第四章 食品机械与工厂设计 第一节 食品加工机械与设备 第二节 食品工厂设计.

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1 第四章 食品机械与工厂设计 第一节 食品加工机械与设备 第二节 食品工厂设计

2 食品输送机械与设备 食品清洗机械与设备 食品分选机械与设备 食品粉碎机械与设备 食品分离机械与设备 食品混合机械与设备 食品浓缩机械与设备
食品干燥机械与设备 食品杀菌机械与设备 食品熟化机械与设备 食品冷冻机械与设备 食品包装机械与设备 第一节 食品加工机械与设备

3 一、液力输送机械与设备 食品输送机械与设备
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：①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；②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；③旋转式泵，依靠作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。

4 二、气力输送机械与设备 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。

5 三、振动输送机械与设备 振动输送机是一种利用振动技术，对松散态颗粒物料进行中、短距离输送的输送机械。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。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。

6 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。

7 四、螺旋输送机械与设备 螺旋输送机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。

8 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。

9 五、其他输送设备与应用 斗式输送原理与设备
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30～50m)，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，容易引起粉尘爆炸。

10 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。

11 带式输送原理与设备 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、清洗和预处理操作台等。

12 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。

13 食品清洗机械与设备 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 有鼓风式清洗机和滚筒式清洗机 。

14 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。
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。 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。

15 一、振动筛分机械与设备 食品分选机械与设备
振动筛是食品加工中应用最广泛的一种筛分与分选相结合的清理设备，多用于清除大、小及轻杂质。筛体是振动筛的主要工作部件，内装三层筛面。第一层是接料筛面，筛孔最大，筛上物为大型杂质，筛下物为粮粒及大型杂物，筛面反向倾斜，以使筛下物集中落到第二层的过程中，筛条的棱对料产生切割作用，厚度约有筛孔的1/4，一层料及其中的细粒被切割而被筛下。

16 二、形状分级机械与设备 滚筒式形状分级设备
滚筒上开有很多小孔，物料在滚筒内滚转和移动的过程中进行分级。滚筒的组数为需分级数减1，每组小孔孔径不同，而同一组中的孔径一样。从物料进口至出口，后组比前组的孔径大，小于第一组孔的物料从第一组掉出用漏斗收集为一个级别，以下依此类推。这种分级机分级效率较高，目前广泛用于蘑菇和青豆等的分级。

17 滚轴式形状分级设备 滚轴式形状分级机主要由辊筒、驱动链、链轮、出料输送带、理料辊等组成。此设备按果蔬原料直径大小进行分级，主要用于球形体或近似球形的果蔬原料，如苹果、柑橘、番茄和桃子等。分级准确迅速，果蔬损伤小，在大型果蔬加工中应用较为广泛。 颗粒形状分级设备 谷物颗粒料(如小麦、大麦)等必须进行精选和分级，其主要原理是按颗粒长度进行分级，以除去不必要的杂粒。常用的精选机有滚筒精选机和碟片精选机两种，都是利用袋孔中嵌入长度不同的颗粒而带升高度不同的原理制成的。

18 三、光电色选机械与设备 光电色选机是利用光电原理，从大量散装产品中将颜色不正常或感染病虫害的个体(球状、块状或颗粒状)以及外来杂质检测并分离的设备。色选机工作时，贮料斗中的物料由振动喂料器送入一系列通道成单行排列，依次落入光电检测室，在电子视镜与比色板之间通过。被选颗粒对光的反射及比色板的反射在电子视镜中相比较，颜色的差异使电子视镜内部的电压改变，并经放大。如果信号差别超过自动控制水平的预置值，即被存贮延时，随即驱动气阀，高速喷射气流将物料吹送入旁路通道。而合格品流经光电检测室时，检测信号与标准信号差别微小，信号经处理判断为正常，气流喷嘴不动，物料进入合格品通道。

19 一、食品粉碎方式与理论 食品粉碎机械与设备
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。

20 二、干法粉碎机械与设备 锤式粉碎机械与设备
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，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。

21 辊式粉碎机械与设备 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。

22 气流粉碎机械与设备 气流粉碎机又称流能磨，是一种超微粉碎机，其工作原理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。气流粉碎机除粉碎机本体外，还须配备空气压缩泵，工作时将高速气流导入粉碎机内。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。

23 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。

24 振动粉碎机械与设备 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。

25 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。

26 三、湿法粉碎机械与设备 高压均质机 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。

27 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。

28 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。

29 离心式均质机 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。

30 超声波均质机 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。

31 四、果蔬破碎机械与设备 果蔬打浆机械与设备 果蔬榨汁机械与设备
打浆机一般采用刮板滤浆式结构。工作时，物料从料斗进入后经螺旋推进器推进，在刮板的作用下破碎及在圆筒中作螺旋移动，果浆经圆筒筛孔由出浆口送出，废浆由出渣口排出。 果蔬榨汁机械与设备 机械法榨汁的机械与设备主要有螺旋式榨汁机、活塞式榨汁机、锥盘式榨汁机和辊带式榨汁机等。

32 果蔬切片机械与设备 蘑菇切片机： 在生产片装蘑菇罐头时，为了能使所切菇片厚薄均匀而切向一致，同时还将边片分开，必须加设定位装置，使蘑菇能排列整齐地进入切片机中定向切片。 果蔬切丁切条机：如日本ECA型切菜机，该机可用于将根茎类蔬菜和水果切成圆片状或长条状，其工艺简单，清洁卫生，经久耐用，效率高。ECA型切菜机由不锈钢制成，刀具盖后侧可轻易的打开冲洗，而且输送带也非常容易更换。

33 五、肉类绞切机械与设备 肉类斩拌机 斩拌机是肉类制品生产工艺中的一个关键设备，它分为真空和非真空斩拌机。前者是在负压下工作，具有卫生条件好，物料温升小等优点；后者不带真空系统，在常压下工作。斩拌机不仅能将肉块、碎肉、脂肪等主要原料精细地切碎，还能同时将其他原料如水、冰屑、调料、附加品(填充剂)同肉末一起搅拌成均匀的乳状物，特别是由于乳化处理，使肠类产品的细密度与弹性均大大增强。

34 可编程序绞肉机 西班牙MEW型可编程序绞肉机，该机采用了现代肉加工的最新技术，能加工温度在-20～80℃之间任何温度的冷冻肉、鲜肉和生的熏肉皮。在加工过程中，温升不超过2～3℃，故能保持原料的质量。采用专利技术，消除了切割刀具的摩擦，降低了磨损，节约能量。与普通绞肉机相比，操作成本可降低50%以上。

35 食品分离机械与设备 一、离心分离机械与设备
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。

36 离心机的分类 心机(3000＜Kc＜50000)和超高速离心机(Kc＞50000)； 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。

37 二、旋液分离机械与设备 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。

38 三、过滤分离机械与设备 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。

39 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。

40 一、液体混合机械与设备 食品混合机械与设备
混合过程是指两种或两种以上不同组分的物料在外力作用下运动速度和方向发生改变，使各组分的粒子得以均匀分布，经过混合操作后得到的物料称为混合物。一般来说，以液体为主的物料的混合叫做搅拌，以干物料为主的固体物料的混合称为混合。有时也将两者统称为混合。混合的目的在于获得均匀的混合物，强化热交换过程，增强物理和化学反应。

