第3章　果蔬加工機械與設備

內容描述

本章主要介紹果蔬加工機械與設備中預處理設備（輸送設備、清洗設備、去皮設備和預煮設備）、打漿機、壓榨機、過濾機和干燥設備的種類、結構組成、工作原理、使用和維護方法等。

學習目標

●了解典型果蔬產品的加工概況和加工工藝流程。

●掌握輸送設備、清洗設備、去皮設備和預煮設備、打漿機、壓榨設備、過濾設備和干燥設備的種類、結構與工作原理、使用與維護。

能力目標

●能夠根據(jù)果蔬加工的目的和生產量選擇合適的生產機械與設備。

●能夠初步掌握果蔬加工機械與設備的使用與維護。

3.1　典型果蔬產品加工工藝流程

果蔬加工是利用現(xiàn)代手段對果蔬進行制汁、殺菌、包裝等處理，克服新鮮果蔬保藏時間短，不耐運輸?shù)热秉c，打破果蔬供應的季節(jié)限制和地域限制。目前，果蔬加工產品門類繁多，有傳統(tǒng)的新鮮果蔬、腌制品、干制品、罐頭制品，也有近年來發(fā)展的脫水蔬菜、速凍果蔬、果蔬汁、果蔬粉等深加工產品。

近年來，隨著我國經濟發(fā)展和科技的進步，果蔬加工水平也有很大的發(fā)展，形成了不少能與外資食品企業(yè)競爭的果蔬加工企業(yè)。這些企業(yè)的出現(xiàn)帶動了我國果蔬加工技術如生物技術、膜分離技術、高溫瞬時殺菌技術、真空濃縮技術、微膠囊技術、微波技術、真空冷凍干燥技術、無菌儲存與包裝技術、超高壓技術、超微粉碎技術、超臨界流體萃取技術、膨化與擠壓技術及相關設備的發(fā)展和進步。

果蔬原料不同，加工工藝不同，所得產品也不同，一般果蔬加工中所用的機械設備基本上可分為原料清洗、分級分選、破碎切割、分離過濾、殺菌、果汁脫氣、灌裝和冷凍干燥等設備。把這些機械設備按照一定的工藝要求用輸送設備聯(lián)接起來，就組成了不同的果蔬制品生產線，可生產出不同的果蔬制品。

3.1.1　果蔬汁加工工藝流程

1）果蔬汁的分類

（1）果汁飲料類

原果汁：以成熟度適宜的新鮮或冷藏水果為原料，經機械加工（如榨汁）所得的，未發(fā)酵，具有該種水果原有特征的汁液。原果汁根據(jù)清濁可分為清汁和渾汁。

濃縮果汁：用物理分離方法，從原果汁中分離出去一定比例的夭然水分所得的，具有該種水果原有特征的果汁。

原果漿：水果或其可食部分經打漿工藝制得的，未去除汁液、未發(fā)酵的，具有該種水果原有特征的漿狀制品。

濃縮果醬：用物理分離方法，從原果漿中除去一定比例的夭然水分所得的，具有原果漿特征的醬狀制品。

果汁飲料：原果汁或濃縮果汁加糖、酸等調配成的，原果汁含量≥10%的制品。分清汁和渾汁、混合果汁飲料。

（2）蔬菜汁類

蔬菜汁：新鮮蔬菜汁（冷藏蔬菜汁）加食鹽或糖等調配而成的制品。

混合蔬菜汁：兩種或兩種以上新鮮蔬菜汁（冷藏蔬菜汁）經加食鹽或糖等配料調制而成的制品。

2）加工工藝

果蔬汁的加工流程如下：

原料→預處理（挑選、分級、清洗、熱處理、酶處理等）→取汁、均質→脫氣→調整→殺菌→灌裝冷卻→成品

（1）原料的選擇和清洗

榨汁前原料須使用洗果機清洗干凈，蔬菜原料應去根以除去泥沙，去除果蔬表面附著的塵土、沙子、部分微生物、農藥殘留等，帶皮榨汁的原料更要重視清洗。

（2）原料的破碎和壓榨

果蔬在榨汁和打漿前應對水果或蔬菜進行破碎處理，破碎之后可進行壓榨和打漿。壓榨前，可在已破碎的果塊中加入果膠酶處理或進行加熱，以提高出汁率。

（3）澄清與過濾

為了使過濾效果更好，在過濾之前，一般應先澄清。澄清后的果汁即可進行過濾，通常分為粗濾和細濾兩步。

（4）均質、脫氣

渾濁果蔬汁為了保持其穩(wěn)定的外觀，一般要利用均質機對其進行均質處理。脫氣的目的是去除果汁中的氣體，以免果汁營養(yǎng)成分被氧化損失，也可減輕果汁色澤和風味的變化。

（5）營養(yǎng)成分調整

為使果蔬汁符合一定的標準，在生產果蔬汁飲料時，常需要對成分進行調整，即果蔬汁進行糖酸調整，同時也可添加適量的食用香精和食用色素等。

（6）殺菌、灌裝、包裝

殺菌最常用的方法是高溫短時殺菌后立即進行灌裝，灌裝可采用高溫灌裝（熱灌裝）和低溫灌裝（冷灌裝）兩種方式。灌裝后立即在無菌條件下封口，再進行包裝。

3.1.2　果醬加工工藝流程

果醬是由果蔬的汁、肉加糖煮制濃縮而成，呈黏糊狀、膠態(tài)狀的產品，屬高糖高酸食品。一般作為調味品用來拌面包、餅干或其他食品食用，分泥狀及塊狀果醬兩種，含糖量55%以上，含酸1%左右。甜酸適口，口感細膩。

加工工藝流程如下：

原料處理→加熱軟化→加熱、配料→濃縮→裝罐和密封→殺菌和冷卻成品。

3.2　預處理設備

3.2.1　輸送設備

1）帶式輸送機

（1）工作原理

帶式輸送機是一種具有撓性牽引構件的運輸機械，它主要由封閉的環(huán)形運輸帶、托輥和機架、驅動裝置、清掃器、張緊裝置所組成。封閉的輸送帶繞過傳動滾筒和導向滾筒，上下有托輥支承，并有張緊裝置將其張緊在兩滾筒間。當電動機經減速器帶動傳動滾筒轉動時，由于滾筒與輸送帶之間摩擦力的作用，使輸送帶在傳動滾筒和導向滾筒間運轉，這樣，加到輸送帶上的物料即可由一端被帶到另一端。

（2）帶式輸送機的組成

帶式輸送機如圖3.1（a）、（b）所示。

①輸送帶

輸送帶為牽引件并兼作承載件。要求其強度高、撓性好、耐磨性強、延伸率及吸水性小。常用的輸送帶有橡膠帶、鋼帶、網狀鋼絲帶和塑料帶等。

橡膠帶是由若干層棉織品、麻織品或人造纖維襯布等材料制成的強力層，用橡膠加以膠合而成的。塑料帶具有減摩、耐油、耐腐蝕和適應溫度范圍大等優(yōu)點，已被逐漸推廣使用。塑料帶分多層芯式和整芯式兩種。多層芯塑料帶和普通橡膠帶相似，其成本低，強度高，但撓性較差。鋼帶和鋼絲網帶的共同特點是強度高、耐高溫，通常適用于需經油炸或高溫烘烤的產品。

圖3.1　帶式輸送機

1—驅動滾筒；2—張緊滾筒；3—輸送帶；4—上托輥；5—下托輥；6—機架；7—導向滾筒；
8—張緊裝置；9—進料斗；10—卸料裝置；11—卸料小車；12—清掃裝置

②機架和托輥

帶式輸送機的機架多用槽鋼、角鋼和鋼板焊接而成。可移式輸送機的機架裝在滾輪上以便移動。托輥在輸送機中對輸送帶以及其上的物料起承托的作用，使輸送帶運行平穩(wěn)。板式帶不用托輥，因它靠板下的導板承托滑行。托輥分上托輥（即載運段托輥）和下托輥（即空載段托輥）。槽形托輥是在帶的同一橫截面方向接連安裝3條或5條平型輥，底下一條水平，旁邊的傾斜而組成一個槽形，主要用于輸送量大的散狀物料。

③驅動裝置

驅動裝置一般由一個或若干個驅動滾筒、減速器、聯(lián)軸器等組成。傾斜輸送時，還應設有制動裝置。驅動滾筒通常用鋼板卷制后焊接制成，為了增加滾筒和輸送帶之間的摩擦力，可在滾筒表面包一層木材、皮革或橡膠等材料。滾筒的寬度比帶寬大100～200mm。驅動滾筒一般制成鼓形，即中間部分直徑比兩側直徑稍大，使之能自動糾正膠帶的跑偏。驅動滾筒的布置方式如圖3.2所示。

④張緊裝置

為了補償輸送帶在使用過程中的延伸，避免帶與滾筒之間的打滑，帶式輸送機需要安裝張緊裝置。常用的張緊裝置有重錘式、螺旋式和壓力彈簧式等幾種，螺旋式和重錘式如圖3.3和圖3.4所示。

圖3.2　驅動滾筒布置

1—傳送帶；2—壓緊帶；3—重錘；4—驅動輪

圖3.3　螺旋式張緊裝置圖

1—輸送帶；2—導向滾筒；3—螺桿

圖3.4　重錘式張緊裝置

1—輸送帶；2—導向滾筒；3—重錘

（3）帶式輸送機的使用維護

①應按時進行日常維護保養(yǎng)，如清潔輸送帶、調節(jié)張緊裝置和潤滑各處軸承等。

②輸送機一般應在空載的條件下啟動，加料時要均勻。料應加在輸送帶的中心線附近，防止帶的振動或走偏。

③盡量使加料的初速方向與帶的運動方向相同。減小加料高度，以減輕對帶的沖擊。

④向上輸送物料的傾角過大時，最好選用花紋輸送帶，以免物料滑下。

⑤對于傾斜布置的帶式輸送機，給料段應盡可能設計成水平段。

⑥操作人員必須隨時觀察輸送機的工作情況，如發(fā)現(xiàn)異常應及時處理。機械工人應定期巡視和檢查任何需要注意的情況或部件。

2）斗式提升機

斗式輸送機是一種在垂直或大傾角傾斜向上輸送粉狀、粒狀或小塊狀物料的連續(xù)輸送機械，在食品工業(yè)中得到廣泛應用，如糧油工業(yè)中輸送豆粕、散裝粉料，罐頭食品廠把蘑菇從料槽升送到預煮機，以及番茄、柑橙制品生產線中也經常采用。

斗式提升機按輸送物料的方向，可分為傾斜式和垂直式兩種；按牽引機構的不同，可分為皮帶式和鏈條式（單鏈式和雙鏈式）兩種；按輸送速度，可分為高速和低速兩種。

（1）斗式提升機結構及工作原理

如圖3.5所示為傾斜式斗式提升機。為了改變物料升送的高度，以適應不同生產情況的需要，料斗槽中部有一可拆段，使提升機可以伸長也可以縮短。支架也是可以伸縮的，用螺釘固定。支架有垂直的也有傾斜的，傾斜支架固定在槽體中部，有時為了移動方便，機架裝在活動輪子上。

圖3.5　傾斜式提升機

1，2—支架；3—張緊裝置；4—傳送裝置；5—裝料口

如圖3.6所示為垂直式斗式提升機，它主要由料斗、牽引帶（或鏈）、驅動裝置、機殼和進料口及卸料口組成。物料裝入料斗后，提升到上部進行卸料。

圖3.6　垂直式提升機

（2）斗式提升機的主要部件

①料斗

料斗是提升機的盛料構件，根據(jù)運送物料的性質和提升機的結構特點，料斗可分3種不同的形式，即圓柱形底的深斗、淺斗和尖角形斗。

②牽引件

斗式輸送機的牽引構件為帶或鏈。常用的帶有紗帶和帆布橡膠傳動帶。紗帶是用棉紗織成，適用于輸送高度小、生產量小的斗式輸送機。橡膠傳動帶是用棉帆布作芯層，用橡膠黏結硫化而成，根據(jù)芯層的布置可分為疊層式和包層式兩種。橡膠傳動帶的優(yōu)點是價廉、自重小，運行平穩(wěn)，可采用較高的工作速度，適用范圍廣。

