食品機(jī)械與設(shè)備課件

1、1,華中農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院,內(nèi)容串講,2,1、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的概念及其要素,技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：指力求用最低成本制造出最實(shí)用的機(jī)械設(shè)備，并能用這些機(jī)械設(shè)備以最低的成本制造出最合乎要求的各種食品（成品或半成品）。5項(xiàng)指標(biāo)：單位生產(chǎn)能力：消耗系數(shù)：設(shè)備性能價格比：管理費(fèi)用：生產(chǎn)總成本：,3,2、食品生產(chǎn)的特點(diǎn)和材料選用的原則,（一）食品生產(chǎn)的特點(diǎn)　 濕度大、溫差大、壓力大、磨損大（二）材料選用原則 機(jī)械性能、物理性能、耐腐

2、蝕性能、制造工藝性、對食品無害和不受或少物料介質(zhì)的破壞,4,3、食品機(jī)械中常用的金屬材料和非金屬材料有哪些？,常用的金屬材料： 不銹鋼和耐酸鋼，碳鋼和鑄鐵 有色金屬：銅和銅合金，鋁和鋁合金常用的非金屬材料：非合成材料：搪瓷、金剛砂、玻璃鋼、木材合成材料：尼龍、聚烯、聚碳酸酯、氟塑料、有機(jī)硅,5,4、食品輸送機(jī)械的種類及其特征,帶式　　　　　　　　　　　　有撓性牽引　　刮板式　　　　　　固體物料　　　　　　　　　

3、斗式　　　　　　　　　　　　無撓性牽引　　螺旋式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　振動式有動力類　　　　　　　　氣力輸送　　　　　　　　　　　　離心泵、螺桿泵　　　　　　液體物料　　齒輪泵　　　　　　　　　　　　真空吸料裝置無動力類：　依靠物料自重,,,,,,,6,5、離心泵的工作原理和主要結(jié)構(gòu),工作原理：啟動前，先將泵殼內(nèi)灌滿被輸送的液體。啟動后，泵軸帶動葉輪旋轉(zhuǎn)，葉片之間的液體隨葉輪一起旋轉(zhuǎn)，在離心力的作用下，液

4、體沿著葉片間的通道從葉輪中心進(jìn)口處被甩到葉輪外圍，以很高的速度流入泵殼，液體流到蝸形通道后，由于截面逐漸擴(kuò)大，大部分動能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能。葉片間液體以較高的壓力，從排出口進(jìn)入排出管，輸送到所需的場所。 離心泵的主要部件有葉輪、泵殼和軸封裝置 三種形式葉輪的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及適用對象。p25,7,6、帶式輸送機(jī)由哪幾部分組成？有何優(yōu)缺點(diǎn)？防止跑偏常用的方法有哪些？,由輸送帶、托輪、傳動輪、傳動裝置及張緊裝置等組成。特點(diǎn)：

5、 優(yōu)點(diǎn)：輸送平穩(wěn)，噪音小，輸送中不損傷物料；連續(xù)輸送能力強(qiáng)，動力消耗小，輸送效率高；輸送距離長，工作速度范圍廣；能傾斜和水平輸送；結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，使用維修方便；能夠向機(jī)身任何地方裝、卸物料。 缺點(diǎn)：輸送不密封，輸送輕質(zhì)粉狀物料時易飛揚(yáng)；設(shè)備成本高，輸送帶易磨損；即使采用網(wǎng)紋帶，也不適于傾角過大的場合。防止跑偏的常用方法：① 設(shè)置一組槽形調(diào)心托輥。② 偏斜安裝支撐輥柱。,8,7、斗式提升機(jī)有哪幾種上料和卸料的方式

6、？有哪幾種畚斗形式？各適用什么場合？,斗式提升裝料方式有吸取裝入（即挖取法）、直接裝入（撒入法）和混合法。斗式提升機(jī)根據(jù)斗的提升速度不同有三種卸料方式：重力式、離心式和混合式。(注意極點(diǎn)位置)深斗——前臂斜度小，斗口與后壁夾角大（65），斗深且大，適于輸送散落性好的粒狀物料。淺斗——前臂斜度大，斗口與后壁夾角?。?5），斗淺且小，適用于輸送潮濕或散落性差的粉料。無底畚斗----常用于高效提升機(jī)上，畚斗5－10只為一組連續(xù)排列，最

7、后一只為有底畚斗。圓形畚斗----是一種新型畚斗，容量大，制造方便,9,8、分選的概念及其作用，分選的方法有哪些？,概念：指按原料的尺寸大小、形狀、成熟度、密度、結(jié)構(gòu)和顏色等方面的差異進(jìn)行劃分、確定級別。方法：篩分、風(fēng)選、水流分選 、光電色選、比重法分選、磁選、靜電感應(yīng)、嗅覺檢測（電子鼻）等方法。作用：1、保證產(chǎn)品的規(guī)格和質(zhì)量指標(biāo)； 2、降低加工過程原料的損耗率，提高原料利用率，從而降低產(chǎn)品成本； 3、提高勞動生產(chǎn)

8、率，改善工作環(huán)境； 4、有利于生產(chǎn)的連續(xù)化和自動化； 5、有利于降低產(chǎn)品成本。,10,9、比重去石機(jī)工作過程？,當(dāng)顆粒物料從機(jī)臺頂端的進(jìn)料斗落到篩面中段后，由于篩面的振動作用，使比重較大的石塊沉到下層，物料顆粒浮于上層，產(chǎn)生分層現(xiàn)象。自下而上的氣流更進(jìn)一步促成了自動分級的形成，使石子沉到下層緊貼篩面，而原料被拋離篩面呈松散飄浮狀態(tài)。隨著物料的不斷進(jìn)入，處在上層的物料，由于受進(jìn)口物料的擁擠及傾斜篩面的振動，逐漸下滑而排出機(jī)

