食品工廠機械與設備2

1、食品工廠機械與設備第二章 物料輸送機械l 【理解】食品工廠輸送機械的作用n 按生產工藝的要求將物料從一處輸送到另一處（例如，將原料從原料庫運到車間加工，將產品從生產車間送到成品庫等）；n 在單機設備或生產線中，利用輸送過程實現(xiàn)對物料的工藝操作（例如，連續(xù)干燥設備、連續(xù)冷凍設備等）；輸送工藝所需的工作介質或產生工藝所需的工作環(huán)境狀態(tài)（例如，利用風機提供熱空氣或冷空氣等）?！纠斫狻枯斔蜋C械與設備分類n 第一節(jié) 固體物料輸送機械n 第二節(jié) 液體物料輸送機械與設備n 第三節(jié) 可壓縮流體輸送機械與備n第一節(jié)固體物料輸送機械食品生產過程中，固體物料以散裝或包裝的形式進行輸送。目前食品工廠應用最廣泛的固體物

2、料輸送設備有帶式輸送機、斗式提升機和螺旋輸送機三類。此外，還有氣力輸送設備、刮板式輸送機、振動輸送機、輥軸輸送機、懸掛輸送機和流送槽等?！纠斫狻恳弧捷斔蜋C帶式輸送機廣泛用于食品工廠的連續(xù)輸送機械中，常用于塊狀、 顆粒狀及整件物料的水平或傾斜方向的運送。許多加工過程的設備，如檢選操作線、灌裝線、連續(xù)干燥機、連續(xù)速凍機等，均采用帶式輸送裝置。（一）結構原理帶式輸送機的基本構成（二）主要構件1輸送帶2. 驅動裝置3. 機架和托輥4. 張緊裝置【掌握】輸送帶的基本布置形式1【掌握】 輸送帶 l 對輸送帶的一般要求是強度高、撓性好、本身重量小、延伸率小、吸水性小、對分層現(xiàn)象的抵抗性能好和耐磨性好。l

3、 常用輸送帶：橡膠帶、纖維織帶（帆布帶）、鋼帶、鋼絲網(wǎng)帶、鏈條帶、板式帶和塑料帶等。l 帆布帶n 特點：抗拉強度大柔性好，能經受多次反復折疊而不疲勞。n 帆布的縫接通常采用棉線和人造纖維縫合，少數(shù)情況下用皮帶扣連接。n 應用：餅干成型前面片和餅坯的輸送，如面片疊層、加酥輥壓、餅干成型過程中均用帆布作為輸送帶。l 塑料帶n 分整芯式和多層芯式兩種。整芯式塑料帶制造工藝簡單，成本低，除撓性較差外其余性能較好。多層芯塑料帶在強度方面和普通橡膠帶相似。n 塑料帶具有耐磨、耐酸堿、耐油、耐腐蝕和適用于溫度變化大場合的優(yōu)點，所以它已被逐漸推廣使用。l 板式帶n 也稱鏈板式傳送帶。鏈板式傳送裝置中，被送物料

4、的移動由板式關節(jié)鏈牽引件，而支承被送物品的構件則為托板下固定的導板，即鏈板是在導板上滑行的。n 應用：灌裝和封口設備中的輸送帶。n 最后需要指出，如果輸送角度過大，摩擦力不能保持物料與輸送帶相對靜止。這種場合可以沿輸送帶上加裝適當高度的攔板（刮板）。有時將加了攔板的帶式輸送機也稱為“刮板”輸送機，但在原理上與下面所述的刮板輸送機有本質的區(qū)別?？蹘в刹讳P鋼條或塑料制成也有的直接用較粗的鋼絲制整體輸送鏈（不另用鏈條）。鏈條的鏈接有活動余地，使得這種輸送帶在水平方向可能以弧線方式或螺旋方式行進（圖2. 4）。應用：在工藝過程時間長的連續(xù)式操作中（如速凍，參見第十三章螺旋速凍機內容），采用螺旋帶輸送可