③機頭

機頭由頭輪、機頭外殼、停止器、傳動裝置等組成。

④機筒

機筒由厚為2～4mm的鋼板制成，起密封作用。

⑤機座

機座由機座外殼、底輪、張緊裝置及進料斗組成。

（3）裝料與卸料

斗式提升機的裝料方式有掏取法和灌入法兩種，如圖3.7所示。

圖3.7　斗式提升機的裝料方式

①掏取法

物料加到提升機底部，被運轉著的料斗直接挖取而提升。這種裝料方法適合于小或磨蝕性小的粉狀物料。其運行阻力較小，故料斗的速度較高，一般為0.8～2m/s。

②灌入法

物料直接由裝料口加到運行的料斗中，這種裝料法適用于料塊較大及磨蝕性較大的物料，料斗是密接布置的，其斗速較低，一般低于1m/s。

斗式提升機的卸料方式有離心式、離心重力式及重力式3種，如圖3.8所示。

離心式卸料是利用離心力將物料從卸料口卸出，物料的提升速度高，通常為1～2m/s。離心卸料要求料斗間的距離要大些，以免砸傷料斗，此種卸料方式適用于粒度較小、流動性好、磨蝕性小的物料。

離心重力式卸料是利用離心力和重力的雙重作用卸料，物料的提升速度為0.6～0.8m/s。這種卸料方式適用于流動性不太好的粉狀料及潮濕物料。

重力式卸料是依靠物料本身的自重卸料。物料的提升速度較低，通常為0.4～0.6m/s。重力卸料時物料是沿前一個料斗的背部落下，所以料斗要緊密相接。這種卸料方式適宜提升塊度較大、磨蝕性強及易碎的物料。

圖3.8　斗式提升機的卸料方式

（4）斗式提升機的使用維護

①斗式提升機應在空載下啟動，在停車前應將機內物料全部卸出。

②因斗式提升機對過載較敏感，所以加料要均勻且不能過量，防止卡死或超負荷運行。

③及時補加潤滑油，以免磨損。

④通過孔口定期觀察和調整牽引件的張緊程度，以防發(fā)生振動或跑偏。

⑤鏈條和料斗嚴重磨損時及時更換。

3）螺旋輸送機

螺旋輸送機屬于沒有撓性牽引構件的連續(xù)輸送機械。它常被用作喂料設備、計量設備、攪拌設備、烘干設備、仁殼分離設備、卸料設備以及連續(xù)加壓設備。螺旋輸送機也被廣泛應用于果蔬物料的輸送中。

（1）工作原理與結構

帶螺旋片的軸在封閉的料槽內旋轉，使裝入料槽的物料由于自重及其與料槽摩擦力的作用而不與螺旋一起旋轉，只能沿料槽橫向移動。在垂直放置的螺旋輸送機中，物料是靠離心力與槽壁所產生的摩擦力而向上移動。

如圖3.9所示，螺旋輸送機由料槽、轉軸、螺旋、軸承及傳動裝置等部分組成。

圖3.9　螺旋輸送機

1—驅動裝置；2—出料口；3—螺旋軸；4—中間吊掛軸承；5—殼體；6—進料口

①螺旋

螺旋可以是單線的，也可以是多線的，可右旋或左旋。螺旋葉片大多是由厚4～8mm的薄鋼板沖壓而成，然后互相焊接或鉚接到軸上。

如圖3.10所示，螺旋葉片分為3種類型。當運送干燥的小顆?；蚍蹱钗锪蠒r，宜采用實體螺旋，這是最常用的形式；輸送塊狀或黏滯性物料時，宜采用帶式螺旋；當輸送韌性和可壓縮性物料時，宜采用葉片式或齒形式螺旋，這兩種螺旋在運送物料的同時，還可對物料進行攪拌、揉捏及混合等工藝操作。

圖3.10　螺旋面形狀示意圖

②軸

軸可以是實心或空心的，它一般由長2～4m的各節(jié)段裝配而成，通常是采用鋼管制成的空心軸，在強度相同情況下，質量小，互相聯(lián)接方便。軸的各個節(jié)段的聯(lián)接，可利用軸節(jié)段插入空心軸的襯套內，以螺釘固定聯(lián)接起來。

③軸承

軸承可分為頭部軸承和中間軸承。頭部應裝有止推軸承，以承受由于運送物料的阻力所產生的軸向力。當軸較長時，應在每一中間節(jié)段內裝一吊掛軸承，用于支承螺旋軸。

④料槽

料槽是由3～8mm厚的薄鋼板制成帶有垂直側邊的U形槽，為了便于聯(lián)接和增加剛性，在料槽的縱向邊緣及各節(jié)段的橫向接口處都焊有角鋼。每隔2～3m設一個支架。槽上面有可拆卸的蓋子。料槽的內直徑要稍大于螺旋直徑，使兩者之間有一間隙。螺旋和料槽制造裝配越精確，間隙就越小。

（2）螺旋輸送機的使用與維護

①開車前應判明電機旋轉方向是否符合工作要求。檢查料槽內有無雜物，特別是中間懸掛軸承處的堵塞物，以免發(fā)生堵塞故障。

②進入輸送機的物料，應先進行必要的清理，以防止大塊雜質或纖維雜質進入輸送機，保證輸送機正常工作。

③啟動時應保證空載啟動，停車時應待機內物料排凈后再停車。

④在運行過程中，如發(fā)現(xiàn)大塊雜質或纖維性雜質進入料槽，應立即停車處理。不能在沒有停機的情況下，直接用手或借助其他工具伸入料槽內掏取物料。

⑤輸送黏性較大、水分較高的物料時，應經常清除機內各處的黏附物，以免引起輸送量下降甚至產生堵塞。

⑥輸送機頂蓋必須蓋嚴，以防止外界物品進入料槽、機內灰塵外揚，甚至發(fā)生安全事故。同時，還應禁止在機蓋上踩踏行走，以防人身安全事故的發(fā)生。

⑦傳動裝置及軸承部位應定期注入潤滑油，以免磨損。

4）離心泵

離心泵具有結構簡單、流量大、操作方便的優(yōu)點。它在食品加工中得到廣泛應用。

（1）離心泵的工作原理

離心泵的外形如圖3.11所示。其結構及工作原理如圖3.12所示。泵軸上裝有葉輪，葉輪上有若干彎曲的葉片。泵軸受外力作用，帶動葉輪在泵殼內旋轉。液體由入口沿軸向垂直進入葉輪中央，并在葉片之間通過而進入泵殼，最后從泵的液體出口沿切線排出。

離心泵多用電動機帶動。開動前泵內要先灌滿所輸送的液體，開動后，葉輪旋轉，產生離心力，液體在離心力的作用下，從葉輪中心被拋向葉輪外周，形成很高的流速，隨后在殼內減速，經過能量轉換，達到較高的壓力，然后從排出口進入管路。葉輪內的流體被拋出后，葉輪中心處形成真空，泵的液體入口一端與葉輪中心處相通，另一端浸沒在被輸送液體內，在液面壓力與泵內壓力的壓差作用下，液體經液體入口進入泵內，填補了被排出液體的位置。只要葉輪的轉動不停，離心泵便不斷地吸入和排出液體。

圖3.11　離心泵外形圖

圖3.12　離心泵結構原理圖

離心泵若在啟動前未充滿液體，則泵殼內存在空氣。由于空氣密度很小，所產生的離心力也很小，在吸入口處所形成的真空不足以將液體吸入泵內，雖啟動離心泵，但不能輸送液體，此現(xiàn)象稱為“氣縛”。為便于使泵內充滿液體，在吸入管底部安裝帶吸濾網的底閥，底閥為止逆閥，濾網是為防止固體物質進入泵內，損壞葉輪的葉片或妨礙泵的正常操作。

（2）離心泵的主要部件

典型離心泵的結構如圖3.12所示。離心泵主要由泵體、泵蓋、軸、葉輪、軸承、密封部件及支座等構成。

①葉輪

葉輪是離心泵的最重要部件，按結構可分為以下3種：開式、半閉式和閉式葉輪，如圖3.13所示。開式葉輪兩側都沒有蓋板，制造簡單，清洗方便。但由于葉輪和殼體不能很好地密合，部分液體會流回吸液側，因而效率較低。它適用于輸送含雜質的懸浮液。半閉式葉輪片吸入口一側沒有前蓋板，而另一側有后蓋板，它也適用于輸送懸浮液。閉式葉輪葉片兩側都有蓋板，這種葉輪效率較高，應用最廣，但只適用于輸送清潔液體。

圖3.13　離心泵的葉輪

②泵殼

離心泵的外殼多制成蝸殼形，其內有一個截面逐漸擴大的蝸形通道。葉輪在泵殼內順著蝸形通道逐漸擴大的方向旋轉。有的離心泵為了減少液體進入蝸殼時的碰撞，在葉輪與泵殼之間安裝一固定的導輪，如圖3.14所示。導輪具有很多逐漸轉向的孔道，使高速液體流過時能均勻而緩慢地將動能轉化為靜壓能。

圖3.14　泵殼和導輪

1—泵殼；2—葉輪；3—導輪

③軸封裝置

泵軸與泵殼之間的密封稱為軸封，作用是防止高壓液體從泵殼內沿軸的四周漏出或外界空氣漏入泵殼內。軸封裝置有填料密封和機械密封兩種形式。用于輸送食品物料的泵采用機械式密封更好一些，由于其具有液體泄漏量小，使用壽命長，功耗低，密封性能好等優(yōu)點。但機械加工復雜，成本高。常用的機械式軸封結構如圖3.15和圖3.16所示。

單一機械密封如圖3.15所示，在食品工業(yè)中是應用最廣泛的一種。其中，靜密封圈被固定在泵腔的后部葉輪上，動圈安裝在泵里或泵外，帶一個O形圈密封，動圈隨著軸旋轉，并依靠彈簧壓在靜圈上，從而起到密封的作用。

精制式機械密封如圖3.16所示，由兩個密封圈組成，水或蒸汽在兩個密封的空隙間循環(huán)，起到冷卻或清洗密封的作用，在產品和大氣間造成一個屏障。以下情況下可使用這種密封形式：

當泵送滅菌產品必須防止二次污染時，該密封可形成一個蒸汽屏障。

該軸封可用于泵送黏性液體或結晶產品，如糖液等。

當物料沉積在軸的密封上時，密封表面的高溫可能引起燃燒時，可采用水冷軸封，如巴氏殺菌機里的調壓泵。

圖3.15　單一機械密封

1—軸；2—固定環(huán)；3—彈簧；4—O形環(huán)；
5—動環(huán)；6—泵殼；7—葉輪

圖3.16　精制式機械密封

1—靜環(huán)；2—動環(huán)；3—唇狀密封

（3）離心泵的操作

①準備與檢查。檢查各部螺栓有無松動、是否齊全；油量是否適當，油環(huán)轉動是否靈活正確；填料松緊適當，真空表和壓力表的旋鈕要關閉，指針在零位；檢查吸水管路是否正常，底閥沒入吸水深度符合要求；檢查閘閥開閉是否靈活，開泵前將閘閥全閉，以降低啟動電流。

②灌液。向泵和吸水管中灌入輸送液體，同時打開放氣閥，直到放氣閥上不冒氣而完全冒液體為止，再關上放氣閥和放液閥。

③啟動電機。關閉水泵排水管上的閘閥，使水泵在輕負荷下啟動。

④開閥。待電動機轉速達到正常狀態(tài)時，慢慢將水泵排水管上的閘閥全部打開，同時注意觀察真空表、壓力表、電壓表、電流表的指示是否正常，若一切正常表明啟動完畢。若根據(jù)聲音及儀表指示判斷水泵沒有上水，應停止電機運行，重新啟動。

