食品混合机械与设备
食品机械与设备介绍
食品机械与设备介绍食品机械与设备是现代食品加工行业中必不可少的一个环节，因为它实现了大规模的生产、提高了工作效率、降低了成本并保障了食品的品质和卫生安全。
随着时代的进步，食品机械与设备的功能越来越多样化，性能也逐渐得到了提升。
本文将对其进行介绍，以期让读者对此有更深入的了解。
一、热处理设备热处理设备主要是用于杀菌、灭菌等一系列加热处理的机器设备。
其中最常见的是高温灭菌罐，尤其是UHT灭菌装置。
它可以使食品在瞬间受热到接近杀菌温度，杀灭细菌等微生物，然而对于食品的营养和质量会有损耗，因此该设备适用于那些需要保质期较长，难以用其他方式进行处理的食品。
二、液压设备液压设备，可以用于面粉加工、制造豆腐、制造蛋糕等过程中的挤压、成型等。
这些机器的原理是利用高压液体使得钢模具产生相应的作用力，不需要人力，工作效率高，适用于大规模的生产环境。
三、分离设备分离设备是用于将食品中的原料分离成不同成分的机器设备，包括离心机、膜分离在内。
其中离心机一般用于提取油脂，膜分离机则可以用于生产鲜奶和果汁等食品。
四、包装设备包装设备可以使食品在加工后能够更好地保存，保证食品的卫生、安全和品质。
其中常见的包装设备有罐装、袋装、瓶装、切割、封口、贴标、覆膜等机械设备。
其中自动包装设备以及自动化包装线作为食品机器人成为了关键的发展方向。
五、混合设备混合设备是用于将多种原料混合起来制成一种制品的机器设备。
常见的有搅拌机、搅拌罐、磨碎机、搅拌车等多种类型。
这些设备可以用于制作饼干、巧克力、派等食品。
六、烘烤设备烘烤设备是用于制作烤面包、烤蛋糕等食品的机器设备。
其中常见的有烘炉、烤箱、微波炉等。
这些设备可以精确地控制温度，从而实现对食品的烘烤质量的控制。
总而言之，食品机械与设备是现代食品加工行业中不可或缺的一个环节，它可以提高生产效率，降低成本，保障食品的质量和卫生安全。
各种类型的食品机械设备都有其独特的作用，也可以根据不同的加工需求进行灵活组合。
食品加工机械与设备
第二章 原料预处理机械与设备
本章主要讲述食品加工过程中需要用的 各种原料预处理设备。
• 第一节 清洗机械与设备 • 第二节 分级分选机械与设备 • 第三节 果蔬原料预处理设备 • 第四节 肉类原料预处理设备
第一节 清洗机械与设备
本节主要讲述食品加工过程中常用的各种清洗 机械与设备。
一、原料清洗机械 食品原料在生长、成熟、运输以及贮藏过程中，会受
1、浮洗机 浮洗机主要用来洗涤水果类原料，该设备一般配备流
送槽输送原料，主要由洗槽、滚筒输送机、机架及传动装 置构成。
水果原料经流送槽预洗后，由提升机送入洗槽的前半 部浸泡，然后经翻果轮拨入洗槽的后半部分，此处装有高 压水管，其上分布有许多距离相同的小孔，高压水从小孔 中喷出，使原料翻滚并与水摩擦，原料间也相互摩擦，从 而洗净表面污物，由滚筒输送机带着离开洗槽，经喷淋水 管的高压喷淋水再度冲净，进入检选台检出烂果和修整有 缺陷的原料，再经喷淋后送入下道工序。
二、容器清洗机械
1、容器清洗的基本方法 容器清洗的方法基本分为浸泡、喷射和刷洗三种。
（1 ）浸泡 将瓶子浸没于一定浓度、一定温度的洗涤剂或烧碱中，
利用它们的化学能和热能来软化、乳化或溶解粘附于瓶上 的不洁物，并加以杀菌。其中浸瓶时间对清洗效果的影响 较大。
浸瓶操作时要注意两点：①利用NaOH浸泡玻璃容器
到尘埃、砂土、微生物及其他污物的污染。因此，在加工 前必须进行清洗。而进行清洗所用到的设备就是原料清洗 机。 二、容器清洗机械
容器清洗机械用于对食品加工过程中用到的各种容器 进行清洗。具体的容器清洗方法可分为浸泡、喷射和洗刷 三种。
一、原料清洗机械
原料清洗机械主要有浮洗机、洗果机、鼓风式清洗机 和滚筒式清洗机等。
食品机械与设备—混合与均质机械
第五章 混合和均质机械
例如，某组分在混合物中的含量为50％，经测定其S
值为0.02，而另一种组分在混合物中的含量仅5％，
其S值也是0.02，经验表明，前一种组分在混合物中
均匀分布程度远比后一种好。这是因为S值只与各观测
第三节 液体搅拌机
二、机械式液体搅拌机
其中适用于处理低粘度或中等粘度液体的机械式搅拌机， 一般多按叶片型式和它在容器内的安装方式来分类：
（一）按搅拌叶片型式分类
• 1．桨叶式搅拌机 • 2．涡轮式搅拌机 • 3．旋桨式搅拌机
(二）按液体搅拌机的安装型式分类
• 1．可搬式搅拌机 • 2．立式搅拌机
1 n 1
n i1
(Xi
X
)2
标准偏差S的平方叫做均方根离差 ：
S 2
1 n 1
n i 1
(Xi
X
)2
第五章 混合和均质机械
图5—2表示沿混合机某方向取样，样品中某组分浓度值的 变化曲线
第五章 混合和均质机械
浓度测定值X的密度函数 曲线见图5－3，图中S 值的大小影响了曲线的 形状。
根据公式（5-7) 得到第一种组分在混合物中的均匀度为 96％，而第二种组分的均匀度仅60％。
第五章 混合和均质机械
三、混合机理
两种或两种以上不同组分构成的混合物在混合机或者料罐 内，在外力作用下进行混合，从开始时的局部混合达到整 体的均匀混合状态，在某个时刻达到动态平衡，之后，混 合均匀度不会再提高，而分离和混合则反复交替他进行着。
第三节 液体搅拌机
第三节 液体搅拌机
第三节 液体搅拌机
食品机械与设备-第7章 搅拌、混合及均质机械与设备
食品工程教研室
