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食品机械设备选型原则及方法_杨春瑜
- 2020-11-16 16:07-

  食品机械设备选型原则及方法_杨春瑜_交通运输_工程科技_专业资料。包 装 与 机 械食品工业科技 !#$%&’($&’%))* 食品机械设备选型原则及方法 (东北林业大学, 哈尔滨 !##$#) (哈尔滨商业大学, 哈尔滨 !##%&) (哈尔滨工业大学星

  包 装 与 机 械食品工业科技 !#$%&’($&’%))* 食品机械设备选型原则及方法 (东北林业大学, 哈尔滨 !##$#) (哈尔滨商业大学, 哈尔滨 !##%&) (哈尔滨工业大学星河实业有限公司, 哈尔滨 !###!) 杨春瑜 石彦国 张天君 马 岩 摘 要: 设备选型是否合理是保证产品高质量的关键和体现生产 水平的衡量标准。作者根据多年从事理论研究和实际选 型工作的经验,总结出一套全面综合的食品加工机械设 备选型原则及方法,旨在解决目前国内果蔬加工企业常 遇到的急需解决的机械设备选型问题和生产过程中运行 规律和管理问题。 企业的经济实力,从技术经济指标合理方面综 合 考 虑, 既要满足生产、 工艺和食品卫生的要求 (即 技 术 指标) ,又要综合考虑以最少的投资选购高质量 、 高 效率、 功能全和能耗小的产品, 获得最好的经济效益 (即经济指标) 。这就需要设备选型工作人员熟 悉 工 艺人员给出的具体工艺要求,同时必须掌握食 品 机 械的前沿科技和产品信息, 尽量多地搜集资料, 结合 企业实际情况进行综合比较。 从运行稳定性角度来说, 合理的设备选型要保 证生产操作简便、 清洗和维修方便、 运行可靠、 出 现故障少,此外还要考虑配套性好和选用必要的 备用设备,保证在重要设备检修期间也能进行正 常生产。 重要设备或高压设备要有专人管 理 , 操 作 人 员 必须进行专业培训, 非专业人员不能操作。生产设备 要定期进行检修和保养。可见设备的管理也是 保 证 生产设备系统运行稳定的重要因素。 关键词: 食品机械, 设备选型, 设备经济学 !#$%&’$(!# $%&#’ %( $)*+,#-. )/ 0##, /#’#*1#& -)1+%,)’’. +/ ) 2#. 1% #,/3-# +4 53)’+1. %( 6-%&3*1/7 ),& +1 )’/% /#-8#/ )/ ) /1),&)-& (%#8)’3)1+,4 6-%&3*1+%, ’#8#’9 :)/#& %, .#)-/ %( 1#%-#1+*)’ -#/#)-* ),& 6-)*1+*)’ #;6#-+#,*#7 1# )31%- )/ #’%6#& ) /#-+#/ %( *%$6’#1# ),& *%$6-##,/+8# 6-+,*+6’#/ ),& $#1%&/ (%- $%&#’ /#’#*1+%, %( $)*+,#-+#/ (%- (%%& 6-%*#//+,49 !# )+$ +/ 1% /%’8# 1# 6-%0’#$/ %( /#’#*1+%, %( $)*+,#-+#/7 -#43’)- 6-%0’#$/ *%,*#-,+,4 +1/ %6#-)1+%, ),& $),)4#$#,19 ’’ 1# 6-%0’#$/ )-# +, 3-4#,1 ,##& 1% 0# /%’8#& ),& )-# %(1#, $#1 0. (%%& 6-%*#//+,4 6’),1/9 )*+ ,-%.#((%%& $)*+,#-.= /#’#*1+%, %( $)*+,#-. $%&#’= $)*+,#-. #*%,%$+*/ 中图分类号: !#$% 文献标识码: & 文 章 编 号 : ’$$#($%$) (#$$* ) $+($’’%($% %&! 食品机械设备选型的具体原则 实际生产中,进行设备选型时要 全 面 考 虑 如 下 合理的设备选型是保证产品高质量的关键和 体现生产水平的标准, 可以为动力、 配电、 水、 汽用 量 计 算 提 供 依 据 。