食品機械第一章(概述).ppt

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食品機械與設(shè)備,任課老師：吳金鴻電話：021-34206613手機：13564311909Email:wujinhong@辦公室:農(nóng)生大樓2-219室,第一章緒論（第1周）第二章輸送機械與設(shè)備（第1周）第三章原料預處理機械與設(shè)備（第2周）第四章分離機械與設(shè)備（第2周）第五章攪拌、混合及均質(zhì)機械與設(shè)備（第3周）第六章殺菌機械與設(shè)備（第4周）第七章濃縮機械與設(shè)備（第4周）第八章干燥機械與設(shè)備（第5周）第九章食品成型機械與設(shè)備（第5周）第十章食品包裝機械（第6周）第十二章典型食品生產(chǎn)線（第7周）小組課堂討論與課程復習（第8周）,2、教學內(nèi)容,授課安排,1、總課時：34學時16次課，1-8周,教學方式,采用課堂教學、自學、課堂提問、團組大作業(yè)相結(jié)合的教學方法。,課程考核,總評成績＝平時成績（35％）＋期終考試（65％）,平時成績：上課參與程度、課堂紀律和出勤率10%平時作業(yè)（外文資料文獻閱讀與課堂匯報）15%團組大作業(yè)（生產(chǎn)線設(shè)計）10%期末考試：閉卷,教材和教學參考書1、馬海樂主編.食品機械與設(shè)備(第二版)．北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2011.（教材）2、肖旭霖主編.食品加工機械與設(shè)備．北京：中國輕工業(yè)出版社,2000.3、陳斌主編.食品加工機械與設(shè)備．機械工程出版社,2003.4、張裕中主編.食品加工技術(shù)裝備.北京:中國輕工業(yè)出版社，2000.5、胡繼強主編.食品機械與設(shè)備.北京:中國輕工業(yè)出版社,1999.6、高福成等主編.現(xiàn)代食品工程高新技術(shù).北京:中國輕工業(yè)出版社,1997.7、GeorgeD.Saravacos,AthanasiosE.Kostaropoulos.HandbookofFoodProcessingEquipment,KluwerAcademic/PlenumPublishers,2003.,怎么學習這門課程？,1、熟悉設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)2、了解設(shè)備的工作過程及原理3、了解設(shè)備的應用與發(fā)展4、典型食品生產(chǎn)線的構(gòu)成,應用能力培養(yǎng),設(shè)計一款飲料或焙烤食品（營養(yǎng)、風味、產(chǎn)品形態(tài)）,產(chǎn)品加工工藝（加工步驟）產(chǎn)品配方設(shè)計（原輔材料）加工設(shè)備選擇（類型、設(shè)備生產(chǎn)要求、工作原理、組裝）,7位同學安排一組，設(shè)計一個產(chǎn)品生產(chǎn)線例如：,第一章食品機械與設(shè)備概述,第一節(jié)我國食品工業(yè)機械與設(shè)備發(fā)展概況第二節(jié)食品機械與設(shè)備的分類第三節(jié)我國食品機械與設(shè)備制造業(yè)的未來,一、食品加工對食品機械與設(shè)備發(fā)展的影響,第一節(jié)我國食品工業(yè)機械與設(shè)備發(fā)展概況,1、什么是食品加工？,食品加工是以農(nóng)產(chǎn)品為主要原料，通過各種手段及技術(shù)措施將植物業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)、采集業(yè)所得到的原料如糧、油、果、蔬、肉、蛋、奶、水產(chǎn)品等加工成人們生活中所必需的成品。