41 将两种或两种以上不同组分的物料混合在一起，构成均匀混合物的机械主要有两类：一类是对粉粒状物料和较低粘度的液态物料进行混合的机械称为混合机和搅拌机。另一类是对高粘度稠浆料和粘弹性物料进行混合的机械，称为捏合(和)机或揉合机。将乳浊液(如牛奶和豆奶等)或悬浮液(如果汁等)进行边破碎、边混合的操作称为均质，所采用的机械称为均质机和胶体磨 。

42 二、固体混合机械与设备 固体混合是将两种或两种以上的粉料颗粒通过流动作用，使之成为组分浓度均匀的混合物的过程。在混合机内，大部分混合操作都同时存在对流、扩散和剪切三种混合方式。在食品加工中，固体混合操作常见的有谷物的混合、面粉的混合；面粉中加辅料和添加剂、干制食品中加添加剂、汤粉的制造及速溶饮品的制造等。

43 固体混合机按混合容器的运动方式不同，可分为固定容器式和旋转容器式。按混合操作型式，可分为间歇操作式和连续操作式。固定容器式混合机有间歇与连续两种操作型式，依生产工艺而定。而旋转容器式混合机通常为间歇式，即装卸物料时需停机。间歇式混合机易控制混合质量，可适应粉粒物料配比经常改变的情况，因此应用较广。

44 三、固液混合机械与设备 固液混合的主要设备包括混合锅、Z型捏合机及和面机等。其中混合锅通常有固定式和转动式两种类 型。前者是锅体不动，混合元件除本身转动外兼作行星式运动。它是由一段短的圆筒和一个半球形器底制成，锅体可以在与机架连接的支座上升降，并装有手柄以人工方法卸除物料。它的混合元件在动作时，与器壁的间隙很小，搅拌作用可遍及于整个物料。后者的锅体是安装在转动盘上转动，其混合元件偏心安装于靠近锅壁处作固定的转动。它是由转盘带动锅体作圆周运动将物料带到混合元件的作用范围之内而起局部混合作用。

45 四、气液混合机械与设备 食品工业中最常见的气液混合就是碳酸饮料的碳酸化，气液混合机是碳酸饮料生产的关键设备，它的作用是把清洁处理过的冷冻水由活塞泵送入混合桶内并喷成雾状，再凭其自重下落过程中冷冻水与二氧化碳气体充分接触混合，并在压力作用下逐渐被水分子吸收形成碳酸水。气液混合机主要由双作用柱式活塞泵、耐酸耐压的混合桶、机座和管路部分组成。

46 食品浓缩机械与设备 在食品加工中，一些液态原料或半成品如果蔬汁及牛奶等，一般都含有大量的水分(75%～90%左右)，而有营养价值的成分如果糖、蛋白质、有机酸、维生素、盐类、果胶等只占5%～10%，这些物质的热敏感性很强。在生产中为了便于贮藏运输或作为其他工序的预处理，往往要进行浓缩处理。浓缩过程中既要提高其浓度，又要使食品溶液的色、香、味尽可能地保存下来，所以对工艺流程的设计、设备的选型、制造和具体单元操作等均有较高的要求。 浓缩设备主要包括蒸发器、冷冻浓缩设备和反渗透装置三大类。目前，国内大量应用的是蒸发器。冷冻浓缩和反渗透装置的前景广阔，也将得到推广。

47 一、单效升膜式浓缩设备 单效升膜式浓缩装置，主要由加热器、分离器、雾沫捕集器、水力喷射器、循环管五部分组成。工作时，物料自加热器体的底部进入管内，加热蒸汽在管间传热及冷凝，将热量传给管内料液。料液被加热沸腾，便迅速汽化，所产生的二次蒸汽及料液在管内高速上升。浓液被高速上升的二次蒸汽所带动，沿管内壁成膜状上升不断被加热蒸发。这样料液从加热器底部至管子顶部出口处，逐渐被浓缩，浓缩液并以较高速度沿切线方向进入蒸发分离器，在离心力作用下与二次蒸汽分离。二次蒸汽从分离器顶部排出，浓缩液一部分通过循环管再进入加热器体底部继续浓缩，另一部分达到浓度的浓缩液，可从分离室底部 放出。二次蒸汽夹带的料液液滴从分离器顶部进入雾沫捕集器 进一步分离后，导入水力喷射器冷凝。

48 该设备占地面积小，传热效率高，蒸发速度快，蒸发时间短(约10～20s)，适合于热敏性和易起泡沫的料液蒸发浓缩，不宜用于粘度较大的溶液，而对蒸发量较大(较稀)的料液较适宜。在食品工业中用于果汁及乳制品的浓缩。

49 二、双效升膜式浓缩设备 双效升膜式浓缩设备又分为单程式和循环式两种型式。循环式双效升膜式浓缩设备工作时，料液自第一效加热器的下部进入蒸发管中，由于管外蒸汽的加热及真空的诱导作用，使料液沿着加热管上升，并在上部空间加热气化、蒸发，被二次蒸汽挟带的料液液滴经分离器分离后，由回流管仍回入一效加热器的底部，当一效的料液达到预定的浓度时，可部分地进入二效加热器的底部，再行循环蒸发，当达到出料浓度时，即可连续不断地将其抽出。

50 三、单效降膜式浓缩设备 降膜式与升膜式一样，都属于自然循环的液膜式浓缩设备，具有传热效率高，受热时间短的特点，适合于果汁及乳制品生产。但料液均匀分布于管内较困难。在食品工业中，降膜蒸发器大多组成双效、多效及热泵式的蒸发设备。适合于果汁、乳品及蒸发量小的浓粘料液生产。

51 该设备工作时，料液由加热器体顶部加入，液体在重力作用下，沿管内壁成液膜状向下流动。顶部有料液分布器，以使料液均匀地分布在每根加热管中。二次蒸汽与浓缩液并流而下，料液沿管内壁下流时因受二次蒸汽的作用而呈膜状。由于加热蒸汽与料液的温差较大，所以传热效果好，汽液进入蒸发室后进行分离，二次蒸汽由顶部排出，浓缩液则由底部抽出。

52 四、双效降膜式浓缩设备 双效降膜式浓缩设备属单程式设备，该设备工作时，料液自平衡槽经进料泵，送至位于混合式冷凝器内的螺旋管预热，再经置于一效及二效加热器蒸汽夹层内的螺旋管再次预热，然后进入列管式杀菌器杀菌和保温管进行保温。杀菌后的料液自顶部进入一效加热器，经蒸发达到预定浓度后，由强制循环的物料泵送至二效加热器的顶部，再行受热蒸发，达到浓度后可由出料泵自二效分离器的底部连续不断地抽出，若浓度不符合要求，则由出料泵送回至二效加热器顶部继续蒸发。

53 五、升降膜式蒸发器 升降膜蒸发器是在加热器内安装两组加热管，一组作升膜式，另一组作降膜式。料液先进入升膜加热管，沸腾蒸发后，汽液混合物上升至顶部，然后转入另一半加热管，再进行降膜蒸发。浓缩液从下部进入汽液分离器，分离后，二次蒸汽从分离器上部排入冷凝器，浓缩液从下部排出。

