第四章分离及均质机械

《食品机械与设备》教学大纲课程名称：食品机械与设备英文名称：：Food Machinery课程性质：专业教育必修课程课程编号：0710067所属学院：生命科学学院周学时：3学时总学时：45学时学分：3学分教学对象（本课程适合的专业和年级）：食品科学与工程专业（本科）二年级学生预备知识：机械制图、机械设计基础、热工基础、食品工程原理课程在教学计划中的地位作用：食品机械与设备是食品科学与工程专业的专业必修课。

本课程是一门既有系统理论又有较强实践性的技术课，对提高学生的食品工程专业理论水平，了解食品加工机械设备的工作原理、结构特点及操作要点，扩展食品工程专业知识领域；培养学生从食品工艺到工程及机械设备，从工艺单元操作到典型食品生产线，建立完整的食品工程理念和食品工厂机械设计概念，也为学生面向食品工程实际提供必备的工程专业知识基础。

教学方式：课堂讲授教学的目的与要求：通过本课程学习，使学生掌握各类食品机械与设备的工作原理、结构特点、应用范围和选型计算，了解食品工厂机械与设备现状、存在问题及国际发展方向，通过典型案例培养学生应用本课程知识面向工厂生产实际的能力。

课程教材：殷涌光.食品机械与设备.北京：化学工业出版社，2006年.参考书目：[1]陈斌.食品加工机械与设备.北京：机械工业出版社，2008年.[2]唐伟强.食品通用机械与设备.广州：华南理工大学出版社，2010年.[3]李兴国.食品机械学.成都：四川教育出版社，1991年.考核形式：期末考试编写日期：2011年8月课程内容及学时分配：第一章绪论（2学时）了解国内外食品机械与设备现状和发展方向；掌握食品机械与设备的分类、选型原则等。

重点: 食品机械的分类与要求难点: 食品机械的特点第二章输送机械与设备（6学时）掌握各类输送机械与设备的工作原理、结构特点，了解应用范围和选型计算方法。

重点:带式输送机和离心泵的工作原理、结构特点难点:螺旋输送机和气力输送设备的结构特点第三章清洗、分选机分级机械与设备（6学时）掌握各类清洗机械与设备、食品分级分选设备的工作原理、结构特点，了解应用范围和操作方法重点：洗涤的作用原理；各类清洗机械与设备的工作原理难点：各类食品分级分选的机械工作原理第四章分离机械（6学时）掌握各类分离机械与设备的工作原理、结构特点，了解应用范围重点：各类分离机械与设备的工作原理、结构特点难点：分子蒸馏与膜技术的概念第五章搅拌、混合及均质机械与设备（4学时）了解各类搅拌、混合及均质机械与设备的工作原理、结构特点和操作方法。

《食品机械与设备》考核大纲课程名称：《食品机械与设备》课程编号：0710056课程性质：通识教育必修课程学时学分：51学时，3学分适用专业：食品科学与工程专业（本科）二年级学生考核目标：使学生能够了解各种食品机械与设备的分类及特点；掌握典型食品机械的结构、特点、作用、工作原理、适用范围和影响因素；掌握分析食品机械与设备的一般方法以及一些重要设计参数的确定方法；了解各类加工方法、加工设备的相关新技术。

