食品加工機械與設備目錄第三章清理、清洗機械與設備第一節(jié)清理機械與設備第二節(jié)清洗機械與設備一、清理機械的作用、原理及分類1.除石機

除石機用于除去原料中的砂石。常用的方法有篩選法或密度法。篩選法除石機是利用砂石的形狀和體積大小與加工原料的不同,利用篩孔形狀和大小的不同除去砂石。密度除石機是利用砂石與食品原料密度的不同,在不斷振動或外力(如風力、水力、離心力等)作用下,出現(xiàn)自動分層現(xiàn)象而除去砂石。2.除草機

除草機用于除去原料中的雜草、莖葉等。常用的方法是風選法和浮選法。風選法是利用雜物與食品原料在空氣中的懸浮速度不同,通過風力進行除雜的方法。浮選法是利用雜草、莖葉在水中與食品原料所受的浮力不同,把漂浮在水中的輕浮雜物除去。3.除鐵機

除鐵機用于除去原料中的鐵質(zhì)磁性雜物,如鐵片、鐵釘、螺釘?shù)?。常用的方法是磁選法。利用磁力作用除去夾雜在食品原料中的鐵質(zhì)雜物。磁力除鐵機有電磁式和永磁式兩種形式。4.過濾器

過濾器用于除去液體食品原料中的雜物,如原料乳中的牛毛、毛屑等。常用方法是過濾法,可在容器的入口或出口裝上濾網(wǎng)或濾布過濾,也可安裝過濾器過濾。第一節(jié)清理機械與設備二、清理機械與設備1.篩選法清理機

篩選法清理機廣泛應用于食品加工企業(yè),多用于清理含有大雜、小雜及輕雜的顆粒狀食品原料。

篩選法的操作原理是當原料從篩子的一端移動到另一端的過程中,尺寸小于篩孔的物料穿過篩孔落下,成為篩下物;而尺寸大于篩孔的物料經(jīng)篩面從篩的另一端排出。圖3-1為小麥清雜機,是一種典型的振動篩清理機。主要裝置有:進料裝置、篩體、吸風除塵裝置、振動裝置和機架等。

被清理物料由進料斗1進入,通過控料閘依次到達三級振動篩的三層篩面上。三層篩面傾斜安裝在一個整體篩架上,由振動機構(gòu)帶動作往復振動。當物料到達第一層篩面,由于篩孔較大,物料及粗雜通過篩孔落到第二層篩面上,第一層篩面上為大雜。物料到達第二層篩面并通過篩孔,把粗雜清理出來。物料到達第三層篩面,由于第三層篩孔小,細雜通過篩孔被分離出來,而小麥則留在篩面上由小麥出口排出?？梢娙龑雍Y的篩孔依次減小,在吸風除塵裝置的配合下,把物料中質(zhì)輕的雜質(zhì)也能清理出來,該機的清理狀態(tài)如圖3-2所示。

篩選法清理機的篩面常用的有編織篩面和板篩面。編織篩面多用金屬絲編織成,也有用絹絲編織成的(相關內(nèi)容將在第四章第二節(jié)中予以介紹)。第一節(jié)清理機械與設備二、清理機械與設備1.篩選法清理機第一節(jié)清理機械與設備圖3-1篩選法清理機1—進料斗2—吊桿3—第一層篩面4—第二三層篩面5—自平衡振動器6—彈簧限振器7—電動機8—后吸風道9—沉降室10—風機11—風門12—前吸風道二、清理機械與設備1.篩選法清理機第一節(jié)清理機械與設備圖3-2篩選法清理機工作狀況圖1—往復振動機構(gòu)2、6—風選3—控料閘4—吸風口5—沉降室二、清理機械與設備2.除石機(1)粒狀原料密度除石機

如圖3-3所示為豆制品廠常用的QSC型密度除石機,用來對豆類等物料清除密度比原料大的并肩石(石子大小類似豆粒等)等重雜質(zhì)的一種先進裝備。該機主要由進料、篩體排石裝置、吹風裝置,偏心振動機構(gòu)等部分組成。

密度除石機由進料裝置、篩體、風機、傳動機構(gòu)等部分組成。傳動機構(gòu)常采用曲柄連桿機構(gòu)或振動電動機兩種。進料裝置包括進料斗、緩沖勻流板、流量調(diào)節(jié)裝置等組成。篩體與風機外殼固定連接,風機外殼又與偏心傳動機構(gòu)相連,因此,它們是同一振動體。篩體通過吊桿支撐在機架上,除石篩面一般用薄鋼板沖壓成雙面突起魚鱗形篩孔,具體形狀如圖3-4所示。密度除石機中的篩孔并不通過物料,而只作通風用,所以篩孔大小、凸起高度不同,出風的角度就會不同,從而會影響到物料的懸浮狀態(tài)和除石效率。篩面向后逐漸變窄,后部稱作聚石區(qū),篩面與其上部的圓弧罩構(gòu)成精選室(圖3-5)改變圓弧罩內(nèi)弧形調(diào)節(jié)板的位置,可改變反向氣流方向,以控制石子出口區(qū)含糧粒數(shù)。魚鱗形沖孔除石篩面的孔眼均指向石子運動方向(后上方),對氣流進行導向和阻止石子下滑,它并不起篩選作用。吹風系統(tǒng)包括風機,導風板、勻風板、風量調(diào)節(jié)裝置等。氣流進入風機,經(jīng)過勻風板、除石篩面、穿過物料后,排放到機箱內(nèi)循環(huán)使用。第一節(jié)清理機械與設備二、清理機械與設備2.除石機(1)粒狀原料密度除石機第一節(jié)清理機械與設備圖3-3