54 食品干燥机械与设备 大多数食品是含有大量水分的湿物料。作为商品的食品若含过量的水分则会增加运输费用，另外，食品中的微生物在水介质中的生命活动又会引起食品的腐败或缩短食品的保存期。因此，为了减少食品的体积和重量，降低运输费用，防止微生物在食品中繁殖，提高食品的保存期和食用方便性，必须对食品进行干燥。目前食品干燥主要方法是加热去水，即借助热能，通过介质(热空气或载热器件)以传导或对流或辐射的方式作用于物料，使其中水分汽化并排出，或将物料冻结升华去水达到干燥的要求。

55 食品工业中常用的干燥设备有：喷雾干燥设备，广泛用于奶粉、奶油粉、乳清粉、蛋粉、果汁粉、速溶咖啡、速溶茶、蛋白粉等物料的干燥；流化床干燥设备，用于食盐、谷物、玉米胚芽、糖粉、奶粉等物料的干燥；箱式和带式干燥设备，广泛用于各类食品、糖、味精等物料的干燥；微波干燥设备， 用于薄片食品(如饼干、肉干、快速面)、饮料、巧克力、蜂乳晶等的加热干燥及包装食品的加热杀菌；红外线干燥设备，用于谷物、蔬菜、水果、食糖、糕点制品、面包、熏烤肉、鱼、香肠制品等物料的干燥；升华(冷冻)干燥设备，用于鱼类、高级蔬菜(如蘑菇等)、汤粉、饮料等物料的干燥；气流干燥设备，用于淀粉、面粉、葡萄糖、食盐、味精、切成碎块的马铃薯及肉丁等食品的干燥；真空干燥设备，适用于液体、浆体、粉体和散粒食品的干燥。

56 一、箱式与带式干燥设备 箱式与带式干燥设备均有常压对流干燥和真空接触式干燥两种形式。但不论何种形式，均是以物料堆积在容器上或用框架、小车等支承物料的方式进行干燥。 真空接触式箱式干燥器 真空接触式箱式干燥器是一种在真空密封条件下进行操作的干燥器。真空干燥箱适用于液体、浆体、粉体和散粒食品的干燥。但对于块、条状的食品则必须使被干燥物料与料盘具有平滑表面的接触，以保证传热效果。

57 多层带式真空干燥器 多层带式真空干燥机由干燥室、加热与冷却系统、原料供给与输送系统等部分组成。这种干燥机的特点是干燥时间短，能形成多孔状制品，可避免混入异物而防止制品被污染，可直接干燥高浓度、高粘度的物料。

58 二、滚筒干燥设备 滚筒干燥机是将料液分布在转动的、蒸汽加热的滚筒上，使其水分被蒸发，然后用刮刀刮下，经粉碎得到产品。由于加热表面温度较高，使料液中的蛋白质结构改变而不易溶解，故产品质量较差。但该机结构简单，能耗低，占地面积小，维修、清洗、操作方便，适用于生产规模较小，对溶解度和品质要求不严格的产品制作，如生产巧克力所用乳粉的干燥。

59 三、流化床干燥设备 流化床干燥器又称沸腾床干燥器，它是在一个干燥设备中，将颗粒物料堆放在分布板上，当气流由设备下部通入床层，随着气流速度加大到某种程度，固体颗粒在床内就会产生沸腾状态，从而使物料得以干燥。在食品工业中，流化床干燥器适用于干燥碎麦芽、汤料粉、大麦、果汁颗粒、砂糖、干酪素、葡萄糖、4mm粒度的鱼汁浓缩物和人造肉、3mm粒度的饲料等。 按设备结构形式，可将流化床干燥器分为单层流化床干燥器、多层流化床干燥器、卧式多室流化床干燥器、喷动干燥器、脉冲流化床干燥器、振动流化床干燥器、惰性粒子流化床干燥器以及锥形流化床干燥器等。

60 四、喷雾干燥设备 喷雾干燥是利用不同的雾化器将溶液、乳浊液、悬浊液或含有水分的膏糊状物料在热风中喷雾成细小的液滴，在它下落过程中，水分被蒸发而成为粉末状或颗粒状的产品，在单一工序中同时完成喷雾与干燥两种工艺过程。喷雾干燥设备在奶粉、乳清粉、蛋粉、果汁粉、速溶咖啡、速溶茶，各种香辛料、液体调味料、汤料等液态食品粉末化生产中应用广泛 。

61 在喷雾干燥时，为了增大被干燥溶液的表面积，加快干燥速度，必须将溶液进行雾化(即微粒化)。使物料微粒化的装置一般叫雾化器，它是喷雾干燥的关键性部件。常见的料液雾化方法有三种，即压力喷雾法、离心喷雾法和气流喷雾法，相应的有压力式、离心式和气流式三种喷雾干燥设备。

62 五、冷冻干燥设备 食品冷冻干燥设备属大型装置，其干燥室的形状为箱形或圆筒形，托架集中安放在托架台车或悬吊单轨台车上装入干燥室。加热的方法几乎全部采用辐射加热。在干燥室内等间距地安装搁板式辐射加热板。放置有物料的托架不与加热板接触，静置在各搁板的中间。加热板的结构可使热载体在其内部循环，并控制其温度为40～150℃。食品冷冻干燥设备分为间歇式和连续式两种。

63 食品杀菌机械与设备 杀菌是食品加工的一个重要环节，食品杀菌有两种含义：一是要求杀死食品中所污染的致病菌、腐败菌，破坏食品中的酶而使食品产品在特定的环境中(如密闭的瓶内、罐内或其他包装容器内)有一定的保存期；二是要求在杀菌过程中尽可能地保护食品的营养成分和风味。食品杀菌的方法有物理杀菌和化学杀菌两大类。化学杀菌法是使用过氧化氢、环氧乙烷、次氯酸钠等杀菌剂。由于化学杀菌存在化学残留物等影响，当代食品的杀菌方法趋向于物理杀菌法。在物理杀菌方法中，有巴氏杀菌法、高温短时杀菌法和超高温瞬时杀菌法之分。

64 食品杀菌在原料加工过程中或在产品包装后进行。前者主要是对牛奶、果汁之类液体食品杀菌，要求杀菌后必须是无菌包装，物料呈液态，通常采用管壳式或板式换热器作为杀菌设备，且多采用高温短时或超高温瞬时的杀菌方式；后者主要是对罐装后的固态或半液态食品进行杀菌。

65 食品工业中杀菌设备形式较多，分类方法大体归纳为：根据杀菌温度不同，可分为常压杀菌设备和加压杀菌设备；根据操作方式不同，可分为间歇操作和连续操作杀菌设备，前者有立式、卧式杀菌锅和间歇式回转杀菌锅等，后者有常压连续式、水静压连续式和水封连续式杀菌设备等；根据杀菌设备所用热源不同，可分为直接蒸汽加热杀菌设备、热水加热杀菌设备、火焰连续杀菌设备及照射杀菌设备等；根据杀菌设备的形态不同，可分为板式杀菌设备，管式杀菌设备及釜式杀菌设备。