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②行星式混合机。
如图7—15所示，螺 旋搅拌机在自转的同时 还绕圆锥筒的轴线公转。 螺旋搅拌机公转使物料 沿锥面做圆周运动，螺 旋搅拌机自转使物料沿 螺旋面上升；受公转和 自转复合运动的影响， 部分物料同时在容器内 产生对流、剪切、扩散， 以对流混合为主。自转 速度60—90r／min，公 转速度为2—3r／min。 适宜混合乳粉、面粉、 砂糖等。
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二、捏合机
对于黏弹性较大的浆体状和塑性固体类的食品物料需要用 捏合机来完成物料的混合。由于物料的黏弹性高，故流动性极 小，桨叶搅拌产生的局部物料运动不能波及整个容器，因此不 能利用对流、扩散达到混合，而以剪切为主。桨叶产生剪切力， 将物料拉延撕裂，同时物料受桨叶推挤作用而被压向邻近物料， 如此反复达到物料混合均匀的目的。 捏合机工作负荷、消耗的功率较大，要求搅拌桨叶的强度 与刚度大，混合时间长。捏合机可分为间歇式和连续式两大类。
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(四)轴封 轴封是搅拌机上重要的部件，其作用主要是密封润滑油，防 止润滑油泄漏进搅拌罐内染流体。目前搅拌机使用最多的轴封有 填料密封和机械密封两种。
(1)填料密封 结构如图7—3所 示，主要由填料箱体4、填料 底衬套5、填料压盖2、压紧 螺栓3及填料6等组成。密封 原理是通过压紧压填料盖2使 填料6变形，从而消除转轴1 与机架的间隙。食品搅拌机， 考虑卫生要求，填料通常选用 聚四氟乙烯纤维。 该结构简单，成本低，但对轴 的磨损和摩擦功耗大，经常需 要维修。不适合高速搅拌机。
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(3)推进式搅拌器(旋桨式搅拌器)由2—3个螺旋叶片组成。叶 轮直径与搅拌罐内径的比为0.2—0.5，转速较高，为100— 500r／min，叶轮线速度在3—15m／s。推进式搅拌器是典 型的轴流式搅拌器。叶轮的排出液体能力强。主要适合于 低黏度液体的混合，固—液混合液中固体悬浮，乳化以及 传热，防止结晶和沉淀等。常用于低黏度糖液的制备、混 合水溶液的强制冷却。 (4)锚式搅拌器 主要产生轴向液流。叶轮直径高与搅拌罐内 壁的间隙小，叶轮直径与搅拌罐内径的比为o．7—0．95， 叶片宽度与罐内径的比为1：12，转速低，通常为10一50r ／min，线速度一般小于3m／s，由于锚与罐内壁间隙小， 在锚外缘处存在强烈的剪切作用，产生局部旋涡，引起液 体物料间的不断交换，因此锚式搅拌器尤其适合带夹套的 搅拌罐内液料的传热。另外，由于叶轮直径大，且与罐底 贴近，较适合于高浓度沉淀物料，能较好防止罐壁上物料 结晶和罐底物料沉淀。
《食品机械与设备》课程教学大纲
《食品机械与设备》课程教学大纲课程名称：食品机械与设备Food Machinery and Equipment课程编码：6321F011 学分：3 总学时：48说明【课程简介】食品机械与设备课程以介绍食品加工时所使用的各类机械与设备及他们的工作原理与机构为主要内容，主要包括运输机械、清洗机械、筛分机械、分级设备、泵、粉碎设备、热交换设备课、包装设备等。
课程理论严密，逻辑性强，有广阔的工程背景。
通过本课程的学习，使学生掌握食品机械与设备的工作原理、工作过程及应用，并能够在实际生产中，按照食品加工工艺选择合适的机械设备并配备生产线。
【课程性质】专业方向课【适用专业】食品科学与工程专业【教学目标】通过本门课程的学习，使学生了解食品机械设备的基本概念分类以及特点，掌握各门工艺课程中涉及的单元操作机械设备的结构特点、应用范围以及基本的造作注意事项。
希望通过本门课程的学习，使学生对食品工艺学中的各门课程中的加工原理及机械类型的选用等知识融会贯通。
【先修课程要求】食品工程原理、食品化学、机械设计基础、食品工厂设计等。
【能力培养要求】在食品工程原理的基础上进一步系统地学习食品加工中常用的机械与设备。
为工艺课的应用奠定基础。
通过这门课程的学习，学生能够掌握在现代食品加工过程中所使用的机械设备的原理和操作，为学生的就业铺垫机械设备基础。
【学习总量】总学时48学时，其中理论42学时，实验6学时；学生自主学习6学时，另行安排。
【教学方法与环境要求】加强理论与实际的结合，通过工厂实习和课程实验增强学生的动手能力，在教学活动中应始终把分析和思考能力的培养放在首位。
要求配备电脑操作台投影仪等设备。
【学时分配】【教材与主要参考书】教材：《食品工厂机械与设备》，许学勤，中国轻工业出版社，2009年4月，第二版参考书：【1】《食品加工机械与设备》，崔建云，中国轻工业出版社，2009年2月，第一版【2】《食品机械与设备》，殷涌光，化学工业出版社，2008年8月，第一版【3】《食品机械与设备》，康维民，中国农业科技出版社，2010年7月，第一版【4】自编实验讲义大纲内容绪论【教学目的和要求】了解：课程的性质，研究对象及任务，食品机械与设备的发展方向。
食品机械与设备教案
第一节食品机械对材料的一般要求对食品物料接触的部分要求：①对食品必须无害，不污染食品；②不受或少受物料介质的破坏，以延长使用寿命。
一、机械性能食品机械一般属于轻型机械大多数零部件受力较小。