⑤停車。慢慢關閉出水閘閥，按下停止按鈕，停止電機運行。

（4）離心泵的維護

①泵的出入口壓力、流量及電機電流維持正常操作指標，嚴禁泵長時間抽空。盡量控制離心泵的流量和揚程在標牌上注明的范圍內，以保證離心泵在最高效率點運轉。

②經常檢查泵的密封情況，檢查油箱內潤滑油質量和油標，如發(fā)現(xiàn)變質立即更換。

③檢查泵底座、電動機是否緊固，如果松動會引起泵的振動。發(fā)現(xiàn)泵有異常聲響應立即停車檢查。

④離心泵在工作過程中應定期更換或補加潤滑油以免磨損。經常檢查機械密封是否滴漏，如有滴漏應及時調整動環(huán)的壓緊程度保證密封面不漏出為宜，切忌壓得太緊而縮短密封的使用壽命。

⑤離心泵在寒冬季節(jié)使用時，停車后，需將泵體及管路里的液體放凈，防止凍裂。長期停用，需將泵全部拆開，擦干水分，將轉動部位及接合處涂以油脂裝好妥善保護。

3.2.2　物料清洗機械設備

食品原料如水果、蔬菜在其生長、成熟、運輸及貯藏過程中，會受到塵埃、泥土、微生物及其他污物的污染或農藥殘留。因此，加工前必須進行清洗。根據(jù)食品原料的性質、形狀、大小等，洗滌方法和機械設備的形式也很繁多，但所采用的手段不外乎刷洗、浸洗、噴洗和淋洗等。有代表性的果蔬原料清洗設備有滾筒式清洗機、鼓風式清洗機、刷洗機和刷果機等。

1）原料清洗機械

（1）浮洗機

浮洗機主要用來洗滌水果類原料，該設備一般配備流送槽輸送原料，目前果汁生產線上常配此設備。它主要由洗槽、滾筒輸送機、機架及傳動裝置構成，如圖3.17所示。

圖3.17　浮洗機

1—提升機；2—翻果輪；3—洗槽；4—噴淋水管；5—檢選臺；
6—滾筒輸送機；7—高壓水管；8—排水口

輸送機分為3段，下傾斜段下部浸在洗槽中，上傾斜段接入破碎機，中間水平段作為檢選段。在傾斜段各裝有4根噴淋水管，每根噴淋管各有兩排與噴淋管成90°的噴水孔。該設備一般配備流送槽輸送原料。

工作時由流送槽將原料預洗、輸送并經提升機送入洗槽前半部浸泡，經翻果輪撥入洗槽后半部。此處裝有高壓水管，其上分布有許多距離相同的小孔，由于高壓水從小孔噴出，使原料翻滾并與水摩擦，原料間也相互摩擦，使表面污物洗凈。再由滾筒輸送機帶著經高壓噴淋再度沖洗，進入檢選臺檢出爛果和修整有缺陷的原料，再經噴淋后送入下道工序。

滾筒輸送機與帶式輸送機結構類似，只是其輸送帶是在兩根鏈條中間安裝了許多圓柱滾筒，當驅動鏈輪帶動鏈條運動時，物料便在滾筒上向前滾動。

（2）洗果機

洗果機是中小型企業(yè)較為理想的果品清洗機，其結構緊湊，清洗質量好，造價低，使用方便。洗果機主要由洗槽、刷輥、噴水裝置、出料翻斗及機架和傳動裝置等組成，結構如圖3.18所示。

圖3.18　洗果機

1—進料口；2—洗槽；3—刷輥；4—噴水裝置；5—出料翻斗；6—出料口

物料從進料口進入洗槽內，裝在清洗槽上的兩個刷輥旋轉使洗槽中的水產生渦流，物料便在渦流中得到清洗。同時由于兩刷輥之間間隙較窄，故液流速度較高，壓力降低，被清洗物料在壓力差作用下通過兩刷輥間隙，在刷輥摩擦力作用下又經過一次刷洗。接著，物料被順時針旋轉的出料翻斗撈起，出料，在出料過程中又經高壓水噴淋得以進一步清洗。

操作時，刷輥的轉速需調整到能使兩刷輥前后造成一定的壓力差，以迫使被清洗物料通過兩刷輥刷洗后能繼續(xù)向上運動到出料翻斗處。該機生產效率高，生產能力可達2000kg/h，破損率小于2%，洗凈率達99%。

（3）鼓風式清洗機

鼓風式清洗機又稱為沖浪式清洗機、鼓泡式清洗機，適合于果蔬原料的清洗。其清洗原理是用鼓風機把空氣送進洗槽中，使洗槽中的水產生劇烈的翻動，對果蔬原料進行清洗。由于利用空氣進行攪拌，因而既可加速污物從原料上洗除，又能在強烈的翻動下保護原料的完整性。

鼓風式清洗機的結構如圖3.19所示。它主要由洗槽、輸送機、噴水裝置、空氣輸送裝置、支架、電動機及傳動系統(tǒng)等組成。

洗槽的截面為長方形，送空氣的吹泡管設在洗槽底部，由下向上將空氣吹入洗槽中的清洗水中，原料進入洗槽，放置在輸送機上。輸送機設計為兩段水平輸送、一段傾斜輸送。第1段水平段處于洗槽的水面之下，用于浸洗原料，原料在此處被空氣攪動，在水中上下翻滾，洗除泥垢；傾斜部分設置在中間，用于清水噴洗原料；第2段水平段處于洗槽之上，用于檢查和修整原料。由洗槽溢出的水順著兩條斜槽排入下水道，污水從排水管排出。

圖3.19　鼓風式清洗機

1—洗槽；2—噴水裝置；3—壓輪；4—鼓風機；5—支架；6—鏈條；
7—空氣輸送裝置；8—排水管；9—斜槽；10—原料；11—輸送機

（4）滾筒式清洗機

滾筒式清洗機適合清洗柑橘、橙、馬鈴薯等質地較硬的物料，主要由清洗滾筒、噴水裝置、機架和傳動裝置等組成。

滾筒式清洗機的結構如圖3.20所示。傳動軸用軸承支承在機架上，其上固定有兩個傳動輪。在機架上另裝有兩根與傳動軸平行的軸，其上有兩個與傳動輪對應的托輪，托輪可繞其軸自由轉動。清洗滾筒用鉆有許多小孔的薄鋼板卷制而成，或用鋼條排列焊成筒形，滾筒兩端焊有兩個金屬圓環(huán)作為摩擦滾圈。滾筒被傳動輪和托輪經摩擦滾圈托起在整個機架上。

工作時，電動機經傳動系統(tǒng)使傳動軸和傳動輪逆時針旋轉，由于摩擦力作用，傳動輪驅動摩擦滾圈使整個滾筒順時針旋轉。由于滾筒與水平線有5°的傾角，因此在其旋轉時，物料一邊翻轉一邊向出料口移動，并受高壓水沖刷而清洗。污水和泥沙由滾筒的網孔經底部集水斗排出。

圖3.20　滾筒式清洗機

2）包裝容器清洗機械

包裝果蔬產品所用的玻璃瓶、馬口鐵罐等容器，在生產、運輸及儲放過程中，都會受到外界環(huán)境的污染，因此在灌裝前必須對包裝容器進行清洗。

（1）容器清洗的基本方法

容器清洗的方法基本分為浸泡、噴射和刷洗3種或3種結合的方式進行。

①浸泡

將瓶子浸沒于一定濃度、一定溫度的洗滌劑或燒堿液中，利用它們來軟化、乳化或溶解黏附于瓶上的不清潔物，并加以殺菌。

②噴射

洗滌劑或清水在一定的壓力（0.2～0.5MPa）下，通過一定形狀的噴嘴對容器的內外進行噴射，利用洗滌劑去除污物。

③刷洗

用旋轉洗刷將污物刷洗掉。此法是用機械方法直接接觸污物，去污效果好。

目前，可用機械方式進行清洗的包裝容器主要有玻璃瓶、塑料瓶和罐頭用金屬空罐等。

（2）半機械式洗瓶裝置

半機械式洗瓶裝置用于清洗玻璃瓶，它是由浸泡槽、刷瓶機、沖瓶機、瀝干器等單機組成的，結構簡單，生產能力小，但占地小，成本低，適合小企業(yè)使用。

①浸泡槽

浸泡槽是用來浸泡臟瓶的。在一定溫度（40～50℃）、一定濃度（4%～5%）的堿液中浸泡一定時間后，玻璃瓶中的絕大多數(shù)臟物松散、脂肪乳化，瓶外的舊標簽易脫落，有利于下一步的刷瓶操作。

浸泡槽結構如圖3.21所示。在水槽上設一轉軸，其上裝有5～6個無底的轉斗，瓶子不斷被放進轉斗中，當轉斗被裝滿時，用力在左邊將轉斗往下壓，轉斗轉過一個角度，其中的瓶隨之往下浸入堿液中。然后將右邊已露出水面的轉斗中的瓶子拿出，倒出堿液。進入下道工序，空轉斗則被翻到左邊，繼續(xù)放瓶。浸泡槽中的堿液靠通入的蒸汽來加熱。

圖3.21　浸泡槽

1—堿水槽；2—浸瓶轉斗；3—轉軸

②刷瓶機

刷瓶機用來進一步刷去殘留在瓶內的污物（見圖3.22）。毛刷一般成對地安裝在機頭兩邊，毛刷桿插入轉刷套的孔中。然后用轉刷套上徑向安裝的螺釘將毛刷桿壓緊，固定毛刷。為了保護操作人員，刷瓶機上設置有防護罩。

③洗液槽

洗液槽主要是將經刷洗后的瓶子再進行氯水浸泡。此種浸泡的目的是消毒和去除刷下的污物，浸泡時間較短。洗液槽為一矩形槽，在其適當位置設置進水管和排水管，使用中定時、定量投放漂白粉。

圖3.22　刷瓶機

1—機架；2—轉刷套；3—毛刷；4—電機；5—轉刷機頭；6—防護罩

④沖瓶機

沖瓶機的作用是將瓶中的洗液沖凈，其結構如圖3.23所示。將瓶子手工倒置于沖瓶機圓盤架的錐孔中，并使錐孔下的噴嘴伸入瓶口部。工作時，噴水管與圓盤架一起緩慢轉動，在分配器的控制下使噴嘴在一定的轉動角度范圍對瓶進行噴射沖洗。沖凈后手工將瓶取出。

圖3.23　沖瓶機

1—轉動圓盤；2—防水罩；3—噴頭；4—水管；5—蝸輪蝸桿減速器

⑤瀝干器

沖凈的瓶子倒置于瀝干器上，使瓶內殘留水分控制在一定范圍內。瀝干器比較簡單，一般有兩種形式：一種為圓盤式：在一根立柱上置一圓盤，圓盤上開有與沖瓶機圓盤上相同的錐孔，圓盤可手工或利用機械轉動，瓶子在轉動過程中瀝干；另一種是輸送式：水平輸送機的傳送鏈條上聯(lián)接塑料制成的瓶托，瓶托中間為錐孔，瓶子倒置在瓶托上，邊輸送邊瀝干。

（3）三片罐清洗機

三片罐清洗機是飲料灌裝線上與灌裝機配套使用的空罐清洗設備，可清洗能用磁力進行輸送的空罐。該設備為一箱式結構，主要由磁力輸送機、清洗噴嘴、進出罐圓盤及傳動系統(tǒng)和機架箱體等組成，其結構如圖3.24所示。

