食品机械设备(绪论)

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1、食品机械设备主讲人：叶向库绪论绪论n一、一、课程介绍课程介绍n二、学习食品机械与设备的意义二、学习食品机械与设备的意义 n三、食品加工机械化的意义三、食品加工机械化的意义 n四、食品机械的发展历程四、食品机械的发展历程 n五、食品机械的分类五、食品机械的分类 n六、食品机械的特点与要求六、食品机械的特点与要求 n七、七、食品机械的基本构成食品机械的基本构成 n八、八、食品机械的研究与发展方向食品机械的研究与发展方向 n九、九、课程主要内容课程主要内容一、课程介绍n 食食品品加加工工机机械械与与设设备备课课程程是是以以理理论论力力学学、材材料料力力学学、金金属属材材料料、机机械械基基础础、机机械

2、械制制造造基基础础和和工工程程控控制制为为依依托托的的一一门门工工程程类类课课程程。因因此此，在在学学习习本本课课程程之之前前，必必须须首首先先学学习习工工程程图图学学、食食品品机机械械设设计计原原理理工工程程力力学学材材料料力力学学金金属属工工艺艺学学电电工工基基础础等等基基础础课程。课程。n本课程主要参考书目：本课程主要参考书目：n1.食食品品加加工工机机械械与与设设备备（崔崔建建云云主主编编，中中国国轻轻工工业业出出版版社，社，2008.6）n2.食食品品加加工工机机械械与与设设备备（陈陈斌斌主主编编，机机械械工工业业出出版版社社，2004.6）n3.食食品品机机械械（刘刘协协舫舫、郑郑

3、晓晓等等编编著著，湖湖北北科科学学技技术术出出版版社，社，2002.3）n4.食食品品加加工工机机械械与与设设备备（肖肖旭旭霖霖编编著著，中中国国轻轻工工业业出出版版社，社，2000.9）n5.食食品品加加工工技技术术装装备备（张张裕裕中中主主编编，中中国国轻轻工工业业出出版版社社，2000.3）n6.食食品品通通用用机机械械与与设设备备（蒋蒋迪迪清清、唐唐伟伟强强编编，华华南南理理工工大学出版社，大学出版社，2002.8）n7.食品机械原理与设计（陆振曦、陆守道主编，中国轻食品机械原理与设计（陆振曦、陆守道主编，中国轻工业出版社，工业出版社，1995.5）n8.食品无菌加工技术与设备（殷涌光

4、、刘静波、林松毅食品无菌加工技术与设备（殷涌光、刘静波、林松毅主编，化学工业出版社，主编，化学工业出版社，2006.1）二、学习食品机械与设备的意义二、学习食品机械与设备的意义 n现现代代食食品品工工业业的的产产品品开开发发与与生生产产过过程程运运行行需需要要合合理理的的加加工工工工艺艺和和完完善善适适用用的的机机械械设设备备两两个个方方面面的的配配合合，它它们们是是一一有有机机的的整整体体。工工艺艺是是设设备备的的前前提提，而而机机械械设设备备是是工工艺艺的的保保证证，相相辅辅相相成成，互互相相促促进进，不不可可偏偏颇颇。合合理理的的工工艺艺可可以以促促进进新新型型设设备备的的研研究究开开发

5、发，同同时时，新新型型机机械械设设备备的的出出现现为为合合理理工工艺艺的的制制定定提提供供了了更更多多的的选选择择。在在工工业业化化生生产产中中，工工艺艺的的最最终终实实现现是是通通过过机机械械设设备备完完成成的的，了了解解装装备备有有利利于于制制定定出出更更为为合合理理的的工工艺艺。因因此此，学学习习食食品品加加工工机机械械与与设设备备是是从从事现代食品工业工作所必需。事现代食品工业工作所必需。三、食品加工机械化的意义三、食品加工机械化的意义 n1.规规范范生生产产程程序序，保保证证产产品品质质量量，通通过过设设定定合合理理的的操操作作程程序序，利利用用机机械械自自动动完完成成作作业业，减减

