备

挤压膨化技术：

通过对原料高温短时蒸煮，然后干燥成型来制造食品的加工方法。

单螺杆食品膨化机

双螺杆食品膨化机

热力加工设备

食品杀菌的方法有物理杀菌和化学杀菌两大类。

现代食品杀菌多采用物理杀菌，物理杀菌有热杀菌和冷杀菌（非热杀菌）。

后包装加热杀菌设备

管式杀菌机

部件：

①循环消毒器②预热换热器③超高温加热器④冷却器⑤均质阀

流程（我打赌会考）：

离心泵把物料送至高压泵，经循环消毒器，进入第一换热器与管外流动的杀菌后热物料进行换热加热到大约65℃，在20MPa下通过均质阀进行均质，均质后进入第二换热器使物料温度升高到120℃，最后进入环形管由蒸汽间接加热到135~150℃。

杀菌完毕物料进入换热器使其冷却到65℃，再次均质，此后物料由水冷却器进行冷却，最后进入无菌贮槽。

工作完毕，整个装置由CIP清洁、消毒。

高压泵有两种作用：

一是用作泵，经各种管道把物料送到系统的各个部分；二是用作均质泵，用来驱动热交换器之间的两个均质阀。

板式杀菌设备

传热板类型：

条流板与网状板

流动路线：

单边流和对角流

刮板式杀菌设备

蒸汽加热式杀菌设备：

喷射式加热器和注入式加热器。

前者是加热器将蒸汽喷射到牛乳流体中，后者则是将牛乳注入蒸汽流中。

注入式瞬时超高温杀菌

焙烤成型机械：

加热方式管状和板状两种。

应用较普遍的管状辐射元件有金属氧化镁管、碳化硅板、碳化硅板。

箱式红外焙烤炉（风车炉）、隧道式红外焙烤炉

清洗、分选分级机械设备

清理：

除去物料中杂质的操作过程。

清洗：

清洗泥土、杂质等污物，以保障加工食品的清洁卫生与防腐保鲜。

根据清理原理的不同，可分磁选、重力选（密度选）、筛选等多种方法

根据食品原料中杂物性质的不同可分：

除铁机：

有电磁式和永磁式两种形式、除石机：

筛选法或密度法、除草机：

风选法和浮选法、过滤器：

常用过滤法。

清理机械

磁选机械（除铁机）：

平板式磁选器、永磁筒（例举一种blibli~~：

由直管和筒

状永久磁体组成，工作时，物料由磁体上部的锥面缓缓流下，均匀地落入环形分离槽内，在磁场作用下，磁性金属杂质被吸住而与物料分离，物料直接穿过筒体）、永磁滚筒、无动力磁选器

重力式分选机械（除石机）：

分干法重力分选和湿法重力分选两种

块根类原料除石机、密度去石机（比重去石机、吸式比重去石机：

筛孔只作通风作用，除石筛面一般用突起鱼鳞形筛孔，对气流进行导向和阻止石子下滑，不起筛选作用。

调节筛面的振动频率、振幅和倾角等参数）

筛选法清理机：

两两筛面运动方向相反，层筛的筛孔依次减小，用于清理含有大杂、小杂及轻杂的颗粒状食品原料。

除草机

螺旋式除杂设备：

物料形状不同使旋转运动轨迹不同，以至落点不同。

清洗机械

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。

三类：

（1）原料清洗机械

（2）包装容器清洗机械（3）CIP系统

原料清洗机械

滚筒式清洗机、鼓风式清洗机、刷淋式清洗机（例举一种bilibli~:

1、一对刷辊相对、向内旋转作用下，使物料在水的搅动而形成的涡动环境中得到清洗。

2、刷辊之间水流压力差作用，物料随刷辊转动而自动流入刷辊之间的间隙，实现刷洗。

3、经出料翻斗沿圆弧面移动，再经高压水喷淋冲洗，由出料口输出）

包装容器清洗机械：

（基本洗瓶方法：

浸泡、喷射、刷洗）

双端式全自动洗瓶机（3种都有）、单端式全自动洗瓶机（无刷洗）

空罐清洗机、实罐清洗机

CIP系统：

就地清洗或现场清洗，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。

特点：

1、清洗效率高，2、卫生水平稳定，3、操作安全，4、节省清洁剂、水、蒸汽等用量，5、自动化程度高。

分选及分级机械设备

分选：

清除物料中的异物与杂质。

分级：

对分选后的物料按照其尺寸、形状、密度、颜色、品质等特性分成不同等级。

食品分选、分级作用：

1、保证产品的规格和质量指标的一2、降低原料的损耗率，提高利用率的成本；3、提高劳动生产率，改善工作环境4、有利于生产的连续化和自动化。

开孔率：

（筛面利用系数、筛孔系数、有效筛面面积）是指整个筛面上筛孔所占的面积与总面积之比。

筛分：

通过一定大小的孔径或缝隙的筛面，按粒度大小不同，将固体物

料从混合状态分成两种或两种以上粒度基本相同的物料的过程。

筛分效率：

筛分原料中筛下级别物料通过筛孔的百分数。

它表示筛分过程进行的完全程度和筛分产物的质量。

筛分机械

影响筛分操作的因素：

物料（粒度，湿度）和筛面（运动特性，几何尺寸，倾角）

筛面的类型：

筛栅、筛板、筛网、绢筛面

筛面组合：

筛余物法、筛过物法、混合法

典型的筛分机械：

转筒筛、立面圆振筛、摆动筛（例举一种blibli~~:

通常用曲柄连杆机构来传动。

电机通过皮带传动，使偏心轴旋转，然后用连杆带动筛框作定向往复运动，筛框的运动使筛面上的物料以一定的速度向排料端移动，同时获得筛分）

气流分选机械

根据分级力场的不同分为：

重力场分级、离心力场分级、惯性力场分级、电场力分级、磁场力分级、热梯度力分级、色谱分级等。

根据物料状态可分为干法分级、超临界分级和湿法分级。

重力场分级设备（水平流型和垂直流型两种）、三辊筒式分级机

研磨粉碎机械

粉碎比：

粉碎前后的物料粒度的比值称为粉碎比，用于衡量粉碎机的粉碎效果。

粉碎的功能：

1、减小粒度2、提高混合物料中不同物料粒度的均匀性3、进行选择性粉碎4、增加固体表面积5、利于计量包装

粉碎的方式：

挤压、撞机、折断、剪切、研磨

粉碎操作工艺：

1、自由与滞塞粉碎工艺2、开路与闭路粉碎工艺3、干法与湿法粉碎工艺

粉料测定方法：

1、显微镜法2、筛分3、沉降法4、气流法5、吸附法6、激光衍射法

冲击式粉碎机

锤片式粉碎机：

主要是撞击粉碎，同时还存在摩擦和剪切，万能粉碎机。

主要由进锤片、筛片、料斗、转子等部分组成。

爪式粉碎机：

适用于谷物粉碎。

辊式磨粉机（举例一种blibli~~）：

工作原理：

对辊相对运动，物料从狭小轧距离而被碾碎的工作状态。

等速反向旋转的光磨辊以挤压的方式粉碎物料或使物料变形，如轧麦片机；差速反向旋转的光磨辊以挤压和研磨2种方式粉碎物料，如磨面机；差速反向旋转的齿辊磨以剪切、挤压和研磨3种方式粉碎物料，如齿辊磨粉机。

工作过程：

一对磨辊中，上面是快辊，位置固定；下面是慢辊，慢辊轴承壳可移动。

轧距调节、传动、喂料、辊面清理、吸风装置。

工作特点：

1、适合热敏性物料的粉碎2、可控制物料粉碎的粒度3、能进行选择性粉碎4、粉碎过程稳定，便于控制

超微粉碎机：

气流式超微粉碎机

特点：

1、粉碎比大。

2、粗细粉粒可自动分级，且产品粒度分布较窄。

3、可粉碎低熔点和热敏性材料。

4、产品不易受金属或其他粉碎介质的污染。

5、可实现联合作业。

6、可在无菌情况下操作。

7、结构紧凑，构造简单。

典型气流式粉碎机：

1、立式环形喷射气流粉碎机2、对冲式气流粉碎机3、超音速气流喷射式粉碎机4、叶轮式气流粉碎机

磨介式粉碎机

研磨介质：

具有强度大、耐磨的特性。

基本原理：

借助磨介旋转运动，对物料实现冲击、研磨等而细化物料。

种类：

1、振动磨：

2、搅拌磨：

3、行星磨：

4、双锥磨:

破碎与打浆机械设备

破碎：

主要有挤压、剪切、冲击、劈裂等机械方法，也有热力、冷冻、超声波等其它破碎方法。

辊式破碎机、锤式破碎机、鼠笼式（锯齿式）破碎机

打浆机：

主要用于番茄酱、果酱罐头的生产。

1、卧式打浆机2、立式打浆机3、多道式打浆机

混合与均质设备

混合：

使两种或两种以上不同组分的物质在外力作用下由不均匀状态达到相对均匀状态的过程。

混合机械分类：

混合机、搅拌机、捏和机

混合机理:

混合的形式有对流混合、扩散混合和剪切混合。

变异系数CV：

混合物中定量统计组分的含量偏离配方要求含量的程度。

混合物的变异系数愈大，则混合均匀程度愈差。

固定容器式混合机：

对流混合，有间歇与连续两种操作型式；

回转容器式混合机：

扩散混合，通常为间歇操作式。

容器固定型混合机

1、卧式螺带式混合机2、双轴桨叶式混合机（举例bilibili~:

转子上焊有多个不同角度的桨叶，两个转子的旋转方向相反，转子转动时，桨叶带动物料沿机槽内壁作逆时针旋转的同时，带动物料沿轴向作左右翻动。

）3、立式螺旋式混合机4、行星搅拌式混合机

容器回转型混合机：

1、圆筒型混合机2、双锥型混合机3、V型混合机4、正方型混合机

混合质量影响因素:

1、粉料特性2、混合机类型3、混合时间4、加料顺序

液体搅拌机械设备:

搅拌器的安装形式：

1、立式中心安装形式：

2、偏心式搅拌安装形式：

3、倾斜式搅拌安装形式：

4、底部搅拌安装形式：

5、旁入式搅拌安装形式

液体的“流型”分为轴向流型、径向流型。

搅拌器的类型：

1、桨式搅拌器2、涡轮式搅拌器3、旋桨式搅拌器

挡板作用：

改变切向流动；增大被搅拌液体的湍动程度，从而改善湍动效果。

捏合机械设备:

捏合:

指将含液量较少的或高黏度物质和胶体物质与微量细粉末的混合物加工成可塑性物质或胶状物质的操作。

打蛋机：

（例举一种~~：

搅拌器通过自身高速旋转，强制搅打，使得被搅拌物料充分接触与剧烈摩擦，以实现对物料的混合、乳化、充气及排除部分水分的作用，从而满足某些食品加工工艺的特殊要求。

）搅拌桨类型：

框式、拍式、钩式。

双臂式捏合机：

主要由一对转子、混合室及驱动装置等组成。

其他混合机：

1、喷射式碳酸化器2、薄膜式碳酸化器3、喷雾式碳酸化器

均质机械设备：

均质（也称匀浆）：

是一种使液体分散体系中的分散物微粒化、均匀化的处理过程。

工作原理：

剪切学说、撞击学说、空穴学说

高压均质机：

由高压泵、均质阀、调节装置及传动系统等组成。

工作原理：

利用高压泵使得液料高速流过狭窄的缝隙而受到强大的剪切力、对金属部件高速冲击而产生强大的撞击力、因静压力突变而产生的空穴爆炸力等综合力的作用，把原先颗粒比较粗大的乳浊液或悬浮液加工成颗粒非常细微的稳定的乳浊液或悬浮液。

效果的判定：

1、显微镜法2、筛选法/筛滤法3、沉降法4、离心法5、激光衍射法

胶体磨：

一种以剪切为主、乳化均质的机械。

主要由机壳、磨盘、进料斗、调节盘、叶轮等构成。

特点：

1、时间短质量高2、效率和产量高3、可调节两磨体间隙控制成品粒径4、结构简单，操作方便5、加工精度较高。

高剪切乳化机：

剪切作用，用于连续循环生产。

1、间歇式高剪切乳化机2、管线式乳化均质机

超声波均质机

分离机械设备

固液分离：

将离散的难溶固体颗粒从液体中分离出来的机械方法，是食品工业中常见的单元操作方法之一。

分离的方式：

过滤、沉降、压榨、离心。

压榨机械

压榨：

是通过机械压缩力将液相从液固两相混合物中分离出来的一种单元操作，在压榨过程中液相流出而固相截留在压榨面之间。

提高出汁率方法：

薄层化处理、预破碎、足够的压力、足够的压榨时间、反复加压、加酶处理膨化预处理。

间歇压榨机:

1、手动压榨机2、液压压榨机3、卧式滚筒压榨机（布赫榨汁机）（工作过程：

装料、压榨、二次压榨、排渣、清洗）4、气囊压榨机（举例~~：

压缩空气将橡胶气囊充胀起来，给夹在橡胶气囊与圆筒筛之间的物料由里向外施加压力，同时，整个装置旋转起来，使空气压力均匀分布在物料上，分多次增压将果汁榨出）5、活塞式榨汁机6、双压板压榨机

连续压榨机：

1、螺旋式压榨机

压缩比：

是指进料端第一个螺旋槽的容积与最后一个螺旋槽容积之比。

改变压缩比的方式：

等深变距、等距变深、变深变距

压榨螺杆：

第一段叫喂料螺旋，其直径不变而螺距逐渐变小，主要用作输送物料和对物料进行初步挤压；

第二段为压榨螺旋，其直径带有锥度，螺距逐渐缩小，因而不断增加对物料的挤压程度。

2、轧辊压榨机（斜辊式和品字式）3、带式压榨机4、离心压榨机

过滤机械

过滤类型：

深层过滤、滤饼过滤

过滤机械的分类：

重力过滤机

加压过滤机（板框压滤机、厢式压滤机、加压叶滤机、压力带式过滤机）、

真空过滤机

1、转鼓真空过滤机

过滤区——第一次脱水区——洗涤区——第二次脱水区——卸料区——滤布再生区

2、圆盘真空过滤机

3、带式真空过滤机

离心机械

离心分离原理：

离心过滤、离心沉降、离心分离

分离因数：

表示被分离物料在转鼓内所受的离心力与其重力的比值，分离因数越大，通常分离也越迅速，分离效果越好。

3种类型：

间歇式离心机：

1、三足式离心机2、上悬式离心机3、刮刀卸料离心机

连续式离心机：

1、活塞推料离心机2、螺旋卸料离心机3、离心卸料离心机4、振动卸料离心机5、进动卸料离心机

离心分离机：

1、管式离心机2、室式离心机3、碟式分离机

发酵机械设备

根据发酵用培养基状况：

固体发酵设备和液体发酵设备。

据微生物类型：

嫌气发酵设备和通风发酵设备。

通风发酵设备：

机械搅拌式发酵罐：

结构：

罐体、搅拌器、挡板、轴封、空气分布管、消泡器等

挡板：

1、改变液流的方向，使液流由径向流型变成轴向流型，增加溶解氧。

2、防止搅拌过程中漩涡的产生，而导致搅拌器露在料液以上，起不到搅拌作用。

自吸式发酵罐：

气升式发酵罐1、带升式发酵罐2、塔式发酵罐3、气升环流式发酵罐

嫌气发酵设备：

间歇式发酵罐、连续式发酵罐

冷冻关联设备

制冷原理：

（1）液氮气化式制冷

（2）蒸气压缩式制冷

制冷剂常用类型：

①氨②氟利昂

压缩制冷循环原理：

等熵过程——等压过程——等焓过程——等温过程

制冷系统四大要件组成：

①压缩机（吸入低压蒸气，排出的高压蒸气）；②冷凝器（输出热量并使制冷剂蒸汽得以冷凝）；③节流阀（把来自冷凝器的高压液体制冷剂节流降压并调节制冷剂的流量）；④蒸发器（直接进行制冷换热的设备）；

压缩比：

压缩机的压缩比等于冷凝压力Pk与蒸发压力P0的比值

冷冻浓缩、速冻设备、冷冻干燥设备、冷冻粉碎设备、食品解冻（外部加热法、内部加热法、微能解冻）及其设备

食品包装机械

粉体：

工业上一般把细微粉的集合体称为粉体。

粉体物料计量原理：

容积法、称重法

液体食品罐装机械基本方法：

常压法、等压法、真空法、压力法

灌装的定量方法：

1、控制液位高度定量法2、定量杯定量法3、电子液位定量法

气调包装机械

气调包装的工作原理:

用保护气体置换包装内的空气，使食品置于保护气体环境中，抑制细菌生长繁殖，保持新鲜肉的色泽，延缓新鲜果蔬成熟衰老，从而延长食品的保鲜期。