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(一)食品安全卫生方面的结构要求
结构管道等不应有滞留产品的凹陷及死角。
应采用符合标准要求的不锈钢卫生钢管及其卫生型管件阀门。 密封可靠,以免产品受到外界的污染。 与产品接触的轴承都应为非润滑型。
润滑型轴承须有可靠的密封装置以防止产品被污染。
产品区域应与外界隔离,至少应加防护罩以防止异物落入或害虫侵入。工作空气过滤装置应保证不得使5μm以上的尘埃通过。 安全卫生的装、卸料装置。
紧固件应可靠固定,防止松动,不应因振动而脱落。
在产品接触表面上黏接的橡胶件、塑料件(如需固定的密封垫圈、视镜胶框)等应连续黏接,保证在正常工作条件(清洗、加热、加压)下不脱落。
(二)操作安全对设备结构要求
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运动部件 液压气动电气系统
压力与高温设备 罐器孔盖 外表面 运行噪声 开关与操纵件
第四节食品加工机械设备的选型
合理的设备选型是保证产品高质量的关键和衡量生产水平的标准,可以为动力、配电、水、汽用量计算提供依据。因此,如何选用生产能力适宜、配套性强、通用性广的生产设备已成为食品加工厂建厂设计的重要内容,也是诸多食品厂建厂投产前要解决的首要问题。
一、食品机械设备选型的原则 二、设备选型计算
(二)生产能力匹配
产品产量是选定加工设备的基本依据。设备的加工能力、规格、型号和动力消耗必须与相应的产量相匹配,并且考虑到停电、机器保养、维修等因素,设备选型应具有一定的贮备系数。
【理解】一、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
二、设备选型计算
(一)输送性通过设备的计算 (二)罐器类设备的计算 (三)连续处理设备的计算
【重点掌握】(二)罐器类设备的计算
计算式
其中 N—罐器设备的台数(台)
Vs—单台罐器设备的有效容量(t/台) QT—平均生产能力(t/h)
At—设计安排的某工段物料处理速率系数(At ≥1)
t—物料在此工序的滞留时间(包括生产工艺确定的 处理时间及物料进出设备所需的时间)
特点
这类设备属于间歇性处理(包括贮存)物料的设备。例如,贮料罐、杀菌锅、酶反应罐、
发酵罐、混合搅拌罐等。 讨论
?式(1-2)中,Q与t是由生产规模和生产工艺所规定的,一般不能变更,而其余三项
T
在一定范围内可以进行选择。
?例1-1
?[例1-1]
某罐头生产线的生产能力4t/h, 针对某主要罐型的杀菌工艺公式为升温10min,保温
60min,冷却20min。选用T7C5型杀菌锅进行杀菌,T7C5型的罐头装锅量约为2t/台。预计每锅罐头进出锅的时间为20min。杀菌工段每班的处理时间按5h计。估算杀菌工段所需的T7C5型杀菌锅的台数。 例1-1 ? 解: ? 已知:
? 平均生产能力QT=4t/h ? 罐头在此工段的滞留时间 t=(10+60+20+20)/60=1.83h ? 每台T7C5型杀菌锅的装锅量 Vs=2t/台 ? 设生产线每班的平均生产时间为6h,而杀菌段每班的工作时间为5h,因而杀菌工段的物料处理速率系数At=6/5=1.2
? 从而,根据式(1-2),杀菌工段所需配备的T7C5型杀菌锅的台数可按以下估算:
?例1-1
? 杀菌锅只能为整数,所以T7C5型杀菌锅取5台可以满足要求。
(三)连续处理设备的计算
? 设备例子 ? 核算内容
? 带式连续处理设备的计算式 ? 讨论
? 例1-2
讨论
? 处理量与输送带的线速度成正比,也与输送带的长度和宽度成正比;但与物料在设备内的滞留时间成反比。
? 对于定型设备,式(1-3)中的因素是相互关联的,因此,在一定范围内,可以在不改变处理量的前提下对其它参数进行调整。