QSC型密度除石機1—進料口2—進料斗3—進風調(diào)節(jié)手輪4—導風板5—出料口6—進風調(diào)節(jié)裝置7—風機8—偏心傳動9—出石口10—精選室11—吊桿12—勻風板13—除石篩面14—緩沖勻流板二、清理機械與設備2.除石機(1)粒狀原料密度除石機第一節(jié)清理機械與設備圖3-4魚鱗篩孔的形狀a)單面凸起b)雙面凸起二、清理機械與設備2.除石機(1)粒狀原料密度除石機第一節(jié)清理機械與設備圖3-5密度除石機的精選裝置二、清理機械與設備2.除石機(1)粒狀原料密度除石機

密度除石機工作時,物料不斷地進入除石篩面的中部,由于物料各成分的密度及空氣動力特性不同,在適當?shù)恼駝雍蜌饬髯饔孟?密度較小的物料顆粒浮在上層,密度較大的石子沉入底層與篩面接觸,形成自動分層。由于自下而上穿過物料的氣流作用,使物料之間孔隙度增大,降低了料層間的正壓力和摩擦力,物料處于流化狀態(tài),促進了物料自動分層。因除石篩面前方略微向下傾斜,上層物料在重力、慣性力和連續(xù)進料的推力作用下,以下層物料為滑動面,相對于除石篩面下滑至凈料粒出口。與此同時,石子等雜物逐漸從物料顆粒中分出進入下層。下層石子及未懸浮的重顆粒在振動及氣流作用下沿篩面向后上滑,上層物料也越來越薄,壓力減小,下層顆粒又不斷進入上層,在達到篩面末端時,下層物料中物料顆粒已經(jīng)很少了。在反吹氣流的作用下,少量物料顆粒又被吹回,石子等重物則從排石口排出。密度除石機工作時,要求下層物料能沿傾斜篩面向后上滑而又不在篩面上跳動。第一節(jié)清理機械與設備二、清理機械與設備2.除石機(2)塊根類原料除石機

塊根類原料除石機是用來除去塊根類食品加工原料中的石塊泥砂。如圖3-6所示為某甜菜糖廠用來除去夾雜在甜菜中砂石的轉(zhuǎn)筒式除石機。其工作原理是砂石與甜菜的密度差較大,從而利用它們在水中不同的沉降速度進行分離。

該除石機由兩段組成,前段為揚送輪3,后段為轉(zhuǎn)鼓4。揚送輪外安裝有小斗,作除砂用。揚送輪內(nèi)有大斗,作去石用。轉(zhuǎn)鼓上有篩孔,轉(zhuǎn)鼓的內(nèi)外壁上都有螺旋帶,分別用來輸送石塊和泥砂。當甜菜水混合物由流送槽1進入轉(zhuǎn)鼓4后,甜菜繼續(xù)向前流送,而夾雜在甜菜中的砂石因密度較大而沉降到轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的螺旋帶上,隨著螺旋帶旋轉(zhuǎn)向甜菜水混合物相反的方向移動,落入揚送輪的大斗內(nèi),被提升后由砂石出口排出。通過篩孔的泥砂由轉(zhuǎn)鼓外壁的螺旋帶推至前段,經(jīng)揚送輪外小斗撮起,在轉(zhuǎn)動中滑入輪內(nèi)大斗與石塊一起排除。第一節(jié)清理機械與設備二、清理機械與設備2.除石機(2)塊根類原料除石機第一節(jié)清理機械與設備圖3-6轉(zhuǎn)筒式除石機1—流送槽2—主軸3—揚送輪4—轉(zhuǎn)鼓5—螺旋帶二、清理機械與設備2.除石機(2)塊根類原料除石機

為了防止甜菜下沉到轉(zhuǎn)鼓壁上,該機還安裝有水泵,使流送水循環(huán),加大水流速度。生產(chǎn)中為了加強除石效果,轉(zhuǎn)筒式除石機可串聯(lián)兩臺或兩臺以上,除石效率可達92%以上,且對甜菜流送過程影響較小,所以得到廣泛運用。

轉(zhuǎn)筒式除石機的型號與主要技術參數(shù)如表3-1所示。第一節(jié)清理機械與設備表3-1轉(zhuǎn)筒式除石機的型號與主要技術參數(shù)二、清理機械與設備3.除草機

除草機是用來除去食品加工原料中的雜草、莖葉、麥桿等雜物的專用設備。除草機的形式多種多樣,如圖3-7所示為塊根類食品原料在清洗過程中除去雜草的典型設備:膠帶式除草機。

塊根類食品原料在流送槽11中由左向右運動時,夾雜在食品原料中的雜草、莖葉、麥桿等雜物向上浮起,漂浮在流送槽的上部。除草機安裝在位于流送槽上的機架上。耙齒3的托架14是用膠帶制成的,耙齒托架14用螺栓固定在膠帶5上。膠帶由主動滾筒6驅(qū)動,經(jīng)改向滾筒12、從動滾筒1將迎著水流方向運動的耙齒帶動至高處,耙齒上掛有輕浮雜物。當耙齒運動到膠輥7處,翻落碰撞膠輥,輕浮雜物被震落經(jīng)溜槽8除去。

除草機下的流送槽宜寬一些,以降低水的流速,有利于雜草浮起。耙齒浸入深度應不小于200mm,齒排間距約300~400mm,以有效除去輕浮雜物。第一節(jié)清理機械與設備二、清理機械與設備3.除草機第一節(jié)清理機械與設備圖3-7膠帶式除草機1—從動滾筒2—擋板3—耙齒4—機架5—膠帶6—主動滾筒7—膠輥8—雜草溜槽9—電動機10—減速器11—流送槽12—改向滾筒13—張緊裝置14—耙齒托架二、清理機械與設備4.除鐵機