从疲劳强度来要求机件的性能、耐磨强度大、硬度高的要求、较高的抗扭强度、耐高温和耐低温的机械性能。
二、物理性能食品机械的性能常常和材料的物理性能有关。
与材料的相对密度、比热容、导热系数、软化温度、线膨胀系数、热幅射波谱、磁性、表面摩擦特性、抗粘着性等。
在不同的使用场合，要求材料有不同的物理性能。
如传热装置要求有高的导热系数，食品的成型装置则要求有好的抗粘着性，以便脱模。
三、耐腐蚀性能食品机械接触的食品物料带有酸性或弱碱性，有些本身就是酸或碱，例如：醋酸、柠檬酸、苹果酸、酒石酸、乳酸、酪酸、脂肪酸、盐酸、纯碱、小苏打等等。
这些物料对许多金属材料都有腐蚀作用。
普通食盐、非酸、非碱，对许多金属也有腐蚀作用。
微生物生长繁殖时会产生带有腐蚀性的代谢物等。
机械设备的耐腐蚀程度决定于：①材料的化学性质和表面状态以及受力状态；②物料介质的种类，浓度和温度等参数。
通过复合材料或表面涂层的方法来加以解决。
四、制造工艺性材料的制造工艺性能至关重要．否则设计出来的零件有可能难以加工，甚至无法加工。
如焊接件的材料要有好的可焊性和切削性能，要求表面硬度高的零件要有好的热处理性能，要求表面涂装的零件要有好的附着性能。
<![endif]>第二节食品机械设备中的腐蚀现象与防止方法一、均匀腐蚀与防止措施这类腐蚀在食品机械中是最常见的形式。
其特征为金属部件整个暴露表面或大面积上均匀地发生化学或电化学反应，以相近的速度腐蚀，金属宏观地变薄。
例如在间接式制冷设备中，金属材料受到浓盐水的腐蚀；各种果汁、果茶和果酱加工设备受到酸的溶解；裸露在大气中的金属材料在空气中的氧化等都属于这种腐蚀。
为了防止这类腐蚀现象的发生在设计、制造和使用食品机械设备时可采取如下措施:1.选用耐蚀性能好的金属材料或非金属材料作为零部件的基材；2.采用耐用耐蚀金属或非金属覆盖层保护，可视其材料性质和工艺条件采取电镀、热喷涂等工艺；3.采取表面合金化措施，根据零部件的工作条件选用渗铝、渗铬、渗锌或多元共渗等工艺；4.采取化学转化膜措施，使金属部件表面参与化学或电化学反应形成附着良好、抗腐蚀性强的反应产物膜层；5.采用有机涂层保护措施，在食品机械设备的非工作的裸露表面上，利用有机的涂料或塑料，形成附着良好、连续的装饰——保护层。
食品加工机械与设备粉碎,均质及混合机械
果越好。 （2）便于原料颗粒内的成分进行分离。
例如：小麦的制粉、淀粉的制备都需要粉碎。 （3）提高物料的流动性，可实现流态化操作。
例如：流化床干燥 （4）提高物料的工艺性能。
例如：粉碎后，表面积增加，物料的干燥、 溶解等性能提高。
为了简单的表示和比较这一特性，常用其允许的最 大进料口尺寸与最大出料口尺寸之比作为粉碎比，称 公称粉碎比。
粉碎比是确定粉碎工艺以及选用粉碎机的重要依据。 一般粉碎机械的公称粉碎比为3-10，粉磨作
粉碎工艺主要包括两在高压泵的排料口，一般采用 双级均质阀。
均质阀由阀座、阀芯、弹簧、调节手柄组 成。
阀座和阀芯结构精密，二者之间间隙小而 均匀，保证均质质量。间隙大小由调节手柄调 节弹簧对阀芯的压力到来改变。
均质压力有压力表测定。第一级压力为 20-25MPa，主要使大的颗粒得到破碎；第二 级压力为3.5MPa，主要是进一步细化并均匀 分散。
同时，由风机造成的负压也可以避免进料口和轴与 侧壁等片
是粉碎机的主要工作部件。基本形状有8种， 如下图 ，其中以矩形最多。
锤片的形状由被粉碎物料而定，锤片菱角多， 粉碎力强，耐磨性差，尖角适合粉碎纤维性物 料，环形锤片磨损均匀。锤片长度一般不超过 200mm。
均质后的食品在口感、外观及消化 吸收率等方面均有提高。专用（二）均质机的工作原理
（1）剪切 在液体物料高速流动时，若突然遇 到狭窄的缝隙，就回造成极大的速度梯度，从 而产生很大的剪切力，使物料粉碎。 （2）冲击 在均质机内，液体物料与均质阀产 生高速撞击作用，从而将脂肪球等撞击成细小 的微粒。 （3）空穴 液体在高速流经均质阀缝隙处时， 产生巨大的压力降。当压力降低到液体的饱和 蒸汽压时，液体开始沸腾并汽化，产生大量气 泡。液体离开均质阀时，压力有会增加，使气 泡突然破灭，瞬间产生大量空穴。孔穴会释放 大量的能量，生产高频震动，使颗粒破碎。 均质机在工作时质机常用于乳品生产，它不仅能进 行均质，还可以去除牛乳中的杂质并分离细奶 油，又称为净化均质机。
第七章 第一、二节(搅拌)
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2.根据搅拌过程和目的选型
这种方法是通过搅拌过程和目的，对照搅拌 器造成流动状态做出判断来选择。
低粘度均相的液—液混合，搅拌难度小。 旋桨式循环能力强，动力消耗少，最适用。 平桨式结构简单，成本低，适宜小容量液相混 合。 涡轮式动力消耗大，增加费用。
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四、挡板
作用：
1、改变流型，改切向流为径向流。
（2）混合效率高，剪切效应较强，对粘度50Pa.S 以下液体有良好的搅拌效果。（稀薄的乳浊液、 悬浮液等，如原料糖浆）。
43
4．旋桨式搅拌器
桨叶形状与通常使用的推进式螺旋桨相似， 所以又称为推进式搅拌器。桨叶是螺旋面的一部 分，沿着桨叶长度方向不同截面处的升角是逐渐 变化的。此型桨叶制造加工有一定的难度。