考核内容及要求：第一章绪论第二章输送机械与设备第一节固体物料输送机械一、带式输送机(应用)二、斗式输送机(理解)三、螺旋输送机(掌握)四、振动输送机(掌握)第二节液体物料输送机械一、齿轮泵(掌握)二、离心泵(应用)三、螺杆泵(理解)四、罗茨泵(理解)五、滑板泵(理解)六、水环式真空泵(理解)第三节气力输送设备一、概述(掌握)二、气力输送装置的分类(应用)三、气力输送的主要构件(掌握)第三章清洗、分选及分级机械与设备第一节块状果蔬清洗机一、洗涤的作用原理(应用)二、鼓风式清洗机的工作原理(理解)三、鼓风式清洗机的结构(掌握)第二节全自动浸泡与喷冲式洗瓶机一、全自动洗瓶机的类型(应用)二、全自动浸泡与喷冲式洗瓶机(理解)三、检瓶装置(了解)第三节往复直线振动筛一、结构和工作原理(应用)二、筛面主要运动参数(掌握)三、曲柄连杆机构传动时的平衡(了解)四、双振动电动机传动的自同步原理(了解) 第四节立面圆振筛一、结构(掌握)二、惯性振动器的结构和工作原理(理解) 第五节平面圆振筛一、平面回转筛(掌握)二、高方平筛(理解)第六节风振组合分选机械一、吸式编织板去石机的结构(应用)二、工作原理(应用)三、去石板上物料的运动(应用)第七节块状果蔬分级机械与设备一、机械式形状分级机(理解)二、筛筒式形状分级机(理解)第八节光电分选机械与设备一、光电分选的目的(理解)二、光电分选设备的设计(掌握)第四章分离机械第一节概述(应用)第二节过滤机一、过滤分离原理(应用)二、板框压滤机(应用)三、滤叶型压滤机(理解)四、真空过滤机(应用)第三节压榨机一、压榨过程和压榨分类(掌握)二、间歇式压榨机(理解)三、连续式压榨机(理解)第四节离心分离机一、离心分离的原理(应用)二、螺旋离心机(理解)三、碟片式离心分离机(掌握)四、三足式离心机(掌握)五、上悬式离心机(了解)六、卧式刮刀卸料离心机(了解)七、旋液分离器(了解)第五节萃取机械一、萃取原理(应用)二、液-液萃取设备(了解)三、固-液萃取设备(了解)四、超临界萃取设备(掌握)第六节膜技术设备一、膜分离的基本概念(了解)二、膜组件(应用)三、膜分离设备(理解)第七节蒸馏设备一、蒸馏原理(理解)二、白酒蒸馏设备(掌握)三、酒精蒸馏设备(应用)四、分子蒸馏(掌握)第五章搅拌、混合及均质机械与设备第一节搅拌机一、搅拌过程(掌握)二、搅拌混合机理(应用)三、搅拌机的结构(应用)四、液体流型(掌握)第二节混合机与捏合机一、混合机(理解)二、捏合机(了解)第三节胶体磨和均质机一、均质理论(掌握)二、高压均质机(应用)三、高剪切均质机(掌握)第六章杀菌机械与设备第一节立式、卧式杀菌锅一、立式杀菌锅(理解)二、卧式杀菌锅(掌握)第二节回转式杀菌机械一、结构(理解)二、工作过程(掌握)三、杀菌特点(掌握)第三节水封式连续高压杀菌设备(了解)第四节超高温瞬时灭菌设备一、直接加热超高温瞬时灭菌机设备(应用)二、间接式超高温灭菌设备(掌握)第五节非热杀菌技术与设备一、高电压脉冲电场非热杀菌技术与设备(掌握)二、食品的辐照杀菌技术与设备(掌握)三、紫外线杀菌技术与设备(掌握)四、超高静压杀菌技术与设备(理解)五、脉冲强光非热杀菌原理与设备第七章干燥机械与设备第一节流化床干燥机一、流化床干燥机的原理及特点(应用)二、流化床的工作参数(了解)三、振动流化床干燥机的结构(掌握) 第二节喷雾式干燥机一、喷雾干燥的原理和流程(应用)二、喷雾干燥的特点(应用)三、雾化器(次重点)第三节气流式干燥机一、气流式干燥机的特点(应用)二、气流式干燥机的种类(应用)第四节电磁辐射干燥机一、微波加热器(理解)二、红外线辐射加热器(理解)第五节真空干燥机一、真空干燥的原理及特点(应用)二、真空干燥设备(应用)第六节真空冷冻干燥机一、真空冷冻干燥的原理及特点(应用)二、冷冻干燥机(掌握)第八章食品冷冻机械与设备第一节概述(理解)第二节制冷机的工作原理和结构一、制冷工作原理(应用)二、制冷剂与载冷剂(应用)三、制冷机的主要装置(应用)四、制冷机的辅助装置(理解)第三节冻结机一、隧道式冻结装置(掌握)二、平板式冻结装置(理解)三、喷淋式液氮冻结装置(掌握)第四节解冻机一、外部加热解冻装置(掌握)二、内部加热解冻装置(理解)三、组合加热解冻装置(理解)第九章浓缩设备第一节浓缩的基本原理及设备分类一、食品浓缩原理与特点(应用)二、浓缩设备的分类(应用)第二节单效浓缩设备一、单效升膜式浓缩设备(应用)二、单效降膜式浓缩设备(应用)三、中央循环管式浓缩器(掌握)四、盘管式浓缩设备(掌握)五、带搅拌的夹套式真空浓缩锅(理解)六、活动刮板式薄膜蒸发器(理解)第三节多效浓缩设备一、多效蒸发的效数(应用)二、多效蒸发的工作原理(应用)三、多效真空浓缩的流程(掌握)四、双效升膜式浓缩设备(掌握)五、双效降膜式浓缩设备(掌握)六、三效降膜式浓缩设备(了解)第四节冷冻浓缩设备一、冷冻浓缩的原理与特点(掌握)二、冷冻浓缩装置系统(理解)第十三章挤压加工机械与设备第一节挤压加工技术的基本概念一、挤压加工技术的概念 (理解)二、挤压加工技术的特点 (应用)三、挤压机类型及特点 (掌握)第二节单螺杆挤压熟化机一、单螺杆挤压机的构成 (掌握)二、单螺杆挤压原理 (理解)三、单螺杆挤压机主要工作构件(了解)第三节双螺杆挤压机一、双螺杆挤压机分类及特性 (掌握)二、双螺杆挤压机挤压过程 (了解)考核类型：笔试（闭卷）记分方式：百分制考核时间：120分钟试题类型：名词解释、填空、简答、图形论述。