9、外。而緊貼在篩面上的砂石等重物，當(dāng)篩面正向運(yùn)動時，由于受魚鱗狀篩孔凸出邊緣的阻擋和篩孔下氣流的吹送作用，很難跳過篩孔邊緣而下滑，當(dāng)篩面反向運(yùn)動時，砂石即向上爬行，從上端流出。,11,10、篩面的組合方式有哪三種？常見的篩體運(yùn)動方式有哪些？,篩面的種類：柵篩面、板篩面、金屬絲編織篩面、絹篩面篩面的組合：篩余物法（先提細(xì)粒后提粗粒）、篩過物法（先提粗粒后提細(xì)粒）、混合法篩體的運(yùn)動方式：靜止篩面、往復(fù)振動篩面、高速振動篩面、回轉(zhuǎn)篩面、旋轉(zhuǎn)

10、篩面等,12,11、篩面的開孔率和篩面分級效率的概念,篩面的開孔率（又稱篩面利用系數(shù)或篩孔系數(shù)）：是指整個篩面上篩孔所占面積與整個篩面面積的比例。一般的開孔率為50%－－60%為宜。分級效率：是指過篩物重量與原物料中所含可過篩物重量的比值。,13,12、篩體的平衡 平衡重平衡和雙篩體平衡。平衡重裝置的方位應(yīng)與篩體運(yùn)動方向相平行，當(dāng)曲柄連桿機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)到水平位置時，平衡重所產(chǎn)生的離心慣性力恰好與篩體產(chǎn)生的慣性力方向相反而起到平衡作用

11、。但當(dāng)轉(zhuǎn)到垂直方向，反而會產(chǎn)生不平衡的慣性力。在實(shí)際生產(chǎn)和理論上，為了避免垂直方向產(chǎn)生過大的載荷，并不要求全部消除水平慣性力，只平衡它的60－70％即可。,14,13、滾筒式分級機(jī)的工作原理,工作原理：物料由進(jìn)料斗流入到滾筒中，通過滾筒運(yùn)轉(zhuǎn)，物料在滾筒內(nèi)一邊回轉(zhuǎn)，一邊依靠滾筒內(nèi)壁螺旋帶或一定的傾斜度向前移動（3º－5º），在此過程上通過滾筒上不同等級的孔流入到收集料斗達(dá)到分級。清篩裝置的種類機(jī)械式：木制滾軸、橡膠

12、軸　水沖式：毛刷式：顆粒狀，粉粒體,15,14、何謂粉碎？粉碎有哪些基本方式？,概念：利用外力的作用，克服物料分子間的內(nèi)聚力，使其分裂的加工過程。（教材上：粉碎是指用機(jī)械力的方法克服固體物料內(nèi)部凝聚力達(dá)到使之破碎的單元操作。）干法粉碎(含水量不超過4%)與濕法粉碎(含水量超過50%)物料粉碎的基本方法包括壓碎（壓應(yīng)力達(dá)到其抗壓強(qiáng)度極限）、劈碎（拉應(yīng)力達(dá)到或超過物料拉伸強(qiáng)度極限）、折斷（彎曲應(yīng)力達(dá)到物料的彎曲強(qiáng)度極限）、磨碎（剪應(yīng)

13、力達(dá)到物料的剪切強(qiáng)度極限）和沖擊破碎（受到時間極短的變載荷）等形式。,16,15、錘片式粉碎機(jī)粉碎機(jī)理及錘片的排列方式？,粉碎機(jī)理：當(dāng)物料由進(jìn)料口進(jìn)入機(jī)膛時，立即受到高速旋轉(zhuǎn)的錘片的打擊而破碎，破碎的物料拋到撞擊破碎襯板上再次粉碎，當(dāng)物料在機(jī)膛內(nèi)連續(xù)多次撞擊而粒度小到能通過底下的篩面的篩孔時，就進(jìn)入底膛，由風(fēng)機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)所造成的負(fù)壓將物料吸出，經(jīng)由風(fēng)機(jī)葉片吹到指定的沉降設(shè)備。 排列原則：沿粉碎室寬度方向錘片運(yùn)動軌跡均勻分布，物料不

14、推向一側(cè)，有利于轉(zhuǎn)子的動平衡。 有4種排列方式：螺旋線排列；對稱排列；交錯平衡排列；對稱交錯排列。,17,16、莖桿類物料切碎機(jī),切刀的要求：鉗住物料，保證切割；切割功耗要??；切割阻力矩均勻。切刀的形狀：直刃口、折刃口、凸刃口、凹刃口多功能切菜機(jī)的結(jié)構(gòu)及其主要結(jié)構(gòu)的功能。,18,16、螺旋式連續(xù)榨汁機(jī)螺桿在結(jié)構(gòu)和運(yùn)動上有何特點(diǎn)？,壓榨螺桿一般分為兩段：A　喂料螺旋： 直徑不變而螺距逐漸變小，輸送物料，初步擠壓

15、B　壓榨螺旋： 根徑帶有錐度，螺距逐漸變小，不斷增加擠壓程度，兩段螺旋轉(zhuǎn)速相同，轉(zhuǎn)向相反，物料經(jīng)第一段擠壓后翻轉(zhuǎn)進(jìn)入第二段螺旋，受到更大的壓力，因而提高榨汁率。注意：A段與B段螺旋之間轉(zhuǎn)速相同而方向相反，旋向相反。,19,17.分離的方法和分類,1.擴(kuò)散式分離方法：蒸發(fā)、蒸餾、干燥等（根據(jù)揮發(fā)度或汽化點(diǎn)的不同）；結(jié)晶（根據(jù)凝固點(diǎn)的不同）；吸收、萃取、瀝取等（根據(jù)溶解度的不同）；沉淀（根據(jù)化學(xué)反應(yīng)生成沉淀物的選擇性）；吸附（根

16、據(jù)吸附勢的差別）；離子交換（用離子交換樹脂）；等電位聚焦（根據(jù)等電位Ph的差別）；氣體交換、熱擴(kuò)散、滲析、超濾、反滲透等（根據(jù)擴(kuò)散速率差）2.機(jī)械分離方法：過濾、壓榨（根據(jù)截流性或流動性）；沉降（根據(jù)密度或粒度差）。沉降分離可分為重力沉降和離心沉降分離。后者包括離心分離和旋流分離，分離設(shè)備分別為離心機(jī)和旋流分離器。磁分離（根據(jù)磁性差）；靜電除塵、靜電聚結(jié)（根據(jù)電特性）；超聲波分離（根據(jù)對波的反映特性）。 在以上分離方法