其桨叶类似于通常的推进式螺旋桨形状，此类 桨叶又称为推进式桨叶。当桨叶旋转时，此种 类型桨叶产生的流动状态不但有水平环流、径 向流，而且也有轴向流动，其中以轴向流量最 大。因此，此类桨叶称轴流型桨叶。
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3．垂直螺杆式桨叶与流型
螺旋面可以看成是许多折叶的组合，这些折叶 的角度逐渐变化。所以，此类型螺旋面桨叶产 生的流型有水平环向流、径向流和轴向流，其 中以轴向流量最大。
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图5-1搅拌设备结构图 1.电机；
2.传动装置；
3.罐体； 4.料管； 5.挡板； 6.出料管；
7.搅拌器；
8.温度计插管； 9.液面
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传动装置
搅拌 搅拌设备主要由搅 搅拌轴 装置 拌装置、搅拌罐和 搅拌器 轴与轴封3大部分 搅拌设备 轴与轴封 组成。
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实际上，在各种搅拌混合设备中，以上 3种混合机 理同时并存，但是在不同的机种和物料组份中， 不同阶段作用有所不同。
食品机械与设备教案
食品机械与设备教案第一章：食品机械与设备概述1.1 教学目标了解食品机械与设备的基本概念掌握食品机械与设备在食品工业中的应用理解食品机械与设备的发展趋势1.2 教学内容食品机械与设备的定义与分类食品机械与设备在食品工业中的重要性食品机械与设备的发展历程与未来趋势1.3 教学方法采用讲授法介绍食品机械与设备的基本概念和发展趋势通过案例分析法让学生了解食品机械与设备在实际应用中的重要性1.4 教学评估课堂问答：让学生回答食品机械与设备的定义和分类小组讨论：让学生探讨食品机械与设备在食品工业中的应用案例第二章：食品加工机械与设备2.1 教学目标掌握常见食品加工机械与设备的工作原理和应用了解食品加工机械与设备的选择与维护要点2.2 教学内容常见食品加工机械与设备的工作原理和应用案例食品加工机械与设备的选择与维护方法2.3 教学方法采用讲授法介绍常见食品加工机械与设备的工作原理和应用通过案例分析法让学生了解食品加工机械与设备的选择与维护要点2.4 教学评估课堂问答：让学生回答常见食品加工机械与设备的工作原理和应用小组讨论：让学生探讨食品加工机械与设备的选择与维护方法第三章：食品包装机械与设备3.1 教学目标掌握常见食品包装机械与设备的工作原理和应用了解食品包装机械与设备的选择与维护要点3.2 教学内容常见食品包装机械与设备的工作原理和应用案例食品包装机械与设备的选择与维护方法3.3 教学方法采用讲授法介绍常见食品包装机械与设备的工作原理和应用通过案例分析法让学生了解食品包装机械与设备的选择与维护要点3.4 教学评估课堂问答：让学生回答常见食品包装机械与设备的工作原理和应用小组讨论：让学生探讨食品包装机械与设备的选择与维护方法第四章：食品质量检验与控制机械与设备4.1 教学目标掌握常见食品质量检验与控制机械与设备的工作原理和应用了解食品质量检验与控制机械与设备的选择与维护要点4.2 教学内容常见食品质量检验与控制机械与设备的工作原理和应用案例食品质量检验与控制机械与设备的选择与维护方法4.3 教学方法采用讲授法介绍常见食品质量检验与控制机械与设备的工作原理和应用通过案例分析法让学生了解食品质量检验与控制机械与设备的选择与维护要点4.4 教学评估课堂问答：让学生回答常见食品质量检验与控制机械与设备的工作原理和应用小组讨论：让学生探讨食品质量检验与控制机械与设备的选择与维护方法第五章：食品机械与设备的安全与卫生5.1 教学目标掌握食品机械与设备的安全操作规程了解食品机械与设备的卫生管理要求5.2 教学内容食品机械与设备的安全操作规程食品机械与设备的卫生管理要求5.3 教学方法采用讲授法介绍食品机械与设备的安全操作规程和卫生管理要求通过案例分析法让学生了解食品机械与设备的安全与卫生问题5.4 教学评估课堂问答：让学生回答食品机械与设备的安全操作规程和卫生管理要求小组讨论：让学生探讨食品机械与设备的安全与卫生问题及解决方法第六章：食品机械与设备的维护与管理6.1 教学目标学习食品机械与设备维护的基本知识掌握食品机械与设备的管理方法6.2 教学内容食品机械与设备维护的重要性食品机械与设备的维护方法与步骤食品机械与设备的管理策略6.3 教学方法采用讲授法讲解食品机械与设备维护的重要性与方法通过案例分析法让学生了解食品机械与设备的管理策略6.4 教学评估课堂问答：让学生回答食品机械与设备维护的重要性与方法小组讨论：让学生探讨食品机械与设备的管理策略第七章：食品机械与设备的选购与安装7.1 教学目标学习食品机械与设备选购的依据与标准掌握食品机械与设备安装的步骤与注意事项7.2 教学内容食品机械与设备选购的依据与标准食品机械与设备安装的步骤与注意事项7.3 教学方法采用讲授法讲解食品机械与设备选购的依据与标准通过案例分析法让学生了解食品机械与设备安装的步骤与注意事项7.4 教学评估课堂问答：让学生回答食品机械与设备选购的依据与标准小组讨论：让学生探讨食品机械与设备安装的步骤与注意事项第八章：食品机械与设备的自动化技术8.1 教学目标了解食品机械与设备自动化技术的现状与发展趋势学习食品机械与设备自动化技术的基本原理与应用8.2 