食品工厂机械与设备 第三章1

食品工厂机械与设备第三章 清洗机械与设备第三章 清洗机械与设备 食品加工过程中，需要对包括原料、加工设备、包装容器、加工场所和生产人员等在内的各种对象进行清洗。清洗是从源头上保证和提高食品质量安全性的重要措施。l 清洗分类l 清洗原理第一节 原料清洗机械第二节 包装容器清洗机械 第三节 CIP系统 l 本章小结 思考题 自测题l 清洗分类n 清洗可分为湿洗与干洗。湿洗是利用水作清洗介质的清洗过程，就清洗的质量来说，以湿洗的效果最好；干洗相对于湿洗而言，诸如利用空气流、筛分、磁选等方法原理去泥尘、异质物和铁质等污染物的操作都属干洗范畴，干洗效果有局限性，只能作为湿洗的辅助手段。n 对于各种清洗对象均可采用人工方法进行清洗，但为了提高清洗效率和保证清洗质量，食品加工生产过程应尽可能采用机械清洗方法。至今为止，食品工厂中可以利用机械设备完成清洗操作的对象主要有原料、包装容器和加工设备三大类。l 清洗原理n 清洗过程的本质是利用清洗介质将污染物与清洗对象分离的过程。各种清洗机械与设备一般用化学与物理原理结合的方式进行清洗。n 物理学原理主要利用机械力（如刷洗、用水冲等）将污染物与被清洗对象分开；而化学原理是利用水及清洗剂（如表面活性剂、酸、碱等）使污染物从被清洗物表面溶解下来。第一节原料清洗机械食品原料在其生长、成熟、采收、包装和贮运过程中，会受到尘埃、砂土、肥料、微生物、包装物等的污染。因此，加工前必须进行有效的清洗。l清洗方法l湿洗方式与机械设备一、滚筒式清洗机 二、鼓风式清洗机 三、刷洗机 l清洗方法n 多数食品原料表面附着的杂质和污物，可以采用干洗的方法除去，但难于完全除尽，最终还得用湿法清洗去除，即利用清水或洗涤液进行浸泡和渗透、使污染物溶解和分离。n 最简单的湿洗方法是把原料置于清水池中浸泡一段时间，用人工翻动、擦洗或喷冲。但这种方式劳动强度大，生产效率低，只适合于小批量原料的清洗。n 因而，大批量的原料多采用机械方式进行清洗。l湿洗方式与机械设备n 由于食品原料的性质、形状、大小等多种多样，洗涤方法和机械设备的型式也很繁多，但所采用的手段不外乎刷洗、浸洗、喷洗刷洗、浸洗、喷洗和和淋洗淋洗等。n 有代表性的果蔬原料清洗设备：滚筒式清洗机、鼓风式清洗机、刷洗机和刷果机。一、滚筒式清洗机这是一类适合于质地较硬、块状原料的清洗机,常用于甘薯、马铃薯、生姜、马蹄等的清洗。l 结构l 分类（一）间歇式滚筒清洗机（二）连续式滚筒清洗机 l讨论l结构从机械结构上来说，这类清洗机的主体是滚筒，其转动可以使筒内的物料自身翻滚、互相摩擦和与筒壁发生摩擦作用，从而使表面污物剥离。但这些作用只是清洗操作中的机械力辅助作用。因此，这类清洗机需要与淋水、喷水或浸泡配合。喷淋式、浸泡式清洗机也因此而取名。滚筒一般为圆形筒，但也可制成六角形筒。l分类n 按操作方式，滚筒式清洗机可以分为连续式和间歇式两种。n 按滚筒的驱动方式，可分为齿轮驱动式、中轴驱动式和托辊-滚圈驱动式三种。但目前，采用最多的是托辊-滚圈驱动方式，中轴驱动还有使用，齿轮驱动已经淘汰。（一）间歇式滚筒清洗机l 间歇操作的滚筒式清洗机两端加有挡板，周向开有带盖板的进出料口。料口向上时，可打开料口盖板向里加料；洗净后，筒体转至料口朝下，打开盖板便可卸料。为便于物料在筒内翻滚，加料不可太满。一般这种清洗机采用喷水管连续或间歇地向筒内喷水以便使污物浸润而迅速剥离和排走。l 间歇式清洗的特点是清洗时间可以视清洗效果加以控制，但生产效率不高。（二）连续式滚筒清洗机l 连续式滚筒清洗机的滚筒两端为开口式，原料从一端进入，另一端排出。