66 一、板式杀菌设备 板式杀菌设备的主要部件是板式换热器，而板式换热器由许多冲压成型的金属薄板组合而成，在乳品、果汁饮 料、清凉饮料以及啤酒、冰淇淋的生产中，广泛应用高温短时(HTST)和超高温瞬时(UHT)杀菌。 板式换热器的传热板悬挂在导杆上，前端为固定板，旋紧支架上的压紧螺杆后，可使压紧板与各传热板叠合在一起。板与板之间有橡胶垫圈，以保证密封并使两板间有一定空隙。压紧后所有板块上的角孔形成流体的通道，冷流体热流体就在传热板两边流动，进行热交换。拆卸时仅需松开压紧螺杆，使压紧板与传热沿着导杆移动，即可进行清洗或维修。

67 二、管式杀菌设备 管式杀菌机为间接加热杀菌设备，适用于高粘度液体如番茄酱、果汁、咖啡饮料、人造奶油、冰淇淋等食品的杀菌。工作过程为物料用高压泵送入不锈钢加热管内，蒸汽通入壳体空间后将管内流动的物料加热，物料在管内往返数次后达到杀菌所需的 温度和保持一定时间后产品排出。若达不到要求，则由回流管回流重新进行杀菌操作。

68 三、釜式杀菌设备 立式杀菌设备 立式杀菌锅的操作是间歇性的，不能连续进行，可用于常压或加压杀菌。在品种多、批量小的生产中较实用，故在中小型罐头厂使用普遍。与立式杀菌锅配套的设备有杀菌篮、电动葫芦、空气压缩机等。

69 具有两个杀菌篮的立式杀菌锅，其球形上锅盖铰接于锅体后部上缘，锅体的上周边铰接与上盖槽孔相对应的螺栓，以密封上盖与锅体。密封垫片嵌入锅口边缘凹槽内。锅盖借助平衡锤可轻便开启。锅的底部装有十字形蒸汽分布管以送入蒸汽，喷汽小孔开在分布管的两侧和底部，以避免蒸汽直接吹向罐头。锅内放有装罐头用的杀菌篮，杀菌篮与罐头一起由电动葫芦吊进与吊出。冷却水由装于上盖内的盘管的小孔喷淋，锅盖上装有排气阀、安全阀、压力表及温度计等，锅体底部装有排水管。

70 卧式杀菌设备 卧式杀菌锅属于间歇式加压杀菌设备，容量较立式杀菌锅大，多用于生产肉类和蔬菜罐头为主的大中型罐头厂。锅体与锅门(盖)的闭合方式与立式杀菌锅相似。锅内底部装有两根平行的轨道，供装载罐头的杀菌车进、出之用。蒸汽从底部进入到锅内两根平行的开有若干小孔蒸汽分布管，对锅内进行加热。蒸汽管在导轨下面。导轨与地平面水平，一部分锅体处于车间地平面以下。锅体上装有各种仪表与阀门。由于采用反压杀菌，压力表所指示的压力包括锅内蒸汽和压缩空气的压力，致使温度与压力不能对应，因此还要装设温度计。

71 回转杀菌设备 全水式回转杀菌机是高温短时卧式杀菌设备，它采用过热水作加热介质，在杀菌过程中罐头始终浸泡在水里，同时罐头处于回转状态，以提高加热介质对杀菌罐头的传热速率，从而缩短杀菌的时间，节省能源。该机杀菌的全过程由程序控制系统自动控制。杀菌过程的主要参数如压力、温度和回转速度等均可自动调节与控制。但这种杀菌设备属间歇式杀菌设备，不能连续进罐与出罐。在杀菌过程中罐头呈回转状态，压力、温度可自动调节，具有杀菌时间短，效果均匀，传热效率高，产品质量好等优点，并可节省蒸汽，防止包装容器的变形和破损。但设备复杂，投资较大，杀菌过程热冲击较大。

72 淋水杀菌设备 淋水式杀菌机是以封闭的循环水为工作介质，用高流速喷淋方法对罐头进行加热、杀菌及冷却的卧式高压杀菌设备。它具有结构简单、温度分布均匀、适用范围广等特点，可用于果蔬类、肉类、鱼类、蘑菇和方便食品等的高温杀菌，其包装容器可以是马口铁罐、铝罐、玻璃瓶和蒸煮袋等形式。该机的操作过程完全自动化，温度、压力和时间由一个程序控制器控制。程序控制器是一种能贮存多种程序的微处理机，能与中央计算机相连，实现集中控制。

73 食品熟化机械与设备 一、油炸熟化机械与设备 普通电热式油炸设备
我国食品加工长期以来对熟食品的油炸工艺大多采用燃煤或燃油的锅灶，少数采用钢板焊接的自制平底油炸锅。这些油炸装置一般都配备了相应的滤油装置，对用后的油进行过滤。宾馆、饭店和职工食堂等饮食部门则普遍使用电热平底油炸锅，也称为间歇式油炸锅。操作时，将待炸物料置于篮中放入油中，炸好后同篮一起取出。此类设备的油温可以进行精确控制。

74 水油混合式油炸设备 水油混合式食品油炸工艺是指在同一敞口容器内加入油和水，相对密度小的油占据容器的上半部，相对密度大的水则占据容器的下半部分，在油层中部设置加热器加热。此工艺具有限位控制、分区控温、自动过滤、自我洁净、节油效果好、产品质量高等优点。炸制食品时，将滤网置于加热器上，在油炸锅内先加入水至油位显示仪规定的位置，再加入油至油面高出加热器上方约60mm的位置，由电气控制系统自动控制 钢锅 加热器使其上方油层温度保持在180～230℃之间。炸制过程中产生的 设定旋钮 食物残渣从滤网漏下，定期由排污阀排出。产生的油烟从排油烟孔进 入排油烟管，通过脱排油烟装置排除。

75 真空低温式油炸设备 真空低温油炸是利用在减压的条件下，食品中水分汽化温度降低，能在短时间内迅速脱水，实现在低温条件下对食品的油炸。热油作为食品脱水供热的介质，还能起到改善食品风味的重要作用。真空低温油炸食品较好地保留了原料原有风味和营养成分，味道可口，品种广泛，产品附加值高。 真空低温油炸设备有间歇式和连续式两种。连续式真空油炸设备其主体为一卧式筒体。待炸坯料由闭风器进入，落入具有一定油位的筒内进行油炸，坯料由输送器带动向前运动，油炸结束后，炸好的产品由输送带带入无油区输送带，产品在带上边沥油边向前运动，最后产品由出料闭风器排出。筒体通过接口与真空泵连接，以实现油炸时所需的真空条件。

76 二、蒸煮熟化机械与设备 蒸煮熟化作用的目的：①使食品物料熟化；②破坏原料中的氧化酶，保持原料在加工过程中不变颜色；③排除原料中部分水分，减小原料的体积，使原料具有柔软性，方便装罐工序的操作；④排除原料组织内的空气，提高成品的真空度；⑤破坏物料的原生质，在榨汁时提高出汁率；⑥杀灭原料上的部分微生物，提高原料在加工过程中的新鲜程度；⑦通过预煮，使表皮蛋白质凝固，皮与肉脱离，方便除皮操作；⑧对于脱水产品，经过预煮后能加快干燥的速度。 蒸煮设备一般可分为间歇式和连续式两大类。间歇式有预煮槽、夹层锅和蒸煮(杀菌)釜等；连续式可分为链带式和螺旋式两种，链带式有刮板带式和斗槽带式，螺旋式则有水平和倾斜的两种。

