【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 內(nèi)蒙古工業(yè) 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明 書 14 第四章 設(shè)備選型 食品工廠所用設(shè)備分為：①專業(yè)設(shè)備：指原料分級(jí)機(jī)、果蔬去皮機(jī)、餅干成型機(jī)等專門為某些食品生產(chǎn)而配置的專業(yè)性較強(qiáng)的設(shè)備；②通用設(shè)備：指泵、風(fēng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)等通用機(jī)電產(chǎn)品；③非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備：指操作臺(tái)面、貯存罐等即 不屬于專業(yè)設(shè)備，也不屬于通用機(jī)電產(chǎn)品的某些特殊設(shè)備。 食品生產(chǎn)設(shè)備設(shè)計(jì)與選型的原則：①保證工藝生產(chǎn)過(guò)程的正常和安全運(yùn)行；②操作費(fèi)用低，耗水、耗電、耗氣等較少；③技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理，操作方便；④設(shè)備清洗方便，耐用，易維修；⑤設(shè)備結(jié)構(gòu)要緊湊，盡量實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化操作，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度；⑥考慮生產(chǎn)波動(dòng)和設(shè)備平衡，要保留一定的余量和備用設(shè)備；⑦盡量減少噪聲，符合環(huán)保要求。 食品生產(chǎn)設(shè)備設(shè)計(jì)選型的內(nèi)容：①設(shè)備所負(fù)擔(dān)的工藝操作任務(wù)和工作性質(zhì)，工作參數(shù)等的確定；②不同型號(hào)設(shè)備的特點(diǎn)和性能評(píng)價(jià)；③設(shè)備生產(chǎn)能力的確定；④ 設(shè)備臺(tái)數(shù)的確定；⑤設(shè)備主要尺寸的確定等。 本設(shè)計(jì) 涉及設(shè)備 及部分設(shè)備簡(jiǎn)介 本車間工藝設(shè)計(jì)中所設(shè)計(jì)的設(shè)備 包括：滾筒式分級(jí)機(jī)、帶式輸送機(jī)、 夾層鍋 、大豆磨漿機(jī)、雙聯(lián)過(guò)濾器、調(diào)配罐、高壓均質(zhì)機(jī)、殺菌 機(jī) 、 接種 罐、發(fā)酵罐、緩沖罐、混料罐、灌裝機(jī)等設(shè)備。 滾筒式分級(jí)機(jī) 滾筒式分級(jí)機(jī)包括進(jìn)料斗、滾筒、滾圈、摩擦輪、鉸鏈、收集料斗、機(jī)架、傳動(dòng)系統(tǒng)等部件。 滾筒式分級(jí)機(jī)工作原理： 當(dāng)滾筒等速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，物料在筒內(nèi)，由于摩擦力的作用，而被外舉一定高度，然后由于重力的作用，則沿筒壁向下滾動(dòng)，這樣物料一邊進(jìn)行篩分，一邊 沿著傾斜的篩面逐漸從加料端移向卸料端，細(xì)粒則通過(guò)篩孔進(jìn)入篩下，粗粒在篩筒的末端被收集。 滾筒式分級(jí)機(jī)特點(diǎn)： 工作轉(zhuǎn)速低、連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、操作平穩(wěn)，可安裝在建筑物的高層；篩孔易堵塞、篩分效率低、篩面的利用率不高，只有 1/8～ 1/6 的篩面參與工作 （可用于青豆、蘑菇等的分級(jí)） 【 19】 。 