食品加工機(jī)械設(shè)備的基本要求

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食品加工機(jī)械設(shè)備的基本要求

一、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

        任何機(jī)械設(shè)備在社會(huì)生產(chǎn)中所能夠得到推廣使用的程度,首先決定于它的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo),食品機(jī)械也不能例外。當(dāng)然,對(duì)各類食品機(jī)械來說,還有一些與其他機(jī)械設(shè)備不同的要求。所有這些要求的總和,就形成了研究和設(shè)計(jì)新的食品機(jī)械的指導(dǎo)思想。歸根結(jié)底,就是力求用低的成本造出適用的食品生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備,并能用這些機(jī)械設(shè)備以低的成本制造出合乎要求的各種食品。

(一)單位生產(chǎn)能力

        單位生產(chǎn)能力是指機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)食品產(chǎn)品的能力,也就是生產(chǎn)某種食品的速率,例如臺(tái)隧道式烤爐每單位時(shí)間(小時(shí))內(nèi)可以烘烤出多少月餅。食品生產(chǎn)往往是流水線作業(yè),在生產(chǎn)流水線中總是有許多臺(tái)機(jī)器設(shè)備按照一定的順序共同完成一個(gè)產(chǎn)品,例如月餅生產(chǎn)線中就由配料、混混合、攪拌、成型、烘烤、包裝等設(shè)備組成,中間還有各種輸送及輔助設(shè)備。各臺(tái)機(jī)器設(shè)備在生產(chǎn)能力方面,必須取得平衡和一致。否則,一部分機(jī)器設(shè)備的能力力不能得到充分發(fā)揮,而另一部分則處于能力不足的狀態(tài)。整個(gè)生產(chǎn)流水線線的生產(chǎn)能力只能以流水線中生產(chǎn)能力低的一臺(tái)設(shè)備為基準(zhǔn)。
        機(jī)器技術(shù)的先進(jìn)與否,不決定于生產(chǎn)能力或生產(chǎn)速率。食品廠的生產(chǎn)規(guī)模有大有小,這取決于產(chǎn)品的品種、原料的供應(yīng)、消費(fèi)范圃圍、運(yùn)輸條件等一系列因素。即即使生產(chǎn)同一種食品產(chǎn)品的機(jī)器設(shè)備,也往往要求各種不同的生產(chǎn)能力,形成一定的系列。則一般來說,f生產(chǎn)規(guī)模越大,經(jīng)經(jīng)濟(jì)效益越高,對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的管理也越有利。但是對(duì)保質(zhì)期有限的食品來說,生產(chǎn)受受市場消費(fèi)的制約,還要考慮食品安全儲(chǔ)存的貨架壽命以及原料供應(yīng)的季節(jié)性。同時(shí),人們們對(duì)食品的需求,趨向于品種越來越多,因此,食品機(jī)械的合理理規(guī)模,必須要根據(jù)需求作具體的分析。
        山食品生產(chǎn)的參數(shù)往往多變,所以生產(chǎn)能力也常常需要允許作多種速率的調(diào)節(jié),采用調(diào)速電動(dòng)機(jī)來帶動(dòng)整條生產(chǎn)線

(二)消耗系數(shù)

        內(nèi)消耗系數(shù)是指機(jī)器設(shè)備生產(chǎn)單位重量或單位體積的產(chǎn)品所需耗費(fèi)的原材料及能量,包括原料、燃料、蒸汽、水、電能、潤滑劑、零配件磨耗、機(jī)器折舊等。消耗系數(shù)不僅與所采用的工藝路線有關(guān),而且與機(jī)器設(shè)備的設(shè)計(jì)有密切關(guān)系。例如食品生產(chǎn)中經(jīng)常有蒸發(fā)、干燥、烘烤等操作,都消耗大量的熱能,)在機(jī)器設(shè)計(jì)中采用不同的熱源和結(jié)構(gòu),就可能在技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)上取得不同的效果,一般來說,消耗系數(shù)越低越好。