食品原料在加工前必須經(jīng)過嚴格的磁選,除去夾在原料中的鐵性雜質(zhì),食品原料中混入的磁性金屬雜質(zhì),因其危害較大,為了保護加工機械和人身安全,保證消費者身體健康,所以必須用除鐵機去除。除鐵機又稱磁力除鐵機,它的主要工作部件是磁體。每個磁體都有兩個磁極,其周圍存在磁場,磁體分為電磁式和永磁式兩種形式。電磁式除鐵機磁力穩(wěn)定,性能可靠,但必須保證一定的電流強度。永磁式除鐵機結(jié)構(gòu)簡單,使用維護方便,不耗電能,但使用方法不當或時間過長磁性會退化。(1)永磁溜管

如圖3-8所示的永磁溜管的永久磁鐵裝在溜管上邊的蓋板上。一般在溜管上設置2~3個蓋板,每個蓋板上裝有兩組前后錯開的磁鐵。工作時,原料從溜管上端流下,磁性物體被磁鐵吸住。工作一段時間后進行清理,可依次交替地取下蓋板,除去磁性雜質(zhì)。溜管可連續(xù)地進行磁選。永磁溜管結(jié)構(gòu)簡單,不占地方。為了提高分離效率,應使流過溜管的物料層薄而均勻。

圖3-9是使用平板式除鐵機的永磁安裝的結(jié)構(gòu)示意圖。磁鐵可安裝一排或多排。食品原料通過傾角為30°~40°的傾斜面時,鐵性雜質(zhì)被磁極吸住。當設備停止使用時,人工取下被吸住的鐵性雜質(zhì),再用鐵板將兩個磁極蓋住,以保存磁性。第一節(jié)清理機械與設備二、清理機械與設備4.除鐵機(1)永磁溜管第一節(jié)清理機械與設備圖3-8永磁溜管圖3-9平板式除鐵機的永磁安裝示意圖1—馬蹄形磁鐵2—控料閘3—木槽二、清理機械與設備4.除鐵機(1)永磁溜管

圖3-10為旋轉(zhuǎn)式永磁除鐵機,主要是由半圓形磁鐵與旋轉(zhuǎn)滾筒組成,磁鐵與滾筒的間隙小于2mm。當物料落在由非磁性材料(1Cr18Ni9Ti)制成的滾筒上時,物料隨滾筒一起轉(zhuǎn)動,而后自由排出,而夾雜在食品原料中的鐵性雜質(zhì)被吸附在滾筒表面,當滾筒轉(zhuǎn)至磁場作用之外時,自動落入盛鐵盒。第一節(jié)清理機械與設備圖3-10旋轉(zhuǎn)式永磁除鐵機1—控料閘2—磁鐵3—滾筒4—盛鐵盒二、清理機械與設備4.除鐵機(2)永磁滾筒

如圖3-11所示的CXY型永磁滾筒除鐵機主要由進料裝置、滾筒、磁心、機殼和傳動裝置等部分組成。磁心由鍶鈣鐵氧體永久磁鐵和鐵隔板按一定順序排列成170°的圓弧形,安裝在固定的軸上,形成多極頭開放磁路。磁心圓弧表面與滾筒內(nèi)表面間隙小而均勻(一般小于2mm),滾筒由非磁性材料制成,外表面敷有無毒而耐磨的聚氨酯涂料作保護層,以延長使用壽命。滾筒通過蝸輪蝸桿機構(gòu)由電動機帶動旋轉(zhuǎn)。磁心固定不動。滾筒重量輕,轉(zhuǎn)動慣量小。永磁滾筒能自動地排除磁性雜質(zhì),除雜效率高(98%以上),特別適合于除去粒狀物料中的磁性雜質(zhì)。第一節(jié)清理機械與設備二、清理機械與設備4.除鐵機(2)永磁滾筒第一節(jié)清理機械與設備圖3-11

CXY型永磁滾筒的結(jié)構(gòu)1—進料斗2—觀察窗3—滾筒4—磁心5—隔板6—小麥出口7—鐵雜質(zhì)收集箱8—變速機構(gòu)9—電動機10—機殼二、清理機械與設備4.除鐵機(2)永磁滾筒

為了有效地保障安全生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量,在食品原料的糧食等物料加工的全過程中,凡是高速運轉(zhuǎn)的機器的前部應裝有磁選設備。為了保證磁選效果。物料通過磁極面的速度不宜過快,永磁溜管的物料速度一般為0.15~0.25m/s,永磁滾筒的圓周速度一般為0.6m/s左右。表3-2中給出了CXY-25型永磁滾筒除鐵機的主要技術特性參數(shù)。第一節(jié)清理機械與設備表3-2

CXY-25型永磁滾筒除鐵機的主要技術特性參數(shù)一、清洗機械的作用、原理及分類

食品原料表面的雜質(zhì)和污物在產(chǎn)品加工前必須用清洗的方法去除。同時,為了保證食品衛(wèi)生,包裝食品的容器、和食品相接觸的設備表面、管道也必須進行清洗。為了減輕工人的勞動強度,提高生產(chǎn)效率,實現(xiàn)自動化生產(chǎn),必須要有相應的清洗機械與設備來滿足食品原料和包裝容器及有關生產(chǎn)設備的清洗要求。

由于加工產(chǎn)品及產(chǎn)品原料的多樣性決定了清洗機械的多樣化和復雜性。其清洗原理是把被清洗物放入水、汽或其他液體中用浸泡、噴洗、刷洗、振動清洗等方法把雜質(zhì)、污物除去;或者是利用水、汽及洗液通過被清洗物表面來達到清洗的目的。