教学内容食品机械与设备自动化技术的现状与发展趋势食品机械与设备自动化技术的基本原理与应用案例8.3 教学方法采用讲授法讲解食品机械与设备自动化技术的现状与发展趋势通过案例分析法让学生了解食品机械与设备自动化技术的基本原理与应用8.4 教学评估课堂问答：让学生回答食品机械与设备自动化技术的现状与发展趋势小组讨论：让学生探讨食品机械与设备自动化技术的应用案例第九章：食品机械与设备的技术创新9.1 教学目标学习食品机械与设备技术创新的途径与方法了解食品机械与设备技术创新的重要性与意义9.2 教学内容食品机械与设备技术创新的途径与方法食品机械与设备技术创新的重要性与意义9.3 教学方法采用讲授法讲解食品机械与设备技术创新的途径与方法通过案例分析法让学生了解食品机械与设备技术创新的重要性与意义9.4 教学评估课堂问答：让学生回答食品机械与设备技术创新的途径与方法小组讨论：让学生探讨食品机械与设备技术创新的重要性与意义第十章：食品机械与设备的前景与发展10.1 教学目标学习食品机械与设备的发展趋势与前景了解食品机械与设备在食品工业中的地位与作用10.2 教学内容食品机械与设备的发展趋势与前景食品机械与设备在食品工业中的地位与作用10.3 教学方法采用讲授法讲解食品机械与设备的发展趋势与前景通过案例分析法让学生了解食品机械与设备在食品工业中的地位与作用10.4 教学评估课堂问答：让学生回答食品机械与设备的发展趋势与前景小组讨论：让学生探讨食品机械与设备在食品工业中的地位与作用重点和难点解析一、食品机械与设备概述：理解食品机械与设备的基本概念和发展趋势。
许学勤-食品工厂机械与设备-第五章-混合和搅拌及均质机械与设备
气流磨
2AB10型气流粉碎机
AB10型气流粉碎机
气流粉碎机的特点
• 由于喷嘴处气体膨胀而造成较低温度， 加之大量气流导入产生的快速散热作用， 因而用于低熔点和热敏性材料的粉碎； 可在无菌情况下操作；被压缩的空气在 粉碎室内膨胀，产生的冷效应与粉碎时 产生的热效应可相互抵消。
超微粉碎的方法
借助与运动的研磨介质(磨介)所产生的 冲击，以及非冲击式的弯折挤压和剪切等 作用力，达到物料颗粒粉碎的过程。
• 粉碎、微粉碎与超微粉碎 • 冷冻粉碎
• 切割——是利用切割器具（如切刀等） 与物料的相对运动时产生的剪切力达到 切断、切碎效果的单元操作。
• 粉碎：利用机械或流体动力的方法克服固 体内部凝聚力使之破碎的单元操作。
• 微粉碎：原料粒度5～10mm，成品粒度 100μm以下。
• 超微粉碎：原料粒度0.5～5mm，成品粒度 10～25μm以下。
• （一）盘磨机 • （二）辊式磨粉机
常见碾辊盘磨机
磨盘固定式：如右图， 由两个碾辊和一个磨 盘组成。当碾轮绕着 立轴和其本身的横轴 转动时，物料就在碾 轮与磨盘之间受挤压 和研磨力而被碾碎。
辊式磨粉机的主要 工作机构是磨辊， 有一对或两对，分 别称为单式和复式 辊式磨粉机。
传动部分主要给磨 辊提供工作动力， 使两磨辊作相对方 向的转动，其中一 个为快辊，另一个 为慢辊。
旋浆式搅拌器： 由2~3片旋转浆所组成，浆叶是用螺母固定在轴上，螺母的拧 紧方向与浆叶旋转方向相反，旋浆的直径为容器直径的 0.2~0.3倍，搅拌浆的转速一般为300~1000rpm。液体作螺 旋 状运动，旋桨使液体受到强烈的切割或剪切，由于流动非 常 强烈，这种搅拌器适合用大容器低粘度的液体的搅拌。
第六章 食品混合机械与设备
扭矩。要求传动链短、传动件少、电机功率小，以降低成本。
第二节 搅拌机 agitator
❖ 三、搅拌器
❖ （一）搅拌器分类
❖ 1、按搅拌桨叶结构分类 Classification by stirring blade structure
偏心式搅拌安装形式
Eccentric stirring installation mode
将搅拌器安装在立式容器的偏心位置， 这种安装形式能防止液体在搅拌器附近产生涡 流回转区域，其效果与安装挡板相近似。 搅拌轴偏离容器轴线，会使液流在各点压力分 布不同，增加液层间相对运动，形成湍流（turbulence） 改善搅拌效果。 但偏心搅拌容易引起设备在工作过程中的 振动，一般此类安装形式只用于小型设备上。
❖ 液流的流型更取决于叶片的几何形状和结构以及在容器内有无 阻挡物等，而叶片的几何形状对流型的影响最大。
第二节 搅拌机 agitator
❖ 三、搅拌器 ❖ （三）搅拌液流型 ❖ 1、轴向流型 Axial flow
pattern
❖ 液体从轴向进入叶片， 从轴向流出。乳浊液和 混浊液的制备常用轴向 流型。旋桨或叶片 （Propeller or blade）， 类似轴流式风机。
第一节 概述
❖ 二、对混合均质机械的一般要求 ❖ General requirements for mixed homogeneous machinery ❖ ①混合物的混合均匀度高； ❖ ②物料在容器内的残留量少； ❖ ③均质物的颗粒微小，质地细腻； ❖ ④设备结构简单，坚固耐用，操作方便，便于检视、取样和清
❖ 3、倾斜式搅拌安装形式 Inclined stirring installation mode
第六章混合均质机械与设备
一、液体搅拌机
液体搅拌目的 带有搅拌器的设备
（一）基本结构 （二）搅拌器 （三）搅拌容器 （四）搅拌器的传动装置和轴封
食品工厂机械与设备——第六章 混合均质机械与设备
带有搅拌器的设备