5、以大大節(jié)省占地面積。圖2. 4弧形和螺旋形帶式輸送機l 鏈條帶n 通常由固定于鏈條節(jié)之間的金屬條板構成。n 牽引驅動與鋼絲網(wǎng)帶的情形相似，也以一對齒輪驅動。n 一些處理設備用鏈條帶作輸送件。l 鋼絲網(wǎng)帶n 特點：強度高，耐高溫。因為它具有網(wǎng)孔，且網(wǎng)孔的大小可按需要選擇，網(wǎng)帶的長度亦可任意選定，常用于邊輸送邊進行固液分離的場合。n 應用：連續(xù)式油炸機、果蔬清洗設備、烘烤設備等。 l 鋼帶n 機械強度大，不易伸長，耐高溫，不易損傷。n 需要采用直徑較大的滾筒。n 對沖擊負荷很敏感，要求較準確安裝。n 造價較高，一般情況下不采用鋼帶輸送。n 最典型的應用是連續(xù)式烤爐中的輸送裝置。l 橡膠帶n 橡膠帶

6、是由 2 10 層棉織品或麻織品、人造纖維的襯布用橡膠加以膠合而成。其外表面附有覆蓋膠作為保護層。它起到連接襯布，保護其不受損傷及運載物料的磨損的作用。并防止潮濕及外部介質的侵蝕。工作面的覆蓋層厚為 36mm ，而非工作面的為13mm。 橡膠帶中間的襯布可給予輸送帶以機械強度和用來傳遞動力。n 食品工業(yè)中，橡膠帶可用于散裝原輔料和包裝物的裝卸和輸送，也可用作輸送式檢選臺、預處理臺的輸送帶?！菊莆铡慷?、斗式提升機l 應用l 類型（一）結構原理（二）主要構件（二）主要構件1.料斗 2.牽引件（一）結構原理l 傾斜式與垂直式 l 料斗布置 裝料方式 卸料方式l 卸料方式離心式：適用于物料提升速度較快

7、的場合，一般在 l2m/s左右，利用離心力將物料拋出。斗與斗之間要保持一定的距離。這種卸料方式適用于粒狀較小而且磨損性小的物料。n 無定向自流式：適用于低速(0.50.8m/s)運送物料的場合，靠重力落下作用實現(xiàn)卸料。斗與斗之間緊密相連。它適用于提升大塊狀、比重大、磨損性大和易碎的物料。l 裝料方式n 吸取 (即挖取)法：適用于粉末狀、散粒狀物料，n 輸送速度較高，可達 2m/s，料斗間隔排列。n 直接裝入 (即撒入)法：者適用于輸送大塊和n 磨損性大的物料，輸送速度較低（< 1m/s)，料n 斗呈密接排列。l 料斗布置n 背部（后壁）固接在牽引帶式鏈條上。n 雙鏈式斗式提升機的鏈條有時

8、也可固接在料斗的側壁上。n 根據(jù)物料特性、使用場合和料斗裝料和卸料的方法來決定的。n 密接料斗可以使進料連續(xù)和均勻。l 斗式提升機應用在食品連續(xù)化生產中，將物料從地坪面運送到較高位置或較高樓面，以實現(xiàn)在不同高度對物料進行加工處理。此類輸送大多采用斗式提升機（或稱斗式升送機）完成。例如蘑菇從料槽升到預煮機、番茄生產流水線等，都采用斗式提升機。l 斗式提升機的類型n 根據(jù)用途不同可分為傾斜式和垂直式兩種；n 按牽引機械可分為平帶式和鏈式（單鏈式和雙鏈式）兩種；n 按速度可分為高速和低速兩種。三、螺旋輸送機l 一般結構l 螺旋 l 殼體l 驅動機構l 特點l 【掌握】特點n 優(yōu)點（1）構造簡單，橫截

9、面積尺寸小，因此制造成本低。（2）便于在若干位置進行中間加載和卸載。（3）操作安全方便。（4）密封性好。缺點：n （1）物料與機殼和螺旋間都存在摩擦力，單位動力消耗較大。n （2）螺旋片的作用可使物料造成嚴重的粉碎及損傷，螺旋葉片及料槽也有較嚴重磨損。n （3）輸送距離不太長，一般在30m以下，過載能力較低l 驅動機構（電機和變速器）與螺旋可通過聯(lián)軸器成直線聯(lián)接排列，也可以通過齒輪或鏈條聯(lián)接，成平行狀排列。l 殼體n 槽型 ：主要用于水平方向的輸送。n 圓筒型：可用于不同方向的輸送。槽蓋槽體螺旋葉螺旋軸l 螺旋輸送機殼體槽型：截面如圖2. 15所示，它主要用于水平方向的輸送。圓筒型：可用于不同

