《食品加工机械与设备》清洗与分选机械

（二）包装容器清洗机械——洗罐机
实罐清洗机
工作原理：由热水洗罐机、三刷擦罐机、擦干机及实罐烘干机组
成。清洗时实罐以滚动方式连续经过洗涤剂溶液浸洗、三刷擦洗、 热水冲淋去污、布轮擦干和蒸汽烘干等过程处理，以去除实罐表 面油污及黏附物。
（三）加工设备清洗机械
• CIP（cleaning in place），就地清洗或现场清洗，是指 在不拆卸、不挪动机械设备的情况下，利用清洗液在封闭 的清洗管线中流动冲刷及喷头喷洗作用，清洗输送食品的 管线及与食品接触的机械表面。
（一）原料清洗机械
毛刷式清洗机
工作原理：原料在多组毛刷辊带动下不断滚动，物料间相互摩擦
且被毛刷刷洗，同时又受一定压力的水流冲洗，物料表面粘有的 汁液、泥土及其他污物被清洗干净后由螺旋输送辊推送至出料口。
毛刷式清洗机主 要部件为喷淋设 备、清洗毛刷辊、 动力装置、水箱
以及螺旋输送辊。
（一）原料清洗机械
（二）包装容器清洗机械——洗瓶机
双端连续式全自动洗瓶机
工作原理：传动链条带动瓶套在箱体内做周期转动，使 瓶子完成预冲洗→预浸泡→洗涤剂浸泡→洗涤剂喷射→ 热水预喷射→热水喷射→温水喷射→冷水喷射→出瓶流 程。
（二）包装容器清洗机械——洗瓶机
单端式全自动洗瓶机
工作流程：瓶子→预泡槽→第一洗涤剂浸泡槽→改向滚筒→洗
含表面活性剂清洗剂的去污理论， 遵循三个基本机理
卷离机理 溶解机理 乳化机理
（一）原料清洗机械
清洗在食品加工中非常重要，通常采用紊流或 机械力（如摩擦力、振动力）使粘附在原料表面的污 物脱落。
原料清洗效果与清洗工艺、清洗介质、清洗条件 及清洗对象等密切相关，其影响因素有：清洗时间、 温度、清洗力作用方式，以及清洗液体的pH值、矿 物质含量等。
该种振动筛为全封 闭系统，可安装于 任（一）分选机械——筛选机械 常见的振动筛
Russell自载振动筛结构示意图
该种振动筛该设备 为完全独立系统， 其负载、筛分和卸 载物料操作简单， 通过真空器将物料 吸进动筛，通过整 体安装于自动装载 筛盖的过滤实现气 料分离。
机械振荡，由此，超声波产生空化效应并形成剧烈紊流，在剧烈 振动作用下完成果蔬清洗。
（二）包装容器清洗机械
包装容器的清洗主要是两种类型 1. 清洗空包装容器，如玻璃瓶、塑料瓶和制 造罐头用的金属空罐等，进行清洗后再灌装； 2. 清洗包装后的实罐。
洗瓶设备（洗瓶机）：1.回转式洗瓶机 2.连续浸冲式洗瓶机
喷头
贮罐、贮槽和塔器等的清洗，均需要清洗喷头。根据洗涤状态， 可将喷头分为固定式和旋转式。
旋转式喷头
旋转式喷头可进一步分为单轴式和双轴旋转式两种类型
a) 单轴旋转式喷头 单轴旋转式一般为单个球形 或柱形喷头。
b) 双轴旋转式喷头 双轴旋转式喷头喷嘴可作水 平和垂直两个方向的圆周运动。
供液系统
(a) 管道 CIP系统的管道由两部分构成，一是被清洗的物料管道，二是将清 洗液引入被清洗系统的管道。
洗罐设备（洗罐机）：1.空罐清洗机 2.实罐清洗机
（二）包装容器清洗机械——洗瓶机
立式超声波洗瓶机
工作流程：输送带在长度方向与变距螺杆成90°衔接；输送带将瓶子
送入系统，由变距螺杆送瓶至提升框架，后由提升架将玻璃瓶送入夹爪 机械手；回转机构的中间转鼓由一对内齿轮构成环形喷针架，位于机械 手下方，喷针架往复跟踪运动的传动基准与大转鼓运动基准一致，喷针 先提升进入玻璃瓶与大转鼓同步转动进行喷淋，喷淋完毕后下降退出玻 璃瓶，返回初始位置开始下一循环动作。
振动喷淋式蔬菜清洗机（振动清洗部分）
工作原理：蔬菜先在振动清洗池中作往复运动，进行初步清
洗；后进入喷淋池中用清水喷淋，完成整个清洗过程。
（一）原料清洗机械
振动喷淋式蔬菜清洗机（喷淋部分）
工作原理：经振动清洗的蔬菜放入喷淋清洗池中，喷淋清洗池内
带软管的喷头一边往复摆动，一边高速喷水作进一步的喷淋清洗。 喷水顺序为先上方、后下方、后前后方，喷淋水开始为一定浓度的 杀菌液，最后为净水。
图2-14 摔油机就地清洗组合
洗液贮罐