食品工业中典型的带搅拌器的设备有：发酵罐、酶 解罐、冷热缸、溶糖锅、沉淀罐等。这些设备虽然名 称不同，但基本构造均属于液体搅拌机。
除了高压均质机以外，胶体磨、超声波均质器(或称 超声波乳化器)、高速搅拌器等都有均质功能。
食品工厂机械与设备——第六章 混合均质机械与设备
第一节 液体搅拌与混合机械设备
除了间歇式的液体搅拌设备以外，还可利用水粉混合机 及静态混合器等设备，以连续或半连续化的方式制备液体混 合物。
一、液体搅拌机 二、水粉混合机 三、静态混合器
（一）基本结构
▪ 搅拌机械的种类较多，但其基本结构 是一致的。其结构如图6.1所示，主要 由搅拌装置、轴封和搅拌容器三大部 分组成，即：
传动装置
搅拌装置
搅拌轴
搅
搅拌器
拌
设
轴封
备
罐体
搅拌容器
附件
食品工厂机械与设备——第六章 混合均质机械与设备
搅拌器
搅拌器（或称搅拌桨）及搅拌轴的主要作用是通 过自身的运动使搅拌容器中的物料按某种特定的方式 流动，从而达到某种工艺要求。所谓特定方式的流动 （流型）是衡量搅拌装置性能最直观的重要指标。
平桨式结构简单，成本低，适宜小容量液相混合。 涡轮式动力消耗大，会增加费用。
食品工厂机械与设备——第六章 混合均质机械与设备
分散操作
▪ 涡轮式因具有高剪切力和较大循环能力，所以最 适用。其中平直叶涡轮剪切作用大于折叶和后弯叶的 剪力作用，因此应优先选用。为了加强剪切效果，容 器内可设置挡板。
食品工厂机械与设备教材.pptx
搪瓷替代材料：有各种无毒树脂涂料，其涂层耐腐蚀而不易产生
碎片。
食品工厂机械与设备——第一章 总论
二、食品机械中常用的材料
（二）不锈钢——定义与成分 定义——在空气中或化学腐蚀介质中能够抵抗腐
食品工厂机械与设备——第一章 总论
一、食品加工机械设备用材要求与性能
机械设备性能主要包括三类:
（一）机械性能
强度
耐磨性
刚度
高温工作性能
硬度
低温工作性能
食品工厂机械与设备——第一章 总论
一、食品加工机械设备用材要求与性能
（二）物理性能 常见物料性能， 例如：相对密度、比热容、热导率、
多功能性
一定程度通用性，可用一机多
用，用于不同物料、不同产品。调节容易、调
整模具方便。
食品工厂机械与设备——第一章 总论
二、食品加工机械设备的特点
卫生要求高 直接与物料接触部分，均采用无毒、 耐腐蚀材料制造；这部分表面均需抛光处理，以便 清洗和消毒。传动系统与工作区域有严格密封措施， 以防润滑油泄漏进入加工食品物料。
制糖机械 豆制品加工机械 焙烤食品机械 乳品机械 果蔬加工和保鲜机械 罐头食品机械
糖果食品机械 酿造机械 饮料机械 方便食品机械 调味品和添加剂制品机械 炊事机械等
食品工厂机械与设备——第一章 总论
一、食品加工机械设备的分类
2.根据设备的操作功能分类
常见设备操作功能可分为： 筛分与清洗 搅拌及均质
粉碎和切割 蒸煮煎熬
分级分选
蒸发浓缩
多相分离
干燥
混合
烘烤
成型
《食品机械与设备》课程教学大纲
《食品机械与设备》课程教学大纲课程名称：食品机械与设备课程类别：专业选修课适用专业：食品质量与安全考核方式：考查总学时、学分： 32 学时、2 学分一、课程教学目的本课程是食品质量与安全专业的专业选修课。
在机械制图、机械工程基础的基础上进一步系统地学习食品加工中常用的机械与设备，为工艺课的应用奠定基础。
本课程要求学生系统地掌握通用加工机械和常用的专用机械设备的结构、工作原理及主要性能。
了解各机械的特点及在生产中的应用、维护与保养。
通过本课程的学习，学生应具备一定的食品机械设备选型和操作能力。
二、课程教学要求本课程以食品工业中常用的机械与设备为基本结构，反映了食品加工设备的新成果。
内容有输送机械与设备、清理和分选机械、粉碎机械、分离机械、混合机械、浓缩机械、干燥、杀菌机械、熟化、速冻机械等。
执行本大纲应注意的问题：1、注意本课程与机械基础、食品包装学课程的相关内容的分工与衔接、以免遗漏或不必要的重复。
2、注意讲清本课程中的基本概念和基本理论，在保持课程的科学性及系统性的基础上，应突出重点、难点，并努力反映本学科的新成就，新动向。
反映食品机械的发展趋势及高新技术的应用。
3．教学过程中要充分利用直观教具如模型、图表、幻灯及录像和计算机辅助教学软件等。
4．注意理论与实践的联系，增加感性认识。
5．因学时有限，而内容较多，因此有一部分内容要求学生自学。
学生自学部位不占总学时，但仍然是大纲要求掌握内容。
学生自学部分，采用由教师提示，学生课后自学并提出问题，老师课后解答的方式。
三、先修课程工程制图、机械工程基础。
四、课程教学重、难点教学重点：各类食品机械设备的结构工作原理、特点及应用。
教学难点：输送机械、振动分选机械、干法粉碎机械、过滤分离机械、浓缩机械、干燥机械、杀菌及速冻机械的结构、工作原理、以及使用特点。
五、课程教学方法与教学手段本课程主要采用讲授法，结合讨论法、案例分析法、启发式教学法进行课堂教学。
通过图表、图片、音视频、动图、实物等手段，加深对食品机械与设备的了解，并掌握该学科的发展动态，学会初步解决实际问题的能力。
食品机械与设备教案
食品机械与设备教案一、教学目标1. 让学生了解食品机械与设备的基本概念和分类。
2. 使学生掌握食品机械与设备的工作原理和操作方法。
3. 培养学生对食品机械与设备的维护保养意识。
二、教学内容1. 食品机械与设备的定义和分类2. 食品机械与设备的工作原理3. 食品机械与设备的使用与维护4. 常见食品机械与设备介绍5. 食品机械与设备的安全操作注意事项三、教学重点与难点1. 教学重点：食品机械与设备的基本概念、分类、工作原理、使用与维护。