17、中，過濾、離心分離和旋流分離被稱為食品分離中的三大主要機(jī)械分離方法。,20,18、過濾分離的工作過程,過濾操作過程一般包括過濾、洗滌、干燥和卸料四個過程。過濾：懸浮液在推動力作用下，克服過濾介質(zhì)的阻力進(jìn)行固液分離；洗滌：停止過濾后，濾餅的毛細(xì)孔中包含有許多濾液，須用清水或其他液體洗滌，以得到純凈的固粒產(chǎn)品或盡量多的濾液；干燥：用壓縮空氣吹或真空吸，把濾餅毛細(xì)管中存留的洗滌液排走，得到含濕量較低濾餅；卸料：把濾餅從過濾介質(zhì)上卸下，

18、并將過濾介質(zhì)洗凈，以備重新進(jìn)行過濾。,21,19、板框壓濾機(jī)的主要結(jié)構(gòu)、工作過程等。,22,20、轉(zhuǎn)鼓真空過濾機(jī)結(jié)構(gòu)、原理、工作過程。,轉(zhuǎn)鼓、分配頭、⑶濾漿槽、攪拌器、刮刀、洗滌裝置、各種閥腔、真空系統(tǒng)、壓縮空氣機(jī)、傳動系統(tǒng)。 過濾→第一次吸水 →洗滌→第二次吸水→卸餅→濾布再生等項(xiàng)操作工序同時在轉(zhuǎn)鼓的不同部位上進(jìn)行，轉(zhuǎn)鼓每回轉(zhuǎn)一周，完成一個操作循環(huán)，自動連續(xù)完成作業(yè)。,23,21.離心分離機(jī)中分離因數(shù)的概念及其分類,分離因數(shù)

19、*：是指物料所受離心力與重力的比值，也等于離心加速度與重力加速度的比值。它是衡量離心分離機(jī)分離性能的主要性能指標(biāo)。常速離心機(jī)：Kc?3000，主要用于分離顆粒不大的懸浮液和物料的脫水；高速離心機(jī)：3000 ?Kc ?50000，主要用于分離乳狀和細(xì)粒懸浮液；超高速離心機(jī)： Kc?50000,24,22. 離心分離的方式：,過濾式離心機(jī)：轉(zhuǎn)鼓上有孔，過濾分離，分離因數(shù)小，適用于易過濾的晶體懸浮液和較大顆粒懸浮液的分離及脫水處理。

20、 沉降式過濾機(jī)：轉(zhuǎn)鼓上無孔，沉降分離，分離因數(shù)中，適用于分離不易過濾的懸浮液。 分離式離心機(jī)：轉(zhuǎn)鼓無孔，轉(zhuǎn)速高，分離因數(shù)大，用于乳濁液的分離和懸浮液的增濃或澄清。,25,23. 攪拌、均質(zhì)、混合概念，攪拌混合目的,攪拌: 指借助于流動中的兩種或兩種以上物料在彼此之間相互散布的一種操作。作用：可以實(shí)現(xiàn)物料的均勻混合、促進(jìn)溶解和氣體吸收、強(qiáng)化熱交換等物理及化學(xué)變化。對象：主要是流體。 均質(zhì)：指借助于流動中產(chǎn)生的剪切力將物

21、料細(xì)化、將脂肪球碎化的操作。作用：將食品原料的槳、汁、液進(jìn)行細(xì)化、混合、均質(zhì)處理，以提高食品的質(zhì)量和檔次。 混合：指使兩種或兩種以上不同的物料從不均勻狀態(tài)通過攪拌或其他手段達(dá)到相對均勻狀態(tài)的過程。 攪拌混合的目的：混合后即為最終產(chǎn)品（混合后的物料可以是食品或飼料工業(yè)中的最終產(chǎn)品，也可以作為實(shí)現(xiàn)某種工藝操作的需要組合在工藝過程中）、用攪拌混合方法來實(shí)現(xiàn)吸附、浸出、溶解、結(jié)晶、防止懸浮物沉淀以及加熱或冷卻等過程。,26,24

22、.攪拌混合的機(jī)理,對流混合(對于互不相溶組份，依靠攪拌裝置的運(yùn)動部件或重力，使物料各部分作相對運(yùn)動)：主要取決于運(yùn)動狀況擴(kuò)散混合(對于互溶組分中的混合以擴(kuò)散為主，也存在對流過程的這種混合稱為擴(kuò)散混合)：主要取決于分散尺度的大小剪切混合(剪切混合主要因剪切力的作用)：主要取決于混合物料的黏度習(xí)慣上，通常將以液相為主者稱作攪拌設(shè)備，以粉粒料為主者稱作混合設(shè)備，以粘稠團(tuán)塊物料為主者稱作捏合設(shè)備或調(diào)和設(shè)備。,27,25.攪拌器的類型及安裝

23、方式,攪拌器的作用:是通過自身運(yùn)動使攪拌容器中的物料按某種特定的方式運(yùn)動，從而達(dá)到某種工藝要求。這種特定方式的流動（流型）是衡量攪拌裝置性能最直觀的重要指標(biāo)。兩大類型：（1）小面積葉片高速運(yùn)轉(zhuǎn)的攪拌器，屬于這種類型的攪拌器有渦輪式、旋槳式等，多用于低粘度的物料；（2）大面積葉片低速運(yùn)轉(zhuǎn)的攪拌器，屬于這種類型的攪拌器有框式、垂直螺旋式等，多用于高粘度的物料。安裝型式立式中心攪拌安裝型式偏心式攪拌安裝型式傾斜式攪拌安裝型式底

24、部攪拌安裝型式旁入式攪拌安裝型式,28,26.各種攪拌槳葉的流型,平直葉與流型：徑向流型槳葉，當(dāng)?shù)退龠\(yùn)轉(zhuǎn)時為環(huán)向流，當(dāng)轉(zhuǎn)速增大時，液體的徑向流動就逐漸增大。螺旋面槳葉與流型：推進(jìn)式槳葉，當(dāng)槳葉旋轉(zhuǎn)時，此種類型槳葉產(chǎn)生的流動狀態(tài)不但有水平環(huán)流、徑向流，而且也有軸向流動，其中以軸向流量最大。此類槳葉稱軸流型槳葉。垂直螺桿式槳葉與流型:螺旋面可以看成是許多折葉的組合，這些折葉的角度逐漸變化。所以，此類型螺旋面槳葉產(chǎn)生的流型有水平環(huán)向流、