洗液贮罐分为单罐式与多罐式CIP系统两类，单罐式多用于移动 CIP清洗装置，多罐式CIP系统可供多台设备清洗用。
贮罐型式分为立式和卧式两类。
加热器与喷头
加热器
加热器可独立于贮液罐而串联在输液管路上，形式可用片式也 可用套管式；可装在贮液罐（槽）内；可与蒸汽冷水直接混合加 热形式，单机清洗用的单罐式CIP系统常采用该种加热器。
Russell Compact Sieve紧凑型振动筛结构示意图
（一）分选机械——筛选机械 常见的振动筛
该种振动筛具有适合 操作员高度的加料平 台，其紧凑型筛能清 除过大颗粒、异物磁 铁分离器可吸附小于 筛孔的铁屑。
Russell 3合1振动筛结构示意图
（一）分选机械——筛选机械 常见的振动筛
Russell Airswept Sieve气扫型振动筛结构示意图
（二）包装容器清洗机械——洗罐机
旋转圆盘式空罐清洗机
工作流程：清洗圆盘由连接杆固定于天花板上。空罐经由进罐槽进入逆时针
方向转动的星形轮中。洗罐用热水通过星形轮的空心轴，再由分配管送入8个喷 嘴（喷嘴与星形轮是一体化的，即同步转动），喷出的热水对空罐内部进行冲洗。 热水清洗过的空罐离开星形轮后，即进入第二个星形轮中，在此空罐受蒸汽喷射 消毒。消毒后的空罐由第三个星形轮送至出罐轨道进入装罐工序。空罐在清洗机 中回转时有一定倾斜，使罐内水流出，污水由排水管排入下水道。
CIP系统的控制
控制CIP贮液罐的液位、浓度和温度等；各洗涤工序（如酸洗工序、碱 洗工序、中间清洗工序、杀菌工序、最后洗涤工序等）的时间。
第二节 分级分选机械
• 食品原料的分选（选别）机械是根据原料中杂物的不 同性质而设计的。
• 物料分级是将一种混合物料按照一定的原则分成两种 或两种以上具有不同特点的物料的操作过程。
• 根据食品原料中杂物性质的不同，清理与分选机械可 分为除石机、除草机、除铁机、过滤器等。
• 根据清理原理的不同，可分为尺寸、重量、形状、密 度、气流、筛分、光学、电磁学等机械。
（一）分选机械——气流法分选机械
• 气流法是根据物料颗粒的空气动力学特性进行物料清理的方法。 • 不同尺寸、表面形状、表面状态、密度的物料与空气产生相对运动时
• 一般说来，输送食品的管路、贮存或加工食品用的罐器、 槽器、塔器、运输工具以及各种加工设备都可应用CIP方式 进行清洗。
• CIP特别适用于乳品、饮料、啤酒及制药等生产设备的班前、 班后清洗消毒，以确保达到严格的卫生要求。
（三）加工设备清洗机械
典型CIP就地清洗系统
运行过程：主要包括水洗、碱洗、水洗、酸洗、再水洗
8—电动机 9—中杂出料槽 10—轻杂出料槽 11—后吸风道 12—沉降室 13—风机 14—风门 15—排风口 16—前吸风道
（一）分选机械——筛选机械 常见的振动筛
该种振动筛设计简捷， 物料筛分直接通过，能 确保无延误无死角，过 大颗粒及异物可快速通 过筛孔分离，经大尺寸 出口排出。仪器易于清 理维护，无需工具。
第二章 清洗与分选机械
章节
第一节 清洗机械 第二节 分级分选机械 第三节 皮核剥离机械
学习目标：
（1）了解食品行业中常用清洗与分选设备的工作原 理及结构； （2）了解清洗与分选设备的发展方向及应用前景； （3）发散思维考虑如何改进现有食品清洗加工设备。
第一节 清洗机械
清洗基本概念： 清洗过程的本质是利用清洗介质来分离污染物与清洗对象。
• 湿法重力清理利用不同密度的颗粒在水中所受浮力及下降阻力的 差异大于在气流中的差异而进行分选清理。密度小于水的颗粒及 杂物因上浮而被分离，密度大于水的颗粒下沉。按沉降速度不同 可将不同密度的颗粒分开。
（一）分选机械——重力分选机械
密度去石机
该类机器采用干法重力分选，为 专门清除密度比粮粒大的“并肩石” （石子大小类似粮粒）等重杂质的 机械，一般在气流分选及筛分完成 后使用。
（一）原料清洗机械
鼓风式清洗机
工作原理：鼓风机将具有一定压头的空气送入洗槽内，使清洗原
料的水产生剧烈翻动，物料再在空气对水的剧烈搅拌下进行清洗。 利用空气进行搅拌，可使原料在较强烈翻动而不损伤的条件下， 加速去除表面污物，因而适合清洗果蔬原料。