圖3.24　三片罐清洗機

1—托板；2—磁鐵板；3—磁性轉鼓；4—出罐圓盤；5—空罐導向板；6—進罐圓盤；
7—機架箱體；8—尼龍帶；9—噴水管

該設備主體為磁力輸送機，由尼龍帶和兩個磁性轉鼓構成，尼龍帶張緊在轉鼓上，輸送機上部設有承托尼龍帶的托板，下部有一與尼龍帶等寬的磁鐵板，緊貼尼龍帶的內表面，托板和磁鐵板均固定在箱體的側面。清洗時，洗空罐由進罐圓盤經導向板導向進入磁力輸送機的尼龍帶上，并隨帶移動，當空罐到達右邊磁性轉鼓時，即被磁力吸在尼龍帶上繞轉鼓移動，當空罐帶轉至下方時，由于磁鐵板的作用，仍被吸在尼龍帶的下表面隨帶一起由右至左移動。此時噴嘴對著罐口噴水，沖洗空罐內部。當罐被輸送到左邊轉鼓上方時，由導向板、出罐圓盤撥出送至灌裝機前方的輸送機上，以待裝罐。沖洗水由箱體收集、排出。

磁力輸送機由傳動系統(tǒng)驅動運行，通過電子調速開關控制電動機運轉速度可調節(jié)其運行速度，以便與后面的灌裝機速度一致。

3.2.3　果蔬去皮機

果蔬原料去皮機按去皮原理可分為兩大類：一類是靠機械摩擦去皮的，常用作塊根類原料的去皮，另一類靠堿液腐蝕去皮，可用于多種果蔬的去皮操作。

1）擦皮機

擦皮機的工作原理是利用機械摩擦去除原料的表層薄皮。其結構如圖3.25所示，它的主要工作部件為一個內表面粗糙的工作圓筒和一個表面呈波紋狀的旋轉圓盤。工作時，電動機通過齒輪帶動軸轉動，進而帶動圓盤旋轉，物料從加料斗進入工作圓筒內，落到旋轉的圓盤波紋狀表面，在離心力作用下被拋向四周，與工作圓筒筒壁的粗糙表面相摩擦而被去皮。水通過噴水嘴注入圓筒內部，將擦下的皮從排污門沖走。出料艙口在擦皮過程中用把手封住，出料時打開，去皮后的物料，利用本身的離心力作用，從出料艙口卸出。由于在裝料和卸料時電動機都在運轉，因此，卸料前應先關閉水閥門，停止注水，以免艙口打開后水從艙口濺出。

圖3.25　擦皮機

1—軸；2—旋轉圓盤；3—工作圓筒；4—加料斗；5—噴水嘴；6—齒輪；
7—電動機；8—底座；9—出料艙；10—把手；11—排污口

擦皮機適合處理胡蘿卜、馬鈴薯等塊根類原料。因為去皮后的原料表面不夠光滑，所以只能用于切片或制醬的罐頭中，不用于整塊蔬菜罐頭的生產。

2）堿液去皮機

堿液去皮機工作時，首先利用熱的稀堿液對被處理的果蔬原料表皮進行腐蝕，然后用水沖洗或用機械摩擦將皮層剝離。堿液去皮機設計的適用范圍較寬，適用于桃、杏、梨、蘋果、番茄、馬鈴薯及紅薯等多種果蔬原料的去皮操作。對不同果蔬原料或同一原料不同品種、成熟度時，可采用不同的堿液濃度、腐蝕時間，還可在堿液處理之外用高壓蒸汽處理，以順利去皮。堿液去皮機根據(jù)用水量的大小可分為濕法去皮和干法去皮兩類。

（1）濕法堿液去皮機

濕法堿液去皮機的構造如圖3.26所示。主體為一條回轉的鏈帶，由安裝在機架上的傳動裝置帶動。被處理的果蔬原料放置在鏈帶上，根據(jù)去皮工藝，依次通過熱稀堿噴淋段、腐蝕段及沖洗段。該機適合于桃、梨的去皮。

圖3.26　堿液去皮機

1—輸出鏈帶；2—淋堿段；3—腐蝕段；4—沖洗段；5—傳動系統(tǒng)；6—機架

（2）干法堿液去皮機

干法去皮機如圖3.27和圖3.28所示。

去皮裝置用鉸鏈和支柱安裝在底座上，呈傾斜狀?？赏ㄟ^改變支柱的長度，將調節(jié)螺柱插進選定的位置內，調整去皮裝置的傾斜度，傾斜角以30°～45°為合適。去皮裝置的兩側為一對側板，電動機通過傳動帶和回轉鏈帶使一系列軸旋轉，回轉鏈帶與鏈輪之間用壓輪壓緊。每根軸上都裝有隨軸旋轉的數(shù)對夾板，每對夾板之間夾著用薄橡膠制成的柔軟而富有彈性的圓盤。每根軸上的圓盤與相鄰軸上的圓盤錯開排列，即一根軸上的圓盤處于另一軸的兩個圓盤之間。

圖3.27　干法去皮裝置示意圖

1—去皮裝置；2—構件；3—撓性擋板；4—側板；5—主軸；6—支柱；7—調節(jié)螺栓；
8—電動機；9—壓輪；10—夾板；11—圓盤；12—底座；13—鉸鏈

工作時，原料靠質量把柔性圓盤壓彎，在圓盤表面與物料之間形成接觸面，由于圓盤旋轉的速度比物料落下速度快，因相對運動產生了揩擦動作，隨著物料的下移，與圓盤接觸不斷變化，直至全部表皮除完。

圖3.28　去皮動作及去皮圓盤

1—圓盤；2—物料；3—夾板；4—主軸

為了增強去皮效果，使果蔬在圓盤間通過，而不是在圓盤上面通過，兩邊側板裝有一組橋式構件，每一個構件上有一撓性擋板，用橡膠或織物制成，作用是阻滯、強迫原料從圓盤間通過。去皮后的果蔬，可用少量凈水（約為原料量的10%）沖洗，將皮除去，從出料口處卸出，皮則從裝置中落下收集于盤中。

3.2.4　預煮設備

預煮又稱燙漂，是制作果醬、罐頭、果汁及脫水干制等產品中常用的一道工序。這道工序對于該類食品加工過程與質量的提高有重要的意義。

果蔬原料預煮機械一般分為間歇式和連續(xù)式兩大類，間歇式有夾層鍋和預煮槽；連續(xù)式可分為鏈帶式和螺旋式兩種，鏈帶式可分為刮板式和斗槽式兩種，螺旋式可分為水平式和傾斜式兩種。

1）夾層鍋

夾層鍋又稱二重鍋、雙重釜。它的通用性強，除用作預煮外，還可以化糖、配制調味料和熬煮一些濃縮產品。常用的有可傾式夾層鍋和固定式夾層鍋兩種，如圖3.29所示。

固定式夾層鍋的進蒸汽管安裝在與鍋體中心線成60°角的殼體上，出料通過底部接管，利用落差排料，或在底部接口處安裝抽料泵，把物料用泵抽至其他高位容器。因此固定式夾層鍋常用來調配湯汁等液體物料。當容器大于500L或用作加熱稠性物料時，常帶有攪拌器。

可傾式夾層鍋的進蒸汽管從安裝在支架上的填料盒中接入夾層。鍋體由兩層球形殼體組成，內層材料是3mm厚的不銹鋼板，外層材料是5mm厚的普通鋼板，內外兩層壁板相互焊接。操作時可先將物料倒入鍋內，夾層里通入蒸汽，通過鍋體內壁進行熱交換，用以加熱物料。加熱結束后，轉動手輪，驅動蝸輪使鍋體傾斜，傾斜角度可在0～90°的范圍內任意改變，以倒出物料。

夾層鍋鍋體兩側焊制軸頸，支撐于支架兩邊的軸承上，軸頸一般采用空心軸，蒸汽管從這里伸入夾層中。為防止漏氣，周圍加填料制成填料蓋（或稱填料盒）密封。

圖3.29　兩種夾層鍋

（a）1—不凝氣體出口；2—鍋蓋；3—攪拌器；4—進蒸汽管；5—物料出口；6—冷凝水出口
（b）1—蝸輪；2—壓力表；3—安全閥；4—蒸汽進管；5—手輪；6—鍋體；7—不凝氣體出口

機架用槽鋼或兩個具有T形斷面的鑄鐵支架和一根聯(lián)接兩個支架的螺桿組成。進氣管在夾層鍋裝有壓力表的一端，不凝氣體排出管在另一端。壓力表旁裝有一個安全閥，生產中如果排氣端因故受阻或其他原因引起壓力升高，超過允許壓力時，安全閥能自動排氣，以確保夾層鍋的安全生產。

每次使用完畢后，要將夾層內的冷凝水放凈，以便下次使用。夾層鍋內壁球體部分用不銹鋼板焊接而成，焊縫部分經不起長時間、高濃度的鹽溶液或酸溶液等物料的腐蝕，在生產結束后，必須及時清洗，避免將此類物料長時間存放于鍋內。蝸輪蝸桿和鍋體兩邊的軸承油杯處要經常加潤滑油，始終保持潤滑。夾層鍋使用時要定期進行耐壓試驗，若發(fā)現(xiàn)焊接部分過薄甚至漏氣時，就要停止使用，進行維修，以防事故發(fā)生。

2）鏈帶式連續(xù)預煮機

鏈帶式連續(xù)預煮機用鏈帶作為牽引構件，在鏈帶上裝上斗槽即為斗槽式，如青刀豆連續(xù)預煮機；在鏈帶上裝上刮板即為刮板式預煮機，如蘑菇連續(xù)預煮機。如圖3.30所示為刮板式連續(xù)預煮機示意圖。它主要由鋼槽、刮板鏈帶和傳動裝置組成，用于果蔬原料的預煮。

鋼槽是整個設備的主要外殼和骨架，許多部件都安裝在它上面，是用厚鋼板焊接而成。傳送裝置的刮板、鏈條、壓輪全部在鋼槽里，也都是用不銹鋼制造。在兩根鏈條之間的鏈板上，為了增加刮板的強度，在刮板背面用不銹鋼條作支撐，適當鉆些小孔，小孔的直徑小于物料的直徑，這樣可以減少刮板在運行中的阻力。壓輪使鏈帶從水平方向改變過渡到傾斜方向出料，同時也起到張緊鏈帶的作用。

圖3.30　刮板式連續(xù)預煮機

物料從升運機送到料斗后，落到具有刮板的鏈帶上。鋼槽中盛滿水，由蒸汽吹泡管直接加熱。由于鏈帶的移動，把物料從進料口送到卸料口卸料，在此過程中物料被加熱預煮。吹泡管上開有吹蒸汽小孔，小孔的總截面積應等于加熱管的截面積。加熱的蒸汽壓力要求大于0.4MPa。

預煮的溫度由蒸汽閥門控制，一般水溫為80～100℃，預煮的時間則由調速電動機或調換傳動輪控制，調節(jié)鏈帶的速度一般為0.01m/s。

3）螺旋式連續(xù)預煮機

螺旋推進式連續(xù)處理設備供經過洗滌后的果蔬進行預煮，經過調速也適合部分其他果蔬品種。螺旋式連續(xù)預煮機的結構如圖3.31所示。

圖3.31　螺旋式連續(xù)預煮機

預煮時，首先從進水管加入冷水至溢流水位，開啟蒸汽進管通入蒸汽，將冷水加熱至96～100℃。接通電源，使螺旋軸轉動，然后由提升機將原料送到進料口連續(xù)進料，這時原料在篩網圓筒內邊預煮邊由螺旋葉片推進至出料轉斗中，出料轉斗隨螺旋軸一起轉動，把預煮后的原料帶入出料斜槽，由斜槽滑入冷卻槽冷卻。

靠近出口處有排氣口，將預煮液中的不凝氣排放掉。加熱蒸汽從預煮機底部進入，從兩根噴管的噴口中噴出蒸汽直接對水進行加熱。預煮機兩邊各有一溢流管，將設備內超過規(guī)定水位的水和浮在水面的雜物排放出去，底部有排水口，可將機內臟水全部排掉，便于設備清洗。篩網圓筒由不銹鋼板輥壓而成，圓筒鉆有許多小孔，孔的排列為正三角形，篩網圓筒固定在機殼上。螺旋軸貫穿篩網圓筒，支承在機殼軸承上，由電動機和傳動系統(tǒng)驅動。