因 此 , 如何选用生产能力适宜、 配 套性强、 通用性广的生产设备已成为食品加工厂建 厂设计的重要内容, 也是诸多食品厂建厂投产前要 解 决 的 首 要 问 题 。掌 握 合 理 全 面 的 食 品 机 械 设 备 选 型原则和方法就是掌握了一套非常必要而实用的 技 术。 五方面具体原则。 ’,#,’ 与生产能力相匹配的原则 产品产量是选定 加工设备的基本依据; 设备的加工能力、 规格、 型号 和动力消耗必须与相应的产量相匹配,并且考 虑 到 停电、 机器保养、 维修等因素, 设备选型应具有一定 。 的储备系数 (一般为 ’$-.#$- ) 利于加工设备在生产线上相互配套的原则 要 ’,#,# 充分考虑到各工段、 各流程设备的合理配套, 保证各设 备流量的相互平衡, 即同一工艺流程中所选设 备 的 加 工能力大小应基本一致,这样才能保证整个工 艺 流 程中各个工序间生产环节间的合理衔接,保证 生 产 的顺利进行。 设备的先进性、经济性 原 则 质量是企业的 % %&% 食品机械设备选型的原则 食品机械设备选型的总体原则 从设备经济学的角度来说,设备选型 必 须 根 据 ’,#,% 收稿日期: #$$*($’(’+ 作者简介:杨春瑜, 在读博士, 讲师, 实验室主任。 基金项目:国家林业局科研项目: “东北国有林区非木材生物资源开发 与利用技术” 资助。 生命, 设备是质量的保证。设备选型时, 应综合考虑 其性能价格比, 才能获得较理想的成套设备。并且在 符合投资条件的前提下,应重视科技进步与科 技 投 !# 年第 $ 期 !! 食品工业科技 包 装 与 机 械 !#$%$ &%’ ($)%*+*,- *. /**’ 0%’1234入, 不断引进和吸收国内外最新技术成果和装备, 尽 可能选择精度高、 性能优良的现代化技术装备。 工作可靠性原则 生产过程中,任 何 一 台 设 漂烫设备 ! 称量装袋设备 ! 物料输送设备 ! 成品包装 设 备 ! 高温杀菌设备 此外,还包括提供能源的锅炉及 不 锈 钢 拣 选 台 清洗、 等辅助设备。 设备要求: 配套生产能力 &#%’ ( ) , 包装需配备用设备, 其余按工艺要求 (具体要求略) 。 !#$ 备的故障将或多或少地影响整个企业生产,降低生 产效率, 影响生产秩序和产品质量, 因此选择设备时 应尽量选择系列化、 标准化的成熟设备, 并考虑到其 性能的稳定性和维修的简便性。 利于产品改型及扩大生产规模的 原 则 为了 !%! 搜集设备产品信息 国外果蔬的商 ##! 果蔬、食用菌设备现状及趋势 !#% 业化加工已有近百年发展史,各种加工手段及 设 备 比较完善,并已形成了拥有自己的设备设计制 造 基 地、主导产品和相对稳定消费市场的一个国际 化 生 产行业。随着整个世界经济的发展、 技术的进步和社 会文明程度的提高,果蔬加工机械行业保持较 快 的 发展 *!+。 在我国, 果蔬加工业起步较晚, 发展较慢, 起步 发展于 .& 、 近 !& 年 我 国 果 蔬 生 于 ;& 年代, 1& 年代, 产处于飞速发展阶段。但加工机械在整个食品 机 械 中发展明显滞后, 表现在没有形成一个有一定规模、 相对稳定的市场, 缺少专用的成套设备, 规模化生产 少, 多数采用通用设备, 大多数为单机组配生产。 针对果蔬加工机械的发展形势, 国 内 外 科 研 机 构及果蔬加工机械设计所将果蔬加工机械设备发 展 的趋势总结为大型化、 自动化, 大力开发成套设 备 中 的核心设备, 大力开发蔬菜制品系列成套设备 *!+。 比较设备、 市场和厂家, 考察产品生产, 搜集 根据果蔬、食用菌设 备 发 维持企业的可持续发展, 生产厂家应根据生产的产品 品种及生产规模来合理选择设备,注意选用通用性 好、 一机多用的设备, 便于在人们消费、 饮食习惯发生 变化时对产品进行改型;在产品具有一定消费市场、 经济效益较好、 流动资金充足时, 为了便于扩大生产 尽可能选用易于配套生产线的设备。 ! 