清洗機械與設備一般分為如下幾類:1)對食品加工原料的清洗機械與設備。2)對食品包裝容器的清洗機械與設備。3)與食品相接觸的設備表面、管道的清洗機械與設備。第二節(jié)清洗機械與設備二、食品原料的清洗機械與設備1.滾筒式清洗機

如圖3-12所示為連續(xù)操作的滾筒式清洗機。滾筒3由角鋼、扁鋼和鋼板焊接而成。滾筒軸線有3°~5°的傾角,滾筒內(nèi)壁有螺線導板,以便物料排出。原料從進料口6進入,隨著滾筒的轉(zhuǎn)動,物料便在筒內(nèi)翻滾,物料與物料間,物料與筒壁間互相摩擦而將物料表面污物剝離。同時噴頭4連續(xù)地向滾筒內(nèi)噴水使污物浸潤而迅速剝離和排走。清洗干凈的物料從物料出口1排出。

滾筒式清洗機主要用于甘薯、馬鈴薯、生姜、馬蹄等塊根類食品原料和質(zhì)地輕硬的水果類原料的清洗。為了提高清洗效果,有的連續(xù)式滾筒機內(nèi)還安裝有可上下、左右調(diào)節(jié)的毛刷。在毛刷的刷洗作用下,食品原料表面的污物更易于脫落,洗凈率可達99%,生產(chǎn)能力達1000kg/h。

滾筒式清洗機的滾筒驅(qū)動方式一般為托輪—滾圈式。即在滾筒外面裝有3~4個滾圈,兩邊裝有小托輪。電動機8經(jīng)傳動裝置7帶動托輪轉(zhuǎn)動,托輪靠摩擦力帶動滾圈,從而使?jié)L筒轉(zhuǎn)動。這種驅(qū)動方式不僅結(jié)構(gòu)簡單可靠,而且傳動平穩(wěn),故被廣泛采用。第二節(jié)清洗機械與設備二、食品原料的清洗機械與設備1.滾筒式清洗機第二節(jié)清洗機械與設備圖3-12滾筒式清洗機1—物料出口2—滾筒支架3—滾筒4—噴頭5—滾筒托輪6—進料口7—傳動裝置8—電動機9、11—洗液出口10—滾筒支撐二、食品原料的清洗機械與設備2.鼓風式清洗機

滾筒式清洗機,由于物料在其中翻滾碰撞激烈,除了能使表面污物脫離外,很可能損傷皮肉。故滾筒式清洗機不適合于軟質(zhì)果蔬的清洗。對軟質(zhì)果蔬,宜采用鼓風式清洗機。圖3-13所示為鼓風式清洗機。利用鼓風機4將空氣送入洗槽1,使洗滌液產(chǎn)生劇烈的翻動,從而增加洗滌強度,能加速食品原料除去污物而又不損傷原料。原料在洗槽1的水面之下浸洗后,由鏈條6帶動其間的輸送裝置把原料運送到傾斜段,由噴水裝置2除去原料表面所沾的污水,然后到達水平輸送段,對原料進行檢驗和修整。

鼓風式清洗機兩鏈條之間的輸送裝置可采用滾筒(如輸送番茄),或金屬絲網(wǎng)(如輸送塊莖類原料),或用平板上裝刮板(如水果類原料)等。輸送帶11由鏈輪20、壓輪3和傳動裝置驅(qū)動。輸送機和鼓風機由同一電動機驅(qū)動,其傳動路線如圖3-13所示。第二節(jié)清洗機械與設備二、食品原料的清洗機械與設備2.鼓風式清洗機第二節(jié)清洗機械與設備圖3-13鼓風式清洗機1—洗槽2—噴水裝置3—壓輪4—鼓風機5—支架6—鏈條7、12—吹泡管8—排水管9—斜槽10—原料11—輸送帶13、14、15、17、18—帶輪16、19—軸20—鏈輪21—齒輪22—電動機二、食品原料的清洗機械與設備3.刷洗設備(1)XG-2型洗果機

如圖3-14所示為XG-2型洗果機。該機由清洗槽、刷輥、噴水裝置、出料翻斗、機架等構(gòu)成。果品由進料口落入清洗槽3,由于兩個刷輥的轉(zhuǎn)動使洗槽中的水形成渦流,

首先果品在渦流中得到清洗。由于渦流的作用使果品從兩個刷輥間隙通過得到全面刷洗。刷洗后的果品由出料翻斗翻上去,再經(jīng)高壓噴水噴洗,從出料口8出來。其工作原理如圖3-15所示。

該機是沖、刷、噴幾個強洗過程的結(jié)合,清洗質(zhì)量好,破損率低,結(jié)構(gòu)緊湊,造價低,使用方便,是目前果品廠較為理想的清洗機。第二節(jié)清洗機械與設備二、食品原料的清洗機械與設備3.刷洗設備(1)XG-2型洗果機第二節(jié)清洗機械與設備圖3-14

XG-2型洗果機1—電氣箱2—進料口3—清洗槽4—刷輥傳動裝置5—減速器6—出料翻斗7—高壓噴水嘴8—出料口9—微型水泵二、食品原料的清洗機械與設備3.刷洗設備(1)XG-2型洗果機第二節(jié)清洗機械與設備圖3-15

XG-2型洗果機工作原理圖1—進料口2—清洗槽3—刷輥4—噴頭5—出料翻斗二、食品原料的清洗機械與設備3.刷洗設備(2)GT5A9型刷果機

圖3-16所示為GT5A9型刷果機。該機主要由進出料斗、縱橫毛刷輥、傳動系統(tǒng)、機架等部分組成。電動機6通過V帶經(jīng)中間軸、鏈輪帶動縱毛刷輥轉(zhuǎn)動,再經(jīng)過縱毛刷輥的鏈輪、圓錐齒輪、V帶帶動橫向毛刷輥轉(zhuǎn)動。