均质机的作用及工作原理
均质机是一种特殊的机械设备，用于将固体物质强制分散在液体或气体中，使其形成细小的分散体，以达到均匀分散，提高反应的效率的目的。

均质机的工作原理是通过动力机械，将物料放入均质机的容器中，容器中的搅拌器会进行旋转，在容器内形成涡流，从而使液体和物料进行有效的搅拌，将物料分散到液体中，形成均匀的混合物。

均质机的作用主要体现在三个方面：
一是把物料分散均匀，使混合物分散均匀，以达到物料之间的充分混合，改善物料的性能，提高物料的可利用度。

二是提高反应效率，通过容器内的搅拌器旋转，把物料分散到液体中，使反应物之间能够更好地接触，提高反应的效率。

三是降低物料的粒度，使物料的粒度更小，以便更容易被液体溶解，从而提高反应的效率。

总之，均质机的作用是使物料分散均匀，提高反应的效率，降低物料的粒度，达到良好的反应效果。

第一章：绪论食品工业：以农产品、畜产品、水产品和林产品等可食性资源为原料，按照一定的工艺要求，经过加工或重组，为人类提供可食用的各种制品的加工过程的工业为食品工业。

食品机械：在食品工业生产中，把食品原料加工或重组成食品或半成品的机械和设备。

第二章：输送机械与设备一、带式输送机1、带式输送机：一种应用广泛的连续输送机械，适用于块状、颗粒状物料及整件物品的水平或小角度输送，输送中可以对物料进行分选、检查、清洗、包装等操作。