,2、食品加工特點是什么？,食品原料天然營養(yǎng)成分易被破壞，易腐??；食品原料含有高分子化合物，化學物理性質(zhì)復雜，常以粘膠態(tài)或流變態(tài)存在，產(chǎn)生加工和處理困難；食品質(zhì)量要求達到色、香、味、形評定標準；加工過程有嚴格的衛(wèi)生條件要求，須遵守“食品衛(wèi)生法”。,,3、什么是食品機械與設(shè)備？,食品機械與設(shè)備的現(xiàn)代化程度是衡量一個國家食品加工業(yè)發(fā)展水平的重要標志。,凡是為食品工業(yè)服務的各種加工、包裝、儲存、運輸?shù)葯C械與設(shè)備，均可稱為食品機械與設(shè)備。但通常所說的食品機械與設(shè)備指的是把食品原料加工成食品(或半成品)過程中所應用的機械設(shè)備和裝置。,食品加工業(yè)的發(fā)展帶動了食品機械與設(shè)備的發(fā)展；食品機械與設(shè)備行業(yè)的科技進步與發(fā)展，又為食品加工業(yè)發(fā)展創(chuàng)造了有利的物質(zhì)條件，大大推動食品加工業(yè)向前發(fā)展。,二、我國食品機械與設(shè)備工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀,1999年全國專業(yè)食品加工機械企業(yè)約有2100多家，產(chǎn)品品種約2300多種，工業(yè)總值150億元，已能不同程度的裝備食品工業(yè)的23個行業(yè)，并已成為機械工業(yè)的十大產(chǎn)業(yè)之一。2010年全國專業(yè)食品加工機械企業(yè)約有6600多家，產(chǎn)品品種約2800多種，工業(yè)總值1825億元，已經(jīng)形成一批不僅能夠滿足國內(nèi)市場的需要，而且能打入國際市場（如美國、日本）的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。,20世紀至今：全面快速發(fā)展（向精深加工和資源綜合利用發(fā)展）,50~70年代：起步發(fā)展階段（適用于糧油米面與飲料等產(chǎn)品初級加工的簡易設(shè)備開發(fā)）80~90年代：快速發(fā)展階段（經(jīng)過消化、吸收進行了自主研發(fā)一些加工與包裝的成套設(shè)備）,三、我國食品機械工業(yè)與國外先進技術(shù)水平的差距具體表現(xiàn)在以下4個方面：（1）產(chǎn)品質(zhì)量方面發(fā)達國家的食品機械產(chǎn)品無論從內(nèi)在質(zhì)量還是外觀質(zhì)量都大大超過我國的食品機械產(chǎn)品。內(nèi)在質(zhì)量差距主要表現(xiàn)在產(chǎn)品性能差、關(guān)鍵零部件和易損件壽命短、穩(wěn)定性和可靠性差；外觀質(zhì)量差距主要是造型不美觀、表面粗糙。,（2）產(chǎn)品技術(shù)水平方面我國食品機械主要產(chǎn)品中，技術(shù)水平60％處于發(fā)達國家20世紀60年代末、70年代初的水平，20％處于70年代末、80年代初的水平，只有5％～10％達到了80年代末、90年代初的水平。從整體上講，產(chǎn)品的技術(shù)水平比發(fā)達國家落后約20年。發(fā)達國家機械設(shè)備先進性：基礎(chǔ)工業(yè)通用技術(shù)先進性—制造技術(shù)、材料技術(shù)、光電技術(shù)、自動控制技術(shù)等高新技術(shù)的發(fā)展與推廣應用—超臨界萃取技術(shù)、擠壓膨化技術(shù)、低溫殺菌技術(shù)等發(fā)達國家食品機械工業(yè)的主要特點：是高新技術(shù)實用化、產(chǎn)品節(jié)能化，以及食品加工生產(chǎn)線安全衛(wèi)生、運行可靠、高度機械化和自動化。