果品從進料斗進入縱毛刷輥組,毛刷輥上的毛束在輥上呈螺旋線排列,毛束分組,長短相間。相鄰兩毛刷輥的轉(zhuǎn)向相反,輥軸線與水平方向呈3°~5°的傾角。這樣果品在邊轉(zhuǎn)動,邊推進,邊刷洗的過程中到達橫向毛刷輥。橫向毛刷輥不僅對果品有刷洗作用,而且可以控制出料速度,以便達到果品表面較完全地刷洗。第二節(jié)清洗機械與設備二、食品原料的清洗機械與設備3.刷洗設備(2)GT5A9型刷果機第二節(jié)清洗機械與設備圖3-16

GT5A9型刷果機1—出料口2—橫毛刷輥3—進料斗4—縱毛刷輥5—傳動裝置6—電動機二、食品原料的清洗機械與設備4.槳葉式清洗機

槳葉式清洗機主要是利用浸洗和槳葉的攪拌摩擦相配合來共同完成清洗作業(yè),適用于一些塊莖、塊根類原料如馬鈴薯、胡蘿卜、甜菜等的清洗。其基本結(jié)構(gòu)如圖3-17所示。工作時,先在洗槽2內(nèi)加入清潔水,液面不超過卸料槽口。物料從裝料斗6進入洗槽后,在洗液浸泡的同時又不斷地受槳葉的翻轉(zhuǎn)攪拌,使物料與物料之間、物料與洗槽壁及槳葉之間都產(chǎn)生相互摩擦,松脫的泥沙隨時被洗液帶走,并通過多孔篩底3落到洗槽的底部。可根據(jù)泥沙沉積的情況可以間歇地打開排污艙口9和閘門10把污物排出,并及時補充清洗用水。

槳葉式清洗機的槳葉呈螺旋形排列,槳葉在翻攪物料的同時又推動物料向前運動,使物料從進料口移動到卸料槽口排出。物料的清洗作用時間可由洗槽的長度和槳葉的轉(zhuǎn)速來確定。

在蘋果汁生產(chǎn)線中,對原料蘋果的清洗可采用槳葉式清洗機。漂浮在水面的蘋果在水流的作用下緩慢

向前運動,槳葉(采用食品級橡膠制成)在旋轉(zhuǎn)的同時,強制將蘋果壓向下方。蘋果在水中始終處于交替的上下運動和水平運動之中,蘋果與水流的相對運動產(chǎn)生很強的沖刷作用,極大地提高了清洗潔凈度,對蘋果也不造成機械損傷。這種清洗機在蘋果清洗中取得了很好的應用效果。第二節(jié)清洗機械與設備二、食品原料的清洗機械與設備4.槳葉式清洗機第二節(jié)清洗機械與設備圖3-17槳葉式清洗機1—卸料槽2—洗槽3—多孔篩底4—軸5—槳葉6—裝料斗7—傳動裝置8—機架9—艙口10—閘門三、食品包裝容器的清洗機械與設備1.全自動洗瓶機

對飲料生產(chǎn)來說,某些飲料瓶是回收瓶,如果汁和汽水等用的玻璃瓶,必須清洗干凈后才能使用。這些回收瓶除了要去除瓶外的商標紙外,還必須除去瓶內(nèi)日久變干的污垢。對這類瓶子的清洗,食品工廠大多采用全自動洗瓶機。(1)全自動洗瓶機的分類

全自動洗瓶機的形式較多。按瓶子在洗瓶機中的流向,可分為單端式和雙端式。

單端式,也稱來回式。洗瓶機的進瓶部分和出瓶部分都在同一側(cè)。這種形式的洗瓶機僅需一人操作,輸送帶在機內(nèi)無空行程。但由于凈瓶距臟瓶較近,凈瓶易被臟瓶弄臟。

雙端式,也稱直通式。洗瓶機的進瓶部分和出瓶部分分別在洗瓶機的兩端。這種形式的洗瓶機需兩人操作,輸送帶在機內(nèi)有空行程。但衛(wèi)生可靠性好,且易組織連續(xù)化生產(chǎn)。

全自動洗瓶機按洗瓶方式的不同分為如下幾種形式:第二節(jié)清洗機械與設備三、食品包裝容器的清洗機械與設備1.全自動洗瓶機(1)全自動洗瓶機的分類1)噴射式:這種形式的洗瓶機用洗滌劑、清水等在一定壓力(0.2~0.5MPa)下,通過噴嘴對瓶內(nèi)外進行噴射,從而去除污物。因單用噴射清洗,故易產(chǎn)生較多泡沫,且動力消耗大。適用于中、小型生產(chǎn)線。2)浸泡與刷洗式:將待洗瓶先進行浸泡,然后用旋轉(zhuǎn)刷將瓶刷凈。刷子用合成材料制成,清洗效果較好。但這種形式的全自動洗瓶機刷洗部分結(jié)構(gòu)復雜,在生產(chǎn)中較少使用。3)浸泡與噴射式:這種形式的洗瓶機有多個浸泡槽和噴射部分。噴射部分采用高壓噴射,當噴射達到一定時間,其清洗效果相當于用刷子刷洗。浸泡與噴射式是目前使用較多的全自動洗瓶機,下面著重介紹這種洗瓶機的工作過程。第二節(jié)清洗機械與設備三、食品包裝容器的清洗機械與設備1.全自動洗瓶機(2)浸泡與噴射式洗瓶機