77 链带式连续蒸煮设备 链带式连续蒸煮设备用链带输送原料，在链带上装上斗槽即为斗槽式，如青刀豆连续预煮机；在链带上装上刮板即为刮板式，如蘑菇连续预煮机。刮板式连续预煮机物料从升送机送到料斗中，落到具有刮板的链带上(或斗槽中)。钢槽中盛满水，水由蒸汽吹泡管直接加热。由于链带的移动把物料从进料口送至卸料斗卸料，在这过程中物料被加热预煮。这种预煮机能适应多种物料的预煮，物料经预煮后的机械伤很少，但清洗十分困难，占地面积较大，检修很不方便。

78 螺旋式连续蒸煮设备 螺旋式连续蒸煮设备，从流送槽输送来的原料，进到贮存桶中，经斗式提升机输送到螺旋预煮机进料斗中，落入料斗中的物料进到筛筒里，在筛网圆筒内受热而预煮，通过螺旋旋转把物料从进料口输送至出料斗，卸入斜槽，然后流送到冷却槽去。目前螺旋式连续预煮机在我国罐头厂用得较多，其最大特点是结构紧凑，外形尺寸比较小，占地面积小，实现全机自动控制比较容易。

79 食品冷冻机械与设备 制冷又称冷冻操作。制冷技术是利用某种装置，以消耗机械功或其他能量来维持某一物料的温度低于周围自然环境温度，这种技术建立在热力学的基础上，是现代食品工程的重要基础技术之一。 冷冻设备包括冷源制作(制冷)、物料的冻结、冷却三个组成部分。制冷机有活塞式、螺杆式、离心式制冷压缩机组、吸收式制冷机组、蒸汽喷射式制冷机组以及液态氮、液态二氧化碳、盐液等冷剂；活塞压缩式制冷机组是国内外主要的冷源制作装置。物料进行冻结式冷却的有风冷式、浸渍式和冷剂通过金属管、壁和物料接触传热降温的装置。

80 一、制冷系统 所谓制冷系统也称制冷机，由许多部件组成，它包括压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器等主要设备，还包括油分离器、贮液桶、排液桶、气液分离器、空气分离器、中间冷却器、凉水设备等附属设备，这些附属设备都是为了提高制冷效率，保证制冷机安全和稳定而设置的。 制冷压缩机是用来对制冷剂压缩作功，获得能量，然后经冷凝、膨胀，形成能吸热的冷源。活塞式压缩制冷设备由制冷压缩机、膨胀阀，冷凝器和蒸发器四个主要装置组成

81 二、冻结设备 冷却冻结设备的作用是将食品降温快速冻结，达到低温冷藏入库的要求。根据使用的冷却介质与食品接触的状况不同，可将食品冻结设备分为两类八种形式：①间接冻结，包括静止空气冻结、半送风冻结、送风冻结、接触冻结；②直接冻结，包括浸渍冻结、冻盐混合物冻结、液氮冻结、氟利昂冻结。用空气作介质进行冻结是现在应用最广泛的一种冻结方法，对食品既无害又经济，机械化较容易。

82 食品包装机械与设备 一、液体罐装机械与设备
用于灌装的液料主要是低粘度的流体液料，有时也包括粘度大于l00Pa·s的稠性液料。前者依靠自重即可产生一定速度的流动，如油类、酒类、果汁、牛奶、酱油、酸醋、糖浆等，而后者则需在大于自重的外力作用下才能产生一定速度的流动，如番茄酱、肉糜、香肠等。由于液料的物理化学性质各有差异，对灌装也就有不同的要求。液料由贮液装置(通常称贮液箱)灌入包装容器，常采用如下方法：常压法灌装、等压法灌装、真空法灌装、虹吸法灌装、压力法灌装。

83 二、食品袋装机械与设备 目前市场上的袋装食品包装袋形多种多样，制袋常用柔性材料为热合性能良好的单层及复合塑料薄膜。这些柔性材料具有质轻、价廉、易印刷、易封口的特点，制成的包装产品轻巧美观，方便耐用，商品性好。袋装设备是先将柔性包装材料制成袋，然后立即进行充填和封口的机器。根据工艺路线的走向可将设备分为立式与卧式，根据制袋、充填、封口等主要工序间的布局状况可分为直移型与回转型。

84 三、无菌包装机械与设备 无菌包装就是在无菌环境条件下，把无菌的或预杀菌的产品充填到无菌容器并密封之。食品无菌包装基本上由以下三部分构成：一是食品物料的预杀菌；二是包装容器的灭菌；三是充填密封环境的无菌。无菌包装技术广泛应用于乳品、果汁、蔬菜汁、豆奶、酱类食品及营养保健类食品。 目前用于无菌包装的食品主要分为两大类：①能常温保存的无菌食品。即采用包装机把连续杀菌过程和无菌容器包装结合起来，目的是获得能在常温下贮存的商业无菌食品。②能在低温下保存的无菌食品。即在无菌环境下将没有杀菌的新鲜产品，如发酵乳、甜食、酸乳酪等包装起来，目的是使食品在冷藏链中免受霉菌、酵母等再污染，以获得较长的货架寿命。

85 四、软包装机械与设备 软包装机集包装袋成型、物料计量、装料、热合封袋等功能于一体，目前各类粉剂、液体、半流体物料采用此类包装机包装的产品甚多。软包装机的机型多种多样，但其基本原理类似。 DXD系列自动充填包装机，该机采用立式口袋成形法，包装材料通过张紧导向机构经口袋成形器对折后，被安装在热封臂上的L形热封器封合成口袋，计量器在旋转中将计量好的物料装入袋中，随后口袋被拉纸滚轮拉下一个袋长，热封器又一次做封合动作，将前一个口袋的上口封合，同时也完成了下一个口袋下底和纵边的封合，并由裁刀将已充填封合的口袋在正确的封道位置上切断，从而制成包装成品，如此循环完成包装作业。

86 第二节 食品工厂设计 工厂建设法规 厂址选择和总平面设计 食品工厂工艺设计 生产性辅助设施 公用系统 卫生及生活设施 食品工厂的环境保护
基本建设概算 技术经济分析 第二节 食品工厂设计

87 随着食品工业迅猛发展，食品加工、制造的行业范围越来越大，涉及面越来越广。在食品工业发展过程中，设计将发挥重要的作用。食品工厂设计必须符合国民经济发展的需要，符合科学技术发展的新方向，为人民提供更多、更好、更优质、安全卫生、营养丰富的新食品。工厂设计在基本建设程序中，是在建设施工前完成的。一个优秀或良好的设计应该是：经济上合理，技术上先进，通过施工投产后，在产品的产量和质量上均达到规定标准，各项经济指标应达到国内同类工厂的先进水平或国际先进水平。同时在“三废”治理和环境保护方面，必须符合国家有关规范。因此，工厂设计是食品工业发展过程中的一个重要环节。

88 工厂建设法规 工厂建设法规应遵循工厂基本建设程序。基本建设是指固定资产的建筑、添置和安装。按经济学内容可分为生产性建设与非生产性建设，按建设性质可分为新建、改建和扩建。其内容包括四个方面：①建筑工程；②设备安装工程；③设备、工具、器具的购置；④其他与固定资产扩大相联系的勘察、设计等工作。