內(nèi)蒙古工業(yè) 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明 書 15 帶式輸送機(jī) 帶式輸送機(jī)廣泛用于食品工廠的連續(xù)輸送機(jī)械中，常用于塊狀、顆粒狀及整件物料的水平或傾斜方向的運(yùn)送。 許多加工過(guò)程的設(shè)備如揀選操作線、灌裝線、連續(xù)干燥機(jī)、連續(xù)速凍機(jī)等均采用帶式輸送裝置。 帶式輸送機(jī)的主要構(gòu)件有環(huán)形輸送帶 、驅(qū)動(dòng)輪、張緊裝置及機(jī)架等。裝卸料裝置和托輥為輔助機(jī)械，是否設(shè)置因?qū)嶋H使用場(chǎng)合而定。 帶式輸送機(jī)的工作原理是，繞在兩滾筒（或齒輪）上的輸送帶在驅(qū)動(dòng)滾筒（或齒輪）的作用下借助于其與驅(qū)動(dòng)滾筒間的摩擦力（或張力），產(chǎn)生連續(xù)運(yùn)動(dòng) ，輸送帶又依靠其與物料及物料間的摩擦力將物料從一端輸送到另一端。 帶式輸送機(jī)既可以沿水平方向輸送，也可以一定角度斜向輸送 【 19】 。 夾層鍋 夾層鍋又叫二重鍋、雙重釜，是一般食品工廠中的常用設(shè)備，通用性強(qiáng)，除用作預(yù)煮外，還可以化糖，配置調(diào)味料和熬煮一些濃縮產(chǎn)品。常用的有可傾式夾層 鍋和固定式夾層鍋兩種。夾層鍋主要包括冷凝水排出管、填料盒、鍋體、排水閥、進(jìn)汽管、壓力表、傾復(fù)裝置、安全閥、排料閥等部件。 管式 殺菌機(jī) 管式殺菌機(jī)為間接加熱殺菌設(shè)備，是由加熱管、前后蓋、器體、旋塞、高壓泵、壓力表、安全閥等部件組成。工作過(guò)程為：物料用高壓泵送入不銹鋼加熱管內(nèi)，蒸汽通過(guò)殼體空間后將管內(nèi)流動(dòng)的物料加熱，物料在管內(nèi)往返數(shù)次后達(dá)到殺菌所需要的溫度，保持一定時(shí)間后成品排出。若達(dá)不到要求，則由回流管回流重新進(jìn)行殺菌操作。 管式殺菌機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：①加熱器由無(wú)縫不銹鋼環(huán)形管制造，沒(méi)有密封圈和死角 ，因而可以承受較高的壓力；②在較高的壓力下可產(chǎn)生強(qiáng)烈的湍流，保證了制品的均勻性和具有較長(zhǎng)的運(yùn)行周期；③在密封的情況下操作，可以減少殺菌產(chǎn)品受污染的可能性。 高壓 均質(zhì)機(jī) 均質(zhì)設(shè)備可根據(jù)使用的能量類型和均質(zhì)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)分為壓力式和旋轉(zhuǎn)式兩大類。壓力式均質(zhì)設(shè)備首先使料液獲得高壓能，液體的高壓能在機(jī)內(nèi)轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，內(nèi)蒙古工業(yè) 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明 書 16 使料液中的分散物受到流體力學(xué)上的剪切作用、空穴作用和撞擊作用而得到破碎，這種類型的常見設(shè)備有高壓均質(zhì)機(jī)和超聲波乳化器等。旋轉(zhuǎn)均質(zhì)設(shè)備由轉(zhuǎn)子與定子系統(tǒng)組成，直接將機(jī)械動(dòng)能傳遞給受處理的介質(zhì)，是以剪 切作用為主的均質(zhì)過(guò)程，膠體磨是典型的旋轉(zhuǎn)式均質(zhì)設(shè)備。此外，攪拌機(jī)、乳化磨也屬于旋轉(zhuǎn)均質(zhì)設(shè)備范圍。 由于高壓均質(zhì)機(jī)均質(zhì)后的物料具有更好的穩(wěn)定性，所以 本設(shè)計(jì)中選用高壓均質(zhì)機(jī)。 