浸泡與噴射式洗瓶機有雙端式和單端式。圖3-18所示為雙端式,圖3-19所示為單端式。下面以圖3-19所示單端式浸泡與噴射式洗瓶機為例來說明其工作過程。第二節(jié)清洗機械與設備圖3-18雙端式浸泡與噴射式洗瓶機1—預噴洗2—預泡槽3—洗滌劑浸泡槽4—洗滌劑噴射槽5—洗滌劑噴射區(qū)6—熱水預噴區(qū)7—熱水噴射區(qū)8—溫水噴射區(qū)9—冷水噴射區(qū)10—中心加熱器三、食品包裝容器的清洗機械與設備1.全自動洗瓶機(2)浸泡與噴射式洗瓶機第二節(jié)清洗機械與設備圖3-19單端浸泡與噴射式洗瓶機1—預泡槽2—新鮮水噴射區(qū)3—冷水噴射區(qū)4—溫水噴射區(qū)5—第二次熱水噴射區(qū)6—第一次熱水噴射區(qū)7—第一次洗滌劑浸泡槽8—第二次洗滌劑浸泡槽9—洗滌劑噴射區(qū)10—改向滾筒三、食品包裝容器的清洗機械與設備1.全自動洗瓶機(2)浸泡與噴射式洗瓶機

待洗瓶從進瓶處進入到達預泡槽1,預泡槽中洗液的溫度為30~40°C,在此處對瓶子進行初步清洗與消毒。預泡后的瓶子到達第一次洗滌劑浸泡槽7,此處洗滌液溫度可達70~75°C。通過充分浸泡,使瓶子上的雜質(zhì)溶解,脂肪乳化。當瓶子運動到改向滾筒10的地方升起并倒過來時,把瓶內(nèi)洗液倒出,落在下面未倒轉(zhuǎn)的瓶子外表,對其有淋洗作用。在洗滌劑噴射區(qū)9處設有噴頭,對瓶子進行大面積噴洗,噴洗后的瓶子達到第二次洗滌劑浸泡槽8中,其主要目的是使瓶上未被去除的少量污物充分軟化溶解。

從第二次洗滌劑浸泡槽出來的瓶子,依次經(jīng)過第一次熱水噴射區(qū)6,第二次熱水噴射區(qū)5、溫水噴射區(qū)4、冷水噴射區(qū)3、新鮮水噴射區(qū)2對瓶子上的洗液進行清洗,并降低瓶子溫度。最后,洗凈的瓶子由出瓶處出瓶。

浸泡與噴射式洗瓶機有如下特點,輸送瓶的鏈帶是勻速連續(xù)運動的,這樣就使所需的驅(qū)動力較低,且避免了磨損和較大的噪聲。

連續(xù)噴射區(qū)的噴嘴與連續(xù)移動的瓶罩(瓶罩內(nèi)有瓶子)有一個同步運動過程,它是通過平面槽形凸輪獲得的,如圖3-20所示。

水的再利用和降低熱能消耗。水在洗瓶機中的流動是這樣進行的:新鮮水→冷水池→溫水池→熱水池→預泡槽→排水溝。

第二節(jié)清洗機械與設備三、食品包裝容器的清洗機械與設備1.全自動洗瓶機(2)浸泡與噴射式洗瓶機第二節(jié)清洗機械與設備圖3-20跟蹤噴射裝置原理圖1—折射板2—噴頭3—平面槽形凸輪三、食品包裝容器的清洗機械與設備2.鍍錫薄鋼板空罐清洗機

鍍錫薄鋼板制成的空罐,在進行裝料前必須進行清洗。圖3-21所示為旋轉(zhuǎn)圓盤式清洗機。

噴洗部件是星形輪10、4和噴嘴9?？展迯倪M罐槽1落下進入星形輪10的凹槽中,星形輪10的空心軸與供熱水的管道相連,空心軸借8個分配管把熱水送入噴嘴9,噴出的熱水對空罐內(nèi)部進行沖洗。當空罐被星形輪10帶著轉(zhuǎn)過一定角度后進入星形輪4。星形輪4的空心軸與供蒸汽的管道相連,所以星形輪4的噴嘴噴出蒸汽對空罐進行消毒。消毒后的空罐經(jīng)星形輪5送入出罐坑道6?？展拊谇逑礄C中回轉(zhuǎn)時應有一些傾斜,使罐內(nèi)水易于排出。污水由排水管7排入下水道。第二節(jié)清洗機械與設備三、食品包裝容器的清洗機械與設備2.鍍錫薄鋼板空罐清洗機第二節(jié)清洗機械與設備圖3-21旋轉(zhuǎn)圓盤式清洗機1—進罐槽2—機殼3—連桿4、5、10—星形輪6—出罐坑道7—排水管8—出罐口9—噴嘴11—空罐12—固定蓋的環(huán)三、食品包裝容器的清洗機械與設備2.鍍錫薄鋼板空罐清洗機

這類空罐清洗機結(jié)構(gòu)簡單,生產(chǎn)率較高,耗水、耗汽量較少。其缺點是對多罐型生產(chǎn)的適應性差。其生產(chǎn)能力可用下式表示G=nZ式中G——生產(chǎn)能力(罐/min);

n——星形輪轉(zhuǎn)速(r/min);

Z——星形輪齒數(shù)(個)。

除了上面介紹的用來清洗玻璃瓶的全自動洗瓶機和用來清洗空罐的清洗機外,還有其他類型瓶的清洗機械與設備。這些洗瓶機和洗罐機的設計原理和工作過程都有相似之處。如現(xiàn)在飲料生產(chǎn)中用的一次性塑料瓶和玻璃瓶,在灌裝之前要進行沖洗。其沖洗方式為回轉(zhuǎn)式多工位噴射。這種噴射式?jīng)_洗瓶機在礦泉水、純凈水及其他灌裝自動線中經(jīng)常要用到,能連續(xù)自動完成進出瓶、翻轉(zhuǎn)、沖瓶、瀝干等清洗工序。QS系列噴射式?jīng)_洗瓶機的主要技術參數(shù)見表3-3。第二節(jié)清洗機械與設備三、食品包裝容器的清洗機械與設備2.鍍錫薄鋼板空罐清洗機第二節(jié)清洗機械與設備表3-3