物料在筒内的轴向运动，可以通过使筒倾斜安装，也可通过在筒体内壁设置螺线导板或抄板的方式实现。为提高清洗效果，有的滚筒式清洗机内安装了可上下、左右调节的毛刷。1喷淋式滚筒清洗机 2浸泡式滚筒清洗机 1喷淋式滚筒清洗机l 这是一种连续式清洗机，结构较简单，适用于表面污染物易被浸润冲除的物料。l 结构如图图3.1所示。它主要由栅状滚筒、喷淋管、机架和驱动装置等构成。滚筒是清洗机的主体，可由角钢、扁钢、条钢焊接成，必要时可衬以不锈钢丝网或多孔薄钢板。l 滚筒的驱动滚筒的驱动l 清洗过程清洗过程l滚筒的驱动滚筒的驱动可有两种形式。n 一种是在滚筒外壁两端配装滚圈。滚筒（通过滚圈）以一定倾斜角度（3 5）由安装在机架上的支承托轮支承，并由传动装置驱动转动。喷水管可安装在滚筒内侧上方。n 另一种是在滚筒内安装（由结构幅条固定的）中轴，驱动装置带动中轴从而带动滚筒转动。这种形式的清洗机，喷水管只能装在滚筒外面。物料由进料斗进入落到滚筒内，随滚筒的转动而在滚筒内不断翻滚相互摩擦，再加上喷淋水的冲洗，使物料表面的污垢和泥砂脱落，由滚筒的筛网洞孔随喷淋水经排水斗排出。l清洗过程图3.2 浸泡式转筒清洗机2浸泡式滚筒清洗机l图3.2所示为一种浸泡式滚筒清洗机的剖面示意图。这是一种通过驱动中轴使滚筒旋转的清洗机。l工作原理l清洗过程l工作原理转动的滚筒2的下半部浸在水槽1内。电动机10通过V带传动蜗轮减速器9及偏心机构11，滚筒的主轴6由蜗轮减速器9通过齿轮8驱动。水槽l内安装有振动盘12，通过偏心机构11产生前后往复振动，使水槽内的水受到冲击搅动，加强清洗效果。滚筒2的内壁固定有按螺旋线排列的抄板5。物料从进料斗7进入清洗机后落入水槽内，由抄板5将物料不断捞起再抛入水中，最后落到出料口3的斜槽上。在斜槽上方安装的喷水装置，将经过浸洗的物料进一步喷洗后卸出。l清洗过程l 滚筒式清洗机，由于物料在其中翻滚碰撞激烈，除了能使表面污物剥离外，有时还会损伤皮肉。故它只适合于块状硬质果蔬的清洗，对于叶菜和酱果类物料的清洗不适用。l 有时该设备可以作为硬质块状物料的清洗和去皮两用，但经这样去皮后的物料，其表面已不光滑，只能用在去皮后进行切片和制酱的罐头生产中，不适用于整只果蔬罐头的制造。l讨 论鼓风式清洗机主要由洗槽、输送机、喷水装置、鼓风机、空气吹泡管、传动系统等构成。l 结 构二、鼓风式清洗机l 鼓风式清洗机，也称气泡式、翻浪式和冲浪式清洗机等。l 外形l 结构l 输送机l 清洗原理l 吹泡管l 生产能力l清洗原理用鼓风机把具有一定压头的空气送进洗槽中，使清洗原料的水产生剧烈地翻动，物料在空气对水的剧烈搅拌下进行清洗。利用空气进行搅拌，可使原料在较强烈翻动而不损伤的条件下，加速去除表面污物，保持原料的完整性和美观，因而最适合于果蔬原料的清洗。图图3.3 鼓风式清洗机外形鼓风式清洗机外形 n 鼓风机式清洗机一般采用链带式装置输送清洗的物料。链带可采用辊筒式（承载番茄等）、金属丝网带（载送块茎、叶菜类原料）或装有刮板的网孔带（用于水果类原料等）作为物料的载体。n 输送机的主动链轮由电动机经多级皮带带动。主动链轮和从动链轮之间链条运动方向通过压轮改变，分为水平、倾斜和水平三个输送段。下面的水平段，处于洗槽水面之下，原料在此首先得到鼓风浸洗；中间的倾斜段是喷水冲洗段；上面的水平段则可用于对原料进行拣选和修整。l输送机鼓风机吹出的空气由管道送入吹泡管中。吹泡管安装于输送机的工作轨道之下。被浸洗的原料在输送带上沿轨道移动，移动过程中在吹泡管吹出的空气搅动下翻滚。由洗槽溢出的水顺着两条斜槽排入下水道，因此需要新水补充。