【文章內(nèi)容簡介】 內(nèi)蒙古工業(yè) 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書 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：指原料分級機、果蔬去皮機、餅干成型機等專門為某些食品生產(chǎn)而配置的專業(yè)性較強的設(shè)備；②通用設(shè)備：指泵、風(fēng)機、電動機等通用機電產(chǎn)品；③非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備：指操作臺面、貯存罐等即不屬于專業(yè)設(shè)備，也不屬于通用機電 產(chǎn)品的某些特殊設(shè)備。 食品生產(chǎn)設(shè)備設(shè)計與選型的原則：①保證工藝生產(chǎn)過程的正常和安全運行；②操作費用低，耗水、耗電、耗氣等較少；③技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟合理，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，盡量實現(xiàn)機械化和自動化操作，減輕工人的勞動強度；⑥考慮生產(chǎn)波動和設(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不同型號設(shè)備的特點和性能評價；③設(shè)備生產(chǎn)能力的確定；④設(shè)備臺數(shù)的確定；⑤設(shè)備主要尺寸的 確定等。 本設(shè)計 涉及設(shè)備 及部分設(shè)備簡介 本車間工藝設(shè)計中所設(shè)計的設(shè)備 包括：滾筒式分級機、帶式輸送機、 夾層鍋 、大豆磨漿機、雙聯(lián)過濾器、調(diào)配罐、高壓均質(zhì)機、殺菌 機 、 接種 罐、發(fā)酵罐、緩沖罐、混料罐、灌裝機等設(shè)備。 滾筒式分級機 滾筒式分級機包括進(jìn)料斗、滾筒、滾圈、摩擦輪、鉸鏈、收集料斗、機架、傳動系統(tǒng)等部件。 滾筒式分級機工作原理： 當(dāng)滾筒等速轉(zhuǎn)動時，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，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)粒則通過篩孔進(jìn)入篩下，粗粒在篩筒的末端被收集。 滾筒式分級機特點： 工作轉(zhuǎn)速低、連續(xù)運轉(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） 【 19】 。 內(nèi)蒙古工業(yè) 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書 15 帶式輸送機 帶式輸送機廣泛用于食品工廠的連續(xù)輸送機械中，常用于塊狀、顆粒狀及整件物料的水平或傾斜方向的運送。 許多加工過程的設(shè)備如揀選操作線、灌裝線、連續(xù)干燥機、連續(xù)速凍機等均采用帶式輸送裝置。 帶式輸送機的主要構(gòu)件有環(huán)形輸送帶、驅(qū)動輪、張緊裝置及機架等。裝卸 料裝置和托輥為輔助機械，是否設(shè)置因?qū)嶋H使用場合而定。 帶式輸送機的工作原理是，繞在兩滾筒（或齒輪）上的輸送帶在驅(qū)動滾筒（或齒輪）的作用下借助于其與驅(qū)動滾筒間的摩擦力（或張力），產(chǎn)生連續(xù)運動 ，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，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 管式殺菌機為間接加熱殺菌設(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。工作過程為：物料用高壓泵送入不銹鋼加熱管內(nèi)，蒸汽通過殼體空間后將管內(nèi)流動的物料加熱，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。 管式殺菌機的結(jié)構(gòu)特點：①加熱器由無縫不銹鋼環(huán)形管制造，沒有密封圈和死角，因而可以承受較高的壓力；②在較 高的壓力下可產(chǎn)生強烈的湍流，保證了制品的均勻性和具有較長的運行周期；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 均質(zhì)設(shè)備可根據(jù)使用的能量類型和均質(zhì)機構(gòu)的特點分為壓力式和旋轉(zhuǎn)式兩大類。壓力式均質(zhì)設(shè)備首先使料液獲得高壓能，液體的高壓能在機內(nèi)轉(zhuǎn)化為動能，內(nèi)蒙古工業(yè) 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書 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，直接將機械動能傳遞給受處理的介質(zhì)，是以剪切作用為主的均質(zhì)過程，膠體磨是典 型的旋轉(zhuǎn)式均質(zhì)設(shè)備。此外，攪拌機、乳化磨也屬于旋轉(zhuǎn)均質(zhì)設(shè)備范圍。 由于高壓均質(zhì)機均質(zhì)后的物料具有更好的穩(wěn)定性，所以 本設(shè)計中選用高壓均質(zhì)機。 高壓均質(zhì)機的基本結(jié)構(gòu)包括：控制面板、傳動機構(gòu)、均質(zhì)閥、氣缸組、壓力表、電動機、機殼等部分。高壓均質(zhì)機可用來加工許多食品，不同產(chǎn)品應(yīng)用均質(zhì)機進(jìn)行處理，最重要的是選擇適當(dāng)?shù)木|(zhì)工作壓力。實際的均質(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)過一次均質(zhì)處理還達(dá)不到要求，要對物料進(jìn)行重復(fù)均質(zhì)，或者采用雙級均質(zhì)閥進(jìn)行處理。另外，雖然高壓均質(zhì)機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)機進(jìn)料口，否則需使用離心泵作為啟動泵用。高壓均質(zhì)機在使用中應(yīng)避免出現(xiàn)中途斷料現(xiàn)象，否則會出現(xiàn)不穩(wěn)定的高壓沖擊載荷，會使均質(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，物料夾入過多空氣也會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)備操作時間 及流量 的確定 第二 工段設(shè)備操作時間： 大豆磨漿機 操作時間 25min；清洗時間 6 min；其它時間 5 min?