2、带式输送机构造：主要由输送带、传动滚筒、改向滚筒、张紧装置、上下托辐、料斗、卸料装置等组成。

3、带式输送机工作原理：封闭的输送带绕过传动滚筒和改向滚筒，上下有托辐支撑并由张紧装置张紧在滚筒上，当电动机带动传动滚筒转动时，由于滚筒与输送带之间摩擦力的作用，使输送带在传动滚筒和改向滚筒间运转，便使加在输送带上的物料由一端被带到另一端。

4、张紧装置：使输送带紧边平坦，提高其承载能力，保持物料运行的平稳。

带式输送机的张紧装置一方面在安装时张紧输送带，另一方面要求能够补偿因输送带的伸长而产生的松弛现象，使输送带与驱动滚筒之间保持足够的摩擦力，避免打滑，维持输外，较轻的液相物则形成内层液环，由转鼓大端溢流口连续溢出转鼓，经排液口排出机外。

6、螺旋离心机是利用离心沉降原理分离悬浮液的设备，它主要用于完成固液相有密度差的悬浮液的固相脱水，液相澄清，粒度分级，浓缩等工艺过程。

7、碟片式离心分离机工作原理：澄清用：碟片不开孔，出液口只有一个。

悬浮液从中心管加入，经碟片底架引到转鼓下方，在离心力作用下，重度大的固相颗粒沿碟片下表面沉积到转鼓内壁，定期停机取出。

而澄清液则沿碟片上表面向中间流动，由转鼓上部出液口排出。

分离用：碟片开孔，出液口有两个（轻液、重液）。

悬浮液从中心管加入，由底架分配到碟片层的“中性孔” 位置，分别进入各锥形碟片间，成薄层分离，密度小的轻液沿碟片上表面向中心流动，由轻液口排出；重液则沿碟片下表面流向转鼓外层，经重液口排出。

食品工厂机械与设备课后题第四章分选分离机械与设备判断题1.植物性食品原料一般采用筛分原理分级机械设备。

﹙√﹚2.滚筒式分级机的进料端的筛孔最小。

﹙√﹚3.分离式离心机可用于分离悬浮液和乳化液. ﹙√﹚4.反渗透膜浓缩的循环需要用多级离心泵以克服浓缩液侧的渗透压。

﹙×﹚5。

布袋过滤器在温度高于100℃的环境中,滤袋的材料不能使用天然织物。

﹙×﹚6。

旋风分离器的工作气体流速不得低于25m/s。

﹙√﹚7。

超临界流体萃取系统流程中必有换热器。

﹙×﹚8。

一台电渗析器可采用多对电极。

﹙√﹚1.如果悬浮液中固形物含量大且粒度较大,可以采用碟式离心机进行分离。

2.奶油分离三用机可以在任何条件下独立完成牛乳的标准化操作。

3.在膜浓缩系统中,通常设一个浓缩（循环)环.4.超滤膜浓缩装置中，通常只需一台单级离心泵进料即可。

5.所有的膜分离系统均需要配备冷却器。

6.静电除尘器只能去除被处理粉尘中的带电粒子7.只要超滤设备中的膜组件更换成几何尺寸相同的反渗透膜组件就可进行反渗透操作.8.袋式过滤器大多采用逆气流方式除去袋中积粉。

填空题1。

离心分离机可根据：(1) 分离因数、(2）分离原理、(3）操作方式、(4) 卸料方式、（5) 轴向进行分类.2。

按操作原理，离心分离机可以分为过滤式、沉降式和分离式三种。

3。

常用于水果榨汁的两种连续压榨机是：螺旋压榨机和带式压榨机。

4.食品加工厂常见过滤设备有:板框式压滤机、叶滤机、转筒式真空过滤机、转盘式真空过滤机等。

5.除了榨汁机和过滤机以外，另外三种典型的用于果蔬加工的分离机械设备是：粉尘分离设备、提取机械设备和膜分离机械设备.1.卧篮式压榨机也称布赫榨汁机，关键部件是尼龙滤绳组合体。