l吹泡管l生产能力三、刷洗机 滚筒式和鼓风式清洗机是主要以流体力学原理达到清洗效果的设备，而对于某些果蔬的清洗则需要增加机械力以提高洗涤效果。（一）XG-2型洗果机（二）GT5A9型柑橘刷果机（一）XG-2型洗果机l 这是一种具有浸泡、刷洗和喷淋作用的果蔬清洗机，主要由清洗槽、刷辊、喷水装置、出料翻斗、机架等构成。l 工作原理工作原理l 该机生产能力可达2t/h，破碎率小于2%，洗净率达99。该机效率高，清洗质量好，破损率低，结构紧凑，造价低，使用方便，是目前国内一种较为理想的果品清洗机。l 工作原理如图图3.5所示。由进料口进入清洗槽内的原料，首先在两个转动刷辊产生的涡流中得以清洗，同时，由于两个刷辊间隙较窄，故其间的水流有较高流 速从而该压力降低，被 清洗物料在压力差和刷 辊摩擦作用下通过刷辊,进一步得到刷洗。而后，被清洗物料在出料翻斗 中又经高压水得到进一 步喷淋清洗。（二）GT5A9型柑橘刷果机l结构结构l主要由进出料斗、纵横毛刷辊、传动系统、机架等部分组成。l该机原主要用于对柑橘类水果蔬进行表面泥砂污物的刷洗。根据需要，可在毛刷辊上方安装清水喷淋管，增加刷洗效果，从而可适合于多种水果及块根类物料的清洗。l毛刷n 毛刷辊表面的毛束分组长短相间，呈螺旋线排列。相邻毛刷辊的转向相反。n 毛刷辊组的轴线与水平方向有 3 5的倾角，物料入口端高、出口端低，这样物料从高端落入辊面后，不但被毛刷带动翻滚，而且作轻微的上下跳动，同时顺着螺旋线和倾斜方向从高端滚向低端。n 在低端的上方，还有一组直径较大、横向布置的毛刷辊。它除了对物料擦洗外，还可控制出料速度（即物料在机内停留时间）。第二节包装容器清洗机械目前，可用机械方式进行清洗的空包装容器主要有：玻璃瓶、塑料瓶和制造罐头用的金属空罐等，包装后需要清洗的主要是实罐。一、洗瓶机二、洗罐机一、洗瓶机l 为何需要洗瓶?（一）基本洗瓶方法与洗瓶机类型（二）双端式全自动洗瓶机（三）单端式全自动洗瓶机 n瓶子种类:(1)回收使用瓶；(2)一次性使用。n回收瓶常有食品残留物和各种其它污染物。一次性容器在制造、存放和运输过程中，亦不可避免地会在其内壁和外表面带上污染物（如尘埃、金属或非金属杂物及微生物等）。n可见，两种瓶均需要清洗，但回收瓶的清洗比一次性使用的瓶复杂。l为何需要洗瓶?l基本洗瓶方法n瓶中的污物:食物残液、污垢和瓶外的旧商标等。n基本清洗方法:浸泡、喷射、刷洗。n辅助手段:加热和洗涤剂等物理和化学手段的辅助。n浸泡u将容器浸没于一定浓度和温度的洗涤液中(一般为碱性溶液)软化、乳化或溶解黏附于瓶上的不清洁物，并加以杀菌、浸泡后，再将瓶中污水倒去。u通常为洗瓶机流程的前道工序。n喷射u利用喷嘴将清水或洗涤液以一定压力(0.20.5MPa)对瓶内(或瓶外)进行喷射，清除瓶内(外)污物的清洗方法。u喷射多用于小口径瓶子的清洗机。n刷洗u刷洗利用旋转刷子将瓶内污物刷洗掉。u由于是直接接触污物洗刷，故去除效果好。u问题：较难实现连续洗瓶；转刷遇到油污瓶，会污染刷子；若遇到破瓶，会切断转刷的刷毛，使毛刷失效并污染其它净瓶；须经常更换毛刷。目前各类洗瓶机应用均较多。按操作的机械化程度可分为：半机械、机械化和全自动洗瓶机。按瓶子在设备中的行进方式，可以分为回转式和链带载运式两种。l洗瓶机类型n回转式洗瓶机u 回转式洗瓶机是一类利用一个垂直（或水平）转盘（轮）完成洗瓶过程的机器。u 这类清洗机结构简单，但清洗功能单一，生产效率低，且多为半机械方式。u 适用于小规模生产。n链带载运式洗瓶机u相对于回转式洗瓶机，这是一种瓶由输瓶链带运送的洗瓶机。