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1、第二篇 食品加工的单元操作,第一章 预处理,第一节 物料的输送第二节 清洗第三节 分离第四节 粉碎第五节 护色,食品的输送要注意几个方面维持环境卫生尽量降低产品的损耗保持原料的质量进行适当的冷藏控制物料输送的节奏,第一节 食品的输送,一、液力输送,食品工厂输送液体物料常用各种泵来完成，为保证食品卫生和泵的耐腐蚀性，凡与物料接触的零件均用不锈钢制造。根据泵的结构特征和工作原理的不同，可将其分为以下三种类型：叶片式泵，依靠高速旋转的叶轮对被输送液体作功的机械。如离心泵、轴流泵、旋涡泵等；,往复式泵，利用泵体内往复运动的活塞或柱塞的推挤对液体作功的机械。如活塞泵、柱塞泵、隔膜泵等；,旋转式泵，依靠作
2、旋转运动的转子的推挤对液体作功的机械。如齿轮泵、罗茨泵、螺杆泵、滑片泵等。后两类泵均以动件的强制推挤的作用达到输送液体的目的，故又统称为正位移式泵或容积式泵。,二、气力输送,运用风机(或其他动力设备)使管道内形成一定速度的气流，将散粒物料沿一定的管路从一处输送到另一处，称为气力输送。应用气力输送技术可以对食品工厂中的面粉、大米、糖、麦芽等散粒物料进行输送。对于气力输送，按其工作原理可分为：吸送式、压送式、混合式和循环式。,三、振动输送,振动输送是一种利用振动技术，对松散态颗粒物料进行中、短距离的输送。振动输送机工作时，由激振器驱动主振弹簧支承的工作槽体。主振弹簧通常倾斜安装，斜置倾角称为振动角
3、。激振力作用于工作槽体时，工作槽体在主振板弹簧的约束下做定向强迫振动。处在工作槽体上的物品，受到槽体振动的作用断续地被输送前进。,振动输送机的类型可作如下划分：按激振器(驱动装置)的形式不同可分为：弹性连杆式、惯性式和电磁式振动输送机；按物料的输送方向不同可分为：水平及微倾斜(向上或向下)式和垂直式振动输送机；按物料在槽体内的运动状态不同可分为：滑行运动式和抛掷运动式振动输送机。,四、螺旋输送,螺旋输送广泛应用于食品工业中，属于没有挠性牵引构件的连续输送机械。工作时，绞龙(带螺旋片的轴)在封闭的料槽内旋转，使装入料槽的物料由于自重及其与料槽摩擦力的作用而不与螺旋一起旋转，只能沿料槽横向移动。螺
4、旋输送机用于输送磨擦性小的粉状、颗粒状及小块状散粒物料。,螺旋输送机的分类如下：根据安装形式的不同可分为：移动式和固定式螺旋输送机；根据螺旋叶片形式的不同可分为：满面式、带式、成型式和桨式螺旋输送机；根据工作倾角的不同可分为：立式、倾斜式和水平式螺旋输送机；根据旋转体转速的不同可分为：快速和慢速螺旋输送机。,五、其他输送方式,斗式输送机是一种在垂直或大倾角倾斜向上输送粉末状、颗粒状或小块状物料的连续输送机械，在粮油工业中应用广泛。它结构简单，紧凑，占地面积小，工作平稳可靠，提升高度高(可达3050m)，生产率范围较大，耗用动力少，有良好的密封性，但对过载敏感，必须连续均匀地供料，料斗容易磨损，
5、容易引起粉尘爆炸。,斗式输送机分为倾斜式和垂直式两种。工作时，待输送物料由进料口均匀喂入，在驱动滚筒带动下，固定在输送带上的料斗刮起物料随其一起上升，当上升至顶部驱动滚筒上方时，料斗开口朝下，在离心力作用下，物料从卸料口卸出，送入下道工序。,带式输送机是食品工厂中采用最广泛的一种连续输送机械。它用一根闭合环形输送带作牵引及承载构件，将其绕过并张紧于前、后二滚筒上，依靠输送带与驱动滚筒间的摩擦力使输送带产生连续运动，依靠输送带与物料间的摩擦力使物料随输送带一起运行，从而完成输送物料的任务。带式输送机常用于块状、颗粒状物料及整件物料水平方向或倾斜不大的方向运送，同时还可用作选择、检查、包装、清洗和