圖3.32　出料轉斗

1—出料槽；2—端板；3—轉斗；4—篩筒；5—螺旋軸；6—密封圈；7—機架；8—機殼

出料處有出料轉斗（見圖3.32），出料轉斗沿圓周分布許多斗室。出料轉斗與螺旋軸固接，轉速與螺旋軸轉速相同。當物料由螺旋葉片推至出料轉斗時，旋轉的轉斗將物料撈進斗室里，當已進料的斗室轉到最高位置時把物料傾倒至出料斜槽中，斗室一個接一個回轉從水中撈起預煮后的物料，轉到最高處卸料。

3.3　打漿機

打漿機主要用于番茄醬、果醬罐頭的生產中，它可將水分含量較大的果蔬原料擦碎成為漿狀物料。

3.3.1　打漿機結構與工作原理

1）工作原理

工作時，物料由下料斗進入篩筒并被破碎，由于刮板的回轉作用和導程角的存在，物料沿著圓筒向出料口端移動，在移動的過程中受離心力作用而被擦碎，汁液和漿狀肉質從篩孔中漏到收集料斗中，皮和籽等物則從圓筒另一開口端排出。

2）結構

打漿機的結構如圖3.33所示。機殼內水平安裝著一個開口圓筒篩，圓筒篩用0.35～1.20mm厚的不銹鋼卷成，有圓柱形和圓錐形兩種，其上沖有孔眼，兩邊多有加強圈以增加其強度。傳動軸上裝有使物料破碎的槳葉和使物料移向槳葉的螺旋推進器及擦碎物料用的兩個刮板，刮板用螺栓和安裝在軸上的夾持器相聯(lián)接，通過調整螺栓可調整刮板與篩筒內壁之間的距離。刮板是用不銹鋼制造的一塊長方形體，對稱安裝于軸的兩側，且與軸線有一夾角，該夾角稱導程角。為了保護圓筒篩，常在刮板上裝有耐酸橡膠板。

圖3.33　打漿機

（1）破碎盤

破碎盤的外形如同一個球缺，凹面對著入料口，固定在轉動軸上，在它的邊緣嵌焊有4個破碎葉翅。當其隨軸一起轉動時，將來自料斗的物料打碎并拋向篩筒內壁。

（2）打漿板

打漿板是一個長方形不銹鋼板，共3根，互成120°固定在兩個軸套的6根螺桿上。軸套與轉動軸用螺栓固定。通過調節(jié)螺桿的長短可調節(jié)打漿板與篩筒壁之間的距離。根據(jù)工作需要改變固定打漿板的長孔位置，即可調整導程角的大小。

（3）圓筒篩

圓筒篩是渣汁分離裝置，它水平安裝在機殼內，筒身用0.35～1.20mm的不銹鋼板沖孔后彎曲制成兩個半圓篩體再聯(lián)接而成。篩孔孔徑為0.4～1.5mm，篩孔的總面積約為篩筒面積的50%左右。用沖孔法加工篩網時，一般不銹鋼板的厚度要小于沖孔的直徑。

3.3.2　打漿機的操作與維護

①每次工作結束后，應立即拆洗打漿機，不能留有污垢及殘存的果汁果漿，以避免雜菌生長。清洗結束后對各零部件需加入90℃以上的熱水進行清洗，清洗時間約為10min，或對機腔蒸汽殺菌處理。每次使用前也要經過相同的清洗工作。

②零部件重新安裝時，要有堅固平坦的底座。打漿機宜定期使用，以保持電機干爽；如長期不用，應保存在干燥通風處，以防電機受潮發(fā)霉。

③主機座嚴禁用水沖洗，應用濕布擦拭干凈。其他部件可直接放入水中以洗滌劑沖洗。

④經常使用時，應每月將打漿機的破碎槳葉、刮板、篩筒等拆下清潔干凈。傳動系統(tǒng)和軸承內定時注入潤滑油。

⑤打漿機的操作人員應經過培訓，方可上崗。

3.3.3　打漿機常見故障分析及排除

1）打開開關，設備不能運轉

可能存在的問題有：如電源出現(xiàn)故障，各部件連接不當，設備電機損壞；或者一次性投料過大，負荷過重，導致電機無法啟動。根據(jù)故障原因采取相應的措施以排除故障。

2）打漿過程中，打漿機破碎聲音異?；蚵曇暨^大

這可能是破碎槳葉損壞，或由于物料中含有雜料、石塊所致，或者傳動裝置出現(xiàn)問題。

3）出漿率低，漿渣含汁率高

可能是由于設備使用時間過長，破碎槳片受損嚴重，應更換破碎槳片；另外，如果篩筒堵塞嚴重，也可能導致上述結果，應及時對其進行清洗。

4）打漿過程中，物料突然從進料口溢出

可能存在的原因如下：進料量過多；啟動操作時，一次性投料過多，使篩筒內物料過多，結果造成進料量大于出料量，使物料從進料口溢出。出料口、出渣口或篩孔被堵塞，造成漿汁、渣無法排出，使物料面上升而溢出；電機工作不正常，物料在篩筒內跳動嚴重而外溢。

3.4　壓榨機

榨汁機是利用壓力把固態(tài)物料中所含的液體壓榨出來的固液分離機械。榨汁是果蔬飲料生產的重要環(huán)節(jié)，其主要靠施加的機械外力（壓力）破碎果蔬組織的細胞結構，使果蔬汁與結合的蛋白質、纖維素、木質素等分開，連續(xù)地將汁液分離出來。

根據(jù)施加的機械力的方式，將榨汁機分成以下幾類：以螺旋方式產生推動力的螺旋榨汁機；利用同向旋轉的錐形盤旋轉產生力的錐盤式榨汁機；利用輥壓產生力的輥筒式榨汁機；靠泵活塞的往復運動產生力的活塞式榨汁機（液壓式和氣囊式）以及利用離心力榨汁的離心榨汁機。

3.4.1　螺旋榨汁機

1）工作原理

工作時，物料經大端進入，螺旋的旋轉使得物料向前移動，但沿物料流動方向上，螺旋軸與榨籠壁之間的間隙尺寸逐漸變窄，使榨膛工作空間也隨之變小，壓力隨之增加，液體通過壓榨筒上的縫隙擠出從而達到擠壓物料的目的，殘渣經出料口排出。榨餅出口為壓榨機的最后一部分，一般用一可調錐或其他構件使其部分被擋，這樣可以改變出料口的大小從而調節(jié)作用于物料上的出口壓力，使榨膛內工作正常。操作時，啟動機器，先將環(huán)形出渣口調至最大，以減小負荷。啟動正常后加料，物料就在螺旋推力作用下沿軸向向出料口移動，由于螺距漸小、螺旋內徑漸大，所以對物料產生預壓力。然后逐漸調整出渣口環(huán)形間隙，以達到榨汁工藝要求的壓力。

2）結構

螺旋壓榨機是一種使用較廣泛的連續(xù)壓榨機，常用于水果榨汁和油料榨汁等。如圖3.34所示，其主要由螺桿、頂錐、料斗、圓筒篩、離合器、傳動裝置、汁液收集器及機架組成。

（1）圓筒篩

一般用不銹鋼板卷成。為便于清理及檢修，可分成上下兩半，然后用螺栓接合。為方便制造，較長的圓篩分成2～3段。圓篩的孔徑一般為0.3～0.8mm。開孔率可以從兩個方面考慮：一是榨汁的要求；二是強度要求。由于螺桿擠壓產生的壓力可達1.2MPa以上，圓篩的強度應能承受這個壓力。

（2）壓榨螺桿

壓榨螺桿是螺旋榨汁機的主要工作部件，采用不銹鋼材料鑄造后精加工而成，螺旋桿的外徑尺寸不變，但沿著廢渣排出口方向螺桿內徑逐漸加大。螺旋桿的螺旋終端制成錐形，與調壓頭的內錐形面相對應，渣料即從二者錐形部分之間形成的環(huán)狀間隙中排出，此間隙的大小通過調壓裝置來改變。軸由兩端的軸承支承在機架上，傳動系統(tǒng)使螺桿在圓筒篩內作旋轉運動。

圖3.34　螺旋榨汁機

3.4.2　帶式壓榨機

1）主要結構

帶式榨汁機結構如圖3.35所示。它由驅動裝置、張緊裝置、防跑偏裝置、壓榨輥、清洗裝置和濾帶等組成。其工作原理就是利用兩條張緊的環(huán)狀網帶夾持果糊后繞過多級直徑不等的榨輥，使得繞于榨輥上的外層網帶對夾于兩帶間的果糊產生壓榨力，從而使果汁穿過網帶排出。

2）帶式壓榨機工作過程

帶式壓榨機工作過程主要分為預處理、重力脫水、楔形區(qū)脫水、壓榨脫水及高壓脫水5個步驟，如圖3.36所示。首先進行預處理，濾漿在脫水前需添加一種或兩種以上的絮凝劑與物料充分混合絮凝，有利于提高榨汁效果；隨后果漿進入重力脫水區(qū)，通常為較長的水平運動段或以很小角度上升的運動段。在重力的作用下，脫除濾漿中的自由水；楔形區(qū)脫水，主要作用是使濾漿平整，厚度均勻，同時受到輕度的擠壓。此時濾漿已脫去大部分自由水，從而失去流動性，為下一步進行壓榨脫水作好準備；然后進入壓榨脫水區(qū)，濾漿在濾帶的張力及呈S形排列的壓榨輥的曲率所產生的壓榨壓力作用下進一步脫水；有的帶式榨汁設備最后還要進行高壓脫水，包括高壓帶、高壓輥等部件組成的高壓壓榨機構，在高壓脫水區(qū)，總的壓榨壓力增加，提高了脫水效果，進一步減少了濾餅的含液量。

圖3.35　帶式榨汁機結構圖

圖3.36　帶式壓榨機工作原理

帶式榨汁機具有結構簡單、工作連續(xù)、生產率高、通用性好、造價適中等特點，可制造帶寬2m以上，處理能力20t/h以上的超大型榨汁機。帶式榨汁機的主要缺點是榨汁作業(yè)開放進行，果汁易氧化褐變；整個受壓過程物料相對網帶靜止，排汁不暢；網帶為聚酯單絲編織帶，張緊時孔隙度較大，果汁中的果肉含量較高；網帶孔隙易堵，需隨時用高壓水沖洗；果膠含量高及流動性強的物料易造成側漏，生產率下降。

3）使用與維護

①濾帶需保持清潔，以免發(fā)生濾帶堵塞現(xiàn)象，隨時檢查清除濾帶表面及濾帶之間的堅硬異物，以免損傷濾帶。

②應時刻保持濾帶適當?shù)膹埦o程度，保證生產的順利進行。

③經常打開并檢查濾帶清洗裝置的高壓噴嘴是否有堵塞現(xiàn)象。

④壓榨輥要有足夠的強度和剛度，如果撓度過大，容易引起濾帶打褶和起拱等現(xiàn)象。

⑤定期對壓榨輥的支承軸承等潤滑點進行潤滑。

⑥停機順序為先關加料泵，再關閉進料閥，待濾帶上的全部濾餅卸完、洗凈后關停電動機，切斷電源。

3.4.3　液壓榨汁機

液壓榨汁機是利用液壓對物料進行壓榨的機器。液壓系統(tǒng)由高壓泵、液壓泵、活塞、蓄力器及調節(jié)閥組成。

如圖3.37所示為板式液壓榨汁機的結構示意圖。它由4根支柱、兩塊壓榨板、液壓缸及活塞等組成。物料包裹在布袋中，分別放在多層壓榨板之間，當液壓缸通入壓力油后活塞上升，使物料受到擠壓，汁液順壓榨板上的溝槽流出，經通道排出機外，當活塞下行復位后，把壓榨的渣餅卸出。液壓機壓力大，工作平穩(wěn)，生產能力大，勞動強度小。