10、方向的輸送。l 螺旋的軸n 實心或空心 。n 一般由長 24m的各節(jié)段裝配而成。n 通常采用鋼管制成的空心軸，這樣可以減輕重量，而且互相n 連接也方便。l 螺旋形狀n 實體螺旋（1）最常見型式，適用于干燥的小顆粒或粉狀物料的輸送，其螺距為0.8螺旋直徑。n 帶式螺旋（2）用于輸送塊狀或粘滯狀物料，它的螺距約等于螺旋直徑。當運動韌性和可壓縮性物料時，n 葉片式（3）或齒型（4）螺旋(螺距約為1.2直徑)，這兩種螺旋往往在運送物料的同時，還可對其進行攪拌、揉捏和混合等工藝操作。u 螺旋葉片大多是由厚48mm的薄鋼板沖壓而成，與螺旋軸固定有不同方式，如焊接、鉚接等。l 一般結構四、氣流輸送系統(tǒng)氣流（

11、力）輸送系統(tǒng)是利用氣流的動壓或靜壓，將物料沿一定的管路從一處輸送到另一處的輸送系統(tǒng)。食品工廠利用氣力輸送系統(tǒng)對散粒物料進行輸送，如面粉、大米、糖、麥芽等。（一）氣流輸送系統(tǒng)的類型（二）氣流輸送裝置的主要部件l 螺旋n 為螺旋輸送機的主要構件，可以是右旋或左旋。n 有時，為了將物料同時從中間輸送到兩端或從兩端輸送到中間，可以根據(jù)需要將旋轉設計成一半是左螺旋而另一半是右螺旋。n 螺旋形狀 n 螺旋的軸（二）氣流輸送裝置的主要部件1供料器2輸送管系統(tǒng)部件3分離器4除塵器5風管及其附件6氣源設備1供料器供料器的作用是把物料供入氣力輸送裝置的輸送管道，造成合適的物料和空氣的混合比。它是氣力輸送裝置的“咽

12、喉”，其性能的好壞直接影響生產率和工作的穩(wěn)定性。它的結構特點和工作原理取決于被輸送物料的物理性質與氣力輸送裝置的形式。供料器可分為以下兩類: 吸送式氣流輸送供料器 壓送式氣力輸送供料器(2) 壓送式氣力輸送供料器l 在壓送式氣力輸送裝置中，供料是在管路中的氣體壓力高于外界的大氣壓條件下進行的。l 根據(jù)其作用原理可分為n 旋轉式n 噴射式n 螺旋式n 容積式n 容積式供料器u 又稱倉式泵，有單倉式和雙倉式兩種。u 主要用于運送粉狀物料的高壓壓送式氣力輸送裝置。容積式供料器可以從底部也可以從頂部排料。u 原理：均是利用壓縮空氣使容器內粉狀物料流態(tài)化后壓送入輸料管。容積式供料器的供料是周期性的。一個

13、供料周期有裝料、充氣、排料、放氣四個過程。l 雙倉式單倉式只能間歇供料。由兩個單倉組合而成的雙倉式供料器，可獲得近似連續(xù)供料效果。u 單倉容積式供料器n 螺旋式供料器一種用于工作壓力 p0.25MPa、輸送粉狀物料的壓送式氣力輸送裝置。n 噴射式供料器u 特點結構簡單，尺寸小，不需任何傳動機構。但所能達到的混合比小，壓縮空氣消耗量較大，效率較低。u 主要用于低壓短距離壓送裝置n 旋轉式供料器u 一種廣泛用于中、低壓條件供料裝置。u 一般適用于流動性能較好、磨損性較小的粉粒狀及小塊狀物料。第二節(jié)液體物料輸送機械與設備【理解】食品加工生產過程往往需要將液體物料從一處輸送到另一處。除業(yè)已存在位差和壓