6、预处理操作台等。,根据带式输送机的工作条件、工作要求和被输送物料的性质，可将带式输送机分为不同的类型。按支承装置的形式，可将其分为平形托辊输送机、槽形托辊输送机及气垫带式输送机等。按输送带的种类，可分为胶带式、帆布带式、塑料带式、钢带式和网带式输送机等。按胶带表面形状，可将其分为普通胶带输送机和花纹胶带输送机。按输送机机架结构形式，又可将带式输送机分为固定式和移动式两大类。,一、物料清洗机,食品加工原料种类繁多，不同原料性质差异甚大，这决定了原料清洗设备的多样化和复杂性。提高清洗预处理的机械化和自动化程度，对改善劳动条件、优质、高产、低消耗均具有十分重要的意义。目前常用的原料清洗设备 有鼓风式
7、清洗机和滚筒式清洗机。,第二节 食品清洗,二、瓶罐清洗机,洗瓶机按机械化程度可分为手工式、半机械化式和自动化式洗瓶机。,全自动洗瓶机的洗瓶方式有喷射式和浸泡喷射式两种。前者工作时是靠高压喷头对瓶内、外进行多次喷射清洗，将瓶洗净。一般要经过预热喷射、多次碱性洗液喷射及多次回水(热水、温水、冷水)喷射，最后是净水喷射。后者是靠连续多次洗液浸泡和多次喷射。,自动洗瓶机的型式较多，按瓶在机器中的流向和进出瓶方式，可分成单端式和双端式。单端式是在洗瓶机同一侧进出瓶，又称来回式。双端式又称直通式。,一、离心分离,离心机是利用惯性离心力进行固-液、液-液、或液-液-固相离心分离的机械。离心机的主要部件是安装
8、在竖直或水平轴上的快速旋转的转鼓。鼓壁上有的有孔，有的无孔。料浆送入转鼓内随鼓旋转，在惯性离心力的作用下实现分离。在有孔的鼓内壁面覆以滤布，则流体甩出而颗粒被截留在鼓内，称为离心过滤。对于鼓壁上无孔，且分离的是悬浮液，则密度较大的颗粒沉于鼓壁，而密度较小的流体集中于中央并不断引出，称为离心沉降。对于鼓壁上无孔且分离的是浮浊液，则两种液体按轻重分层，重者在外，轻者在内，各自从适当位置引出，称为离心分离。,第三节 食品分离,按分离因数不同可分为常速离心机(Kc3000)、高速离 心机(3000Kc50000)和超高速离心机(Kc50000)；按操作原理不同可分为过滤式离心机、沉降式过滤机和 分离式
9、离心机；按操作方式可分为间歇式离心机和连续式离心机；按卸料方式不同可分为人工卸料离心机、重力卸料离心 机、刮刀卸料离心机、活塞推料离心机、螺旋卸料离心机、离心卸料离心机、振动卸料离心机和进动卸料离心机；按转鼓主轴位置不同可分为卧式离心机和立式离心机。,离心机的分类,二、旋液分离,旋液分离器又称水力旋流器，是利用离心沉降原理从悬浮液中分离固体颗粒的设备，设备主体是由圆筒和圆锥两部分组成。旋流器内流体的运动是三个速度场，其中切向速度对分离的影响较大。,三、过滤分离,食品工业中在生产酒类、饮料、果汁等类产品时，常要将液体中肉眼看不见的固态杂质微粒去掉，提高产品的澄清度，以防止成品日后随保存时间延长而
10、发生沉淀，所以必须使用过滤设备。食品工厂所用的过滤设备，型式多样，各不相同，但过滤的基本原理相同，都是以某种多孔物质作为过滤介质，在外力作用下，使悬浮液中的液体通过介质的孔道，而固体颗粒(微粒)被截留下来，实现固、液分离得到澄清的液体。常用的过滤机械有板框式压滤机，硅藻土过滤机。,四、膜分离装置,膜分离是以分离膜为介质，以外界能量或化学位差为推动力，对双组分或多组分溶质和溶剂进行分离、提纯或富集的过程。膜分离装置主要部件为膜组件和泵，所谓膜组件是将膜组装在某种形式的基本单元设备内，由泵提供外界压力，在循环下实现溶质和溶剂的分离。工业规模上的该单元设备为膜组件或简称组件。在膜分离工业装置中，可根