圖3.37　板式液壓榨汁機

1—活塞筒；2—壓榨板；3—汁液貯桶；4—卸料口

3.5　過濾機械與設備

過濾是利用混合物內相的截留性差異進行分離的一種操作。它可用于連續(xù)相（或介質）為流體（液體或氣體），分散相為固體混合物的分離。

一般過濾介質易堵，連續(xù)性差，特別是食品、生物類物料，形成的濾床具有很大的可壓縮性，以至于過濾操作不能正常地進行，這個問題常常必須通過使用助濾劑來得到改善。

過濾操作過程一般包括過濾、洗滌、干燥及卸料4個階段。

1）過濾

懸浮液在推動力作用下，克服過濾介質的阻力進行固液分離；固體顆粒被截留，逐漸形成濾餅，且不斷增厚，因此過濾阻力也隨之不斷增加，致使過濾速度逐漸降低。當過濾速度降低到一定程度后，必須停止過濾。

2）洗滌

停止過濾后，濾餅的毛細孔中包含有許多濾液，須用清水或其他液體洗液，以得到純凈的固粒產品或得到盡量多的濾液。

3）干燥

用壓縮空氣吹或真空吸，把濾餅毛細管中存留的洗滌液排走，得到含水量較低的濾餅。

4）卸料

把濾餅從過濾介質上卸下，并將過濾介質洗凈，以備重新進行過濾。

過濾機按過濾推動力可分為重力過濾機、加壓過濾機和真空過濾機；按過濾介質的性質可分為粒狀介質過濾機、濾布介質過濾機、多孔陶瓷介質過濾機和半透膜介質過濾機等。按操作方法可分為間歇式過濾機和連續(xù)式過濾機等。間歇式過濾機的過濾、洗滌、干燥、卸料4個操作工序在不同時間內，在過濾機同一部分上依次進行。間歇式過濾機有重力過濾器、板框壓濾機、廂式壓濾機、葉濾機等。

3.5.1　板框壓濾設備

板框壓濾機是間歇式過濾機中應用最廣泛的一種。其原理是利用濾板來支承過濾介質，濾漿在加壓下強制進入濾板之間的空間內，并形成濾餅。其結構簡單、制造方便、造價低、過濾面積大、無運動部件、輔助設備少、動力消耗低、過濾推動力大（最大可達1MPa以上，一般為0.3～0.5MPa）、管理方便、使用可靠、便于檢查操作情況，適應各種復雜物料的過濾，特別適于黏度大、顆粒度較細、可壓縮及腐蝕性的各種物料。但裝卸板框的勞動強度大、生產效率低、濾餅洗滌慢、不均勻并且濾布磨損嚴重。

1）結構

板框壓濾機由多塊濾板和濾框交替排列而成，板和框都用支耳架在一對橫梁上，用壓緊裝置壓緊或拉開。其結構如圖3.38所示。

濾板和濾框數(shù)目由過濾的生產能力和懸浮液的情況而定，一般有10～60個，形狀多為正方形，如圖3.39所示。其邊長在1m以下，框的厚度為20～75mm。

壓濾機組裝時，將濾框與濾板用過濾布隔開且交替排列，借助手動、電動或油壓機構將其壓緊。因板和框的角端均開有小孔，此時就構成供濾漿或洗滌水流通的孔道。框的兩側覆以濾布，空框與濾布圍成了容納濾漿及濾餅的空間。濾板的作用是支撐濾布并提供濾液流出的通道，濾板板面制成各種凸凹紋路。濾板又分成洗滌板和非洗滌板。為了辨別，常在板和框的外側鑄有標志。每臺板框壓濾機有一定的總框數(shù)，最多達60個。當所需框數(shù)不多時，可取一盲板插入，以切斷濾漿流通的孔道，盲板后面的板和框即失去作用。板框壓濾機內液體流動路徑如圖3.40所示。

圖3.38　板框壓濾機

1—固定端板；2—濾布；3—框支座；4—可動端板；5—支承橫梁

圖3.39　濾板和濾框示意圖

1—料液通道；2—濾液出口；3—濾液或洗滌水出口；4—洗滌水通道

2）工作原理

濾漿由濾框上方通孔進入濾框空間，固粒被濾布截留，在框內形成濾餅，濾液則穿過濾餅和濾布流向兩側的濾板，然后沿濾板的溝槽向下流動，由濾板下方的通孔排出。排出口處裝有旋塞，可觀察濾液流出的澄清情況。如果其中一塊濾板上的濾布破裂，則流出的濾液必然渾濁，可關閉旋塞，待操作結束時更換。上述結構濾液排出的方式稱明流式。另一種稱暗流式的壓濾機濾液是由板框通孔組成的密閉濾液通道集中流出。這種結構較簡單，且可減少濾液與空氣的接觸。

圖3.40　板框壓濾機的過濾和洗滌操作

1—濾液出口；2—濾液進口；3—洗滌水出口；4—洗滌時關閉；5—洗滌水進口

當濾框內充滿濾餅時，其過濾速率大大降低或壓力超過允許范圍，此時應停止進料，進行濾餅洗滌。洗滌板如圖3.39所示，在洗滌板的左上角的小孔有一與之相通的暗孔，專供洗滌水輸入之用。

3.5.2　加壓葉濾機

加壓葉濾機是由一組并聯(lián)濾葉裝在密閉耐壓機殼內組成。懸浮液在加壓下送進機殼內，濾渣截留在濾葉表面上，濾液透過濾葉后經管道排出。加壓葉濾機可以作為預敷層過濾機來使用。一般用在中、小規(guī)模的生產上，當它作為預敷層過濾機使用時，懸浮液含固體量少，需要保留的是液體而不是固體，如用在啤酒、果汁、礦泉水、各種油類的凈化等。

濾葉是加壓葉濾機的重要過濾元件。一般濾葉由里層的支撐網、邊框和覆在外層的細金屬絲網或編織濾布組成，其結構如圖3.41所示。也有的濾葉由配置了支撐條的中空薄殼以及外面覆蓋濾網組成。濾葉用接管鑲嵌固定在濾液排出管上，在接頭處多用O形圈密封。

濾葉的形狀有多種，如方形、長方形、梯形、圓形、弓形和橢圓形等。濾葉可以是固定的，也可以是旋轉的。濾葉在壓濾機里的工作位置可以是垂直的，也可以是水平的。垂直濾葉的兩面都是過濾面，而水平濾葉僅上表面是過濾面。

1）垂直濾葉型壓濾機

垂直濾葉型壓濾機的濾葉結構如圖3.41所示。袋狀濾布由大孔目的芯網所支承，作為預敷層過濾時，濾布外覆以預敷材料，整塊濾葉的下端與集液管相連通。也可用細金屬網代替濾布，用帶溝的板代替芯網。過濾之前，使裝有濾葉組的圓柱形過濾槽密閉，然后用泵加入濾漿。槽內充滿濾漿后，加壓過濾，濾液穿過預敷層和濾布，從集液管排出。而固體顆粒則被預敷層所截留形成濾餅，待濾餅厚度檢測器發(fā)出警報后，停止加入濾漿，開始卸料。

圖3.41　垂直濾葉

1—濾餅；2—預敷層；3—濾布；4—芯網；5—集液管

（1）水平槽垂直濾葉型壓濾機

水平槽垂直濾葉型壓濾機的結構如圖3.42所示。過濾槽由上蓋和槽體所組成，管壁上鉆有許多孔，管內還套有洗滌水管；管上裝有洗滌水噴嘴，驅動裝置可帶動濾漿加入管和洗滌水管同時旋轉；圓形的濾葉固定在槽體上，而不是固定在濾漿加入管上；濾液排出管一端經閥門與濾葉的內部相連通，另一端經檢液管而與濾液排出總管相連通。

圖3.42　水平槽垂直濾葉型壓濾機

1—上蓋；2—濾葉；3—孔；4—噴嘴；5—濾漿加入管；6—洗滌水管；
7—螺旋輸送器；8—排渣閥；9—排渣口；10—槽體；11—濾液排出總管；12—檢液管；
13—濾液排出管；14—閥門；15—驅動裝置；16—濾漿加入口

水平槽垂直濾葉型壓濾機工作時，濾漿經入口壓送到濾漿加入管和洗滌水管之間，從濾漿加入管壁上的孔放射狀進入過濾槽，濾漿加入管和洗滌水管一起低速旋轉，可使濾液布料均勻，達到過濾均勻的效果。在壓力的作用下，濾漿經濾葉過濾，濾液經濾布、濾液排出管以及檢液管而進入濾液排出總管，濾渣截留在濾布的外表面，形成濾餅，當濾餅增至一定厚度時，停止加入濾漿，同時打開排渣閥，將洗滌水通過洗滌水管，經噴嘴噴射到濾葉上，將濾餅均勻沖洗下來，落到底部，由螺旋輸送器送到排渣口，排出機外，濾葉上的濾布在噴嘴的噴洗后可再用。

（2）垂直槽垂直濾葉型壓濾機

垂直槽垂直濾葉型壓濾機結構如圖3.43所示。

過濾槽上部是可開閉的封頭，中部是圓柱形筒體，下部為橢圓形（或錐形）封頭。上封頭有壓縮空氣入口。長方形的濾葉安裝在槽的圓柱部分。濾葉由支承網、粗網、細濾網、框架、支承頭及固定塊組成。濾葉通過上方的固定塊壓緊在固定軸上，支承頭位于下方，與出液管相連通。該機在過濾結束后，停止加料，然后通入壓縮空氣，用空氣壓力將槽內物料繼續(xù)進行過濾，并排出濾餅中殘存液體。待槽內物料下降至濾葉位置以下時，打開底部排料閥，將剩余濾漿排出。該機一般采用濕法沖洗卸料。

圖3.43　垂直槽垂直濾葉型壓濾機

1—濾葉；2—進料口；3—流向；4—濾液排出口；5—排渣口

2）水平濾葉型壓濾機

水平濾葉型壓濾機的濾葉都平置在耐壓的過濾槽內（水平濾葉）。過濾面又都是濾葉的上表面，在此表面上形成濾餅層（或預敷層），厚度均勻，不受過濾壓力變化的影響，過濾穩(wěn)定，而且濾餅的洗滌和脫水效果也好。

（1）水平槽水平濾葉型壓濾機

水平槽水平濾葉型壓濾機結構如圖3.44所示。在水平耐壓槽里安裝一系列的長方形盤狀水平濾葉，濾槽一端可以打開。每個濾葉都有一個單獨的排液通道。進料管可把料漿從濾槽底部送到頂部的濾盤上，并溢流到其他濾盤。由于是水平濾葉，該機運動過程中可以不卸濾餅而間歇操作，操作期的長短由濾板存納濾餅的能力決定。

（2）垂直槽水平濾葉型壓濾機

垂直槽水平濾葉型壓濾機結構如圖3.45所示。在水平濾板上覆蓋有過濾介質（濾布或細金屬絲網），固體顆粒截留在過濾介質上形成濾餅。該機常作為預敷層過濾，或用濾紙作為過濾介質，進行精密過濾。該機結構簡單，一般在0.35MPa以下操作，適合小規(guī)模、間斷性生產。

圖3.44　水平槽水平濾葉型壓濾機

1—濾板；2—濾餅空間；3—濾液出口；4—排渣口；5—進料口；6—排氣口

圖3.45　垂直槽水平濾葉型壓濾機

1—電動機；2—傳動帶；3—減速機；4—上部軸承及密封；5—濾葉；6—空心軸；
7—進料口；8—下部軸承及密封；9—濾液出口；10—殘液出口；11—出渣口

3.5.3　真空過濾機

真空過濾機以抽真空為推動力，其過濾介質的上游壓力為大氣壓，下游為負壓。推動力僅限制在一個大氣壓之下，因此，一般均為連續(xù)式操作，是一種連續(xù)性生產和機械化程度較高的過濾設備。下面介紹兩種真空過濾機。