(三)設(shè)備價(jià)格

        機(jī)械設(shè)備的價(jià)格影響到食品工廠投資的大小。一般情況下,如果能達(dá)到同樣的或相近的工藝效果,應(yīng)該采用價(jià)廉的設(shè)備。但有日時(shí)設(shè)備雖然復(fù)雜些,價(jià)格高一些,但卻有好的性能,能確保食品產(chǎn)品有較高的質(zhì)量,并且操作控制都能達(dá)到自動(dòng)化,則在進(jìn)行全面經(jīng)濟(jì)分析后較近年來進(jìn)口的一些國外先進(jìn)的食品機(jī)械裝備,價(jià)格雖然昂貴,但是大部分可以取得較好的經(jīng)濟(jì)效果,還是合算的。
        設(shè)備價(jià)格的高低要與設(shè)備的壽命聯(lián)系起來考慮,因?yàn)橛?jì)入產(chǎn)品成本的是設(shè)備的折舊費(fèi)用,設(shè)備壽命越長,則折舊費(fèi)越低。同時(shí)還要考慮到設(shè)備的技術(shù)更新年限,有些設(shè)備并不需要太長的壽命,因?yàn)檫^了幾年之后,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,即使設(shè)備壽命未到,也要加以更新,這樣在技術(shù)經(jīng)濟(jì)上更加合理。
        對(duì)于機(jī)械制造廠家來說,機(jī)器的價(jià)格由成本和稅利組成,在設(shè)計(jì)和制造中,從用材、結(jié)構(gòu)和制造工藝上千方百計(jì)降低成本費(fèi)用,是技術(shù)管理中的頭等任務(wù)。管理費(fèi)用包括勞動(dòng)工資、操作維護(hù)以及檢修費(fèi)用等。管理費(fèi)用在生產(chǎn)成本中占了相當(dāng)大的比例,但管理費(fèi)用不是一個(gè)孤立的因素。某些機(jī)器設(shè)備比較簡單,設(shè)備費(fèi)用和維修費(fèi)用很低,但生產(chǎn)中使用勞動(dòng)力多,不見得合理。反之,如果用高度自動(dòng)化的生產(chǎn)流水線,投資增加了,但管理費(fèi)用可能降低。
        高度自動(dòng)化的機(jī)器設(shè)備所需要的管理人員數(shù)量雖少,但是對(duì)管理人員的素質(zhì)要求高得多。

(五)產(chǎn)品總成本

        產(chǎn)品總成本是生產(chǎn)中一切經(jīng)濟(jì)效果的綜合反映,也是食品廠選用食品機(jī)械的基本出發(fā)點(diǎn)。

二、設(shè)計(jì)要求

        食品機(jī)械的設(shè)計(jì)是一個(gè)十分復(fù)雜的技術(shù)課題,由于食品原料和產(chǎn)品的多樣性和復(fù)雜性,不僅需要掌握一般機(jī)械設(shè)計(jì)所必須具備的知識(shí)和技巧巧,而且必須了解食品及其原料的物理和化學(xué)性質(zhì)、食品工藝過程和有關(guān)的工程問題,甚至于還需要了解人機(jī)工程以及造型設(shè)計(jì)等知識(shí)。但作為食品機(jī)械的基本設(shè)計(jì)要求可歸納為以下幾點(diǎn)。
(一)滿足既定的食品工藝要求,反映工藝的適用性和先進(jìn)性
        任何機(jī)械設(shè)計(jì)必須符合功能要求。要保證以一定的運(yùn)行速度,生產(chǎn)一定質(zhì)量的產(chǎn)品,產(chǎn)品的質(zhì)量必須保持均一性和穩(wěn)定性。
        食品機(jī)械常常被要求生產(chǎn)不同品種或不同質(zhì)量的產(chǎn)品,一臺(tái)機(jī)器或一條流水線上采用不同的原料配方,改變工藝參數(shù)或者設(shè)備的工作條件,可以制造出多種多樣的食品。例如條餅干生產(chǎn)線不能只生產(chǎn)單一品種的餅干,要能夠配換各種餅干成型印模,允許變換烘焙時(shí)間和溫度是餅干機(jī)械的必備條件。制粉機(jī)械在制造各種專用面粉或者在改變小麥原料品種時(shí),也必必須要改變磨粉機(jī)的工作參數(shù)和調(diào)整粉路配置。機(jī)器的設(shè)計(jì)必須提供改變生產(chǎn)條件的可能性,為使用者提供方便。