11、据生产需要设置数个至数十个膜组件。工业上常用的反渗透膜组件形式主要有板框式、管式、螺旋卷式及中空纤维式等四种类型。,一、食品粉碎方式与理论,粉碎是利用机械的方法克服固体物料内部的凝聚力而将其破碎的一种操作。食品粉碎的方式很多：挤压物料置于两个工作构件之间，逐渐加压，使之由弹性变形或塑性变形而至破裂粉碎。这种粉碎方式仅适用于脆性物料；弯曲折断物料在工作构件间承受弯曲应力，超过强度极限而折断，一般用来处理较大块的长或薄的脆性物料；剪切是一种粉碎韧性物料能耗较低的粉碎方式，一般果、蔬、肉类的切块、切片、切丝、切丁都属于这一类；撞击当物料与工作构件以相对高速运动撞击时，受到时间极短的变载荷而被击碎。这
12、种粉碎方式适用于质量较大的脆性物料。研磨物料与粗糙工作面之间在一定压力下相对运动而摩擦，使物料受到破坏，表面剥落，是一种既有挤压又有剪切的复杂过程。,第四节 食品粉碎,二、干法粉碎,锤式粉碎,锤片粉碎系统一般由供料装置、机体、转子、齿板、筛片(板)、排料装置以及控制系统等部分组成。工作时，原料从喂料斗进入粉碎室，受到高速回转锤片的打击而破裂，以较高的速度飞向齿板，与齿板撞击进一步破碎，如此反复打击撞击，使物料粉碎成小碎粒。在此期间，较细颗粒由筛片的筛孔漏出，留在筛面上的较大颗粒，再次受到粉碎，直到从筛片的筛孔漏出。从筛孔漏出的物料细粒由风机吸出并送入集料筒。带物料细粒的气流在集料筒内高速旋转，
13、物料细粒受离心力的作用被抛向筒的四周，速度降低而逐渐积到筒底，通过排料口流入袋内；气流则从顶部的排风管排出，并通过回料管使气流中极小的物料灰粉回流到粉碎室，也可以在排风管上接集尘布袋，收集物料粉尘。,辊式粉碎,辊式磨粉机是食品工业特别是在面粉制造工业中广泛使用的粉碎机械，其他如啤酒麦芽的粉碎、油料的轧坯、巧克力的研磨、糖粉的加工、麦片和米片的加工等均有采用。磨辊是磨粉机的主要工作构件。一对磨辊由于速比和辊面状态不同，粉碎物料的过程也不同。等速反向旋转的光磨辊是以挤压的方式粉碎物料或使物料变形，典型设备是轧片机。差速反向旋转的光磨辊是以挤压和研磨两种方式粉碎物料，典型设备是面粉厂光辊磨粉机和辊式
14、巧克力精磨机等。差速反向旋转的齿辊磨是以剪切、挤压和研磨三种方式粉碎物料，其典型设备是面粉厂的皮磨磨粉机和啤酒厂的麦芽粉碎机等。,气流粉碎,气流粉碎是利用压缩空气产生的高速气流对物料进行冲击，使物料相互间发生强烈的碰撞和摩擦作用，以达到细碎目的。气流粉碎机又称流能磨，是一种超微粉碎机，气流粉碎的粉碎比大，成品粒度均匀一致；粉碎设备结构紧凑、磨损小且维修容易，但动力消耗大，易实现无菌操作，卫生条件好，对热敏性物料的超微粉碎有利，易实现多单元联合操作，广泛用于食品、农产品、医药、冶金、轻工等部门。,气流粉碎机种类很多，常见的有立式环形喷射气流粉碎机、对冲式气流粉碎机、叶轮式气流粉碎机和超音速气流喷
15、射式粉碎机等。立式环形喷射气流粉碎机主要由立式环形粉碎室、分级器和文丘里加料器等组成。其工作过程为：从若干个喷嘴喷出的高速压缩空气气流将喂入的物料加速并形成紊流状，致使物料在粉碎室中相互高速冲撞、摩擦而达到粉碎。粉碎后的粉粒体随气流经环形轨道上升，由于环形轨道的离心力作用，使粗粉粒靠向轨道外侧运动，细粉粒则被挤往内侧。回转至分级器入口处时，由于内吸气流旋涡的作用，细粉粒被吸入分级器中分离而排出机外，粗粉粒则继续沿环形轨道外侧远离分级器入口处通过而被送回粉碎室中，再度与新输入物料一起进行粉碎。,振动粉碎,振动磨是靠磨机系统的振动，使研磨体得到加速度运动而冲击和研磨物料的一种超细磨设备。其主要优点