6、少少了了传传统统生生产产过过程程中中人人的的直直接接参参与与和和操操作作的的随随意意性性，产产品品质质量量的的均均一一性性更更好好，卫卫生生质质量量更更高高，这这是是保保证证产产品品标标准准化这一现代食品工业的重要特征的主要手段。化这一现代食品工业的重要特征的主要手段。n2.降降低低生生产产成成本本，由由于于劳劳动动生生产产率率和和产产品品质质量量的的提提高高，加加上上利利用用机机械械可可以以更更为为充充分分合合理理地地使使用用原原料料，降低了物耗，有利于降低生产成本。降低了物耗，有利于降低生产成本。n3.减轻了劳动强度，提高了劳动生产率，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

7、管理一台或者几台，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。甚至一套具有高生产能力的设备。n4.改善了劳动环境。改善了劳动环境。n5.能完成人工无法完成的作业。能完成人工无法完成的作业。四、食品机械的发展历程四、食品机械的发展历程n 广广义义的的食食品品工工业业应应包包括括长长期期以以来来业业已已形形成成的的主主食食品品和和副副食食品品加加工工业业两两个个概概念念，传传统统意意义义上上的的主主食食品品加加工工业业主主要要指指大大米米、面面粉粉、食食用用油油的的生生产产加加工工，而而副副食食品品加加工工业业主主要要指指面面类类食食品品如如饼饼干干、糕糕点点；糖糖果果食食

8、品品；肉肉类类食食品品如如香香肠肠、火火腿腿肠肠；果果蔬蔬食食品品等等的的生生产产加加工工。人人们们往往往往将将主主食食品品加加工工业业称称为为粮粮食食工工业业，而而将将副副食食品品加加工工业业称称作作食食品品工工业业。沿沿用用广广义义食食品品的的概概念念，广广义义食食品品机机械械应应该该指指粮粮食食加加工工和和食食品品加加工工中中所用的机械与设备装置。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我国食品工业及食品机械的发展历程分为三个阶段：分为三个阶段：n第一阶段第一阶段，2020世纪世纪5050年代以前，食品的生产年代以前，食品的生产加工主要以手工操作为主，基本属于传统作加工主要

9、以手工操作为主，基本属于传统作坊生产方式。坊生产方式。n第二阶段第二阶段，2020世纪世纪50507070年代，食品加工业及年代，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、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。食用油的生产加工厂。n第三阶段第三阶段，2020世纪世纪8080年代以后，食品工业得年代以后，食品工业得到迅猛发展。到迅猛发展。n 纵观我国食品机械工业的发展历史，可以概括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为食品机械工业起步于20世纪世纪70年代，形成于年代，

10、形成于80年代，年代，80年代末和年代末和90年代初进入高速发展阶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。械工业中的十大产业之一。80年代以来，食品机年代以来，食品机械工业的平均发展速度为械工业的平均发展速度为30，食品机械工业的，食品机械工业的产值占食品工业产值的产值占食品工业产值的2左右，目前全国食品左右，目前全国食品机械工业的年产值达机械工业的年产值达300亿左右。亿左右。五、食品机械的分类五、食品机械的分类n按设备的加工产品对象分类按设备的加工产品对象分类 n可可分分成成大大米米加加工工机机械械，面

11、面粉粉机机械械，油油脂脂机机械械，面面类类食食品品机机械械，糖糖果果机机械械，乳乳品品机机械械，肉肉类类机机械械，水水产产品品机机械械，豆豆制制品品机机械械，果果蔬蔬机机械械，罐罐头头机机械械，饮饮料料机机械械，酿酿造造机机械，调味品机械，饮食机械等。械，调味品机械，饮食机械等。n按设备的功能对食品机械分类按设备的功能对食品机械分类 n可可以以分分成成清清理理与与分分选选机机械械，粉粉碎碎与与切切割割机机械械，搅搅拌拌、混混合合及及均均质质机机械械，成成型型机机械械，脱脱壳壳与与剥剥皮皮机机械械，固固液液分分离离机械，热处理机械，干燥与烘烤机械，冷冻机械等机械，热处理机械，干燥与烘烤机械，冷冻

12、机械等 六、食品机械的特点与要求六、食品机械的特点与要求 n食食品品机机械械的的特特点点主主要要由由于于它它的的加加工工对对象象和和产产品品服务对象的特点所决定。服务对象的特点所决定。n食食品品机机械械的的加加工工对对象象主主要要为为动动物物和和植植物物，加加工工出的产品服务对象是人。出的产品服务对象是人。n食食品品机机械械加加工工产产品品应应不不使使食食品品原原有有营营养养大大量量损损失，破坏食品的色、香、味等品质。失，破坏食品的色、香、味等品质。n另另外外食食品品机机械械加加工工出出的的产产品品应应有有良良好好的的卫卫生生性性，符合食品卫生要求。符合食品卫生要求。六、食品机械的特点与要求六