14、差場合以外，食品料液一般通過由泵、管路、閥門、管件和貯罐等構成的系統(tǒng)完成輸送。液體輸送系統(tǒng)中的動力設備是泵，而其它部件在整個液體輸送系統(tǒng)的投資中有時會占相當大的比例。l 泵的分類（一）離心泵l 用途，低黏度液料（包括工藝用水）、液體介質（如熱水、冷水和冷凍鹽水等）常采用離心泵輸送。l 離心泵類型l 普通離心泵l 衛(wèi)生離心泵l 【理解】衛(wèi)生離心泵n 外形及結構n 基本原理是利用離心力增加液體的壓強。由葉輪轉動中心處進入離心泵的產品，由于受到離心力的作用而運動到葉輪的周緣。在此，產品的壓強達到最大，并從出口進入管路。n 結構特點n 【理解】結構特點衛(wèi)生離心泵的衛(wèi)生性主要體現(xiàn)在：（1）泵體所有與食品

15、接觸的材料均由不銹鋼制成，泵殼、葉輪的結構均從方便清洗角度設計；（2）葉輪形式一般為方便清洗的開啟式（一般為二片、三片，也有四片的）葉片；（3）泵殼與背板，進出口管的接頭多采用方便開啟的箍扣、活接頭等形式，從而可以方便地對泵體進行拆洗；（4）密封采用的是符合衛(wèi)生要求的機械式密封，而不是一般泵的填料式密封。l 離心泵類型n 離心泵分為普通離心泵和衛(wèi)生離心泵。普通離心泵在食品工廠多用于工作介質的輸送，而食品料液則需采用衛(wèi)生離心泵輸送。n 離心泵有單級和多級之分。單級離心泵能獲得的壓頭有限，一般能滿足近距離和沒有特別壓頭要求的輸送。一般的衛(wèi)生離心泵多屬單級離心泵。要求由泵提供高壓頭平穩(wěn)輸送條件時，可

16、以采用多級離心泵。膜分離系統(tǒng)中常采用多級離心泵。l 螺桿泵類形螺桿泵有單螺桿、雙螺桿和多螺桿等幾種。按螺桿軸向安裝位置，還可分為臥式和立式兩種。單螺桿泵是一種內嚙合的密閉式泵，它是利用裝在橡皮套內旋轉的螺桿，使料液由螺桿與橡皮套形成的不斷改變大小的空間，通過擠壓作用使料液吸入并向泵的另一端壓出。 （二）螺桿泵應用l 螺桿泵利用一根或數(shù)根螺桿的相互嚙合空間容積變化來輸送液體。l 螺桿泵有多種類型。目前食品工廠中多是單螺桿臥式泵，用于高黏度黏稠液體及帶有固體物料的漿料的輸送，如在番茄醬連續(xù)生產流水線中，常采用這種泵。l 泵的轉子與襯套l 泵的流量調節(jié)l 泵的吸程與壓頭l 泵的吸程與壓頭n 螺桿泵有

17、較高（接近8.5mH2O）的吸程，其排出壓頭與螺桿長度有關，一般每個螺距可產生20m水柱的壓頭。這種泵的輸出脈動小、運轉平穩(wěn)，無振動和噪音，適宜于輸送高黏度料液。（三）齒輪泵與羅茨泵齒輪泵與羅茨泵均屬回轉型容積泵，食品工廠中常用來輸送黏稠物料、提高流體壓力或作計量泵用。l 齒輪泵l 羅茨泵 羅茨泵l 羅茨泵也稱轉子泵，其工作原理與齒輪泵相仿，依靠兩嚙合轉動的轉子完成吸、排料。l 轉子泵的結構如圖2. 38所示，其轉子形狀簡單（一般為2葉、3葉和5葉），易于拆卸清洗，對于料液的攪動作用小。因此，適用于（尤其是含有顆粒的）黏稠料液的輸送。由于轉子的制造精度要求較高，轉子泵的價格較高。l 羅茨泵結構

18、（四）柱塞泵l 柱塞泵是屬于高壓往復泵，結構與工作原理與往復式壓縮機相似，是食品工業(yè)中使液體獲得（20MPa以上）高壓的泵。l 型式：柱塞泵有單柱塞泵與多柱塞泵之分。 l 食品工業(yè)常用的三柱塞泵。l 流量及壓頭特點l 兩大用處：（1）壓力噴霧霧化器的供液泵（參見干燥設備一章內容）；（2）高壓均質機的加壓泵（參見均質設備一章內容）。l 流量及壓頭特點n 柱塞泵的輸出流量是柱塞數(shù)量、直徑、沖程距離和往復頻率的函數(shù)。n 它的輸送壓強取決于泵的密封性能、驅動功率和結構材料的強度等。n 在料液的排出口，如安裝安全閥，當壓力過高時，可使料液回到吸入口，以防泵體或構件因過載而受損壞。食品工業(yè)常用的三柱塞泵（