25、徑向流和軸向流，其中以軸向流量最大。根據(jù)以上幾種槳葉結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的流型比較可以看出，以主要排液方向?yàn)橐罁?jù)，可將槳葉排液的流向特性分成徑流型和軸流型兩種。平直葉式、渦輪式屬于徑流型，螺旋面槳葉的螺桿式、旋槳式屬于軸流型，折葉槳則屬于兩者之間，一般認(rèn)為折葉式更接近于軸流型。,29,27.各種形式攪拌器的特點(diǎn)及重要參數(shù),框式與錨式攪拌器：起攪拌作用的框架能增大攪拌范圍，并帶走容器壁面上的殘留物料液層。（局部剪切效應(yīng)有限）渦輪式攪拌器：葉片周

26、圍能產(chǎn)生高度湍動的剪切效應(yīng)，剪切效應(yīng)較強(qiáng)；旋槳式攪拌器：流型為軸流型，在高速下強(qiáng)烈剪切液體并使之快速流動，造成強(qiáng)烈的湍動；行星式攪拌器：能激起強(qiáng)烈的渦流，產(chǎn)生良好的攪拌效果平槳式攪拌器：螺帶式與螺桿式攪拌器：見教材p156-157表,30,28.攪拌器的選擇,一般選擇攪拌器時主要應(yīng)從介質(zhì)的粘度高低（隨粘度增高的各種攪拌器選用的順序?yàn)樾龢?、渦輪式、槳式、錨式和螺帶式等）、攪拌過程和目的（對照攪拌器造成流動狀態(tài)做出判斷來選擇。低

27、粘度均相的液—液混合，攪拌難度小，旋槳式循環(huán)能力強(qiáng)，動力消耗少，最適用。平槳式結(jié)構(gòu)簡單，成本低，適宜小容量液相混合。渦輪式動力消耗大，增加費(fèi)用 ）、容器的大小、轉(zhuǎn)速范圍、動力消耗以及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等幾方面因素綜合考慮。也可以通過小型試驗(yàn)進(jìn)行選擇，通?？刹捎媒?jīng)驗(yàn)類比的方法，以某臺實(shí)際使用的機(jī)型為參考，在相近的工作條件下進(jìn)行類比選型。,31,29、容器固定和容器轉(zhuǎn)動式混合機(jī)混合機(jī)理。,容器轉(zhuǎn)動式混合機(jī)：通過混合容器的旋轉(zhuǎn)形成垂直方向運(yùn)動，使被混合

28、物料在器壁或容器內(nèi)的固定抄板上引起折流，造成上下翻滾及側(cè)向運(yùn)動，不斷進(jìn)行擴(kuò)散，從而達(dá)到混合的目的容器固定式混合機(jī)：固定容器式混合機(jī)的特點(diǎn)是容器固定，靠旋轉(zhuǎn)攪拌器帶動物料上下及左右翻滾，以對流混合為主，主要適用于混合物理性質(zhì)差別及配比差別較大的散體物料。,32,30.影響混合效果的因素,1、粉料的物料特性（顆粒大小、形狀、密度、附著力、表面、粗糙度、流動性、含水量和結(jié)塊傾向等）A　大小均勻的顆?；旌蠒r，密度大的趨向器底。B　密度近似

29、時，小的和形狀近圓球形的趨向器底。C　粘度越大，溫度越高，越易結(jié)塊或結(jié)團(tuán)，不易均勻分散。2、混合容器的運(yùn)動方式A　固定容器式B　旋轉(zhuǎn)容器式3、容器的形狀和內(nèi)表面粗糙度（圓筒形、雙錐形、V形、正方形）4、容器內(nèi)物料的裝料量過多，則混合空間少，過少，生產(chǎn)率低，一般30%－－50%為宜。5、混合機(jī)的轉(zhuǎn)速,33,31、各種型式混合機(jī)的主要特點(diǎn)比較,水平型圓筒混合機(jī)：粉料的流型簡單，粉粒沿水平軸線的運(yùn)動困難，容器內(nèi)兩端位置有混合死

30、角；卸料不方便。因此混合效果不理想，混合時間長，一般采用的較少。傾斜型圓筒混合機(jī)：其容器軸線與回轉(zhuǎn)軸線之間有一定的角度，因此粉料運(yùn)動時有3個方向的速度；流型復(fù)雜，加強(qiáng)了混合能力；此類混合機(jī)的工作轉(zhuǎn)速約在40r/min-100r/min之內(nèi)，常用于混合調(diào)味粉料的操作。雙錐型混合機(jī)：克服了水平圓筒式混合機(jī)中物料翻滾不良的缺點(diǎn)；雙錐型混合機(jī)操作時，粉料在容器內(nèi)翻滾強(qiáng)烈，由于流動斷面的不斷變化，能夠產(chǎn)生良好的橫流效應(yīng)；易流動食品，混合較快。

31、V型混合機(jī)（雙聯(lián)混合機(jī)）：轉(zhuǎn)速6－－25r/min，混合時間4min/次；容器非對稱性，操作時，物料時聚時散，效果比雙錐型更好；適用于干粉類食品。正方體型混合機(jī)：混合機(jī)工作時，容器內(nèi)粉料三維運(yùn)動，其速度隨時改變，因此重疊混合作用強(qiáng)，混合時間短；由于沿對角線轉(zhuǎn)動，因而沒有死角產(chǎn)生，卸料也較容易；這種混合機(jī)很適宜混合咖啡等粉料。,34,32.均質(zhì)的原理、高壓均質(zhì)機(jī)的工作原理以及二級均質(zhì)閥的作用。,均質(zhì)的原理：通過機(jī)械作用或流體力學(xué)效應(yīng)造