13、、食品机械的特点与要求n1.食品机械的工艺性特点食品机械的工艺性特点 n2.食品机械的卫生性特点食品机械的卫生性特点n3.食品机械的密封特点食品机械的密封特点 n4.食品机械的可靠性特点食品机械的可靠性特点 1.食品机械的工艺性特点食品机械的工艺性特点n根根据据食食品品原原料料的的特特征征以以及及加加工工工工艺艺性性的的要要求求，通通常常会会对对食食品品机机械械的的加加工工时时间间，加加工工温温度度等等有有一一定定限限制制。要要设设计计出出合合理理的的食食品品机机械械，其其前前提提是是充充分分了了解解该该食食品品的的工工艺艺性性特点。特点。n为为了了避避免免因因加加工工过过程程中中的的温温升升

14、而而加加速速食食品品、物物料料的的氧氧化化变变性性，现现代代较较为为先先进进的的食食品品机机械械常常设设有有真真空空装装置置，如如真真空斩拌机、真空均质机、真空擂溃机、真空油炸机等。空斩拌机、真空均质机、真空擂溃机、真空油炸机等。2.食品机械的卫生性特点食品机械的卫生性特点n食品机械加工出的产品要符合食品卫生要求。因此在设计食品机械加工出的产品要符合食品卫生要求。因此在设计食品机械时，要充分考虑卫生性特点。如在结构设计时，食品机械时，要充分考虑卫生性特点。如在结构设计时，应尽量避免工作区内的死角，以避免因死角内物料长时间应尽量避免工作区内的死角，以避免因死角内物料长时间存积而产生腐烂变质，造成

15、污染。结构设计时要充分考虑存积而产生腐烂变质，造成污染。结构设计时要充分考虑设备的清洗、拆卸方便。设备的清洗、拆卸方便。n保证食品机械卫生性的另一个重要方面是食品机械材料的保证食品机械卫生性的另一个重要方面是食品机械材料的选择。设计食品机械时，在材料的选择上，最低要求是：选择。设计食品机械时，在材料的选择上，最低要求是：凡与食品直接接触的零部件所用材料务必是耐腐蚀的金属凡与食品直接接触的零部件所用材料务必是耐腐蚀的金属和非金属，用的较多的耐腐蚀金属和非金属是各种不锈钢，和非金属，用的较多的耐腐蚀金属和非金属是各种不锈钢，无毒塑料。无毒塑料。3.食品机械的密封特点食品机械的密封特点n为了防止轴承

16、润滑油泄漏污染食品以及为了防止轴承润滑油泄漏污染食品以及食品物料中水分泄漏腐蚀机械部分，食食品物料中水分泄漏腐蚀机械部分，食品机械的密封要求一般较高。因此在设品机械的密封要求一般较高。因此在设计密封装置时要给予充分考虑。目前填计密封装置时要给予充分考虑。目前填料密封和机械密封是食品机械中用得最料密封和机械密封是食品机械中用得最多的两种密封结构形式。多的两种密封结构形式。4.食品机械的可靠性特点食品机械的可靠性特点n大多数食品机械属连续性生产方式，具有高机械大多数食品机械属连续性生产方式，具有高机械化和自动化特点，食品加工厂很多是连续流水线化和自动化特点，食品加工厂很多是连续流水线生产方式。有的

17、甚至是一天二十四小时不间断运生产方式。有的甚至是一天二十四小时不间断运行。如果生产的某个环节中的设备出了故障，不行。如果生产的某个环节中的设备出了故障，不能正常工作，将势必影响整条生产线，甚至导致能正常工作，将势必影响整条生产线，甚至导致全部停产。由此可见，食品机械的性能可靠性在全部停产。由此可见，食品机械的性能可靠性在食品加工过程中的重要性。食品加工过程中的重要性。七、食品机械的基本构成七、食品机械的基本构成 n1.动动力力部部分分：是是完完成成能能量量转转换换的的部部分分，如如电能转换为机械能，化学能转换为热能。电能转换为机械能，化学能转换为热能。n2.传传动动部部分分：完完成成运运动动方