；炝瞎?進(jìn)料時間 36 min； 攪拌時間 5 min；出料時間 36 min。調(diào)配罐 進(jìn)料時間 36 min；攪拌時間 5 min；出料時間 36 min。 高壓均質(zhì)機 物料逗留時間 7 min。 殺菌 機 物料逗留時間 35 min。 第三工段 設(shè)備操作時間：接種罐 進(jìn)料時間 36 min；攪拌時間 5 min；出料時間 36 min；清洗 50 min。 發(fā)酵罐 進(jìn)料時間 60 min；發(fā)酵時間 3 h；出料時間 60min；清洗 50 min。 第四工段 設(shè)備操作時間：混料罐 進(jìn)料時間 20 min；攪拌時間 5 min；出料時間 20 min；清洗 50 min。 調(diào)配罐 進(jìn)料時間 20min；攪 拌時間 5 min；出料時間20 min；清洗 50 min。 高壓均質(zhì)機（ 采用二次均質(zhì) ） 物料逗留時間 14min。 殺菌機 物料逗留時間 30 min。 第五工段： 二次殺菌時間 7 min；冷卻時間 40 min。 內(nèi)蒙古工業(yè) 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書 17 注：物料在管道中的流動時間及在少量連續(xù)生產(chǎn)的設(shè)備中的時間共記為 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)備操作時間可以得出設(shè)備可以連續(xù)開機時間為 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 機設(shè)備選型 滾筒式分級機的工藝設(shè)計計算 ： ⑴、滾筒式分級機的工藝參數(shù) ： ①、一般滾筒的傾斜角度 3～ 5176。；②、筒徑與長度的比值 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 30轉(zhuǎn)／分，在本工藝設(shè)計中取 10 轉(zhuǎn)／分；⑤、篩孔直徑可根據(jù)原料情況和分級要求而定 【 9】 。 因為經(jīng)過滾筒式分級機分級后的大豆可以貯存。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 小時連續(xù)生產(chǎn)，考慮每天的準(zhǔn)備工作等時間，每天實際開機時間為 小時。則所選 滾筒式分級機的處理能力為： G=Q247。 h247。 k =247。 247。 =注： Q— 每天大豆處理量； h— 設(shè)備工作時間， k— 設(shè)備 利用率 所以選用滾筒式分級機的規(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)計說明書 18 表 41 滾筒式分級機規(guī)格參數(shù) 型號 生產(chǎn)能力 T/h 配用功率 KW 外形尺寸 mm 臺數(shù) TFJ1 40007001500 1 臺 帶式輸送機 設(shè)備選型 帶式輸送機為滾筒式分級機的附屬設(shè)備，主要為了人工挑選大豆中可能存在的雜質(zhì)。 根據(jù)滾筒式分級機的處理能力及其 寬度， 在本設(shè)計中選用帶式輸送機的規(guī)格為： SIJ650/2 10S 型號 【 20】 ，具體型號見 表 42： 表 42 帶式輸送機規(guī)格參數(shù) 型號 帶寬 mm 帶速 m/s 輸送長度 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 因為浸泡后的大豆可以冷藏備用，所以夾層鍋可以全天生產(chǎn)而不用考慮后續(xù)工段的處理需要。由于 本車間 16 小時連續(xù)生產(chǎn)，考慮每天的準(zhǔn)備工作等時間，每天實際開機時間為 14 小時。大豆熱燙時間為 1小時，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，所選夾層鍋的型號為 QG400， 臺數(shù) 1臺，具體型號參數(shù)見 表 43： 表 43 夾層鍋規(guī)格參數(shù) 型號 設(shè)備容積 L 攪拌速度 r/min 電機功率 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)計說明書 19 第二工段 設(shè)備選型 大豆磨漿機設(shè)備選型 大豆磨漿機為間歇式操作設(shè)備，每天工作時間為 6h，設(shè)備的操作周期為36min。則每天磨漿機可以處理的批次為： 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 ），則所選磨漿機的處理能力為： G′ =247。 = 噸 /批 而大豆磨漿機工作周期為 36min，所以所選磨漿機的處理能力為： G〞 =247。（ 36247。 60） = 則選用 800 型漿渣自分磨漿機，所需要的臺數(shù)為 4臺，具體型號見 表 44： 表 44 漿渣自分磨漿機 規(guī)格參數(shù) 型號 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間為： T=247。 = 考慮到設(shè)備的清洗時間，所以選用 3 個暫存罐，具體型號參數(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，具體型號參數(shù)見 表 46： 內(nèi)蒙古工業(yè) 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書 20 表 46 真空 脫氣罐 規(guī)格參數(shù) 型號 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）混料罐的時間為： T=（ +）247。 10247。 = h 考慮到攪拌時間，設(shè)備的清洗時間，所以選用 3 個混料罐，具體型號參 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)過濾器的處理能力為： G2= qm2247。 =，因此選用 ZHPH25 型雙聯(lián)過濾器，具體型號參數(shù)見 表 48： 表 48 雙聯(lián)過濾器 規(guī)格參數(shù) 型號 過濾面積 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)，所以選用 3T的混料罐。 物料流量 qm3=，則將一批料泵入（