其榨汁过程的主要步骤是：①装料、②压榨、③二次压榨、④排渣和⑤清洗.2.金属探测器可探测磁性和非磁性金属，探测的难易程度与物体磁穿透性能和电导率有关。

典型金属探测器可以检测到直径大于2mm 的球形非磁性金属和所有直径 1.5mm 的球形磁性颗粒。

食品机械04第四章搅拌和均质机械液体搅拌器液体搅拌机有机械式、喷流式、喷气式等。

机械式最多，包括桨叶式、涡轮式、旋桨式、特种式（如行星式、鼠笼式等）等。

一、桨叶式搅拌器用途：粘稠性和一般液体的搅拌最常用。

桨叶：尺寸有一定的要求，与桨叶型式、容器大小、液层高度、桨叶与容器底的距离等有关。

一般转速20～80rpm，属低速搅拌，结构简单，搅拌效果显著。

桨叶在轴上的固定方法：（1）焊接法。

制造方便，强度低，难拆卸，常用于直径小的容器。

（2）螺钉连接法。

桨叶与轴间有垫片，螺钉将桨叶固定在圆轴上。

易拆卸，但易滑动，适于功率小的时候。

（3）螺钉连接。

但轴为方轴。

防滑，固定较麻烦，方轴加工不便。

（4）键连接。

克服了以上缺点，故广泛采用。

二、涡轮式搅拌器特点：1、适于搅拌多种物料，对中等粘度液体更有效；2、效率高，能耗少；3、有较高的局部剪切效应；4、易清洗；5、造价高。

结构：类似于桨叶式，但叶片多而短，属高速回转径向流动式搅拌机。

可制成开式、半封闭式或外周套扩散环式等，叶片有平直、弯曲、垂直、倾斜等多种。

叶片数一般4～6片，直径约为容器直径的3～5倍。

转速400～2022年转/分。

原理：类似于离心泵从蜗轮轴向吸液，径向高速甩出，以高速沿容器壁上升流动。

三、旋桨式搅拌器用途：混合两种不相混合的液体制备乳浊液时（如油和水）常用，不适合粘稠液体搅拌。

搅拌桨叶：搅拌器和桨叶的形状如图，属高速搅拌（最大1500r/min），桨叶不宜过大，故用在小容器上。

注意：1、螺母拧紧方向应与转向相反，以防松脱。

2、安装位置不同，液体的流动状态也不同。

四、行星搅拌器用途：通过公转和自转形成复杂的涡流搅拌，得到较高的传热系数，在果酱制造和砂糖溶解时常装在夹层锅上，转速一般20～80rpm。

如图（1）为传动路线图，（2）为运动轨迹图。

1--皮带轮2--动齿轮3--桨叶4--横杆5--定齿轮I、II---轴五、喷气式搅拌器也称吹气式或气流式，其原理是用空压机将气体吹入液体中，利用气体的激烈运动搅拌。