32、成高壓、擠壓沖擊、失壓等，使物料在高壓下擠研，強(qiáng)沖擊下發(fā)生剪切，失壓下膨脹，在這三重作用下達(dá)到細(xì)化和混合均質(zhì)的目的。高壓均質(zhì)機(jī)的工作原理：高壓均質(zhì)機(jī)是以物料在高壓作用下通過非常狹窄的間隙（一般小于0.1mm），造成高流速（150m/s~200m/s），使料液受到強(qiáng)大的剪切力，同時，由于料液中的微粒發(fā)生高速撞擊以及液料流在通過均質(zhì)閥時產(chǎn)生的漩渦作用，使微粒碎裂，從而達(dá)到均質(zhì)的目的。,35,均質(zhì)閥(Valve)：工作原理見圖5－39Ⅰ，圖

33、中Ⅱ?yàn)殡p級均質(zhì)閥的工作原理。第一級為高壓流體，其壓力高達(dá)200－250大氣壓，主要作用是使脂肪球破碎，經(jīng)過第一級后的流體壓力下降至35大氣壓左右，第二級的主要作用是使脂肪球均勻分散。由于高壓物料的高速流動，閥座與閥芯（閥盤或稱均質(zhì)頭）的磨損是相當(dāng)嚴(yán)重的。,36,33、高壓均質(zhì)機(jī)結(jié)構(gòu)及其主要部件的功能，并說明為何高壓均質(zhì)機(jī)采用三柱塞泵而不用單柱塞泵，并用圖加以說明。,均質(zhì)機(jī)工作過程的機(jī)理學(xué)說：剪切學(xué)說、撞擊學(xué)說、空穴學(xué)說采用三柱塞泵而不

34、用單柱塞泵的原因：往復(fù)泵在活塞來回一次中，只吸入和排除液體各一次的泵稱為單動泵。由于單動泵的吸入活閥和排出活閥均裝在活塞的一側(cè)，吸液時就不能排液，因此排液不連續(xù)。由于活塞由連桿和曲軸帶動，活塞在左右兩點(diǎn)之間的往復(fù)運(yùn)動不是等速度，所以，排液量也就隨著活塞的移動而有相應(yīng)的起伏。為了改善單動泵的不均勻性，多采用雙動泵或三聯(lián)泵。雙動往復(fù)泵的工作原理如圖所示，在活塞兩側(cè)的泵體內(nèi)部裝有吸入閥和排出閥，無論活塞向那一邊運(yùn)動，總有一個吸入閥和一個排出閥

35、打開，即在活塞往復(fù)一次中，吸液和排液各進(jìn)行兩次，使吸入管路和排出管路總有液體流過，使送液連續(xù)，但流量曲線仍有起伏；為保持排出液的連續(xù)且均勻，通常采用三聯(lián)泵，三聯(lián)泵的實(shí)質(zhì)是三臺單動泵并聯(lián)構(gòu)成，通常又稱為三柱塞泵。,37,34.影響均質(zhì)效果的因素,1、溫度：主要是在空穴效應(yīng)發(fā)生時，能量強(qiáng)烈釋放，產(chǎn)生局部的高溫高壓。T不同，液體的飽和蒸汽壓也不同。當(dāng)T升高，飽和蒸汽壓也高，均質(zhì)時空穴易形成，因此為了提高均質(zhì)效果，在保證質(zhì)量不變的條件下，T可適

36、當(dāng)高一些，可促使脂肪球進(jìn)一步粉碎和分散。但T過高，易引起空穴腐蝕及液料變質(zhì)、焦化等現(xiàn)象，且不利于熱穩(wěn)定性，常利用冷卻措施，按不同的物料作相應(yīng)的調(diào)整。2、壓力：直接關(guān)系到空穴效應(yīng)的程度；由于液體中形成的汽泡與壓裂交替進(jìn)行，伴隨壓力的變化，應(yīng)控制壓力變化，防止空穴失控或減少；均質(zhì)壓力調(diào)節(jié)裝置改變閥心壓力，閥座與閥桿間隙來調(diào)節(jié)壓力大??；調(diào)節(jié)裝置有液壓調(diào)節(jié)和手工調(diào)節(jié)兩種。3、均質(zhì)閥形式：平面型和非平面型兩大類4、液料的性質(zhì)：粘度的高低、均

37、質(zhì)前粒度的大小及粘度的均勻度、熱特性（熱敏性及吸熱或放熱比例等）,38,35.蒸發(fā)的概念和蒸發(fā)的必要條件是什么？,蒸發(fā)：將稀溶液加熱沸騰，使溶劑汽化而將溶液濃縮的過程。蒸發(fā)過程的完成：A、對設(shè)備而言的有兩個必要條件：1）熱能的供應(yīng)：它包括維持沸騰的溫度、補(bǔ)充因溶劑汽化所帶走的熱量、設(shè)備消耗的熱量等；2）溶劑蒸汽的排除；B、對食品而言：既要提高其濃度，又要保持食品溶液原有的色、香、味，其營養(yǎng)成分不發(fā)生變化。,39,36.簡述蒸發(fā)

38、濃縮設(shè)備的分類和蒸發(fā)濃縮設(shè)備的選擇依據(jù)，蒸發(fā)濃縮設(shè)備的一般由哪幾部分構(gòu)成。,1、物料自身的特性熱敏性、結(jié)垢性、發(fā)泡性、結(jié)晶性、粘滯性、腐蝕性2、滿足工藝要求：如濃縮比，濃縮比的收縮率，能否保持溶液特性；3、傳熱效果好，傳熱系數(shù)高，熱利用率高；4、結(jié)構(gòu)合理緊湊，操作清洗更換方便，且安全可靠5、盡可能小的功率消耗，如攪拌動力或真空動力消耗等6、合理選擇材質(zhì)和制造維修方便；7、符合食品衛(wèi)生法要求；8、有一定的安全防護(hù)措施；,4

39、0,37、單效真空濃縮設(shè)備的特點(diǎn)是什么？,1、真空下蒸發(fā)濃縮，配有抽真空裝置；2、蒸汽一次利用，熱能利用率高，但是二次蒸汽未充分利用；3、結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，傳熱系數(shù)高，操作控制容易；4、傳熱面積小（管道），生產(chǎn)能力低，料液循環(huán)差，盤管表面易結(jié)垢。5、清洗困難。,41,38.簡述中央循環(huán)管式濃縮鍋的基本結(jié)構(gòu)和工作原理。,工作原理：料液經(jīng)過加熱氣體（管道）進(jìn)行加熱，由于傳熱產(chǎn)生重度差，通過自然循環(huán)或強(qiáng)制循環(huán)，液面上的水蒸氣向上部負(fù)