2. 教学难点：食品机械与设备的工作原理和操作方法。
四、教学方法1. 采用讲授法讲解食品机械与设备的基本概念、分类、工作原理、使用与维护。
2. 采用案例分析法分析常见食品机械与设备的使用场景和操作方法。
3. 采用实地演示法展示食品机械与设备的安全操作注意事项。
五、教学准备1. 准备PPT课件，内容包括食品机械与设备的基本概念、分类、工作原理、使用与维护等。
2. 准备相关案例素材，用于分析常见食品机械与设备的使用场景和操作方法。
3. 准备实地演示场地，展示食品机械与设备的安全操作注意事项。
4. 准备问答环节的问题，检验学生对教学内容的理解和掌握程度。
六、教学过程1. 导入新课：通过提问方式引导学生思考食品机械与设备在食品工业中的重要性。
2. 讲解基本概念：介绍食品机械与设备的基本概念，解释其在食品生产中的作用。
3. 分类讲解：详细讲解食品机械与设备的分类，包括主要设备和辅助设备。
4. 工作原理讲解：分析食品机械与设备的工作原理，结合实际案例进行阐述。
5. 使用与维护讲解：讲解食品机械与设备的使用方法，强调正确操作的重要性，并介绍维护保养的基本知识。
七、案例分析1. 分析实际案例：选取几个典型的食品机械与设备使用场景，让学生了解设备的具体应用。
2. 学生讨论：分组讨论案例中设备的使用方法和操作注意事项，分享心得体会。
八、实地演示1. 演示设备操作：教师或学生演示食品机械与设备的安全操作步骤。
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流型：桨式搅拌机的转速较慢，液 流的径向速度较大，轴向速度较低， 为了加强轴向混合，并减少因切线 速度产生的表面旋涡，通常在容器 侧壁加设挡板。
b 涡轮式
搅拌器形式 类似桨叶式搅拌机，唯叶片多而短，属高速回 转径向流动式搅拌
电机把动力传到传动装置，再传到搅拌器，搅拌器与容器 具有一定规律的相对运动，使得被搅拌物料充分接触与剧烈 摩擦，以实现对物料的混合、乳化、充气及排除部分水分的 作用。 搅拌效果的好坏由搅拌器运动规律限制。
结构
主要结构有调和容器、搅拌器， 传动装置、容器升降机构和机 架等
搅拌器
调和容器
容器
调和容器的结构特征与搅 拌机容器相似，为圆柱形 桶身下接球形底，两体焊 接成形或以整体模压成形
混合机的混合作用方式
混合作用方式不同，混合强度也有很大差异。 例如，以对流作用为主的卧式螺带混合机比以扩散为主的 立式螺旋混合机在混合时间、混合质量以及残留等方面都 具有优越性。因此，选择合适的混合机是极其重要的。
5.旋转容器式混合机
结构：由旋转容器及驱动转轴、机架、减速传动机构和
电动机组成。
旋转容器的形状决定了混合操作的效果。 容器内表面要求光滑干整，以减少粉料对器壁的粘附、
破坏离析作用
适用于物料物理性质 差别及配比差别比较 大的物料混合操作
第四节 调和机
对于粘弹性较大的浆体状和塑性固体类的食品物料需 要用调和机来完成物料的混合。
1.调和机理
通常对流混合、扩散混合和剪切混合这三种混合过 程同时并存，由于调和的原料通常是高粘度的非牛顿 流体，对流混合和扩散混合不易发生，混合过程以剪 切混合为主。
混合过程中，物料在容器内翻滚强烈。流动端面不断变化， 产生良好的横流效应，一般混合时间5～20min，转速为 5～20r/min，装料量50%-60%
V型混合机 也叫双联混合机它的旋转容器是由两段圆筒以互成一定角 度的v形连接，两筒轴线夹角在60～90。之间，两简连接 处剖面与回转轴垂直。
由于v形容器的不对称性，使得粉料在旋转容器内时聚时散， 在断时间内使物料得到充分混合，混合速度块，混合效果 好，装料量为两个圆筒体积的10％～30％。 其转速为6～ 25r/min，混合时间4min
容器是固定的，物料依靠装于容器内部的旋转搅拌器 的机械作用产生流动，在流动过程中发生混合
卧式螺带式混合机
结构： 主要由搅拌器（螺带）、混合容器、传动机构、 机架及电动机组成。
螺带可以1～2根，多的3根以上，螺带有的安装为正 向旋转带，有的安装为反向旋转带。
工作原理 水平槽内搅拌器产生的纵向和横向的复合运动混合粉料。
6.2 搅拌机
1结构：主要由搅拌器、搅拌容器及附属设备、搅拌轴
及轴封、传动装置等构成。
搅拌容器作用：容纳搅拌器与物 料在其内进行操作。对于食品搅 拌容器，除保证具体的工艺条件 外，还要满足无污染、易清洗等 专业技术要求，罐体设计成圆柱 形，顶部为开放式或密封式，底 部为碟形或半球形
搅拌器作用：通过自身的运动使 搅拌容器中的物料按某种特定的 方式活动。特定的方式的流动 （流型）是衡量搅拌装置性能最 直观的重要指标。
C 旋浆式
搅拌器形式 桨叶形状与常用的推进式螺旋桨相似，旋浆安 装在转轴末端，可以是一个或两个，每个旋浆由2－3片浆 叶组成。
特点 生产能力较高； 结构简单，维护方便 常常会卷入空气形成气泡和离心涡旋 适用于低粘度和中等粘度液体的搅拌，对制备悬浮液和乳 浊液等较为理想
一般参数
转 速： 小型1000r/min以上 大型400－800r/min
主，离析作用不明显。
↓混合变异系数下降缓慢，对流混合和扩散混合共同作用，
离析现象发生。
↓混合变异系数达到一定值，混合作用和离析作用达到动态平 衡
4.影响混合效果的因素
粉料特性