1）轉鼓真空過濾機

轉鼓真空過濾機是一種可連續(xù)操作的過濾設備。如圖3.46所示，它主要由過濾轉鼓、帶有攪拌器的濾槽、分配頭、卸料機構、洗滌裝置及傳動機構等組成。

過濾轉鼓沿徑向分隔成若干扇形格，形成彼此獨立的10～30個濾室。每個濾室都有孔道與中心的分配頭連接，轉鼓轉動時，在分配頭的作用下使這些孔道依次分別與真空和壓縮空氣管相通，因此在回轉一周的過程中，每個濾室表面即可順序進行過濾、洗滌、吸干、吹松、卸餅等項操作。

圖3.46　真空轉鼓過濾機

1—轉鼓；2—連接管；3—刮刀；4—分配頭；5，13—與壓縮空氣相通的閥腔；
6，10—與真空相通的閥腔；7—無端壓榨帶；8—洗滌噴嘴裝置；
9—導向輥；11—濾漿槽；12—攪拌器

真空轉鼓過濾機適于過濾懸浮液中顆粒度中等、黏度不太大的物料。操作過程中，可用調節(jié)轉鼓轉速來控制濾餅厚度和洗滌效果，而且濾布損耗少。但過濾推動力小、設備費用高。

2）水平圓盤過濾機

水平圓盤過濾機結構如圖3.47所示。

圖3.47　水平圓盤過濾機

1—螺旋輸送器；2—濾布及濾板；3—水平圓盤；4—撓性管；5—減速裝置；
6—錯氣盤；7—壓緊裝置；8—分配頭

過濾過程是在一個水平裝置的圓盤上靠真空作用進行的，圓盤分12個格子，各有相應的通道接至錯氣盤及分配頭，組成12個濾室。濾室用多孔不銹鋼板、不銹鋼絲網及濾布覆蓋。在電動機帶動下圓盤緩慢旋轉，由于錯氣盤和分配頭的作用，使整個圓盤順利通過過濾、洗滌、卸料及濾布再生等幾個區(qū)域。將欲分離的懸浮液自上部加至圓盤上，轉至過濾區(qū)時，在真空的作用下液體穿過濾布等進入濾液管，濾渣則被截留在濾布上，由于圓盤的不斷轉動，濾渣將被洗滌，然后在卸料區(qū)由螺旋輸送器卸除。濾布在再生區(qū)經沖洗再生后重復使用。

3.6　干燥機械與設備

3.6.1　冷凍干燥機械

食品冷凍干燥技術，又稱為真空冷凍干燥或簡稱凍干技術。該技術起源較早，最初用于醫(yī)藥工業(yè)，現(xiàn)已廣泛用于食品、生物制品、血液制品、活性物質等領域。就是利用冰晶升華的原理，將含水物料先行凍結，然后在高真空的環(huán)境下，使已凍結了的食品物料的水分不經過冰的融化直接從冰態(tài)升華為水蒸氣，從而使食品干燥的方法，所以又稱為升華干燥。

1）冷凍干燥的原理

由水的相平衡圖（見圖3.48）可知，O點為三相共點，OA為升華線。只要壓力在三相點壓力之下，物料中的冰則可不經過液態(tài)而直接升華為水汽。根據(jù)這個原理，就可以先將食品的濕原料凍結至冰點之下，使原料中的水分變?yōu)楣虘B(tài)冰，然后在較高的真空度下，將冰直接升華為水蒸氣而除去，物料即被干燥。

圖3.48　水的三相圖

升華干燥得到的物料具有如下特點：物料在低壓下干燥，能被滅菌或抑菌，防止氧化變質；同時可以最大限度地保留食品原有成分、味道、色澤和芳香；干制品能保持著原有形狀。多孔結構的制品具有理想的速溶性和快速復水性；避免了一般干燥方法中因物料內部水分向表面移動導致的表面沉積鹽類；同時成品保質期長。但目前相對于其他干燥方式，升華干燥的成本高。

2）冷凍干燥設備的主要構件

冷凍干燥裝置主要由干燥室和制冷系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)及控制系統(tǒng)等組成。

（1）干燥室

冷凍干燥室有圓筒形和矩形兩種，為作業(yè)時盛裝物料的空間。矩形干燥室有效使用空間大，但在真空狀態(tài)下，箱體受外壓較大，為了防止受壓變形，需采用槽鋼、角鋼或工字鋼在箱體外加固，小型冷凍干燥設備常采用矩形干燥室；大中型食品冷凍干燥設備的干燥室以圓筒形居多，圓形干燥室在直徑比較小的情況下能承受較大的外壓，周邊可不用加強肋，因而用材料少。干燥室要求能制冷到-40℃或更低溫度，又能加熱到50℃左右，也能被抽成真空。一般在室內制成數(shù)層擱板，干燥室的門及視鏡等要求制作得十分嚴密，以保證室內達到需要的真空度。

（2）制冷系統(tǒng)及冷凝器

制冷系統(tǒng)由冷凍機組與冷凍干燥箱、冷凝器內部的管道等組成，承擔食品預凍和冷凍干燥過程中凝結水蒸氣這兩部分冷負荷。冷凍機可以是互相獨立的兩套，即一套制冷冷凍干燥室，一套制冷冷凝器，也可合用一套冷凍機。冷凍機可根據(jù)所需要的不同低溫，采用單級壓縮、雙級壓縮或者復疊式制冷機。制冷壓縮機可采用氨或氟利昂制冷劑，在小型冷凍干燥系統(tǒng)中也有采用干冰和乙醇的混合物作制冷劑的。

冷凝器可設在冷凍干燥室內與干燥室制成一體，也可放置在干燥室與真空泵之間。冷凝器用于冷凝從干燥室內排出的水蒸氣，降低干燥室內水蒸氣壓力。其結構為密封的真空容器，內有與制冷機相通、表面積很大的蒸發(fā)器，可制冷到-40～-80℃的能力。冷凝器的結構有螺旋盤管式和平板式，其放置方式應保證盤管或平板表面結霜均勻且對不凝結氣體的流動阻力要小。具有除霜裝置和排出閥、熱空氣吹入裝置等，用來排出內部水分并吹干內部。

（3）真空系統(tǒng)

真空系統(tǒng)由冷凍干燥室、冷凝器、真空閥門和管道、真空設備和真空儀表構成，其任務是在一定時間內抽除水蒸氣和不凝氣體，維持干燥室內食品水分升華和解吸所需的真空度。目前在冷凍干燥設備中使用的真空設備有兩種。

①多級蒸汽噴射泵

多級蒸汽噴射泵能將水蒸氣和不凝氣體一并抽除，優(yōu)點是結構簡單，無須機械動力，檢修方便，故障率低，對材質要求不高，但要求配備蒸汽鍋爐和充足的水源。其工作原理是利用高壓蒸汽通過噴嘴時形成的低壓高速氣流，將干燥室中的水蒸氣和不凝氣體吸走，水蒸氣進入冷凝器被冷凝成水，不凝氣體經過多級蒸汽噴射泵抽除，水蒸氣噴射泵工作原理如圖3.49所示。蒸汽噴射泵一般在5級以上，采用性能先進的蒸汽噴射泵二級即能達到生產要求。

圖3.49　水蒸氣噴射泵工作原理圖

②組合式真空系統(tǒng)

組合式真空系統(tǒng)在真空泵前設置一個冷凝器，將水蒸氣重新冷凝成冰，這樣可以保護真空泵且減少所需真空泵臺數(shù)。組合的形式有干燥室+冷凝器+油封式機械真空泵；干燥室+冷凝器+羅茨泵+油封式機械真空泵；干燥室+冷凝器+羅茨泵+雙級水環(huán)泵等。

（4）加熱系統(tǒng)

加熱系統(tǒng)的作用是加熱冷凍干燥箱內的擱板，促使物料內的冰晶升華。有直接和間接加熱兩種方式，如圖3.50所示。直接加熱是指用電直接在箱內加熱擱板，間接加熱則利用電或其他熱源加熱傳熱介質，再將其通入擱板。

圖3.50　加熱擱板的形式

直接法采用外包絕緣材料和金屬保護套的電熱絲直接對擱板加熱。為了獲得均勻的擱板溫度和防止擱板向后發(fā)生翹曲，這種加熱方式要求擱板有一定的厚度；間接法利用電或其他熱源加熱傳熱介質，再將其通入擱板的柵格或流動通道間。加熱熱源有電、煤、氣等，傳熱介質有水蒸氣、水礦物油、乙二醇和水的混合液等。

（5）冷凍干燥裝置

食品冷凍干燥機有間歇式和連續(xù)式兩種。

①間歇式冷凍干燥設備

箱式冷凍干燥設備是典型的間歇式冷凍干燥機，其結構如圖3.51所示，其特點是干燥箱內的多層擱板不但可以用來擱置被干燥的食品，而且在食品凍結時可提供冷量，在隨后的干燥中可提供升華熱量和解吸熱量。

圖3.51　箱式冷凍干燥設備組成示意圖

1—冷凍干燥箱；2—冷凝器；3—真空泵；4—制冷壓縮機；5—水冷卻器；6—熱交換器；7—冷凝器閥門；
8—真空泵閥門；9—板溫指示；10—冷凝溫度指示；11—真空計；12—放氣閥；13—冷凝器放氣出口；
14—真空泵放氣閥；15—膨脹閥

如果食品是在干燥箱外預凍結，在食品托盤移入干燥箱之前，必須對冷凝器和干燥箱進行空箱降溫，以保證凍結食品移入干燥箱后能迅速啟動真空系統(tǒng)，避免已凍結食品熔化。如果食品是在干燥箱內預凍結，當食品溫度達到共熔點溫度以下，冷凝器溫度達到約40℃時，開啟真空泵使干燥箱真空度達到工藝要求值。隨著食品表面升華，擱板開始對食品加熱，直至冷凍干燥結束。

②連續(xù)式冷凍干燥機

連續(xù)式冷凍干燥機從進料到出料為連續(xù)進行，相對間歇式的箱式干燥器，其處理量大，設備利用率高，適宜于對單品種大批量的漿狀或顆粒狀食品物料生產，便于實現(xiàn)生產的自動化。但是這類型的設備不適宜多品種、小批量的生產。在連續(xù)生產中，能根據(jù)干燥過程實現(xiàn)干燥的不同階段控制不同的溫度區(qū)域，但不能控制不同的真空度。用于食品干燥的連續(xù)式冷凍干燥機典型的形式有以下兩種：

A.隧道式連續(xù)冷凍干燥機

隧道式連續(xù)冷凍干燥機構造如圖3.52所示，該機一般為水平放置。干燥機由可隔離的前后級真空抽氣室、冷凍干燥隧道、干燥加熱板、冷凝室等裝置組成，其凍干過程為：在機外的預凍間凍結后的食品物料用料盤送入前級真空鎖氣室，當前級真空鎖氣室的真空度達到隧道干燥室的真空度時，打開隔離閘閥，使料盤進入干燥室。這時，關閉隔離閘閥，破壞鎖氣室的真空度，另一批物料進入。進入干燥室后的物料被加熱干燥，干燥后從干燥機的另一端進入后級真空鎖氣室，這時，后級真空鎖氣室已被抽空到隧道干燥室的真空度，當關閉隔離閘閥后，后級真空鎖氣室的真空被破壞，移出物料到下一工序。如此反復，在機器正常操作后，每一次真空鎖氣室隔離閘閥的開啟，將有一批物料進出，形成連續(xù)操作。

圖3.52　隧道式凍干機示意圖

1—冷凍室；2—裝料室；3—裝盤；4—裝料隔離室；5—冷阱；6—抽氣系統(tǒng)；
7—閘閥；8—冷凍干燥隧道；9—帶有吊裝和運輸裝置的加熱板；10—卸料隔離室；
11—卸料室；12—產品出口；13—清洗裝置；14—傳送運輸器的吊車軌道；15—吊裝運輸器