40、壓空間迅速蒸發(fā)，從而達(dá)到濃縮的目的。,42,39.簡述液膜式蒸發(fā)濃縮設(shè)備的特點(diǎn)及其分類；,1、特點(diǎn)料液在管壁或器壁上分散成液膜的形式流動（上升、下降或上升與下降組合），從而使蒸發(fā)面積增加，提高濃縮效率。2、分類1）按液膜形成方式分：自然循環(huán)式蒸發(fā)器和強(qiáng)制循環(huán)式蒸發(fā)器；2）按液膜運(yùn)動方向分：升膜式蒸發(fā)器、降膜式蒸發(fā)器和升降膜式蒸發(fā)器。,43,40.升膜式蒸發(fā)器與中央循環(huán)管式濃縮鍋的區(qū)別、中央循環(huán)管式濃縮鍋的特點(diǎn),料液是依靠傳熱產(chǎn)生

41、的重度差排濃縮液，液面上的二次蒸汽靠負(fù)壓排出。而升膜式蒸發(fā)器是依靠膨脹的二次蒸汽產(chǎn)生向上的升力，二次蒸汽濃縮液進(jìn)入分離器。特點(diǎn)：A、一般為單流型，即料液經(jīng)一次濃縮基本達(dá)到成品濃度而排出；B、管內(nèi)靜液面低，由靜壓頭產(chǎn)生的沸點(diǎn)升高很小；C、蒸發(fā)時間短，幾秒至十余秒，適用于熱敏性物料；D、高速二次蒸汽破沫性能好，適用于易起泡沫的物料；E、二次蒸汽螺旋上升，料液易粘壁，不適用于粘度大的物料。,44,41.升膜式與降膜式蒸發(fā)器的區(qū)別,

42、與升膜式一樣，都屬于自然循環(huán)的液膜式蒸發(fā)濃縮設(shè)備，構(gòu)造與升膜式相似，主要區(qū)別是料液由加熱器頂部加入，液體在重力作用下，沿管內(nèi)壁成液膜狀向下流動，由于向下加速，克服加速壓頭比升膜式小，沸點(diǎn)升高也小，且加熱蒸汽與料液溫差大，所以傳熱效果較好。關(guān)鍵：使料液均勻分布于各加熱管,45,42.說明汽液分離器和蒸汽冷凝器的作用、類型和相關(guān)特點(diǎn),一、汽液分離器（又稱捕沫器、捕液器和除沫器）的作用：將蒸發(fā)過程中產(chǎn)生的霧沫中的溶液聚集并與二次蒸汽分離，減

43、少料液的損失，同時防止污染管道及其它濃縮器的加熱面。類型：碰撞型、離心型、過濾型二、蒸汽冷凝器的作用：將真空濃縮所產(chǎn)生的二次蒸汽進(jìn)行冷凝，并將其中的不凝性氣體（如空氣、二氧化碳等）分離，以減輕真空系統(tǒng)的容積負(fù)荷，同時保證達(dá)到所需的真空度。類型：大氣式、表面式、低水位、水力噴射器,46,43.干燥的目的與必要條件,干燥的目的：去掉物料中多余的水分，提高有效成分的比例，以利于包裝、儲藏、運(yùn)輸和提高食品的食用方便性。干燥的必要條件：①水分

44、的吸熱汽化；②水蒸汽的不斷排除。,47,44.人工干燥法的分類,1、機(jī)械除濕法： 用壓榨、離心、過濾等固—液分離方法除去物料中部分自由水；2、加熱干燥法：將物料加熱，使物料中的水分汽化；3、化學(xué)除濕法：利用吸濕劑除去氣體、液體、固體物料中的少量水分。 在食品工業(yè)中主要采用加熱干燥法。,48,45.食品干燥的特點(diǎn),食品物料在干燥過程中會發(fā)生一系列的變化，如收縮、表面硬化、呈多孔性、疏松性和復(fù)原不可逆性等物理變化及

45、營養(yǎng)成分損害、風(fēng)味改變和褐變等化學(xué)變化，因而應(yīng)根據(jù)物料的特性（形狀、含水量、熱敏特性等）采用不同的干燥操作（必要的時間、溫度、水分汽化量、傳熱量等），因干燥食品的類型、品種、規(guī)格、數(shù)量不同，干燥機(jī)的形式繁多。,49,46、噴霧干燥的概念及其特點(diǎn),噴霧干燥：將液態(tài)食品物料通過機(jī)械的作用（如使用壓力和離心力等）分散成霧一樣的細(xì)小液滴（直徑約為10－20um），使其表面積大幅度地增加，當(dāng)被分散的細(xì)小液滴在與熱空氣的接觸中，水分瞬時就被除去大部

46、分的方法。噴霧干燥的特點(diǎn)：干燥速度快，物料受熱時間短。干燥條件和產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo)易于調(diào)節(jié)。生產(chǎn)效率高，操作人員少。生產(chǎn)過程簡化，后續(xù)工序少。 設(shè)備較龐大，投資費(fèi)用、動力和熱能消耗均較大?；厥毡粡U氣夾帶的成品粉未的裝置復(fù)雜,50,47.噴霧干燥的原理及基本過程,工作原理：使液料在機(jī)械力的作用下，霧化成直徑為10－100um的霧滴，從而增大制品的表面積，每一升料液經(jīng)霧化后，其表面積可高達(dá)100－600平方米，一旦與干燥介質(zhì)接觸，將

47、在瞬間（0.01－0.04s）進(jìn)行強(qiáng)烈的熱交換，使其中絕大部分水分不斷被干燥介質(zhì)帶走而除去，大約經(jīng)15－30s的干燥，便可得到符合要求的產(chǎn)品。基本過程（三個階段）：A、將濃縮液分散成細(xì)小的微滴；B、將細(xì)小微滴與熱氣流混合，使水分迅速蒸發(fā)；C、將干燥的粉粒體顆粒從干燥空氣中分離出來。,51,48.對以下典型的噴霧干燥流程圖加以說明并簡要說明其主要結(jié)構(gòu)的功能。,52,49.噴霧干燥對設(shè)備的要求,1．物料在干燥過程中，凡與物料相接觸的設(shè)備部