QS系列噴射式?jīng)_洗瓶機的主要技術參數(shù)三、食品包裝容器的清洗機械與設備3.超聲波清洗(1)超聲波的清洗作用機理

超聲波是指振蕩頻率大于20kHz的聲波,一般人耳感受不到。超聲波清洗主要是利用超聲波在液體中的空化作用將物體表面的污物層剝離,從而達到清洗的目的。所謂超聲波空化,是指液體在超聲波作用下產(chǎn)生大量的非穩(wěn)態(tài)的微氣泡(空穴),直徑約50~500μm。微氣泡隨超聲波的振動反復生成、閉合并迅速變大,閉合時會產(chǎn)生壓強高達幾百乃至幾千帕的微激波,因劇烈碰撞導致突然爆裂,使氣泡周圍產(chǎn)生上千個大氣壓,這種現(xiàn)象叫空化現(xiàn)象。由于空化作用極易在固體與液體交界面進行,并且空化瞬時在局部產(chǎn)生5000K以上的熱點和上千個大氣壓,不僅能把附著在物體表面和死角內(nèi)的污物打散,而且振動加劇溶液的攪拌,更增加了清洗的效果?？栈a(chǎn)生的局部高溫、高壓,也有助于加速污垢的溶解和油污的乳化,強化了清洗劑的清洗效果。第二節(jié)清洗機械與設備三、食品包裝容器的清洗機械與設備3.超聲波清洗(2)超聲波清洗設備

超聲波清洗設備主要由超聲波發(fā)生器、超聲波換能器和清洗槽三部分組成。超聲波發(fā)生器是產(chǎn)生電磁振蕩信號并提供能量的元件。超聲波換能器即振板,是超聲波清洗的關鍵部分,它把超聲波發(fā)生器產(chǎn)生的電磁振蕩轉(zhuǎn)換成換能器本身的超聲波振動,并傳入清洗槽中引起槽內(nèi)清洗液產(chǎn)生空化作用,該裝置常置于清洗槽底部。清洗槽是用來容納清洗液及要清洗的物體的,尺寸和形狀應根據(jù)需要確定。

圖3-22為螺桿傳動輸送超聲波洗瓶機,適用于容積較小的一次性玻璃瓶的清洗。玻璃瓶瓶口朝上且相互靠緊放入料槽1中,料槽1與水平面成30°夾角,料槽中的瓶子在重力作用下自動下滑。料槽上方置淋水器將玻璃瓶內(nèi)淋滿水。注滿水的玻璃瓶下滑到水槽中水面以下時,利用超聲波在液體中的空化作用對玻璃瓶進行清洗。超聲波換能器2緊靠在料槽1的末端,也與水平面成30°夾角,可確保瓶子順暢地通過。經(jīng)超聲波洗滌的玻璃瓶,由送瓶螺桿3將瓶子理齊并逐個依次送入提升輪4,提升輪4將玻璃瓶逐個交給大轉(zhuǎn)盤上的機械手,機械手夾持玻璃瓶隨大轉(zhuǎn)盤勻速旋轉(zhuǎn)。利用大轉(zhuǎn)盤周圍的噴水工位6、7、9和噴氣工位8、10、11完成對瓶子的沖洗和吹凈。第二節(jié)清洗機械與設備三、食品包裝容器的清洗機械與設備3.超聲波清洗(2)超聲波清洗設備第二節(jié)清洗機械與設備圖3-22螺桿傳動輸送超聲波洗瓶機1—料槽2—超聲波換能器3—送瓶螺桿4—提升輪5—瓶子翻轉(zhuǎn)6、7、9—噴水工位8、10、11—噴氣工位12—撥盤13—滑道三、食品包裝容器的清洗機械與設備3.超聲波清洗(2)超聲波清洗設備

圖3-23為鏈帶傳動輸送超聲波洗瓶機的結(jié)構(gòu)簡圖,其洗瓶工藝過程與上述螺桿傳動輸送超聲波洗瓶機基本相同,主要區(qū)別是機械結(jié)構(gòu)不同。鏈帶傳動輸送超聲波洗瓶機的玻璃瓶傳遞是行列成排進行。

第二節(jié)清洗機械與設備圖3-23鏈帶傳動輸送超聲波洗瓶機四、與食品相接觸的設備表面、管道的清洗機械與設備1.CIP的定義及特點CIP是CleaningInPlace的簡稱。乳業(yè)辭典將其定義為:“不用拆開或移動裝置,即可用高溫、高濃度的洗滌液,對裝置加以強力的作用,把與食品的接觸面洗凈的方法”。可見,CIP即為完全不用拆開機械裝置和管道,就可進行清洗工作。適用于與流體物料直接接觸的槽、罐、管道等的清洗,如果汁飲料、乳品、濃縮果汁、豆?jié){等。如圖3-24所示為某食品廠生產(chǎn)車間的CIP系統(tǒng)流程圖。

為了達到CIP清洗的目的,對CIP清洗過程有嚴格的要求。實際上CIP是包括設備、管道、操作規(guī)程、洗滌劑配置、有自動控制和監(jiān)控要求的一整套技術系統(tǒng)。第二節(jié)清洗機械與設備四、與食品相接觸的設備表面、管道的清洗機械與設備1.CIP的定義及特點第二節(jié)清洗機械與設備圖3-24