89 一、项目建议书 根据国民经济发展长远规划和工业布局的要求，进行初步调查研究，而后提出项目建议书。食品工厂的项目建议书，一般具有如下内容：
(1)建设项目提出的必要性和依据。 (2)市场预测，重点是市场调查和产品的需求现状、发展趋势预测、销售预测。 (3)拟建规模、产品方案的设想。 (4)主要工艺技术设想，包括引进技术和进口设备情况。

90 (5)建设条件分析，包括建设地点和自然条件、社
会条件、资源情况(原料、燃料、水源等条件)。 (6)估算和资金筹措设想，重点是资金筹集方式和 还贷能力。 (7)项目进度安排。 (8)企业经济效益和社会效益的初步估计。

91 二、可行性研究报告 所谓可行性研究就是对拟建项目在工程技术、经济及社会等方面的可行性和合理性进行的研究。可行性研究以大量数据作为基础，根据各项调查研究材料进行分析、比较后得出可行性研究结论。在进行可行性研究时，必须搜集大量的资料和数据。

92 三、初步设计 初步设计是建设工程前期工作的重要组成部分，是工程建设的一个重要程序。它是项目决策以后，根据已批准或核准、备案的可行性研究报告和有关的设计基础资料所做出的具体实施方案。所有新建、扩建、改建的项目都必须编制初步设计。对技术要求和建设条件简单的小型项目，经主管部门同意，可简化初步设计，只进行一定程度的设计方案工作。

93 初步设计必须按照已批准或核准、备案的可行性研究报告中的规模、产品、厂址、工艺技术等内容进行编制，并应遵照国家有关的设计规范、工程建设的强制性标准进行。如果在编制初步设计时，建设规模、主要产品、厂址等有变动，或总投资超过允许额度时，必须经原审批部门批准。

94 初步设计文件由说明书、图纸和总概算书组成，通过初步设计文件把拟建设的食品工厂全貌包括产品品种、规格、生产能力、厂址、总平面布置、建筑结构形式、工艺生产流程及设备、公司配套设施特性及设备、投资总数等做出轮廓性的定局，供有关部门审批。

95 厂址选择和总平面设计 厂址选择是项目前期工作的重要组成部分，厂址的确定对项目建成后的经济效益、环境效益和社会效益的发挥具有重要意义。对于食品工厂来说，厂址的选择往往视原料和产品的销售来考虑，如乳制品厂、浓缩果汁厂、天然矿泉水厂，由于原料运输量大或运输比较困难，厂址宜接近原料产地、或待选项目所在地附近有建立基地的良好条件。饮料罐装厂、冷饮厂等产品运输量大，厂址宜靠近主要消费地。

96 厂址的选择十分重要，他对工厂的工作效能和生产的食品质量有显著影响，因此为工厂寻找最适合的场地很重要。根据企业性质，不同的公司将有不同的限制。
一、厂址的选择 厂址的选择十分重要，他对工厂的工作效能和生产的食品质量有显著影响，因此为工厂寻找最适合的场地很重要。根据企业性质，不同的公司将有不同的限制。

97 为了确定场地是否适合食品工厂的建筑，还必须通过采集土壤样品，分析地层，确定土地的适应性，尤其是确定需要什么类型的地基。场地的条件和早先的应用影响建筑费用，水位与明显的洪水威胁有关，必须进行考虑。关注主导风向评估将会引起潜在污染危险的来自于有气体散发的顺风工厂的散发物。有些食品工厂对供水有特殊的需要。制冷或干燥量大的工厂需要考虑能源问题，并且厂家必须评估当地的电力供应是否满足用电高峰的需要，厂家是否需要为新的变电所或整个新供电系统承担很大的费用。

98 二、总平面设计 总平面设计是食品工厂设计的重要组成部分，它是将全厂不同使用功能的建筑物、构筑物按整个生产工艺流程，结合用地条件进行合理的布置，将建筑群组成一个有机整体。这样既便于组织生产，又便于企业管理。食品工厂总平面设计的内容包括平面布置和竖向布置两大部分。

99 食品工厂工艺设计 食品工厂工艺设计在食品工程整个设计中占主要的地位，它是其他非工艺设计(土建、公用设计)所需基础资料的依据。由于工艺设计是以工厂的生产产品及其生产能力为基础进行生产流程及生产方法的选择，并对物料的平衡、设备的选型以及工艺、水、电、汽用量进行估算，所以工艺设计的好坏，直接影响到全厂生产和技术的合理性、科学性，对建厂的经费、投产后产品的质量、成本、劳动强度、市场营销、市场竞争等均有密切关系。食品工厂工艺设计是以生产车间为主，其余车间和辅助部门等围绕生产车间进行设计。

100 一、工艺设计依据 食品工厂的工艺设计应以批准的可行性研究报告所规定的建厂规模、产品品种及质量要求为依据，结合建厂地点的原料、动力供应、水源水质、环境卫生等具体情况，因地制宜地确定各类产品的工艺流程、设备选型和生产车间布置。工艺设计力求技术先进、成熟可靠、经济合理。

101 二、工艺流程的选择原则 食品工厂应选定先进的、科学的工艺流程，选择时应 遵循下列原则： (1)通过该工艺流程，加工的产品符合国家标准或外销
合同要求的标准。 (2)能实施机械化、连续化作业或能按流水线排布，生 产加工流程中物料停留时间最短。 (3)选择投资少、原料及能源单耗低、产品品质高、经济效益好的生产方法。

102 (4)有利于原材料的综合利用。 (5)产生“三废”量少或经过治理容易达到国家“三废”排 放标准。 (6)有利于多个品种共用或部分品种可以共用的生产工 艺。

103 三、设备选型 设备选型必须严格按照工艺要求，在物料计算的前提下，按某一品种单位时间(小时或分钟)产量的物料平衡情况和生产线或设备的生产能力来确定所需生产线或设备的数量。若有几种产品都需共同的设备在不同时间使用时，应按处理量最大的品种所需台数来确定。一般后道工序设备的生产能力要略大于前道，以防物料积压。

104 四、工艺管路设计 工艺管路主要是指在生产车间单元内与所有工艺设备紧密连接的和与生产工艺直接相关的管路系统。其中既包括全部工艺专用介质管路(通常称为物料管路)，也包括局部(区域性局部)公用介质管路。按设计工作的专业分工，公用介质管路的设计一般以车间外墙为界，内部由工艺专业负责，外部由公用各专业承担。此外，室内的消防给水和建筑排水管路，亦由公用专业负责。 工艺管路设计的宗旨是要达到三个满足和一个经济合理：满足生产要求、满足安全要求、满足卫生要求，选材用料经济合理。

105 生产性辅助设施 食品工厂的辅助设施是指与生产有密切关系的一些技术和生活设施。辅助设施的设计是全厂设计的一部分，主要内容包括原料接收站、实验室、仓库、运输设施、机修车间和生活设施等的设计。

106 一、原料接收站 原料接收站是食品工厂生产的第一个环节，这一环节的生产质量直接影响到后面的生产工序。食品工厂的原料大部分为农副产品，来自田间或饲养场的为多。为了保持工厂的整洁和文明管理，原料在进厂前或入库前需先预处理，以去除杂质和污染微生物。