19、五）泵的選用二、真空吸料裝置l 真空吸料裝置是一種簡易的利用壓差進行流體輸送的方法。l 除了液體以外，還可用于含顆粒懸浮液的輸送，或者粉料的輸送。l 系統(tǒng)構成及工作原理l 系統(tǒng)構成及工作原理三、液體食品輸送管路（一）管路的活接頭形式（二） 管件（三）閥與閥系統(tǒng)（四） 密封件l 管件的標準n 國內外就食品液體衛(wèi)生級輸送管路所涉及的各種構件建立了相應的標準（涉及管路各構件的材料、形式、尺寸、表面處理及工作條件等規(guī)范）。n 不同標準針對具體的產品，規(guī)格方面會有差異。 有些是材料方面的，有些是尺寸方面的，也有些是表面處理或加工工藝方面的。 因此，對這些標準有所了解將有助于與設備供應商進行技術溝通。n

20、相應的標準l 管路設計注意事項液體食品輸送系統(tǒng)需要注意以下幾點：（1）輸送系統(tǒng)內無死角且表面光滑；（2）采用耐腐蝕不生銹材料；（3）防水性良好；（4）易拆卸清洗；堅韌性強不易破裂。l 液體輸送管網(wǎng)n 生產液態(tài)食品的設備構成中，包括管子、管件和閥件在內的輸送管網(wǎng)無論從占用空間、構件數(shù)量和投資費用等方面來看, 均占有很大比例。n 正確選擇這些構件是液體食品輸送管路設計的重要內容。n 從食品工業(yè)衛(wèi)生要求第一的角度看，食品工業(yè)中采用的液體輸送系統(tǒng)，除加熱用的氣體及清洗用水的供應，廢水處理等按照相應的規(guī)范設計以外，凡是與食品原料或制品直接接觸的輸送系統(tǒng)，均應在滿足衛(wèi)生安全要求的前提下，才考慮其經濟性。

21、第三節(jié)可壓縮流體輸送機械與設備l 【理解】壓縮機在食品工廠中的用途食品工廠不乏需要壓縮空氣或其它氣體的場合。例如，罐頭反壓殺菌、氣流式噴霧干燥、蒸汽壓縮制冷、熱泵蒸發(fā)等許多工藝都要使用壓縮機。三、真空泵（一）真空泵的分類（二）機械式真空泵（三）射流式真空泵水環(huán)式真空泵l （四）真空泵的選擇水環(huán)式真空泵是一種旋轉式泵，是一般的粗真空設備，其特點是可抽吸帶水蒸汽的氣體。食品工業(yè)上常用于真空封罐和真空濃縮等作業(yè)上。l 結構：如圖2. 65所示l 水環(huán)式真空泵須在不斷通水的情況下才能正常工作，這主要是為了將產生的熱量帶走。l 國產SZ系列水環(huán)泵的極限壓強范圍為706516260 Pa（相當于真空度范圍638122mmHg），抽氣速率范圍為0.1211.5 m3/min 。1蒸汽噴射泵l 結構如圖2.68所示l 工作原理l 單級和多級蒸汽噴射泵n 蒸汽噴射泵有單級和多級之分。n 級數(shù)與真空度關系n 為了提高效率，減少蒸汽消耗量，在多級泵的級間配置冷凝器，以減輕前一級泵的負荷。n 一種三級蒸汽噴射泵的配置n 單級蒸汽噴射泵如果從真空區(qū)抽入的氣體與蒸汽混合成的氣體噴出時的壓強高于大氣壓，則可直接排入大氣環(huán)境，這種泵稱為單級蒸汽噴射泵。n 多級蒸汽噴射泵如果混合氣體出口的壓強低于大氣壓，則需要由前級泵抽走。因此，多個噴射器聯(lián)在一起就可以構成多級蒸汽噴射泵。n 級數(shù)與