食品机械设备选型的方法 食品企业各具特色, 乳品、 肉制品、 果蔬产品、 方 便食品和保健食品等加工企业在进行设备选型时要 各自结合产品的特点要求和相应机械设备发展现状 和趋势来综合考虑。 本文以果蔬、食用菌等软包装罐头生 产 为 例 介 绍食品机械设备选型的具体方法。 !%& #!! 搜集企业基本资料 企业基本资料 首先要搜集加工企 业 的 生 产 、 生产工艺参数和要求等方面 规模 ($&&’ ( 年, &#%’ ( ) ) 的基本资料。 果蔬、食用菌等软包装罐头具体生产 工 艺 流 程 如下 *#+: 盐 渍 原 料!挑 选 去 杂!浸 泡 脱 盐!漂 洗 切 制!还 原 护 色!沥 水 降 温!称 重 装 袋!添 加 汤 汁!真 空 封 口!杀 菌 冷 却 ! 保温质检 ! 装箱入库 工艺要求为: 脱盐终点含盐量 &,- 、 .&/ 恒温护 色、 真 空 度 为 &&.0&&1234 , 封 合 温 度 为 !.&0#&&/ , 封 口 宽 度 5&,67、 杀 菌 公 式 为 !&08&79: ( .%/ , $&/ 以下水冷却。 其次根据企业的经济实力和要求的投 资 年 产 品 率、 投资利润率、 投资效果系数和投资回收期等技术 经济指标控制设备总投资, 保证要求的经济效果。 企业车间平面布置图和公用系统要 求 搜集 ### 同类企业设备运行信息 宜选用新开发设备。 展现状及趋势, 宜选通用性好的单机组配, 个别设备 有目标地搜集好设备流程中所列 设 备 的 生 产 厂 家、 生产能力、 性能参数、 价格、 基本尺寸, 为进行单 机性能价格比较和确定配套设备提供基础依据。 在完成上述内容后, 很关健的一步是走访国内 外同类企业,尽量多地了解已投产企业的生产情 况、 设备运行情况以及实际生产中存在的问题。这 是设备选型人员工作的重点, 也是新建企业的优势 所在。 实际考察中存在部分企业真空包 装 设 备 选 型 配 套性差, 造成了资源浪费; 部分设备运行可靠性差, 单机停用影响生产等问题。 #!# 设备流 程 确 定 所 需 机 械 设 备 的 数 量 、 生 产 能 力 、 车 间结构和尺寸、 操 作 工 人 数 量 等 资 料 。根 据 车 间 平 面布置图得到设备具体布置位置、 尺寸要求、 管路 布置和用水用蒸汽位置等资料。根据设计计划任 务书中给出的给排水、 供电、 供汽、 采暖和通风、 制 冷等公用系统的要求, 掌握企业实际情况, 为选用 设备提供基础资料。按工艺流程及车间布置确定 的具体果蔬、食用菌等软包装罐头生产设备流程 如下: 挑 选 去 杂 设 备!清 洗 脱 盐 设 备!切 制 整 形 设 备!预 煮 !%’ 进行机械设备单机分析比较, 确定工艺设备 严格按照上述食品机械选型的原 则 , 依 据 上 述 工艺要求和具体参数, 根据果蔬、 食用菌加工企业的 经济实力、 生产规模及自动化程度, 在上述设备流程 基础上, 对具体设备在质量、 参数、 生产能力、 功率、 价格、 维修、 操作、 售后等多方面进行综合分析比较, 确定最佳配套方案。 果蔬、 食用菌加工设备中, 清洗脱盐设备、 真空 包装设备、 杀菌设备为必选的关键设备, 是设备选型 !下转第 #$ 页 % !! !# 年第 $ 期 工 艺 技 术 食品工业科技 !#$%&’($&’%))* 控制温度在 !# 下搅拌均匀, 使其完全溶解 (用量及 方法参照 《葡萄酒工业手则》 ) 。 分 别 确 定 $+ 单 宁 加 量 为 %( 、 %&)*, 在 %$ 8 $%)* 范围内 改 变 $+ 明 胶 加 量 , 最 终 确 定 $+ 单 宁 加量为 %()*, $+ 明胶加量为 %$)*。 $%&%’ 测酒度 发酵结束后, 取 (!)* 果酒入蒸馏装 置进行蒸馏后, 参照 《葡萄酒工业手则》 的方法测定。 !%# 菠萝果酒的调配 调整糖度, 进行发酵菠萝果酒的调配, 结果见表 &。 表& 菠萝果酒的调配 半干 半甜 甜 ! !%& 结果与讨论 正交实验及结果 采用四因素三水平的正交设计方法 进 行 不 同 的 果酒类型 含糖量 (+) 干 处理, 具体见表 $ 。 