? 式(1-3)中输送装置的长度L不一定等于设备的长度,因为,如果将输送装置的长度L分为三段平行(上下安排,或左右安排)排列,则相应设备的长度就可以缩短到原来直线排列的1/3。而且还可以将输送带做成螺旋式(参见第二章内容)。
? 所有这些,允许用户在与设备生产厂家洽谈时,提出某些设备尺寸的调整要求。此外,当输送装置用在拣选工序,尤其是人工拣选时,其输送速度受限于拣选速度,输送带宽度还应符合人体工学的要求。 核算内容
? 定型设备的实际处理能力。 ? 非标设备的尺寸等。
带式连续处理设备的计算式
式中 QT ——生产能力(t/h)
v——输送装置的输送速度(m/h)
Ds——物料在输送装置上的装载密度 (t/m2) W——输送装置的有效载物宽度(m) L——输送装置的长度(m)
t——物料在设备内的滞留时间(h)
设备例子连续杀菌机连续速冻机连续干燥机连续式烤炉
例1-2
瓶装饮料用单层喷淋式常压连续杀菌设备以网带式输送机输送进行杀菌。已知:输送带的有效载物宽度为1.0m,长度为7m,速度在110~550mm/min范围内可变,对于瓶装饮料的装载密度
2
为70kg/m。生产工艺规定的瓶装饮料在杀菌设备内(包括升温杀菌和冷却操作在内)的总处理时间为20min。请确定:
(1)该杀菌设备的最大与最小处理能力;
(2)该设备在规定杀菌时间下的实际处理量是多少?该杀菌设备是否满足所需的处理量要求?
(3)如果该杀菌设备满足实际处理量要求,此时的输送带速度应为多少?
例1-2
? 解:已知:
?输送带的长度 L=7.0m ?输送带的宽度 W=1.0m
?输送带速度 v=110~550mm/min=6.6~33m/h ?
输送带的装载密度 Ds=70 kg/m2=0.07t/m2 ?杀菌处理时间 t=20min=0.333h
例1-2
(1)杀菌设备的最大与最小处理能力。由于处理能力与输送带的速度成正比。因此, 最大处理能力 QTmax= 33×0.07×1= 2.3 (t/h) 最小处理能力 QTmin= 6.6×0.07×1= 0.46 (t/h)
例1-2
(2)设备在规定杀菌时间下的处理量为:
实际处理为1.47t/h,在该杀菌设备的处理范围0.46~2.3t/h以内,因此满足处理量要求。
例1-2
(3)规定杀菌时间下的输送带速度,根据式(1-3)为:
即此时的输送带速度为350mm/min。显然它在可调速度110~550mm/min范围之内。
? 上式适用于具有带式输送装置的连续处理设备估算。
? 处理量与输送带的线速度成正比,也与输送带的长度和宽度成正比;但与物料在设备内的滞? ? ? ?
?讨论
留时间成反比。
对于定型设备,式(1-3)中的因素是相互关联的,因此,在一定范围内,可以在不改变处理量的前提下对其它参数进行调整。
式(1-3)中输送装置的长度L不一定等于设备的长度。
当输送装置用在拣选工序,尤其是人工拣选时,其输送速度受限于拣选速度,输送带宽度还应符合人体工学的要求。
对于非带式连续输送设备,也可以根据物料衡算关系得到类似的关系式。
? 食品机械与设备是指把食品原料加工成食品(或半成品)的一类专业机械与设备。总体上可以
分为通用与专用食品机械两大部分。通常食品机械按单元操作进行分类助于理解掌握食品机械的作用原理、结构特点与作用范围。
? 食品加工机械设备具有品种多、防腐性、一定范围的通用性、卫生要求高等特点。单机设备的自动化程度一般不高,但也有相当成熟的高度自动化程度的设备。
? 食品机械与设备采用不同类型的金属和非金属材料制作。但多数场合与食品直接接触的工作面材料必须采用不锈钢材料制造,并且经过适当的表面处理。
?本章小结
? 食品加工机械与设备的安全卫生有两方面的要求:一是食品机械设备对加工对象的安全性;
二是食品机械设备对操作人员的安全性要求。
? 食品加工机械设备的选型必须从满足工艺要求,生产能力配套、设备流程配套、性能价格比合理、可靠性等原则进行。食品设备选型计算大多与设备生产能力有关。对设备的生产能力估算,可分成三类进行,即输送性通过设备、罐器类设备和连续处理设备三大类。
?本章小结