48、位，必須便于卸料、清理、及消毒。2．為了便于檢查生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)情況，應(yīng)配置溫度、壓力指示記錄儀等裝置和在干燥室上設(shè)置人孔、視孔、燈孔等。3.為了提高微粉回收率，應(yīng)選用高效率的捕粉裝置。4.為了提高產(chǎn)品的溶解度及保藏性，干燥后的產(chǎn)品應(yīng)迅速從干燥室卸出并及時進(jìn)行冷卻。5.針對產(chǎn)品的要求，合理地選用霧化方式和霧化器。6.減少和避免雜質(zhì)對產(chǎn)品的影響，應(yīng)選用高效及易于清潔的空氣過濾器，對送風(fēng)的管道、加熱器要充分考慮防止鐵銹對產(chǎn)品的影響。7.

49、為防止熱風(fēng)吹入口產(chǎn)生的渦流及逆流，設(shè)計(jì)或配備合理的熱風(fēng)分配器，使干燥塔內(nèi)風(fēng)量分配均衡。8.為保證干燥系統(tǒng)的安全性，干燥室頂部或霧化料液達(dá)不到的“死角”，應(yīng)附有良好的絕熱層，要有冷卻系統(tǒng)，排風(fēng)溫度不能超過100度。,53,50、壓力噴霧干燥設(shè)備的組成及其功能,（1）送風(fēng)系統(tǒng)：空氣過濾器、空氣除濕器、鼓風(fēng)機(jī)、空氣加熱器、空氣分配器等。（2）送料系統(tǒng)：平衡槽、料液過濾器、高壓泵等（3）霧化器：壓力式**（4）干燥室：立式干燥塔**（

50、5）排料系統(tǒng)：鼓形閥、粉碎器、吹粉器、鼓風(fēng)機(jī)、流化床和篩粉機(jī)（6）排風(fēng)系統(tǒng)：旋風(fēng)分離器、引風(fēng)機(jī)等,54,51、壓力噴霧干燥的霧化原理及其影響霧化效果的因素,壓力噴霧器是利用高壓泵給予料液的壓力能，將料液以一定的速度送入噴霧室，在噴霧室中，料液在壓力能的作用下，沿切線方向進(jìn)入噴嘴旋轉(zhuǎn)室，經(jīng)渦旋室、孔板或旋轉(zhuǎn)斜槽等裝置，使料液得以加速，最后由噴孔高速噴出。霧化取決于湍流速度，影響因素有液流壓力、流速、噴嘴形狀及物料特性。,55,52、噴

51、霧干燥中熱風(fēng)與料液的干燥形式,1）順流式（并流式）：　　熱風(fēng)與料流同向。 開始時干燥的推動力大，適合于熱敏性物料2）逆流型 熱風(fēng)與料流運(yùn)動反向 整個過程中，干燥推動力不大，可能形成夾雜其它顆粒的多孔狀粗顆粒干燥物；不適宜熱敏性物料。3）混流型 熱風(fēng)與料流的運(yùn)動流向呈不規(guī)則狀況。 可在運(yùn)動過程中產(chǎn)生交混，接觸充分，可產(chǎn)生有利于熱交換的“騷 動”，提高干燥效果，但會造成運(yùn)動紊亂，出現(xiàn)渦流，使霧

52、滴流動半徑加大，出現(xiàn)粘壁現(xiàn)象或造成焦化。,56,53、離心噴霧干燥的霧化機(jī)理,利用在水平方向作高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的圓盤上注入料液，使料液在離心力的作用下以高速甩出，形成薄膜、細(xì)絲或液滴。被甩出的料液，受到因圓盤高速轉(zhuǎn)動而帶動旋轉(zhuǎn)空氣的摩擦、阻礙和撕裂等作用而被分散成微小的液滴。由于在霧化上，受到兩種力的作用，即離心力和重力作用下的加速度和與周圍空氣的摩擦而產(chǎn)生霧化。故霧化情況與料液的物性、流量、離心盤直徑、轉(zhuǎn)速有關(guān)。,57,54、滾筒式干燥機(jī)

53、的分類,按滾筒數(shù)量分：單滾筒、雙滾筒和多滾筒式干燥機(jī)； 按操作壓力分：常壓滾筒和真空式滾筒； 按布料方式分：浸液式、噴濺式、棍鋪式等形式,58,55、單滾筒干燥機(jī)的主要結(jié)構(gòu)及其功能,滾筒：內(nèi)通加熱蒸汽干燥物料；刮刀：刮下滾筒上的干燥物料；（要求： 1、刀片在滾筒整個長度方向均勻一致；2、壓緊力足夠；3、刀刃鋒利，保證物料清理徹底）料液槽：盛待干燥物料；排液虹吸管：加熱滾筒內(nèi)冷凝水；傳動裝置、螺旋輸送器等。進(jìn)、排

54、氣管：,59,56、流化床的概念,流化床是指在一個設(shè)備中，將顆粒物料堆放在分布板上，當(dāng)氣流由設(shè)備下部通入床層，隨著氣流速度加大到某種程度，固體顆粒在床內(nèi)會產(chǎn)生沸騰狀態(tài)，這種床層稱為流化床，那么采用這種方法進(jìn)行物料干燥的稱為流化床干燥。從上述概念中可以看出，采用熱空氣為流化介質(zhì)干燥濕食品時，熱空氣既是流化介質(zhì)又是干燥介質(zhì)，起了雙重作用，而被干燥的物料則在熱氣流中一方面被吹起、翻滾、相互混合和摩擦碰撞，另一方面又進(jìn)行傳熱和傳質(zhì)，從而達(dá)到干燥