高壓均質(zhì)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)包括：控制面板、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、均質(zhì)閥、氣缸組、壓力表、電動(dòng)機(jī)、機(jī)殼等部分。高壓均質(zhì)機(jī)可用來(lái)加工許多食品，不同產(chǎn)品應(yīng)用均質(zhì)機(jī)進(jìn)行處理，最重要的是選擇適當(dāng)?shù)木|(zhì)工作壓力。實(shí)際的均質(zhì)壓力應(yīng)按產(chǎn)品的配方、需要的產(chǎn)品貨架壽命以及其它指標(biāo)決定。 有些產(chǎn)品經(jīng)過(guò)一次均質(zhì)處理還達(dá)不到要求，要對(duì)物料進(jìn)行重復(fù)均質(zhì)，或者采用雙級(jí)均質(zhì)閥進(jìn)行處理。另外， 雖然高壓均質(zhì)機(jī)的出料仍然有較高壓頭，但它的吸程有限，一般供料容器的出口位置應(yīng)高于高壓均質(zhì)機(jī)進(jìn)料口，否則需使用離心泵作為啟動(dòng)泵用。高壓均質(zhì)機(jī)在使用中應(yīng)避免出現(xiàn)中途斷料現(xiàn)象，否則會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定的高壓沖擊載荷，會(huì)使均質(zhì)設(shè)備受到很大損傷。正位移泵的吸程有限，因此進(jìn)料前必須有一定的正壓頭，才不至于出現(xiàn)斷料現(xiàn)象。此外，物料夾入過(guò)多空氣也會(huì)引起同樣的沖擊載荷效應(yīng)，因此有些產(chǎn)品均質(zhì)前要先進(jìn)行脫氣處理。 設(shè)備操作時(shí)間 及流量 的確定 第二 工段設(shè)備操作時(shí)間： 大豆磨漿機(jī) 操作時(shí)間 25min；清洗時(shí)間 6 min；其它時(shí)間 5 min?；炝瞎?進(jìn)料時(shí)間 36 min；攪拌時(shí)間 5 min；出料時(shí)間 36 min。調(diào)配罐 進(jìn)料時(shí)間 36 min；攪拌時(shí)間 5 min；出料時(shí)間 36 min。 高壓均質(zhì)機(jī) 物料逗留時(shí)間 7 min。 殺菌 機(jī) 物料逗留時(shí)間 35 min。 第三工段 設(shè)備操作時(shí)間：接種罐 進(jìn)料時(shí)間 36 min；攪拌時(shí)間 5 min；出料時(shí)間 36 min；清洗 50 min。 發(fā)酵罐 進(jìn)料時(shí)間 60 min；發(fā)酵時(shí)間 3 h；出料時(shí)間 60min；清洗 50 min。 第四工段 設(shè)備操作時(shí)間：混料罐 進(jìn)料時(shí)間 20 min；攪拌時(shí)間 5 min；出料時(shí)間 20 min；清洗 50 min。 調(diào)配罐 進(jìn)料時(shí)間 20min；攪拌時(shí)間 5 min；出料時(shí)間20 min；清洗 50 min。 高壓均質(zhì)機(jī)（ 采用二次均質(zhì) ） 物料逗留時(shí)間 14min。 殺菌機(jī) 物料逗留時(shí)間 30 min。 第五工段： 二次殺菌時(shí)間 7 min；冷卻時(shí)間 40 min。 內(nèi)蒙古工業(yè) 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明 書 17 注：物料在管道中的流動(dòng)時(shí)間及在少量連續(xù)生產(chǎn)的設(shè)備中的時(shí)間共記為 30 min。 由于車間是兩班連續(xù)生產(chǎn)，即 16h 連續(xù)生產(chǎn)，所以由上述設(shè)備操作時(shí)間可以得出設(shè)備可以連續(xù)開機(jī)時(shí)間為 6h，所以可以得出管道中的物料流量。 