从表 $ 可知, 采用正交设计的这几种处理 中 , 通 起始 过品尝与打分, 第八组为最佳方案, 即酵母 ’+ , 糖度 $,+ , -.( 用量 %$(/ 0 1/ , 23’ 。 其中,处理 4 、 根 5 的酒度分别为 $!%67 和 $’%,7 , 据 $%6/ 糖发酵出 $7酒精的原理来判断,这两个数据 偏高, 是在测定中有一定误差所致。 %(6 $ ’ $ !%$ 鲜菠萝汁兑白酒进行调配 分 别 调 配 4+ 、 $+ 、 $’+ 、 (+ 四 种 酒 度 , 其 中 但是调配酒色泽较发酵 $+ 酒度的调配酒品质较好, 酒淡, 香气不足, 且口感受白酒品质影响很大。 ’ ’%& 结果与讨论 添加活性干酵母进行人工发酵的菠萝果酒口味 !%! 活性干酵母对主发酵的影响 在试验过程中,为了对比主发酵期 间 添 加 活 性 良好, 品质纯正, 且性质稳定, 不易变质、 生花; 而不 添加酵母、 自然发酵的菠萝果酒, 果香味浓郁, 口味 协调, 但易受外界环境因素影响, 质量不稳定, 并且 发酵期较长, 不适宜大规模生产。 干酵母与不添加活性干酵母的糖度变化情况,按 照 表 ( 中的 ! 、 两种处理绘制主发酵期变化曲线图, 见图 $ 。 表( 处理 主发酵期间糖度变化试验方案表 糖度 (+) ’%! 在人工发酵的几种处理中, 起始糖度低, 最终发 酵母用量 (B ) -.( ( / 0 1/ ) %$! %$! 酵结束后因产生的酒精量少、酒度低的 ’ 、 6 号处理 生花变质最为严重, 故品质低劣。 ! %$ ( ( ’%’ 通过比较, 确定菠萝果酒最 佳 处 理 为 酵 母 ’+ , 起始糖度 $,+ , -.( 用量 %$(/ 0 1/ , 23’ 。 参考文献: 9$: 罗云波 ; 蔡同一 % 园艺产品贮藏加工学 加 工 篇 =9:% 北 京 ? 中 赵 丽 芹 % 园 艺 产 品 贮 藏 加 工 学 9:% 北 京 ? 中 国 轻 工 业 出 版 胡 和 平 ; 方 金 % 活 性 干 酵 母 在 红 葡 萄 酒 发 酵 中 的 应 用 9@:% 酿 朱 宝 镛 % 葡 萄 酒 工 业 手 册 9:% 北 京 ? 中 国 轻 工 业 出 版 社 ; 国农业大学出版社 ;($% 9(: 9&: 9’: 9!: 94: 社 ;($% 酒科技 ;($=?4!844% 图$ 主发酵期变化曲线图 从图 $ 可知,添加活性干酵母的处 理 前 期 降 糖速度快, 后期降糖速度平缓, 残糖低, 说明发酵彻 前期降糖 底; 未添加活性干酵母的自然发酵处理 ! , 慢, 后期降糖快, 残糖较高, 说明发酵不彻底。 $55!% 9 法 :A% 卑 诺 % 葡 萄 酒 科 学 与 工 艺 9:% 北 京 ? 中 国 轻 工 业 出 版 刘 玉 田 ; 徐 滋 恒 ; 等 % 现 代 葡 萄 酒 酿 造 技 术 9:% 济 南 ? 山 东 科 社 ;$55(% 技出版社 ;$55% !%’ 澄清实验 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! !上接第 # 页 $ 时分析比较的重点,切菜设备、 预 械设备选型问题、生产设备运行过程中存在的 问 题 及其管理问题。 煮护色设备及输送设备其次,可根据实际情况自行 订做或考虑是否选用。 (设备选型单略) ’ 结论 本文介绍的这套食品加工机械设备选 型 原 则 及 参考文献: 9$: 张 绍 英 % 果 蔬 加 工 机 械 的 发 展 战 略 9@:% 食 品 与 机 械 ;$55, 杨春瑜 ; 王振宇 ; 王萍 % 龙芽葱木叶绿素性质研究 9@:% 中 国 林 方法,是在多年理论研究与客观实践相结合的基础 上综合多套食品企业设备选型经验而提出的,旨在 解决目前国内果蔬加工企业常遇到的急需解决的机 (’ ) : ’8!% 9(: 副特产, (’ ) : ($ , !5 68,% !# 年第 $ 期 !#