u大型全自动洗瓶机均采用这种输瓶方式。u全自动洗瓶机中，按被清洗瓶子在机内的走向又可分成单端式和双端式。（二）双端式全自动洗瓶机l 双端式洗瓶机亦称直通式洗瓶机，因其进、出瓶分别在机器的前后两端。l 一种双端式自动洗瓶机n 内部结构n 洗瓶过程l 其它结构形式l 双端洗瓶机特点l内部结构上述洗瓶机的内部结构如图3.8所示。它主要由箱式壳体、进出瓶机构、输瓶机构、预泡槽、洗涤液浸泡槽、喷射机构、加热器以及具有热量回收作用的集水箱及其净化机构等构成。n 由给瓶端进入机器的瓶子，先后经过预冲洗、预浸泡、洗涤剂浸泡、洗涤剂喷射、热水预喷、热水喷射、温水喷射和冷水喷射等清洗作用，最后从出瓶端离开洗瓶机。n 预冲洗是为了将瓶子外附着的污垢除去，以降低后面洗涤液消耗量。洗液喷洗区位于洗液浸泡槽上方，这样从瓶中沥下的洗液又回到液洗槽。l洗瓶过程后面的几个喷洗区域采用不同的水温，主要是为了防止瓶子因温度变化过大造成应力集中损坏。喷洗由靠高压喷头对瓶内逐个进行多次喷射清洗实现的。可见，这种洗瓶机主要利用了刷洗、浸泡和喷射三种方式对瓶子进行清洗。由于需要浸泡、并在同一区域进行冲洗，所以瓶子需要在同一截面上反复绕行，因此，设备的高度较高。l内部结构除了以上结合了刷洗方式的以外，有的双端式洗瓶机采用浸泡结合喷射的方式进行清洗，它主要经过热水、碱液的连续浸泡槽和喷射，或间隔地进行浸泡和喷射；还有的全部采用喷射方式对瓶子进行清洗。后者没有浸瓶槽，单用喷射清洗，因此结构简单而成本低，但用水较多，动力消耗高。l其它结构形式由于进瓶和出瓶分别在机器的两端进行，因此，双端式洗瓶机生产卫生条件较好，且便于生产线的流程安排。但这种类型的洗瓶机，输瓶带的利用率较低（有的只有一半），因此设备的空间利用率也低，从而占地面积较大。l双端洗瓶机特点（三）单端式全自动洗瓶机l 也称来回式洗瓶机，进、出瓶在机器同一端。l 一种单端式全自动洗瓶机一种单端式全自动洗瓶机n内部结构内部结构n洗瓶过程洗瓶过程l 特点特点u 待洗瓶从进瓶处进入到达预泡槽1，预泡槽中洗液的温度为3040，在此处对瓶子进行初步清洗与消毒。u 预泡后的瓶子到达第一洗涤剂浸泡槽7，此处洗涤液温度可达 70 75。通过充分浸泡，使瓶子上的杂质溶解，脂肪乳化。u 当瓶子运动到改向滚筒10的地方升起并倒过来时，瓶内洗液倒出，流在下面未倒转的瓶子外表，对其有淋洗作用。u 在洗涤剂喷射区 9 处设有喷头，对瓶子进行大面积喷洗，喷洗后的瓶子达到第二洗涤剂浸泡槽 8，在此瓶上未被去除的少量污物得到充分软化溶解。u 从第二洗涤剂浸泡槽出来的瓶子，依次经过第一、第二次热水喷射区、温水喷射区、冷水喷射区和新鲜水喷射区的喷射清洗。最后，洗净并得到降温的瓶子由出瓶处出瓶。n洗瓶过程输送瓶的链带是匀速连续运动的，因此所需的驱动力较低，且避免了磨损和较大的噪声。平面槽形凸轮机构使得连续喷射区的喷嘴与连续移动的瓶子同步运动。n浸泡与喷射式洗瓶机特点与双端式自动洗瓶机相比，单端式洗瓶机仅需一人操作，输送带在机内无空行程，所以空间利用率较高。但由于净瓶与脏瓶相距较近，从卫生角度来看，净瓶有可能为脏瓶污染。所以，现在一般不采用。n单端式洗瓶机特点图图3.9 单端式全自动洗瓶机单端式全自动洗瓶机 这种洗瓶机无刷瓶机构，对瓶子的清洗主要靠洗涤液浸泡和喷射实现，喷射时间约占工作循环的2/3，其余的1/3为浸泡。n内部结构二、洗罐机 洗罐机是用于对未装料的空罐和对封口杀菌后的实罐进行清洗的机械设备。因此，洗罐机分空罐清洗机和实罐清洗机两类。