,（3）產(chǎn)品種類方面目前國外食品機械產(chǎn)品品種有3000多種，成套數(shù)量多，基本上可滿足當前食品工業(yè)的需要。我國食品機械產(chǎn)品的品種及成套數(shù)量都較少，新產(chǎn)品的開發(fā)還處于跟在發(fā)達國家之后進行消化吸收的階段。（4）行業(yè)科研水平方面發(fā)達國家食品機械企業(yè)科研開發(fā)費用占企業(yè)銷售額的8％～10％，科研人員占企業(yè)總?cè)藬?shù)的比例也相當高，而我國食品機械的科研與開發(fā)能力十分薄弱，大部分企業(yè)基本上沒有自己的科研力量，科研投入平均不到銷售額的1％。食品機械與設(shè)備專業(yè)人才培養(yǎng)較缺乏。,改變我國目前的食品機械工業(yè)的現(xiàn)狀的途徑（1）通過消化吸收加快引進技術(shù)為我所有、為我所用的進程，支持重點產(chǎn)品的開發(fā)研制；（2）要求消化吸收和自主開發(fā)都應該注重技術(shù)創(chuàng)新，形成國內(nèi)自己的獨有技術(shù)；（3）要采取有效措施，鼓勵制造，使用單位與科研院所聯(lián)合開發(fā)；,（4）要按市場競爭要求，選擇急需發(fā)展的項目給予重點支持，重點突破，充分發(fā)揮食品機械行業(yè)重點科研院所的作用，將開發(fā)能力提高到一個高水平；（5）要優(yōu)化組織結(jié)構(gòu)，成立跨部門食品機械企業(yè)集團，走規(guī)模效益之路；（6）要面向用戶，按用戶要求確定產(chǎn)品的質(zhì)量目標，真正做到為用戶服務，對用戶負責，讓用戶滿意。,一、按照食品的種類和行業(yè)的不同，可以分為：糧油加工設(shè)備果蔬保鮮與加工設(shè)備畜禽產(chǎn)品加工設(shè)備水產(chǎn)品加工設(shè)備方便食品加工設(shè)備飲料加工設(shè)備食品加工中廢棄物綜合利用設(shè)備等。,第二節(jié)食品機械與設(shè)備的分類,二、依據(jù)國標（GB7635-87）分為：①通用食品機械與設(shè)備包括：食品泵、離心機、過濾機、均質(zhì)混合攪拌機、破碎機、壓榨機、分選機、干燥機、清洗熱交換器、濃縮蒸發(fā)設(shè)備、脫氣機、殺菌機、食品容器（鍋、罐、塔、槽等）、閥門和管道等；②專用食品機械與設(shè)備（根據(jù)專用食品工藝要求而專門設(shè)計或選用的一組機械（生產(chǎn)線））。包括：油脂加工機械、屠宰機械、肉制品加工機械、糕點成形機、糖果加工機械、飲料加工機械、豆制品加工機械、調(diào)味品加工機械、水產(chǎn)品加工機械、釀酒機械、果品加工機械、蔬菜加工機械、淀粉和淀粉糖加工機械、食用香料及多用添加劑加工機械、方便食品加工機械、罐頭食品加工機械、果蔬保鮮機械、乳品加工機械、茶葉加工機械、蛋品加工機械、制糖機械、制鹽機械等。,三、按照食品加工的單元操作的不同，可以分為：食品輸送機械食品清理與分選機械食品粉碎機械食品分離機械食品混合機械食品濃縮機械食品干燥機械食品殺菌機械食品熟化機械食品冷凍機械食品包裝機械食品發(fā)酵設(shè)備食品保鮮貯藏設(shè)備,食品單元操作分類,機械處理（原料預處理）組裝操作機械分離機械輸送傳熱操作傳質(zhì)操作膜分離發(fā)酵非熱殺菌包裝,washing,grading,sizing,extration,finishing,pasteurizing,pomace,culls,separation,mixing,drying,Animalfeed,oil,Peeloil,pulp,Essencerecover,evaporation,essence,freezing,Bulkpacking,BulkpackingFOOJ,mixing,canning,freezing,CannedFOOJ,debittering,HTSTsterilization,aspeticpacking,packedOJ,Oranges,橙子加工廠中多種產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝流程圖,土豆片生產(chǎn)工藝流程圖,一、食品機械與設(shè)備發(fā)展趨勢：1、標準化、系列化和通用化；2、新工藝、新技術(shù)和新材料引入；3、食品加工的自動化程度提高；4、衛(wèi)生水平提高，食品安全與營養(yǎng)要求提高；5、外觀造型更優(yōu)美。,第三節(jié)我國食品機械與設(shè)備制造業(yè)的未來,二、我國食品機械工業(yè)的未來重點發(fā)展的機械與設(shè)備,今后一個時期，我國食品機械工業(yè)的發(fā)展重點1、糧油加工設(shè)備2、淀粉加工設(shè)備3、方便食品加工設(shè)備4、果蔬保鮮與加工設(shè)備5、乳品加工機械6、肉類加工設(shè)備7、飲料加工設(shè)備8、無菌包裝設(shè)備,1、糧油加工設(shè)備發(fā)展能提高大米、面粉得率，降低雜質(zhì)含量的技術(shù)和裝備；適當發(fā)展免淘米、珠光潔米、專用粉、雜糧精加工的技術(shù)和裝備；發(fā)展糧食深加工和綜合利用的技術(shù)和裝備；發(fā)展膨化等油脂浸出工藝、油脂精煉和豆粕低溫脫溶技術(shù)與裝備；開發(fā)并應用棉籽、菜籽的脫毒技術(shù)與裝備；發(fā)展大豆加工和綜合利用設(shè)備。,2、淀粉加工設(shè)備我國淀粉機械應在提高生產(chǎn)能力和技術(shù)水平上狠下工夫。解決好關(guān)鍵主機和設(shè)備成套方面的問題。進一步加大薯類資源開發(fā)和綜合利用，應全面開發(fā)馬鈴薯全粉的生產(chǎn)設(shè)備及開發(fā)利用馬鈴薯全粉生產(chǎn)系列食品的加工工藝和設(shè)備。,3、方便食品加工設(shè)備發(fā)展方便面、方便米飯、方便粥、方便米粉、膨化食品、饅頭、包子、春卷、餛飩、餃子等方便主食加工成套設(shè)備；發(fā)展方便主食，各種蔬菜、肉、蛋、禽、水產(chǎn)品等速凍小包裝相關(guān)設(shè)備；發(fā)展快餐、學生課間餐、營養(yǎng)餐、午餐等工業(yè)化生產(chǎn)裝備；發(fā)展各種休閑膨化食品加工設(shè)備。,中式快餐盒飯生產(chǎn)線,中央廚房視頻,中式快餐盒飯生產(chǎn)線的設(shè)備,4、果蔬保鮮與加工設(shè)備發(fā)展果蔬分級技術(shù)與裝備；高得率的鮮榨果汁技術(shù)和設(shè)備；節(jié)能的濃縮技術(shù)和設(shè)備；速凍及脫水技術(shù)與設(shè)備；發(fā)展分離和提取果蔬資源（尤其是皮、籽等廢棄物）中功能成分的技術(shù)與設(shè)備。,5、乳品加工機械開發(fā)的重點：①原料奶的自動質(zhì)檢、檢測儀器，低溫預處理有關(guān)設(shè)備，原料奶的貯藏設(shè)備，專用鮮奶檢測儀器；②大中型乳品生產(chǎn)線實現(xiàn)微機自動化。③提高和完善均質(zhì)機的技術(shù)性能和質(zhì)量水平；④鮮奶生產(chǎn)的超高溫瞬時殺菌設(shè)備、滅菌奶的無菌灌裝設(shè)備及其與UHT設(shè)備的成套化；⑤牛奶的分離技術(shù)和設(shè)備；⑥高效率、低能耗的多次蒸發(fā)器；⑦奶粉二次干燥設(shè)備，大型奶粉生產(chǎn)線，小型奶酪加工設(shè)備。,6、肉類加工設(shè)備大力發(fā)展熟肉制品和方便肉食品的加工設(shè)備，同時也要大力發(fā)展冷凍肉、分割肉、小包裝肉等加工和包裝設(shè)備。