鼓风式清洗机结构图
（一）原料清洗机械
超声波清洗装置
工作原理：主要利用超声波发生器，将高频振荡信号转化为高频
（一）分选机械——重力分选机械 去石洗麦甩干机（采用湿法重力清理分选）
物理原理：主要利用机械力（如洗刷、水冲等）将污染 物与被清洗对象分开；
化学原理：利用水及清洗剂（如表面活性剂、酸、碱等） 使污染从被清洗物表面溶解下来。
第一节 清洗机械
清洗剂分为溶剂类清洗剂和水基清洗剂两种：
（1）溶剂类清洗剂的去污机理是溶解作用。
（2）水基清洗剂一般指以水为基体，再配以一定比例的 表面活性剂及其它助剂所组成的清洗剂。
受到空气的作用力也不同，以至在外力作用下表现出不同的运动状态。
• 在气流清理中，物料的空气动力学特性通常用悬浮速度表示，是进行 气流分选的依据。
a）垂直气流清选机 气流沿铅垂方向由下向上流动
b）水平气流清选机 气流沿水平方向流动
（一）分选机械——筛选机械
• 筛选法清理机是一种根据颗粒的几何形状及其粒度，利 用带有孔眼的筛面对物料进行分选的机器，具有去杂、 分级两个功能，应用极为广泛。
图2-13 CIP就地清洗系统结构图
（三）加工设备清洗机械——CIP就地清洗系统构成元素与分类
必要构成部件：清洗液（包括净水）贮罐、加热器、送液泵、管路、管件、 阀门等。
可选构成部件：过滤器、清洗头、回液泵、待清洗的设备以及程序控制系统 等组成。 系统分类：① 固定式：指洗液罐固定不动，与之配套的系统部件也保持相对固定。 多数生产设备可采用固定式CIP系统。 ② 移动式：通常指只有一个洗液罐，并且与泵等构成一个可移动单元的CIP装置。
（一）分选机械——筛选机械
筛面运动形式
1
静止倾斜筛面
2
往复振动筛面
3
高速振动筛面
4
平面回转筛面
5
滚动旋转筛面
（一）分选机械——筛选机械
振动筛是应用最为广泛的谷物类物料筛选与风选相结合 的清理设备，其功能为清除物料中的轻杂、大杂和小杂。
小麦清杂机结构示意图 1—进料斗 2—吊杆 3—筛体 4—大杂出料槽 5—筛格 6—自衡振动器 7—弹簧限振器
• 筛体多为平面结构，少数为柱面（圆柱面和棱柱面）结 构。筛有冲孔筛、编织筛、栅筛等；常见的筛孔形状有 圆形、正方形和长方形；筛面材料有金属、蚕丝、锦纶 丝等。
• 筛分是根据颗粒的宽度和厚度的不同来进行的。圆孔筛 根据物料宽度不同进行分离，宽度大于筛孔直径的颗粒 将被截留在筛面上方，称为筛上物；宽度小于筛孔直径 的颗粒将通过筛孔落到筛面下方，称为筛下物。
涤剂喷射区→第二洗涤剂浸泡槽→第一热水喷射区→第二热水 喷射区→温水喷射区→冷水喷射区→新鲜水喷射区。
（二）包装容器清洗机械——洗罐机
旋转圆盘式空罐清洗机
工作流程：瓶子→预泡槽→第一洗涤剂浸泡槽→改向滚筒→洗
涤剂喷射区→第二洗涤剂浸泡槽→第一热水喷射区→第二热水 喷射区→温水喷射区→冷水喷射区→新鲜水喷射区。
(b) 泵 CIP系统中的泵分供液泵和回液泵两类。供液泵将清洗液送至清洗 位置，为清洗液提供动能，以便以一定速度在管内流动和提供喷头 所需压力。回液泵将清洗过的液体回收到贮液罐，供洗液回收使用， 一些简单的系统可不设回液泵。
(c) 阀和管件 起控制各种液流（清洗液、料液等）流向作用。阀的形式：不锈 钢蝶阀、球阀、座阀和组合座阀等。CIP系统可采用手动阀或自动阀。 简单系统采用手动阀，复杂清洗系统往往采用自动阀。
（一）分选机械——筛选机械 谷物平转筛
谷糙平转筛主要利用谷糙混 合物自动分级的特性，使物 料和糙米在筛面上充分分层， 并配备大小适当的筛孔，使 底层糙米及时分出，从而达 到谷糙分离目的。
谷糙平转筛示意图
（一）分选机械——重力分选机械
• 重力清理法可以分为干法重力清理及湿法重力清理两类
• 干法重力清理以散粒体自动分层为基础，利用物料因密度及表面 状态而产生的流动性差异进行分选清理。为提高分选效率，一般 安排在筛选后使用，可用于清除并肩石或在粒径均匀一致的基础 上获得密度和表面状态也均匀一致的散粒体物料。