机械与设备部分答案第一章判断题1.我国尚未颁布食品机械设备分类标准。

（√）2.食品加工机械设备多为成套设备。

（×）3.食品加工机械设备应当全由不锈钢制造。

（×﹚4.所有不锈钢材料在任何场合均不生锈。

﹙×﹚5.各种不锈钢的基本成分是铁和铬。

﹙√﹚6. 一般不锈钢中的铬含量不超过28%。

﹙√﹚7.食品工业不可采用非不锈钢材料制作的容器。

﹙×﹚8. 304不锈钢的镍含量为10%。

﹙×﹚9.食品加工设备所采用的轴承都应为非润滑型。

﹙×﹚10.具压力、高温内腔的设备应设置安全阀、泄压阀等超压泄放装置。

﹙√﹚11.机械设备的安全操作参数包括额定压力、额定电压、最高加热温度等。

﹙√﹚12.食品加工机械设备的噪声不应超过95dB（A）。

﹙×﹚13.严禁在任何表面或夹层内采用玻璃纤维和矿渣棉作为绝热材料。

﹙√﹚14.设备的产品接触表面应无凹坑、无疵点、无裂缝、无丝状条纹。

﹙√﹚第二章物料输送机械判断题1.带式输送机只能水平或向上输送。

（×﹚2.原理上讲斗式提升机可以正反向两种方向输送。

﹙×﹚3.带式输送机的最大输送距离为20m。

﹙×﹚4.输送韧性和可压缩性物料时，可以采用齿式或叶片式螺旋输送机。

﹙√﹚5.卫生离心泵的吸入口位置只要低于贮罐口，开机时就可将罐内料液吸出。

﹙×﹚6.螺杆泵的转动件是用食用级橡胶制造的。

﹙×﹚7.螺杆泵、齿轮泵和离心泵只要改变旋转方向就可以改变输送方向。

﹙×﹚8.螺杆泵的输出压头与螺杆的长度有关。

﹙√﹚填空题1．斗式提升机按输送的方向有式两种，料斗的形式有和角型斗三种。

装料的方式有吸取式和撒入式两种。

2.CIP清洗效率与 A.洗液有效浓度 B.洗液流速C.洗液温度 D.洗液贮罐形状3.双端式自动洗瓶机卫生条件,空间利用率于单端式。

A.优, 次B.优,优C, 次,次 D. 次,优4.为了对不同规格的空罐进行清洗，可采用洗罐机。

食品机械与设备第二版判断题第一篇：食品机械与设备第二版判断题1.食品加工机械设备多为成套设备。

错2.食品加工机械设备应当全由不锈钢制造。

3.所有不锈钢材料在任何场合均不生锈。

4.单端式自动洗瓶机主要用于新瓶的清洗。

5.目前滚筒清洗机的滚筒多采用大齿轮驱动。

错错错错6.鼓风式清洗机须与空气压缩机配合才能运行。

错7.振动磨在干法和湿法状态下均可工作。

对8.离心式切片机的刀片固定在回转叶轮上。

错9.蘑菇定向切片机的刀片为圆形。

对10.各种切丁机均对物料切割三次。

对11.绞肉机工作时只能使用一块格板和一件绞刀。

错12.绞肉机的生产能力由螺旋供料器决定，而与切刀的切割能力无关。

错13.斩拌机旋转剁刀的半径相同。

对14.斩拌机出料转盘既可以上下摆动，也可左右摆动。

错15.鱼鳞孔刀式破碎机适用于土豆破碎，但不适用于苹果破碎。

错16.齿刀式破碎机生产能力大，适合大型果汁厂使用。

对17.打浆机只能将水果打成浆，而不能去除其中的果皮果核。

错18.三道打浆机组从第I道到第III道打浆机的筛网孔径逐步减小。

对19.一般说来，物料的黏度越大，所需的搅拌器功率也越大。

对20.对稀液体物料进行搅拌的主要目的是为了获得均质的液体。

错21.搅拌罐的直径越大,搅拌器的直径越大，需要的搅拌功率越大。

对22.高压均质机的均质压力通常用手动方式进行调节。

错23.一般说来, 容器回转式混合器多为间歇式操作。

对24.水油混合式油炸设备的油炸温度一般不超过100℃。

错25.螺旋输送机和螺旋蒸煮机的螺旋对物料均有较强的挤压作用。

错26.高压均质机用的高压泵全是三柱塞泵。

错27.揉制面团只能用卧式捏合机。

错28.多管套管式热交换器适用于大颗粒物料的热处理。

对29.套管式热交换器一般不能方便地改变换热面积。

错30.微波加热、远红外加热、近红外加热是食品工业中三种常用的加热形式。

错31.对螺旋输送机来说，设备的输送能力随着螺旋转速的提高而增强。

错32.管程为偶数的列管式热交换器，管内流体的进出都在同一端封头。