107 二、实验室 食品工厂的实验室是工厂生产技术的研究、检测机构，它能够根据工厂的实际情况向工厂提供新产品、新技术，对工厂的产品进行严格的质量控制和卫生检测，使工厂具有较强的竞争能力，获得较好的经济效益。食品工厂实验室主要有中心试验室、化验室和过程检验室。

108 三、仓库 食品工厂是物料流量较高的企业，其仓库在全厂建筑面积中占有相当大的比例，一般包括原料库、辅助库、成品库、包装材料库、五金材料库、劳动保护用品库以及危险品仓库等。在食品工厂设计中，仓库的容量和在总平面中的位置一般由工艺人员考虑，然后提供给土建专业。

109 仓库的操作通常比工厂的操作简单，仓库需要控制的条件是温度和湿度，多数仓库由集装箱支架组成，集装箱用铲车运进和运出，进出仓库的门可以用安装在铲车上的脉冲收发机自动打开。
装卸平台通常布置在仓库的一边用于发送成品库的成品或接收配料到配料库，有许多不同形式的装卸平台，载重汽车倒向装卸平台要与之对接密封，这一点对冷冻和冷藏产品的运输尤其重要，以便铲车能够直接开进为载重汽车装货或卸货。

110 四、工厂运输 食品工厂一般运输量均比较大，其运进的物品为原料、配料、辅助材料、包装材料、燃料，运出的为成品及废弃品(生产废料、煤渣等)，尤其对于有生产旺季或高峰销售季节的食品工厂，每天的吞吐量很大，如日产300t 28～30°Bx番茄酱，其原料日需量就达1800t。年产20万t碳酸饮料厂高峰销售期的日销量要达1000t以上。所以畅通的运输系统对食品工厂至关重要。

111 公用系统 所谓公用系统，是指与全厂各部门、车间、工段有密切关系的，为这些部门所共有的一类动力辅助设施的总称。对食品厂来说，这类设施一般包括给排水、供电及仪表、供气、制冷、暖风等五项工程。食品工厂设计中，这五项工程分别由五个专业工种的设计人员承担。

112 一、对公用系统的要求 (1)满足生产需求：这一点非常重要，同时也比较复杂。 因为食品生产的一个很大特点是季节的不均匀性，公用
设施的负荷变化非常明显。因此要求公用设施的容量对负 荷的变化要有足够的适应性。 (2)符合卫生条件：食品生产中，原材料和半成品不 可避免地要和水、蒸汽等直接或间接接触，因此，要求生 产用水的水质必须符合卫生部规定的生活饮用水卫生标准。 (3)运行可靠、费用经济： 所谓运行可靠是指供应的 数量和质量要有可靠而稳定的参数。所谓经济性，简单地 说就是投资少、收益高。

113 二、给排水 不同的用途，有不同的水质要求。食品厂水的用途可分为：一般生产用水、特殊生产用水、冷却用水、生活用水和消防用水等
如果生产必须冲刷就要有排水，则需考虑用地沟／阴沟或者用坑洞。用明沟排水系统很容易检查和清洁，暗沟排水系统的维修很困难。暗沟排水有更多的地板空间，但需要多方向地坪斜度，如果太大，会造成设备的水平调整问题。 排水系统应与沉降井相连，在排放到城市废水系统或进一步处理之前用来汇集废水。沉降井便于厂家监视或控制废水。

114 三、供电及供气 食品工厂供电工程设计包括全厂变电、配电所、动力、照明、防雷接地等设施。
食品厂的用汽部门主要有生产车间(包括原料处理、配料、热加工、成品杀菌等)和辅助生产车间，如综合利用、罐头保温库、试剂室、洗衣房、浴室、食堂等。其中罐头保温库要求连续供汽。

115 四、加热、通风与空调系统 所有的食品工厂都需要一定程度的加热、通风和空调系统。加热将会根据设施的大小、被加热气体的体积和被处理原料的性质或区域内的加工过程而变化。注意加热系统由于装修和它们形成的裂缝造成潜在的卫生问题。 通风在大多数工厂里是必须的，并且通过选择系统的参数进行控制，使加工区域内形成正压，让用过的废气排放到外面。 是否需要空调将依据工厂内需要的温度和所需制冷机组的大小而定。

116 五、制冷 起贮藏保鲜作用。制冷内容包括： 产物料的直接降温、冷却；食品加工设备用冷。 间生产物料需要的环境条件用冷。
食品厂制冷工程的建立和设置主要是对原辅材料及成品 起贮藏保鲜作用。制冷内容包括： (1)生产加工工艺用冷：对物料而言，这部分用冷用于生 产物料的直接降温、冷却；食品加工设备用冷。 (2)车间环境用冷：可分为车间操作人员的空调用冷和车 间生产物料需要的环境条件用冷。 (3)冷库及配送用冷：主要用于原、辅材料的暂存，半成 品的暂存，成品的贮存和冷藏配送。

117 卫生及生活设施 食品卫生涉及到人民健康，关系到外贸出口创汇和工厂经济效益的重大问题。为防止食品在加工过程中的污染，在工厂设计时，一定要在厂址选择、总平面布局、车间布置及相应的辅助设施等方面，严格按照卫生标准和有关规定的要求，进行周密的考虑。

118 一、工厂卫生 二、生活设施 食品厂的工厂卫生主要包括厂、库环境卫生，厂、库设施卫生，加工卫生。
为了防止微生物和其它腐败菌的生长，工厂需要保持清洁。工厂的设计要有利于使工厂既清洁又容易进行清洁。墙、地面及天花板的设计应有利于工厂清洁卫生。 二、生活设施 食品厂生活设施主要包括办公楼、食堂等，需要指出的是不包括单身宿舍、职工家属宿舍及其他社会性福利设施。

119 食品工厂的环境保护 食品工厂除了决定场地是否满足需要外，还需要评价工厂对周围地区的影响。评估工厂对周围影响的一般方法是专门完成一项环境影响评定，可见环境保护对食品工厂是十分重要的。

120 一、环境保护的内容 食品工厂的环境污染主要有生产废弃物、生产废水、生活污水、废气、锅炉烟尘、煤灰渣及机械噪声等。生产废弃物来源于农副产品原料加工中的皮、渣、骨头、内脏及包装材料的废弃物等。生产废水来源于果蔬、肉、禽、水产等原料的清洗，加工过程中预煮、冷却、浸酸、淋碱等产生的废水，容器、设备及管道的清洗以及地坪冲洗等废水。生活污水主要是指食堂餐厅、卫生设备产生的污水。废气来源于镀锡薄板内、外涂料和印刷的有机溶剂挥发气，油炸烹饪时产生的油烟、废热气以及油脂浸出溶剂的逸出物。锅炉烟尘及煤灰渣产生于燃煤锅炉。机械噪声来源于空气压缩机、真空泵、水泵、制冷压缩机、风机等公用设施中的装备和生产设备。

121 二、污水处理 食品工业排出的废水归纳起来有三种存在方式：(1)混合在水中的固体物质，如果皮，菜皮等；(2)悬浮在水中的脂肪、蛋白质、淀粉、胶体等；(3)溶解在水中的糖、盐、酸、碱等。总之，这些废水的共性是有机物含量高，且容易腐败，造成水质迅速恶化。