18、方式式的的转转换换，如如变变速速、变变向向、旋旋转转直直线线、旋旋转转曲曲线线、直直线线曲线、等速曲线、等速变速。变速。n3.执执行行部部分分：直直接接完完成成作作业业功功能能，如如切切割割、破碎、过滤、混合、乳化。破碎、过滤、混合、乳化。n4.支支撑撑部部分分：将将设设备备各各部部分分有有机机连连接接在在一一起起，并并确定它们的位置关系。确定它们的位置关系。n5.连连接接部部分分：与与前前后后相相关关设设备备连连接接在在一一起起，如如进进出料、定向、排序装置。出料、定向、排序装置。n6.控控制制部部分分：用用于于控控制制设设备备的的工工作作状状态态和和操操作作过过程，如控制柜、开关、安全保护

19、装置。程，如控制柜、开关、安全保护装置。八、八、食品机械的研究与发展方向食品机械的研究与发展方向 n1.1.加强基础理论研究加强基础理论研究 n2.2.高新技术的应用高新技术的应用 n3.3.广泛运用现代机械设计方法与理论广泛运用现代机械设计方法与理论 n4.4.努力开发粮油机械新产品努力开发粮油机械新产品 n5.5.开发传统食品的工业化生产设备开发传统食品的工业化生产设备 n6.6.加速发展果蔬深加工设备加速发展果蔬深加工设备 n7.7.积极发展肉类及水产品深加工设备积极发展肉类及水产品深加工设备 1加强基础理论研究加强基础理论研究n当当前前的的食食品品机机械械设设计计理理论论都都是是沿沿用

20、用经经典典的的机机械械设设计计理理论论即即将将各各种种影影响响因因素素处处理理成成确确定定性性变变量量，再再用用经经典典的的微微积积分分数数学学工工具具推推得得各各种种定定量量分分析析的的公公式式。实实际际中中由由于于产产地地不不同同的的食食品品原原料料的的各各种种性性质质存存在在较较大大的的差差异异，即即便便是是同同一一产产地地原原料料中中各各单单个个物物体体性性质质也也存存在在较较大大差差别别。因因此此各各种种影影响响因因素素应应视视为为不不确确定定的的随随机机变变量量。采采用用概概率率统统计计理理论论，建建立立相相应应的的基基于于实实验验数数理理统统计计的的概概率率模模型型。这这种种计计

21、算算模模型型更更符符合合工工程实际。程实际。2高新技术的应用高新技术的应用n随随食食品品加加工工业业的的深深入入发发展展，对对食食品品机机械械的的各各种种性性能能以以及及功功能能的的要要求求会会越越来来越越高高。如如要要求求食食品品机机械械的的机机械械化化和和自自动动化化程程度度更更高高，运运行行的的可可靠靠度度更更高高，生生产产率率及及效效率率更更高高。需需要要研研制制光光机机电电一一体体化化的的新新型型食食品品机机械械，如如广广泛泛采采用用光光电电色色选选技技术术；研研制制利利用用电电磁磁场场作作用用原原理理的的食食品品分分选选设设备备；研研制制食食品品超超高高压压加加工工设设备备；研研制

22、制高高效效超超细细粉粉碎碎设设备备；研研制制高高效效节节能能的的热热处处理理与与干干燥燥设设备备；研研制制短短时时高高电电压压脉脉冲冲杀杀菌菌设设备备；研研制冷杀菌设备以及超声波均质机等。制冷杀菌设备以及超声波均质机等。3广泛运用现代机械设计方法与理论广泛运用现代机械设计方法与理论 n相相对对其其他他机机械械行行业业，食食品品机机械械行行业业运运用用现现代代机机械械设设计计方方法法还还很很不不够够。现现代代机机械械设设计计方方法法在在当当今今发发展展非非常常迅迅速速，如如优优化化设设计计，可可靠靠性性设设计计，系系统统设设计计，有有限限元元分分析析计计算算，CAD，虚虚拟拟设设计计，反反求求设