B.螺旋式連續(xù)冷凍干燥機

螺旋式連續(xù)冷凍干燥機結構如圖3.53所示。

圖3.53　垂直螺旋式連續(xù)冷凍干燥機

螺旋式連續(xù)冷凍干燥機一般為垂直放置，特別適合使用冷凍顆粒狀的食品物料。其中心干燥室上部設有兩個密封的、交替開啟的進料口，下部同樣設有兩個交替開啟的出料口，兩側各有一個相互獨立的冷阱，通過大型的開關閥門與干燥室連通，交替進行融霜，干燥室中央立式放置的主軸上裝有帶鏟的攪拌器。其凍干過程為：預凍后的顆粒物料，從頂部的兩個進料口交替地開啟交替地進入頂部圓形的加熱盤上，位于干燥室中央主軸上帶鏟的攪拌器轉動，使物料在鏟子的鏟動下向加熱盤外緣移動，從邊緣落到直徑較大的下一塊加熱盤上，在這塊加熱盤上，物料在鏟子的作用下向干燥室中央移動，從加熱盤的內邊緣落入其下的一塊直徑與第一塊板直徑相同的加熱板上。物料如此逐盤移動，在移動中逐漸干燥，直到最后的底板后落下，從交替開啟的出料口中卸出，完成這個螺旋運動的干燥過程。

3）冷凍干燥設備的使用與維護

①冷凍干燥機由于空氣鎮(zhèn)流器經常工作，冷凍干燥機不可避免要耗油。長時間使用后發(fā)現(xiàn)到達冷凍壓力和溫度的時間大大延長時，應將真空泵的油全部更換并清洗油腔。

②冷凍干燥機每次工作前須注意清除冷阱室內的水分，必要時擦干冷阱。建議每次進行冷凍干燥工作前先開排水閥，然后再將其關上。

③對真空橡膠密封閥要加特別注意，有損傷立即更換。

④每隔數(shù)月應檢查一次機器底部的液化器是否有塵土及污物，必要時需要清潔。

4）設備常見故障及分析

（1）真空度不高

原因分析：泵溫太高，可能是泵的閥片或內腔刮傷磨損；泵油有問題，油位過低，密封不嚴；油被污染呈乳黃色；油位正常，油路不通，泵腔內沒有保持適當?shù)挠土浚槐帽旧砺猓好芊馊?、氣?zhèn)閥墊圈損壞或未壓緊，排氣閥片損壞，造成密封不好；進氣口過濾網被堵塞。

解決措施：修復后重新裝配；應及時加油換油；檢查油路及油閥的進油量；針對具體情況更換密封圈或閥片；拆下過濾網清洗。

（2）電機超負荷運轉，泵運轉中有異常雜音、噪聲，旋轉困難

原因分析：彈簧變形或斷裂，使旋片受力不均勻而發(fā)出沖擊聲；過濾網損壞，碎物落入泵內；泵腔內污染嚴重，零件銹蝕；泵腔軸和軸套配合過緊，造成潤滑不良。

解決措施：更換彈簧；拆下清洗；換油；重新裝配，并疏通油路。

（3）漏油、噴油

原因分析：轉軸、油窗、放油孔等部位的密封圈損壞或裝配不正確；進氣口壓強過高；油量過多，產生噴油；排氣蓋下面的擋油網裝反，引起噴油。

解決措施：更換密封圈或重新裝配；設法減少進油量；放出一部分油；重新裝配。

（4）冷凝器性能變差

原因分析：冷凝器化霜不徹底，使傳熱性能變差；產品裝量超過設定值；制品升華加熱量過大，升華過快。

解決措施：化霜徹底，把水排放干凈；不要超過最大補水量；放慢加溫速度。

（5）高壓報警停機

原因分析：制冷劑太多，排氣壓力高；冷卻水溫度高，流量不足或水冷凝器結垢；制冷管道低壓段有泄漏，吸入空氣；高壓排氣閥沒有開足或損壞，造成排氣不暢。

解決措施：放出部分制冷劑；使用冷卻水溫度、流量符合要求，清洗水冷凝器；制冷管路檢漏；高壓排氣閥開足或更換新閥。

3.6.2　帶式干燥設備

帶式干燥機工作時，輸送帶上放置有物料，物料在隨帶運動通過隧道結構過程中與熱風接觸而得到干燥。帶式干燥機包括若干個獨立的單元段，每個單元段包括循環(huán)風機、加熱裝置、新鮮空氣抽入系統(tǒng)和尾氣排出系統(tǒng)。物料在帶式干燥器中干燥時，不受振動或沖擊作用，不會造成損傷，設備結構簡單，安裝維修方便，但占地面積大，運行噪聲較大。

1）帶式干燥機分類

（1）單級帶式干燥機

單級帶式干燥機由包括輸送帶、空氣加熱器、風機和傳動變速裝置等組成，如圖3.54所示。傳送帶多為網狀，氣流與物料成錯流，帶子在前移過程中，物料不斷地與熱空氣接觸而被干燥，輸送帶由電動機經變速箱帶動，轉速可調。

圖3.54　單級帶式干燥機

干燥介質常用空氣，用循環(huán)風機將外部空氣經過濾器抽入，再經加熱器加熱后，通過分布板吹入。如圖3.55所示，全機分成兩個以上干燥區(qū)，第1干燥區(qū)的空氣自下而上經加熱器穿過物料層，第2干燥區(qū)的空氣自上而下經加熱器穿過物料層。物料從進口端進入，順序通過第1干燥區(qū)和第2干燥區(qū)；最后干燥產品經外界空氣或其他低溫介質接觸冷卻后，由出口端排出。

圖3.55　單級帶式干燥機原理

（2）多級帶式干燥機

多級帶式干燥機即復合型帶式干燥機，適用于各種脫水蔬菜、葡萄干、麥片等產品干燥。其結構和工作過程與單級帶式干燥機基本相同。實質上是由數(shù)臺單級帶式干燥器串聯(lián)組成。如圖3.56所示，整個干燥機分成兩個干燥段和一個吹風冷卻段，第1段分前、后兩個溫區(qū)，物料經第1、第2段干燥后，從第1輸送帶的末端自動落入第2個輸送帶的首端，在此過程中物料受到撥料器的作用而翻動，然后通過冷卻段，最后由終端卸出產品。

圖3.56　多級帶式干燥器

多級帶式干燥機工作時，物料在帶間轉移時得以松動、翻轉，改善了透氣性和干燥均勻性，且干燥區(qū)數(shù)目較多，每一區(qū)的熱風流量及溫度和濕度均可單獨控制，便于優(yōu)化物料干燥工藝，但是易漏氣。

（3）多層帶式干燥機

多層帶式干燥機常用于干燥速度要求較低、干燥時間較長以及操作工藝條件較為恒定的場合。如圖3.57所示，其主要結構包括鏈板式輸送帶、加熱室、風機和換熱器等，干燥室為一相通的加熱箱體，輸送帶層數(shù)一般為3～5層，最后一層或幾層的輸送帶運行速度低，料層較厚，這樣可使大部分干燥介質流經初始的幾層較薄的物料層，提高總的干燥速率。工作時濕物料從進料口進入輸送帶上，隨輸送帶運動至末端，通過翻板落至下一輸送帶移動送料，依次自上而下，最后由卸料口排出。多層帶式干燥器占地少、結構簡單，廣泛使用于干燥谷物類物料，但不適于干燥易黏著輸送帶及易碎物料。

圖3.57　多層帶式干燥機

2）帶式干燥機的主要結構

（1）輸送帶

通常由不銹鋼薄板制成，板上沖有長條孔，輸送帶也常用不銹鋼絲網制造。輸送帶寬度一般為1.0～4.5m，長度相應為3～60m。輸送帶是裝配式的，節(jié)距為200mm的組裝件用鉸鏈聯(lián)接。在整個輸送帶兩側裝有彈性耐磨的金屬密封罩，罩的一邊固定在干燥器的箱體上，另一邊搭蓋在滾柱式鏈條的保護罩上，以防止漏料和漏風。在輸送帶轉向部位裝有網孔清掃機，可將輸送帶清掃干凈。

（2）加料裝置

輸送帶上料層應均勻，若出現(xiàn)厚薄不均的現(xiàn)象，將引起干燥介質短路，使薄料層“過干燥”，而厚料層干燥不足，影響產品質量。因此，需要特殊設計的加料裝置，使得物料均勻地在輸送帶上，常見的加料裝置，如加料漏斗和滾筒擠壓加料裝置等。

（3）循環(huán)風機和尾氣排風機

帶式干燥器中常選用后彎葉片輪型中壓或較高壓離心式通風機。這種類型風機具有效率較高和運行噪聲較小的優(yōu)點。尾氣排風機一般也采用后彎葉片輪型離心式風機。通常情況下排風機只設置一臺負責排送干燥機的全部尾氣。

（4）尾氣余熱回收系統(tǒng)

由于干燥器排出的尾氣在其露點溫度以上，可經外部換熱器與新鮮干燥介質進行熱交換，干燥介質經預熱后再進入干燥器內，可達到節(jié)省能量的目的。

3）操作與維護

（1）操作

①在開機前，檢查輸送帶松緊情況，過緊或過松都應適當調整。

②設備嚴禁帶故障運行。所以工作前應檢查各個設備是否完好，傳動部分是否準確，電氣控制柜各種控制功能是否正常。

③帶式干燥器應空載啟動，待運轉正常后，再開始給料。停機時，應先停止給料，待機上的物料輸送完畢，再關閉電動機，并切斷電源。

④當多級干燥器串聯(lián)工作時，若無聯(lián)動裝置，開機的順序應該是由后向前，最后開第1臺干燥器；停機的順序正好相反。

⑤應均勻穩(wěn)定地加料且輸送量適當，投料應在干燥帶中部，以免受力不均。

（2）維護

①要定期檢查傳動機的潤滑情況，定期添加潤滑脂，以延長設備使用壽命。

②定時檢查各個干燥段加熱空氣的溫度，使其保持在預定的范圍內自控。

③定期檢查干燥前后的物料水分和品質情況，以便于及時調整，保證產品質量穩(wěn)定。

④突然停電或臨時停機時，應首先關閉熱風機，以避免物料過熱焦煳。

⑤每班生產完畢，徹底清洗設備。

本章小結

本章首先介紹了典型果蔬產品，如果蔬汁、果醬和果蔬干制等的生產工藝流程。果蔬產品生產一般包括預處理設備、打漿設備、壓榨設備、過濾設備、殺菌設備等。在這里著重介紹了前4種，并對未來有較大發(fā)展前景的冷凍干燥設備進行了詳細介紹。在預處理設備中包括輸送設備，如水果的輸送與果汁的輸送，這些設備主要有帶式、斗式、螺旋式輸送機和離心泵，還包括清洗設備、去皮設備和預煮設備。果蔬預處理后制成果醬或果汁需要利用到打漿機和壓榨機，因而本文對這兩種設備的種類、結構、工作原理、維護與保養(yǎng)均作了相應的介紹。不論是清汁型的還是渾汁型果汁的生產，為了去除果汁中的懸浮物質，這都需要使用過濾機，過濾機的種類很多，但原理均一致，常用的過濾機有板框式、加壓過濾機和真空過濾機。冷凍干燥設備和帶式干燥設備在果蔬的干制中使用較多，本章也作了詳細介紹。

復習思考題

1.簡述物料輸送設備的種類與特點。

2.瓶罐清洗機有哪些？各自有什么特點？

3.鼓泡式洗果機的工作原理是什么？

4.簡述螺旋式連續(xù)預煮機的結構和工作原理。

5.打漿機的作用是什么？在使用時有哪些注意事項？

6.簡述過濾的工作過程。

7.常見的過濾機械有哪些？它們各自的特點是什么？

8.簡述隧道式冷凍干燥設備的結構和工作原理。

9.冷凍干燥設備的特點是什么？它可應用在哪些食品的生產中？

10.請設計一條果醬生產線，簡述所使用的設備與參數(shù)。