55、的目的。,60,57、流化床的特點(diǎn),優(yōu)點(diǎn)：1）物料與干燥介質(zhì)接觸面大，攪拌激烈，表面更新機(jī)會多，熱容量大，熱傳導(dǎo)效果好，利用設(shè)備的效率高，可實(shí)現(xiàn)小規(guī)模設(shè)備大生產(chǎn)；2）干燥速度快，物料在設(shè)備內(nèi)停留時間短，適宜于熱敏性物料的干燥；3）物料在干燥時內(nèi)停留時間可由出料口控制，容易控制物料的含水率；4）裝置簡單，設(shè)備造價低，本身無機(jī)械運(yùn)動裝置，保養(yǎng)容易，維修費(fèi)低；5）密封性能好，機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)部分不直接接觸物料，對衛(wèi)生指標(biāo)要求較高的食品干燥十分有利。

56、缺點(diǎn)：1）對被干燥物料顆粒度有一定的限制，不小于30um，又不大于4－6mm。2）不適于易結(jié)塊物料和易與設(shè)備壁間粘結(jié)的物料，主要用于物料粒度在0.4~6mm范圍的物料的干燥；3）該設(shè)備單層流化床難以保證物料干燥均勻，一般為三層，設(shè)備高；4）微細(xì)粒子易被風(fēng)吹散飛揚(yáng)，部分粒子易破碎；實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)注意溝流與騰涌現(xiàn)象發(fā)生。,61,58、流化過程,1．第一階段――固定床：濕物料進(jìn)入干燥器，先落在設(shè)備底部設(shè)有金屬制的多孔板（又分布板）上，在熱氣流

57、未足以使其運(yùn)動時，物料顆粒層雖與氣流接觸，但固體顆粒不發(fā)生相對位置的變動，稱之固定床。 2.第二階段－－流化床階段：當(dāng)通入的氣流速度進(jìn)一步增大，增大到足以把物料顆粒吹起，使顆粒懸浮在氣流中自由運(yùn)動，物料顆粒間相互碰撞、混合，床層高度上升，整個床層呈現(xiàn)出類似液體般的流態(tài)，這時，再增加流速，壓力降亦保持不變。3．第三階段――氣流輸送：氣流流速繼續(xù)增加，當(dāng)氣流速度大于固體顆粒的沉降速度，這時，床層高度大于容器高度，固體顆粒被氣流帶走，空隙

58、度增加，床層壓力減少。這種當(dāng)流速增大到某一數(shù)值，使流速對物料的阻力和物料的阻力的實(shí)際重量相平衡的流速，稱為“懸浮速度”、“最大流化速度”、“帶出速度”，當(dāng)氣流速度稍高于“帶出速度”，被干燥物料則被氣流帶走，這一階段稱之為氣流輸送階段。,62,59、流化床的結(jié)構(gòu)及其功能,A、熱風(fēng)輸送系統(tǒng)：加熱器、鼓風(fēng)機(jī)、空氣過濾組成，輸送干燥介質(zhì)；B、多孔板（分布板）：其作用是1）支承固體顆粒物料；2）均勻分布?xì)怏w；3）分散氣流，在分布板上方產(chǎn)

59、生較小氣泡；C、濕物料輸送系統(tǒng)：皮帶或螺旋輸送器、拋料機(jī)等加料器，將濕物料送入干燥室；D、排風(fēng)系統(tǒng)：有旋風(fēng)除塵器、集灰斗、星形下料器、料倉及抽風(fēng)機(jī)組成，抽出蒸發(fā)的水分和灰塵等輕物，并回收雜物；E、卸料系統(tǒng)：卸料管及螺旋輸送器，排除干物；F、流化床體：絕熱風(fēng)罩、通風(fēng)室等。,63,60、單層流化床干燥的結(jié)構(gòu)、工作過程與特點(diǎn),64,工作過程：顆粒狀食品由供料裝置撒布在多孔板上，由熱風(fēng)輸送系統(tǒng)輸送熱空氣穿過多孔板，流經(jīng)堆積在多孔板上

60、的顆粒食品層分為兩部分：一部分顆粒層在熱風(fēng)穿過和吸濕過程中被干燥，后由卸料系統(tǒng)排出；另一部分吸濕過的低溫空氣不斷上升，通過絕熱吸風(fēng)罩外逸，由排風(fēng)系統(tǒng)排出。而干燥床上的物料層的深度和物料在干燥床內(nèi)停留時間由出口的擋板高度來調(diào)節(jié)，流化床干燥可實(shí)現(xiàn)連續(xù)作業(yè)。特點(diǎn)：此干燥器結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，生產(chǎn)能力大，能連續(xù)作業(yè)，一般使用于床層顆粒靜止高度較低（300－400mm）情況下，生產(chǎn)能力可達(dá)500－1000kg/h.m2,空氣消耗量3~12kg/

61、h，適宜較易干燥或要求不嚴(yán)格的濕粒狀物料，單層的缺點(diǎn)是干燥仍存在相對不均勻，實(shí)際中用多層好。 流化床易出現(xiàn)的現(xiàn)象：溝流和騰涌。,65,61、冷凍干燥的原理及特點(diǎn),原理：冷凍干燥又稱真空冷凍干燥，是先將濕物料凍結(jié)到其晶點(diǎn)溫度以下，使水分變成固態(tài)的冰，然后在適當(dāng)?shù)恼婵斩认?，使冰直接升華為水蒸汽，再用真空系統(tǒng)中的水氣凝結(jié)器將水蒸汽冷凝，從而獲得干燥制品的技術(shù)。特點(diǎn)：（1）物料在低壓下干燥，使物料中的易氧化成分不致氧化變質(zhì)，同時低壓缺氧能殺

62、菌或抑制某些細(xì)菌的活力；（2）物料在低溫下干燥，使物料中的熱敏成分能保留下來，營養(yǎng)成分和風(fēng)味損失很少，可以最大限度地保留食品原有成分、味道、色澤和芳香；（3）由于物料在升華脫水以前先經(jīng)凍結(jié)，形成穩(wěn)定的固體骨架，所以水分升華以后，固體骨架基本保持不變，干制品不失原有的固體結(jié)構(gòu)，保持著原有形狀，因此，多孔結(jié)構(gòu)的食品具有理想的速溶性和快速復(fù)水性；（4）由于物料中水分在預(yù)凍以后以冰晶的形態(tài)存在，原溶于水中的無機(jī)鹽類溶解物質(zhì)被均勻分配在物料之中，