第二工段 管道中的物料流量 ： 在混料工序之前，物料的最大流量為： qm1=247。 6=在配料工序之前，物料的最大流量為： qm2=（ +） 247。 6=從調(diào)配工序之后，物料的最大流量為： qm3=247。 6=第三工段 管道中的物料流量 ： 第三工段物料的最大流量為： qm4=247。 6=第四工段 管道中的物料流量 ： 在配料工序前，物料的最大流量為： qm5=247。 6= 在調(diào)配工序后，物料的最大流量為： qm6=247。 6= 第一工 段 設(shè)備選型 滾筒式分級(jí)機(jī)設(shè)備選型 滾筒式分級(jí)機(jī)的工藝設(shè)計(jì)計(jì)算 ： ⑴、滾筒式分級(jí)機(jī)的工藝參數(shù) ： ①、一般滾筒的傾斜角度 3～ 5176。；②、筒徑與長(zhǎng)度的比值 1： 4～ 6；③、筒面上的篩孔的正三角形排列；④、筒的轉(zhuǎn)速 10～ 15 轉(zhuǎn)／分，一般不超過(guò) 30 轉(zhuǎn)／分，在本工藝設(shè)計(jì)中取 10 轉(zhuǎn)／分；⑤、篩孔直徑可根據(jù)原料情況和分級(jí)要求而定 【 9】 。 因?yàn)榻?jīng)過(guò)滾筒式分級(jí)機(jī)分級(jí)后的大豆可以貯存。所以其可全天生產(chǎn)，而不用考慮到后續(xù)工段的處理需要。由于本車間 16 小時(shí)連續(xù)生產(chǎn)，考慮每天的準(zhǔn)備工作等時(shí)間，每天實(shí)際開機(jī)時(shí)間為 小時(shí)。則所選 滾 筒式分級(jí)機(jī)的處理能力為： G=Q247。 h247。 k =247。 247。 =注： Q— 每天大豆處理量； h— 設(shè)備工作時(shí)間， k— 設(shè)備 利用率 所以選用滾筒式分級(jí)機(jī)的規(guī)格參數(shù) 見 表 41： 內(nèi)蒙古工業(yè) 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明 書 18 表 41 滾筒式分級(jí)機(jī)規(guī)格參數(shù) 型號(hào) 生產(chǎn)能力 T/h 配用功率 KW 外形尺寸 mm 臺(tái)數(shù) TFJ1 40007001500 1臺(tái) 帶式輸送機(jī) 設(shè)備選型 帶式輸送機(jī)為滾筒式分級(jí)機(jī)的附屬設(shè)備，主要為了人工挑選大豆中可能存在的雜質(zhì) 。 根據(jù)滾筒式分級(jí)機(jī)的處理能力及其寬度， 在本設(shè)計(jì)中選用帶式輸送機(jī)的規(guī)格為： SIJ650/2 10S 型號(hào) 【 20】 ，具體型號(hào)見 表 42： 表 42 帶式輸送機(jī)規(guī)格參數(shù) 型號(hào) 帶寬 mm 帶速 m/s 輸送長(zhǎng)度 m 功率 kW SIJ650/2 10S 650 3 5 夾層鍋設(shè)備選型 經(jīng)查閱，干大豆的密度為 750kg/m3【 10】 ； 每天需要熱燙的大豆量為 ；水的密度設(shè)定為 1000 kg/m3，而熱燙時(shí)大豆與水的比例為 1： 3，則每天漂燙物料的體積為： V=247。 750+ 3247。 1000 = m3 因?yàn)榻莺蟮拇蠖箍梢岳洳貍溆?，所以?shī)A層鍋可以全天生產(chǎn)而不用考慮后續(xù)工段的處理需要。由于 本車間 16 小時(shí)連續(xù)生產(chǎn)，考慮每天的準(zhǔn)備工作等時(shí)間，每天實(shí)際開機(jī)時(shí)間為 14 小時(shí)。大豆熱燙時(shí)間為 1 小時(shí)，則每天可以熱燙 13批。則夾層鍋的所需容積為： G=247。 13247。 = m3 根據(jù)所需要的處理能力，所選夾層鍋的型號(hào)為 QG400， 臺(tái)數(shù) 1臺(tái)，具體型號(hào)參數(shù)見 表 43： 表 43 夾 層鍋規(guī)格參數(shù) 型號(hào) 設(shè)備容積 L 攪拌速度 r/min 電機(jī)功率 kw 鍋體內(nèi)徑深 mm QG400 36 1000 680 內(nèi)蒙古工業(yè) 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明 書 19 第二工段 設(shè)備選型 大豆磨漿機(jī)設(shè)備選型 大豆磨漿機(jī)為間歇式操作設(shè)備，每天工作時(shí)間為 6h，設(shè)備的操作周期為36min。則每天磨漿機(jī)可以處理的批次為： N=6247。 =10 批 則每批需要處理的物料量為： G=247。 10= 噸 /批 考慮到設(shè)備利用系數(shù)（取 ），則所選磨漿機(jī)的處理能力為： G′ =247。 = 噸 /批 而大豆磨漿機(jī)工作周期為 36min，所以所選磨漿機(jī)的處理能力為： G〞 =247。（ 36247。 60） = 則選用 800型漿渣自分磨漿機(jī)，所需要的臺(tái)數(shù)為 4臺(tái)，具體型號(hào)見 表 44： 表 44 漿渣自分磨漿機(jī) 規(guī)格參數(shù) 型號(hào) 產(chǎn)量 kg/h 功率 kW 轉(zhuǎn)速 r/min 砂輪直徑 mm 濾網(wǎng)（目） 800 950 2800 800 100 暫存罐 設(shè)備 選型 一批物料的質(zhì)量為 M=247。 10=，考慮到設(shè)備的填充系數(shù)（取 ），則暫存罐的容量為： V=247。 =2T， 所以選用 2T的暫存罐。 物料流量為 qm1=，則將一批料從暫存罐中泵出的時(shí)間為： T=247。 = 考慮到設(shè)備的清洗時(shí)間，所以選用 3個(gè)暫存罐，具體型號(hào)參數(shù)見 表 45： 表 45 暫存罐 規(guī)格參數(shù) 容積 m3 罐體直徑 mm 罐體高度 mm 材料 2 1350 1500 SUS304 不銹鋼 真空脫氣罐 設(shè)備 選型 物料流量為 qm1=，取設(shè)備的利用系數(shù)為 ，則真空脫氣罐的處理能力為： G1= qm1247。 =3T/h，因此選用 TQ3型真空脫氣罐，具體型號(hào)參數(shù) 見 表 46： 內(nèi)蒙古工業(yè) 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明 書 20 表 46 真空脫氣罐 規(guī)格參數(shù) 型號(hào) 生產(chǎn)能力 T/h 配用功率 kW 真空度 MPa 外形尺寸 m TQ3 3 ～ 混料罐選型 一批物料量 M=（ +）247。 10=，考慮到設(shè)備的填充系數(shù)，所以選用 2T的混料罐，具體型號(hào)參數(shù)如下表： 物料流量 qm2=，則將一批料泵入（或泵出）混料罐的時(shí)間為： T=（ +）247。 10247。 = h 考慮到攪拌時(shí)間，設(shè)備的清洗時(shí)間 ，所以選用 3 個(gè)混料罐，具體型號(hào)參數(shù)見表 47： 表 47 混料罐 規(guī)格參數(shù) 容積 m3 罐體直徑 mm 罐體高度 mm 攪拌轉(zhuǎn)速 r/min 攪拌功率 kW 2 1300 1500 150～ 220 8～ 13 雙聯(lián)過(guò)濾器 設(shè)備 選型 物料流量為 qm2=，取設(shè)備的利用系數(shù)為 ，則雙聯(lián)過(guò)濾器的處理能力為： G2= qm2247。 =，因此選用 ZHPH25 型雙聯(lián)過(guò)濾器，具體型號(hào)參數(shù)見 表 48： 表 48 雙聯(lián)過(guò)濾器 規(guī)格參數(shù) 型號(hào) 過(guò)濾面積 m2 流量 T/h 外形尺寸 mm 材料 ZHPH25 5 900 320 1100 SUS304 調(diào)配罐 設(shè)備 選型 一批物料量 M=247。 10=，考慮到設(shè)備的填充系數(shù)，所