(二)機(jī)械結(jié)構(gòu)的合理性、可靠性和耐久性

        這是單純從機(jī)械角度來考慮的問題。機(jī)器結(jié)構(gòu)的合理性包括制造和裝配關(guān)系、傳動(dòng)方式的選擇以及為操作維修提供的方便等。在滿足工藝功能要求的前提下,力求簡化機(jī)器的機(jī)構(gòu)和結(jié)構(gòu)。
        機(jī)器的可靠性和耐久性是不可分割的概念,是指機(jī)器在規(guī)定的工作條件下,在規(guī)定的使用壽命內(nèi)保持原定功能的程度。它與機(jī)器的整體結(jié)構(gòu)及零件的強(qiáng)度、剛度、耐磨性、耐腐蝕性、抗干擾性等因素有關(guān)。在現(xiàn)代機(jī)械工程中,可靠性是一項(xiàng)不可忽視的重要指標(biāo),對(duì)食品機(jī)械來說,其工作要求往往是自動(dòng)化、連續(xù)化的生產(chǎn)線,如果在某一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障,就將導(dǎo)致整條生產(chǎn)線的停工,甚至所投入的原料全部報(bào)廢食品機(jī)械所處理的物料常常是數(shù)量很大的,某些工作部件時(shí)時(shí)刻刻受到物料的摩擦和磨損,例如磨粉機(jī)的磨輥、食品擠出機(jī)的螺杄和套筒。正確確定機(jī)器零部件的壽命及組合方式,以達(dá)到機(jī)器可靠的使用性能是十分必要的。但是機(jī)器零件的使用壽命往往難以在設(shè)計(jì)時(shí)用理論計(jì)算得出,而必須在實(shí)測的基礎(chǔ)上加以確定。需要指出一個(gè)可能的錯(cuò)誤觀念,機(jī)器零部件的壽命并不是磨損或疲勞到破壞的時(shí)間,而是在即將不能保持其規(guī)定性能時(shí),即認(rèn)為其壽命中止,不能等到造成破壞再去更換。

(三)機(jī)器的能耗

        般機(jī)械的能耗常常反映在傳動(dòng)機(jī)械效率上。在食品機(jī)械中大量能量用來處理改變食品的形態(tài)和性能,例例如濃縮、干燥、烘烤操作中能量的有效部分是用來加熱物料和蒸發(fā)水分,在粉碎、分切操作中,能量的有效部分是用來減小物料的形體尺寸。

        除此之外還必然有部分能源變成摩擦熱能損耗于機(jī)器或環(huán)境中,或者被介質(zhì)帶走,成為熱損失。我國不是一個(gè)能源充裕的國家,節(jié)省能源、提高能量的利用率也是設(shè)計(jì)機(jī)器要考慮的因素之一(包括電能、熱能等),也是選購機(jī)械設(shè)備要考慮的因素之一。同時(shí),還還應(yīng)結(jié)合地區(qū)條件,多使用天然能源和廉價(jià)能源。

(四)衛(wèi)生要求

        這是食品機(jī)械區(qū)別于其他機(jī)械的基本特征之一,國家已經(jīng)頒布了“食品衛(wèi)生法”,對(duì)食品生產(chǎn)提出了嚴(yán)格的衛(wèi)生要求。
        食品機(jī)械中與食品物料直接接觸的零部件,一定要選用無毒、耐腐蝕的材料。機(jī)器與食品接觸部分必須便于拆裝,以便隨時(shí)清洗或清掃,并在結(jié)構(gòu)中不允許有任何清洗不到的死角,以避免物料的積存和防止微生物在這些部位生長繁殖。食品機(jī)械的傳動(dòng)潤滑也和其他機(jī)器有不同的要求,傳動(dòng)密封要可靠,防止?jié)櫥瑒┻M(jìn)入食品。有些開啟式傳動(dòng)件要用食用油脂或無毒油脂潤滑,也有的構(gòu)件完全不用潤滑而采用有自潤滑性能的材料,如如聚四氟乙烯。以前食品機(jī)械中有用液壓傳動(dòng)的,為防止污染,現(xiàn)也都改為氣壓傳動(dòng)。