23、设计计，稳稳健健设设计计，优优势势设设计计，绿绿色色设设计计，模模糊糊设设计计等等方方法法已已相相当当成成熟熟和和完完善善，如如果果在在食食品品机机械械设设计计中中广广泛泛运运用用这这些些先先进进的的现现代代机机械械设设计计方方法法与与理理论论必必将将会会提提高高食食品品机机械械的的设设计计质质量量，缩缩短短新新产产品品的的研研制制周周期期，提提高高设设备的使用寿命以及减低设备成本。备的使用寿命以及减低设备成本。4努力开发粮油机械新产品努力开发粮油机械新产品 n为为了了适适应应新新世世纪纪世世界界经经济济和和现现代代化化农农业业发发展展的的形形势势，粮粮油油加加工工业业规规模模化化生生产产、集

24、集约约化化经经营营的的主主导导方方向向。我我国国粮粮油油机机械械行行业业，要要积积极极应应用用机机器器制制造造新新技技术术新新设设备备，不不断断改改进进现现有有产产品品的的同同时时，应应努努力力遵遵循循国国家家第第十十个个五五年年计计划划的的目目标标和和未未来来发发展展趋趋向向，开开发发粮粮油油机机械械新新产产品品。如如高高效效小小麦麦剥剥皮皮机机、大大型型碾碾米米机机、高高效效大大豆豆和和油油菜菜籽籽剥剥皮皮机机、电电磁磁式式油菜籽皮仁分离机和油菜籽脱皮冷态榨油机等。油菜籽皮仁分离机和油菜籽脱皮冷态榨油机等。5开发传统食品的工业化生产设备开发传统食品的工业化生产设备n我我国国幅幅员员辽辽阔阔

25、，各各地地民民间间都都有有一一些些颇颇具具地地方方特特色色的的名名、特特、优优小小食食品品，长长期期以以来来这这些些食食品品均均采采用用人人工工作作坊坊生生产产方方式式，极极大大制制约约了了其其生生产产能能力力、产产品品质质量量以以及及食食品品卫卫生生。为为了了使使这这些些名名优优传传统统食食品品能能工工业业化化生生产产，必须开发研制相应的食品机械。必须开发研制相应的食品机械。6加速发展果蔬深加工设备加速发展果蔬深加工设备 n我我国国的的水水果果蔬蔬菜菜产产量量己己跃跃居居世世界界第第一一，果果蔬蔬的的水水分分含含量量高高，保保鲜鲜贮贮藏藏较较困困难难，很很容容易易腐腐烂烂损损坏坏，随随果果蔬

26、蔬产产量量的的进进一一步步增增长长，急急需需进进行行果果蔬蔬的的深深加加工工转转化化，减减少少损损失失，提提高高果果蔬蔬农农产产品品的的附附加加值值，应应加加快快发发展展相相应应的的各各种种果果蔬蔬深深加加工工设设备备，如如果果蔬蔬脆脆片片生生产设备；果蔬饮料生产设备等。产设备；果蔬饮料生产设备等。7积极发展肉类及水产品深加工设备积极发展肉类及水产品深加工设备n随随着着人人民民生生活活水水平平的的提提高高，人人们们对对肉肉类类及及水水产产品品的的消消费费也也会会相相应应增增加加。同同时时，传传统统的的肉肉类类及及水水产产品品的的食食用用方方式式也也产产生生了了很很大大变变化化，已已形形成成多多

27、种种食食用用方方式式共共存存的的现现象象。因因此此对对肉肉类类及及水水产产品品深深加加工工以以及及设设备备的的需需求求必必将将增增加加，应应增增加加肉肉类类及及水水产产品品深深加加工工的的品品种种和和相相应应的的加工设备。加工设备。七、主要内容n第一章第一章 常用机械基础知识常用机械基础知识n第二章第二章 物料输送机械物料输送机械n第三章第三章 固体物料分选机械固体物料分选机械n第四章第四章 皮核剥离机械皮核剥离机械n第五章第五章 切割与粉碎机械切割与粉碎机械n第六章第六章 物料分离机械物料分离机械n第七章第七章 物料混合机械物料混合机械n第八章第八章 食品成型机械食品成型机械n第九章第九章 食品挤压加工设备食品挤压加工设备n第十章第十章 食品熟制设备食品熟制设备n第十一章第十一章 杀菌设备杀菌设备n第十二章第十二章 浓缩设备浓缩设备n第十三章第十三章 物料干燥设备物料干燥设备n第十四章第十四章 速冻与制冰设备速冻与制冰设备n第十五章第十五章 食品包装机械食品包装机械