l洗罐的目的l洗罐机类型（一）空罐清洗机（二）实罐清洗机 l洗罐的目的 用来直接盛装食品的空罐应确保其卫生。由于在加工、运输和贮存过程中不可避免地会受到微生物、尘埃、污渍甚至残留焊药水等的污染。因此，所有的罐装容器，在装罐前必须得到有效地清洗和消毒。l洗罐机类型空罐和实罐的清洗，可采用人工清洗和机械清洗两种方法进行。采用何种方式清洗要看容器的种类和企业的生产规模而定。一般小型企业多采用人工方式清洗，而大中型企业多采用机械方式进行清洗。（一）空罐清洗机空罐的清洗与回收玻璃瓶的清洗相比要容易得多。空罐清洗机有不同种类，但采用的清洗方法基本相同，多采用热水进行冲洗，必要时再用蒸汽进行杀菌或用干燥热空气吹干。空罐清洗机之间的差异主要在于空罐的传送方式以及对空罐类型适应性不同。各种洗罐机有一个共同的特点，即清洗过程中罐内的积水可以自动流出。1旋转圆盘式清洗机 2滚动式洗罐机 3LB4Bl型空罐清洗机 4GT7D3型空罐清洗机 1旋转圆盘式清洗机l结构如右图所示l原理l生产能力与特点l原理l 清洗圆盘由连接杆3固定在天花板上。空罐经由进罐槽1进入逆时针方向转动的星形轮10中。l 洗罐用的热水通过星形轮10的空心轴，再由分配管送入8个喷嘴9（喷嘴与星形轮是一体化的，即同步转动），喷出的热水对空罐内部进行冲洗。l 热水清洗过的空罐离开星形轮10后，即进入第二个星形轮4中，在此空罐受到蒸汽喷射消毒。l 消毒后的空罐最后由第三个星形轮5送到出罐轨道进入装罐工序。空罐在清洗机中回转时有一定的倾斜，因此可使罐内的水流出。污水由排水管7排入下水道。n 洗罐机的生产能力与星形轮的齿数和每罐清洗时间有关，星形轮越大，需要的清洗时间越短，则生产能力越大，反之则越小。n 特点：u优点：这类空罐清洗机结构简单，生产率较高，耗水、耗汽量较少。u缺点：对多罐型生产的适应性差。l生产能力与特点2滚动式洗罐机l结构如图图3.12所示，其外形是一个矩形截面、呈一定斜度安装的长条形箱体。l工作原理l特点l工作原理n 它的输罐机构是箱内由6根钢条拦成的“矩形”滚道。滚道“截面”的轴线与箱体截面轴线又成一定角度，从而可使空罐在下滚时罐口以一定角度朝下，便于冲洗水的排出。n 空罐在由上而下沿栏杆围成的滚道滚动过程中，罐内、罐身和罐底同时受到三个方向的喷水冲洗。污水由箱体下部排出。n 由图可见，通过空罐滚道上下两端的“截面”取向变化，可使空罐以直立状态进出洗罐机，因而可与洗罐机前后的带式输送机平稳衔接。l特点n 优点：效率高(可达100罐min)，装置简单而体积小，并且在一定范围内可通过调整栏杆和喷嘴位置，适应不同的空罐清洗。n 缺点：空罐的进机有一定高度要求。3LB4Bl型空罐清洗机l用于镀锡薄钢板制成的三片罐清洗。l结构结构 l工作原理n 需清洗的空罐置于进罐台15上，由人工推至自右向左的输送链16上。n 空罐经栏杆6及转盘14的导引，转向进至输送带8上，自左向右行进。由于磁性轮8及下磁架5的磁力作用，空罐受磁力吸引，罐底紧贴输送带8，罐口向下通过冲水管9，由喷出的高压热水对其内壁进行冲洗；以后空罐又通过吹风管2，由热风将空罐的水滴吹干。n 吹风管2与风管1和鼓风机12联接。空罐继续倒立行进至磁性轮3转向，罐口向上，由输送带8输送经转盘13转向进至平顶输送链16送出。n 冷水经过蒸汽加热器后进入。清洗速度可通过无级调速器11的手轮进行调节。通过对导罐栏杆的距离调整，可适应不同大小的清洗罐型。l工作原理谢谢观看/欢迎下载BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES.BY FAITH I BY FAITH