CIP清洗系統(tǒng)流程圖四、與食品相接觸的設備表面、管道的清洗機械與設備1.CIP的定義及特點CIP裝置的特點如下:1)清洗效率高。2)衛(wèi)生水平穩(wěn)定。有利于按GMP的要求,實現(xiàn)清洗工序的驗證。3)操作安全,節(jié)省勞動力。4)節(jié)約清洗劑、水、蒸汽等的用量。5)自動化程度高。6)能增加機器部件的使用年限。第二節(jié)清洗機械與設備四、與食品相接觸的設備表面、管道的清洗機械與設備2.CIP裝置的組成部分CIP裝置運作時,所有與物料接觸的部件都要進入CIP循環(huán)系統(tǒng)。為了保證設備的清洗效果,CIP裝置應具有合乎要求的洗凈能。洗凈能的來源有三個方面,即運動能、熱能、化學能,此外,還有時間的因素。在同一條件下,洗滌時間越長則洗滌效果越好。

運動能來自洗液的循環(huán)流動。運動能的大小是以雷諾數(shù)(Re)來衡量的。增大雷諾數(shù),可縮短洗凈時間。雷諾數(shù)對CIP洗滌效果的影響如圖3-25所示。第二節(jié)清洗機械與設備圖3-25雷諾數(shù)對CIP洗滌效果的影響四、與食品相接觸的設備表面、管道的清洗機械與設備2.CIP裝置的組成部分CIP裝置主要由以下幾部分組成:(1)管道

除了被清洗的物料管道作為其中的循環(huán)管道外,還應按需要另設清洗管道。這些管道對產(chǎn)品應有安全性,內(nèi)表面光滑,接縫處不應有龜裂和凹陷。同時清洗液要分別輸送到不同的清洗單元對生產(chǎn)設備和管道進行清洗,又不影響生產(chǎn)線上其他部分的正常工作并防止加工物料與清洗劑之間的滲漏,這是CIP系統(tǒng)流程設計非常重要的問題。為了使每個清洗單元各自獨立,互不干擾,可用流向選擇板來選擇清洗線路,如圖3-26所示。用流向選擇板來保證未進行清洗而正在工作的線路不會有清洗劑進入,清洗液的回路也可用這種流向選擇板來選擇線路(圖中1、2、3、4為四個不同的清洗線路)。(2)清洗裝置

清洗裝置包括貯槽、泵、閥、程序控制器等。(3)貯槽

用作配制、貯存洗滌劑液的容器,可手動或全自動控制洗滌劑液的濃度和溫度。若在貯槽內(nèi)安裝水回收裝置,也可用來作為洗滌劑液循環(huán)、回收液貯存容器,這樣可節(jié)約用水、蒸汽、洗滌劑的量。第二節(jié)清洗機械與設備四、與食品相接觸的設備表面、管道的清洗機械與設備2.CIP裝置的組成部分第二節(jié)清洗機械與設備圖3-26流向選擇板四、與食品相接觸的設備表面、管道的清洗機械與設備2.CIP裝置的組成部分(4)泵

作為洗滌劑液循環(huán)的動力源,并使洗滌劑液獲得一定的動能。一般用不銹鋼類耐腐蝕材料制造的離心泵(又稱衛(wèi)生泵或食品用泵),泵的功率由CIP裝置所裝的全水量和被清洗物的流量決定。(5)閥

用作控制洗滌劑液的流向。對不流通處理液的管線,一般多用不銹鋼閥,如球閥、蝶閥和圓板閥。而要流通處理液的管線則需用衛(wèi)生閥。圖3-27所示的是衛(wèi)生閥結(jié)構(gòu)示意圖。該閥的軸封用凸緣封口,軸上下運動時,不讓裝置內(nèi)的液體向外流出,也可以防止外部流入污染。(6)程序控制器

用來自動控制各洗滌工序(如酸洗工序、堿洗工序、中間清洗工序、殺菌工序、最后洗滌工序等)的時間、洗滌溫度等。隨著生產(chǎn)條件和加工產(chǎn)品的不同,CIP程序的設置不同。如牛奶和乳性飲料的CIP程序設置可采用表3-4所列出的程序。第二節(jié)清洗機械與設備四、與食品相接觸的設備表面、管道的清洗機械與設備2.CIP裝置的組成部分第二節(jié)清洗機械與設備圖3-27衛(wèi)生自動閥斷面1—微型開關組合2—氣缸3—壓縮空氣4—封口5—軸6—出液口Ⅰ7—液入口8—閥頭9—出液口Ⅱ四、與食品相接觸的設備表面、管道的清洗機械與設備2.CIP裝置的組成部分第二節(jié)清洗機械與設備表3-4牛奶和乳性飲料的CIP程序設置四、與食品相接觸的設備表面、管道的清洗機械與設備2.CIP裝置的組成部分

(7)噴霧裝置

對槽罐類容器的清洗,宜采用噴頭的噴霧清洗方式。噴頭的大小及數(shù)量應根據(jù)被清洗容器的形狀及容積決定。

噴頭的類型有旋轉(zhuǎn)式清洗噴頭、固定式清洗噴頭和旋轉(zhuǎn)式噴射洗罐器三大類。1)旋轉(zhuǎn)式清洗噴頭。如圖3-28所示,該種噴頭的內(nèi)部結(jié)構(gòu)類似于水輪機的葉輪,當有一定流量、

壓力的液體流經(jīng)它時,會使其旋轉(zhuǎn),通過其上的縫隙和噴嘴,以較大的沖擊力、某個角度噴向四周。液體壓力應控制在0.15~0.3MPa范圍。這種噴頭成本較低,適用于直徑不超過4.5m的大罐。

旋轉(zhuǎn)式清洗噴頭的形式有:a)水動旋轉(zhuǎn)式清洗噴頭。b)水動振蕩式清洗噴頭。c