122 物理方法 化学方法 生物方法 : 有沉淀、浮选、过滤、热处理、离心分离、机械絮凝沉淀以及反渗透。
污水处理的基本方法主要有： : 有沉淀、浮选、过滤、热处理、离心分离、机械絮凝沉淀以及反渗透。 : 化学处理法分一般化学法和物理化学法。一般化学法包括中和、氧化、还原、络合、化学絮凝等，物理化学法主要包括吸附、置换、电解、萃取、离子交换以及电渗析等多种方法。在食品工厂污水处理中常用中和法和化学絮凝法。 : 生物处理污水技术，就是利用水域中的生物对水中有机物的分解作用来净化污水的技术。 物理方法 化学方法 生物方法

123 三、废弃物处理 运送至设在车间内的垃圾间或专用清洁桶内，定时清出， 垃圾间要有清洗装置及畅通的排水沟。
食品工厂废弃物处理的要求如下： (1)按照食品工厂卫生要求，车间产生的废弃物应及时 运送至设在车间内的垃圾间或专用清洁桶内，定时清出， 垃圾间要有清洗装置及畅通的排水沟。 (2)对于连续生产线上排出的废弃物，应用输送带或泵 送至综合利用车间或排至室外贮罐及时清理。 (3)厂区要有集中固定的垃圾房，集中全厂废弃物并进 行分类贮存，及时清理。垃圾房要有清洗装置及畅通的排 水沟。

124 废气、粉尘的治理措施如下： 四、废气、粉尘治理措施 (1)对可产生油烟气的夹层锅、油灶、炒锅宜集中布
置，上面用防风罩或挂板集中排气，并经除油烟装置去净 油污后再排入大气。 (2)对于涂料溶剂，如超标时需采用“触媒燃烧”或“直接 加热燃烧”，使其自然分解后再排入大气。 (3)对于食品加工过程中使用盐酸等逸出的气雾，宜通 过管道集中排入水槽，待水将其充分吸收后再排入大气。

125 (4)发酵生产过程中产生的CO2气体，通过回收装置而
(5)锅炉烟尘须采用高效率的消烟除尘装置，要求其烟 囱高度不得低于规定值。 (6)对于易产生粉尘的物料，在生产和输送、贮堆过程 中，要采用密闭的生产设备，装置通风、吸尘和净化、回 收设备，防止粉尘飞扬。

126 基本建设概算 基本建设概算书(初步设计概算书)是基本建设项目初步设计文件中三个重要组成部分之一。在基建项目可行性研究报告或计划任务书中，一定要有投资额这一要素，投资额大都根据“产品和规模”的客观需要经过估算而确定，采取这种方法估算出来的投资额是否符合或接近实际，需要有一个汇总各项开支内容的、以货币指标来衡量的尺度，这种尺度就是初步设计概算书。初步设计概算是确定建设项目投资额、编制基本建设实施计划、考核工程成本、进行项目技术经济分析和工程结算的依据，也是国家对基本建设进行监督和管理的重要方法之一。

127 一、概算编制说明 、产品品种、主要单项工程、工程总投资和总建筑面积。 部门的有关规定。 计图纸、文字说明和主要设备表。
概算编制说明的内容包括： (1)工程概况及编制范围：说明项目的性质、生产规模 、产品品种、主要单项工程、工程总投资和总建筑面积。 (2)编制依据如下： ①国家有关建设和造价管理的法律、法规和方针政策。 ②批准或核准、备案的建设项目的设计任务书和主管 部门的有关规定。 ③能满足编制设计概算的各专业经过校审并签字的设 计图纸、文字说明和主要设备表。

128 ④当地和主管部门的现行建筑工程和专业安装工程的概
算定额或预算定额、综合预算定额、单位估价表、材料和构 配件预算价格、工程费用定额和有关费用规定的文件等资料。 ⑤现行的有关设备原价、运杂费率和安装费率。 ⑥现行的有关其他费用定额、指标和价格。 ⑦建设场地的自然条件和施工条件。 ⑧类似工程的概算、预算及技术经济指标。 ⑨建设单位提供的有关工程造价的其他资料。

129 (3)投资构成及分析：按工程费用性质划分列出投资构
成分析表。将概算投资构成与批准或核准、备案的估算投 资进行比较，对出入较大的部分应进行原因分析。 (4)建筑工程主要材料定额用量：列出建筑工程主要材料 定额用量汇总表。 (5)其它必要的说明：如建筑总投资内未包括某些项目的 投资费用，则应作以说明，以便建设方统筹考虑。

130 二、总概算书 总概算书包括三部分：单位工程概算表、单项工程综合概算书、建设项目总概算书。先由各单位工程概算表汇总成每个单项工程综合概算书，再由各个单项工程综合概算书汇总成项目总概算书。 总概算书由承担建设项目总体设计的单位负责编制。只承担单项工程设计而不承担总体设计的单位，只编制单项工程综合概算书。 建设项目若为一个独立单项工程，则建设项目总概算书与单项工程综合概算书可合并编制。

131 技术经济分析 技术经济分析就是对不同技术方案的经济效果进行计算、分析、评价，并在多种方案的比较中选择最优方案(包括计划方案、设计方案、技术措施和技术政策)的预测效果进行分析，作为选择方案和进行决策的依据。

132 一、技术经济分析的主要内容 就工程项目来说，技术经济分析的主要内容一般有以 下五个方面： (1)认真做好对市场和用户的调查、预测工作，为确定
项目提供决策依据； (2)认真做好项目布局、厂址选择的研究工作； (3)认真做好工艺流程的确定和设备的选择工作； (4)认真做好项目专业化协作的落实工作； (5)认真做好项目的经济核算工作。

133 二、技术经济分析的步骤 对一个项目，在全面深入地分析上述五个方面的内 容之后，就可进行具体的技术经济方案比较了。方案的比 较大致如下：
(1)根据项目要求，列出各种可能的技术方案。 (2)收集各种方案的技术经济指标 (3)对各种方案进行具体计算，对于列出的各种方案， 需根据收集到的各种技术经济指标，按照技术经济比较的 方法，计算出各项目的经济效果。 (4)对各种方案进行综合评价，做出最终结论。

134 三、技术经济分析的主要指标 在技术经济分析中，为了计算和评价每个方案的优劣，需要利用一系列的技术经济指标，没有这些指标就无法进行计算，就无法对各个方案进行比较。指标不科学，不准确，对方案的评价也不可能正确。因此，在进行项目的技术经济分析时，收集和计算各种指标是必不可少的一个环节。

135 四、技术经济分析方法 技术经济分析的具体方法很多，但基本方法有两类：方案比较法和数学分析法。方案比较法，也称对比分析法，它是通过一组能从各方面说明方案技术经济效果的指标体系，对实现同一目标的几个不同技术方案，进行计算、分析和比较，然后选出最优方案的方法。数学分析法，也称函数分析法，它是运用数学方法来进行方案的技术经济分析。但计算十分复杂，目前实际工作中应用还不多。方案比较法简单明确，考虑的指标和因素比较全面，既有定量分析，又有定性分析，而且这种方法已有一套较为完整和成熟的程序，是目前进行技术经济分析，选择最佳方案时应用最基本、最普遍的一种计算方法。 结束