物理特性主要是指物料的密度、粒度、颗粒表面粗糙 度、水分、散落性、结团情况等。这些物理特性差异越 小，混合效果越好，混合后越不易再度分离；此外，某 组分在混合物中所占比例越小，即稀释的比例越大，越 不易混合。
减少漩流，增大被搅拌液
体的湍动程度，从而改善混
合效果
c
3.搅拌器形式
搅拌器可分为桨叶式、涡轮式、旋浆式三大类
a 桨叶式
桨 式 搅 拌 器
平浆式搅拌器
特点
框式搅拌器
结构简单，容易制造 混合效果较差 局部剪切作用弱，不易发生乳化作用 适用性广，适用于低、中粘度物料
锚式搅拌器
动画演示
一般参数
1.3 混合原理
混合是在外力作用下，使两种或两种以上不同组分的物料 产生相对运动并均匀分布的过程。该过程主要有三种以不 同相对运动的混合方式：
a 对流混合 物料以群体的方式从一处向另一处运动。作用 区域大，混合速度快，均匀性差。
b 扩散混合 物料以分子扩散形式向周围做无规则运动。特 性与a相反。
c 剪切混合 剪切作用使物料在剪切面上产生相对运动而引 起的混合。
捏和 一般指粘稠流体为主的物料混合
均质 对乳浊液、悬浮液进行边破碎边混合 的过程
1.2 混合机类型
混合机：以固体干物料为主的混合机械 搅拌机：以较低粘度的液体物料为主的混合机械 捏和机：以高粘度稠浆料和粘弹性物料为主的混合机械。 均质机：对乳浊液、悬浮液进行边破碎边混合的机械
V型高效不对称混合机 ZKJ型真空脱泡搅拌机
第六章 食品混合机械与设备
6.1 概 论 6.2 搅拌机 6.3 （固体）混合机 6.4 调和机 6.5 均质机
6.1 概 论
1.1 概念
两种或两种以上不同组分的物料，在外力作用 下，使其各组分的粒子均匀分布的过程。
经过混合操作后得到的物料称为混合物
混合 (广义)
混合 固体为主的物料混合 (狭义) 搅拌 一般指稀液体为主的物料混合
4.搅拌器安装型式
安立
倾斜式搅拌安装形式
装式
形中
式心
搅
拌
偏心式搅拌安装形式
底部搅拌安装形式
旁入式搅拌安装形式
第三节 混合机
混合机是将两种或两种以上的粉料颗粒通过流动作用，使之 成为组分浓度均匀混合物的机械。作用对象是颗粒状的固体
1.分类
混合操 作方式
间歇式 连续式
混合机
容器运 动方式
固定容器式 回转容器式
正方体型混合机
容器形状为正方体，旋转轴与正方体对角线相联，
混合机工作时，物料在容 器内受到三维以上的重叠混 合作用，没有混合死角，混 合速度块，与其他混合机相 比，混合性能更好，但生产 能力较小 。
对于混合粘附性和凝聚性 物料时，各顶角处易形成死 角，故混合效果较差。
6.固定容器式混合机
混合原理
利用工作部件对物料进行剪切，挤压使其先局部混 合再达到整体混合的过程叫捏合。
2.分类
容器轴线的位置：
立式 卧式
主要用途
打蛋机 调粉机
搅拌机数量
单轴式 多轴式
3.打 蛋 机
应用
常用来搅打各种蛋白液。主要加工对 象是粘稠性浆体，其搅拌器转速在 70～270r/min范围之内，故常称为 高速调和机。
工作原理
摩擦等影响。有时为了加大粉料的翻腾混合，减少混合时 间，在器壁或旋转容器内安装几个固定抄板。
工作原理：
容器是不固定的，内部无搅拌工作部件，物料随容器旋转 依靠自身重力作垂直运动，使被混粉料在器壁或容器内的 固定抄板上引起折流，造成上下翻滚及侧向运动，不断进 行扩散，而达到混合的目的。
主要参数
混合量 容器体积的30％－50％，如投入量大，混合空间减 少，离析作用大于混合倾向
特点： 混合速度快、混合效果好 配用动力小，占地面积少 一次装料量多，调批次数少 混合时间长，机内物料残留量较多
6. 两类混合机比较
旋转容器
混合物料的运动轨迹 相似 以扩散混合较明显
易产生离析作用
适用于物料物理性质 差别比较小的物料混 合操作
固定容器 混合物料的运动轨迹 差别较大
对流混合较明显
2.搅拌过程的液体流型
定义：在叶轮（由叶片和回转轴等组成）的旋转作用下， 把机械能传给液体，在叶轮附近区域的液流中造成涡动， 同时产生一股高速射流推动液体沿着一定途径在容器内 作某种特定的循环流动，称此为液a.轴向流型 液体从轴向进入叶片，从轴向流出 b.径向流型 液体从轴向进入叶片，从径向流出
混合原理
工作时，搅拌器作行星运 动，使被混合的粉料既能产生 垂直方向的流动，又能产生水 平方向的位移，推动物料之间 产生相对运动而达到混合的目 的，而且搅拌器还能消除靠近 容器内壁附近的滞流层，混合 速度快、混合效果好。
它适用于高流动性粉料及粘滞件粉料的混合，但不适用于 易破碎物料的混合操作（螺旋搅拌器与容器内壁间隙很小， 容易磨碎粉料）。
2.固体物料混合机理
对流、扩散和剪切混合三种形式在混合过程中同时存在， 只是各阶段所表现的主导混合形式不同。
对流混合通常发生在混合的初始阶段，混合速度较快， 但是混合均匀程度较差，在固定容器式混合机中表现得 非常明显; 扩散混合通常发生在混合的中后期，混合速度较慢， 但是最终达到得均匀程度较高，在旋转容器式混合机中 表现得特别明显
立式螺旋混合机
结构：主要由搅拌器（螺旋）、混合容器、传动机构、 机架及电动机组成。
行星传 动装置
搅拌器 （螺旋）
电机及减 速装置
混合容器
容器呈圆锥形，有利于 粉料下滑，螺旋搅拌器 轴线平行于容器壁母线。 上端通过转臂与旋转驱 动轴连接。当驱动轴转 动时，搅拌器除自转外， 还被转臂带着公转。其 自转速度在60～90r／ m传in动范机围构内，公转速度 约为2～3r／min。