發(fā)展畜、禽屠宰的內(nèi)臟、血、皮、骨、毛和各種腺體等的綜合利用技術(shù)與設(shè)備，應用分離、提純新技術(shù)，開發(fā)功能性、生理活性物質(zhì)的加工設(shè)備。,7、飲料加工設(shè)備國產(chǎn)飲料機械基本能滿足飲料加工業(yè)的一般要求，尚不能完全滿足飲料工業(yè)發(fā)展的需要。與發(fā)達國家相比，存在產(chǎn)品規(guī)格不全、成套性差、大型成套設(shè)備少、自動化水平不高、先進技術(shù)應用不多等差距。今后應加強目前缺門短項的單機（如濃縮、殺菌、香味回收等）新產(chǎn)品開發(fā)，加快新技術(shù)的應用，提高設(shè)備的可靠性、穩(wěn)定性。,8、無菌包裝設(shè)備無菌包裝誕生于20世紀40年代，應用于60年代，發(fā)展于70年代，到90年代中，國外已有數(shù)十家生產(chǎn)各種無菌包裝設(shè)備的公司，目前，國外發(fā)達國家的液體食品包裝中，無菌包裝已占65％以上，且每年以超過5％的速度增長。我國的無菌包裝技術(shù)起步于70年代，到80年代末90年代初迅速地發(fā)展起來，從最初的引進國外成套無菌設(shè)備生產(chǎn)線及包裝耗用材料到自主研究開發(fā)，我國的無菌包裝技術(shù)經(jīng)過了從無到有，并逐漸走向成熟的過程。,三、食品加工業(yè)中高新技術(shù)配套裝備的研究,1、冷殺菌技術(shù)美國食品與藥物管理局（FDA）1995年7月通過了Coolpure公司的冷殺菌法，該法適用于液態(tài)或可泵送食品的殺菌，采用短時高電壓脈沖殺滅液體和粘性食品中的微生物。冷殺菌技術(shù)包括物理冷殺菌和化學冷殺菌。近年來發(fā)展較快的物理冷殺菌技術(shù)包括：超高壓殺菌、脈沖電場殺菌、脈沖磁場殺菌、電子射線殺菌、強光脈沖殺菌等。目前有關(guān)冷殺菌的機理研究較多，開發(fā)了不少不同規(guī)格的小型試驗設(shè)備，但技術(shù)實施的共同困難是設(shè)備的放大問題。,2、超臨界流體萃取技術(shù)超臨界流體萃取技術(shù)是利用某些物質(zhì)（主要是一些低沸點、在常溫常壓下呈氣態(tài)的物質(zhì)）處于超臨界狀態(tài)下所具有的優(yōu)良溶解特性，來分離混合物中目標組分的一種高新分離技術(shù)。我國已經(jīng)研制出了萃取容積達1000L的超臨界流體萃取設(shè)備，25L以下的試驗設(shè)備比較普及，且性能基本可以滿足試驗的需要，生產(chǎn)型的設(shè)備還有待完善。我國已進口多套大型超臨界流體萃取生產(chǎn)設(shè)備，單只萃取釜的容積最大達3500L。,3、超聲波技術(shù)超聲波技術(shù)在食品加工中有多種應用，例如超聲強化萃取技術(shù)、超聲波均質(zhì)機細化技術(shù)、超聲波細胞破碎技術(shù)等。4、擠壓技術(shù)擠壓技術(shù)是借助螺桿擠壓機完成輸送、混合、加熱、加壓、質(zhì)構(gòu)重組、熟制、殺菌、成型等多種加工單元，從而取代食品加工的傳統(tǒng)生產(chǎn)方法。,5、真空技術(shù)真空技術(shù)在食品工業(yè)的應用潛力很大。目前食品工業(yè)普遍采用真空濃縮、真空包裝、真空充氮氣包裝、真空貼體包裝、真空干燥、真空油炸、真空熏蒸、真空輸送、真空浸漬、真空冷卻等技術(shù)。,思考題1、了解食品機械與設(shè)備主要分類。2、了解食品加工業(yè)中開發(fā)應用的高新技術(shù)。3、了解我國食品機械工業(yè)的未來重點發(fā)展的機械與設(shè)備。,討論題（3位同學）1.食品設(shè)備制造材料的種類與特點外文資料（提供）+資料補充與擴展（網(wǎng)絡(luò)檢索）,