16、为破碎比高，粉碎时间短，适应性强，可用于任何物料的干磨或湿磨。缺点是进料粒度不能过大。,振动磨按振动特点分为不平衡重的惯性振动磨和偏心振动的偏旋振动磨。使用普遍的惯性振动磨主要组成包括研磨体、筒体、振动器、弹簧及支承架、电机及弹性联轴 器等。工作时，电机通过联轴器带动振动器的轴旋转，振动器在不平衡旋转体的惯性力作用下振动。由于振动，引起了装有一定量研磨体和物料的筒体摇动运动。而筒体和振动器的这种摇动给研磨体以快速脉冲，使研磨体沿筒体壁滑动上抛，分布在研磨体孔隙间的物料受研磨体的打击和研磨作用而被粉碎。,三、湿法粉碎,高压均质,高压均质机是利用高压使得液料高速流过狭窄的缝隙而受到强大的剪切力、对
17、金属部件高速冲击而产生强大的撞击力、因静压力突降与突升而产生的空穴爆炸力等综合力的作用，把原先颗粒比较粗大的乳浊液或悬浮液加工成颗粒非常细微的、稳定的乳浊液或悬浮液的过程。它包含着将食品原料的浆、汁、液进行细化和混合的双重作用，从而大大提高食品的匀细度，防止或减少液状食品物料的分层，改善外观、色泽及香度，提高食品质量，增加经济效益。均质机在乳品、果汁、豆浆等食品加工中应用广泛。,胶体磨,胶体磨又称分散磨，工作构件由一个固定的磨体(定子)和一个高速旋转的磨体(转子)所组成，两磨体之间有一个可以调节的微小间隙。当物料通过这个间隙时，由于转子的高速旋转，使附着于转子面上的物料速度大，而附着于定子面上
18、的物料速度为零。这样产生了急剧的速度梯度，从而使物料受到强烈的剪切、摩擦和湍动，产生了超微粉碎作用。,胶体磨的普通形式为卧式，其转子随水平轴旋转，定子与转子间的间隙依靠转动件的水平位移来调节。料液在旋转中心处进入，流过间隙后从四周卸出。这种胶体磨适用于粘性相对较低的物料。对于粘度相对较高的物料，可采用立式胶体磨。,离心式均质,离心式均质机是一种兼有均质及净化功能的均质机，它能以一高速回转鼓使液料在惯性离心力的作用下分成密度大、中、小三相，使密度大的物料成分(包括杂质)趋向鼓壁，密度中等的物料顺上方管道排出，密度小的脂肪类被导入上室，上室内有一块带尖齿的圆盘，使物料以很高的速度围绕该盘旋转并与其
19、产生剧烈的相对运动，使得局部产生旋涡，引起脂肪球破裂而达到均质的目的。离心式均质机主要由转鼓、带齿圆盘及传动机构组成。,超声波均质,超声波均质是利用声波和超声波在遇到物体时会迅速地交替压缩和膨胀的原理设计的。物料在超声波的作用下，当处在膨胀的半个周期内，料液受到拉力呈气泡膨胀；当处在压缩的半个周期内，气泡则收缩，当压力变化幅度很大时，若压力振幅低于低压时，被压缩的气泡会急剧崩溃，在料液中会出现“空穴”现象，这种现象又随着振幅的变化和外压的不平衡而消失。在空穴消失的瞬时，液体的周围引起高温高压，起着非常复杂而强力的机械搅拌作用，以达到均质的目的。同时，在“空穴”产生有密度差的界面上，超声波也会反
20、射产生激烈的搅拌。根据超声波发生器的形式，可将超声波均质机分为机械式、磁控式和压电晶体式等。,原因:去皮或切分后，褐变，主要是酶促褐变。护色措施均从排除氧气和抑制酶活性两方面着手。方法：烫漂护色：烫漂可钝化活性酶、防止酶褐变、稳定或改进色泽，已如前述。食盐溶液护色：将去皮或切分后的果蔬浸于一定浓度的食盐溶液中可护色。1-2%,第五节 食品护色,有机酸溶液护色有机酸溶液既可降低 pH 值、抑制多酚氧化酶活性，又可降低氧气的溶解度而 兼有抗氧化作用，常用的有机酸有柠檬酸、苹果酸或抗坏血酸，生产上一般都采用柠檬酸，浓度为0.5%1%。抽空护色果蔬的抽空装置主要由真空泵、气液分离器、抽空罐等组成。果蔬抽空的方法有干抽和湿抽两种方法。,
