食品机械设备实习报告.docx
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食品机械设备实习报告.docx
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食品机械设备实习报告
南京林业大学
食品机械设备实习报告
食品科学与工程
090109102
侯雯
指导老师:
王佳宏
食品机械设备实习报告
一.实习目的
本周我们开始了有关食品机械与设备的实习。
通过对食品机械实体的具体深入观察以及到校外其他企业的实地参观,我们能够更加形象具体的了解平时在课本里所学的食品机械设备是如何被加工生产出来的,以及是如何在生产过程中投入使用的。
二.实习时间
2011年11月21-25日
三.实习地点
学校逸夫科技实验楼食品工艺实验室,南京轻工机械集团,安徽合肥中辰集团
食品工艺实验室里面主要是一些平时课本里的一些机械的实体,比如:
和面机,打蛋机,压面,切面机,面包切片机,高压均质机,胶体磨,打浆机,混合机,真空包装机,压片机,板框式过滤机,高压灭菌锅,远红外烤箱,醒发箱,真空冷冻干燥机,超临界萃取装置等;
南京轻工业机械集团是以啤酒、饮料灌装设备龙头产品为依托,集产品研发、生产制造、经营销售、技术服务等多种功能为一体的大型轻工业机械企业。
集团主要生产啤酒灌装设备、饮料灌装及吹瓶设备、食品包装设备、制管设备、电镀设备、电子元件自动插件设备、高速冷挤压设备、液压折弯设备及液压成形设备等,其其中:
主导产品啤酒、饮料灌装设备在我国食品包装行业中,技术上处于国内领先地位并接近国际先进水平。
合肥中辰集团合肥中辰轻工机械有限公司是由中国建材轻机集团控股的现代化企业。
公司位于中国安徽省合肥市国家级经济技术开发区,占地总面积近百亩,是从1984年就专业从事饮料、啤酒灌装包装自动化生产线设备的设计开发与制造,是中国酒饮料装备行业的核心骨干企业。
四.实习内容
实习主要分为两部分,校内和校外的实习。
实习的主要内容是参观食品机械设备的实体以及了解其原理和具体加工过程。
(一)校内实习部分:
食品工艺实验室
这是盛料液的料斗,料液由上方的回流管喷到料液时会形成一定的漩涡作用。
周一上午,我们到学校逸夫楼三楼的食品工艺实验室参观了有关食品制作工艺的相关设备。
对于一些之前我们只能从课本上得知模糊概念的机械,现在可以近距离的观察它们的内外部构造,可以知道它们在实际生产生活中是如何发挥作用的。
图一
比如,高压均质机,(图一,图二)以前在课本上我们只知道均质机
图二(图一——图二高压均质机)
的工作原理,主要可理解为物料在高压作用下通过非常狭窄的间隙(一般小于0.1mm),造成高流速(150—200m/s),使物料受到强大的剪切力,同时,由于物料中微粒同机件发生高速撞击以及液料流通在通过均质阀时产生的漩涡作用,使微粒碎裂,从而达到均质目的。
有关其工作过程的原理主要包括了剪切学说,撞击学说和空穴学说。
在食品工业中,广泛采用的高压均质机是以三柱塞往复泵作为主体,并在泵的排出管路中安装双级均质阀头。
高压均质机的主要结构由三柱塞往复泵,均质阀,传动机构及壳体等组成(如图所示)。
三柱塞往复泵就是一个高压泵,里面配有两个活阀,通过改变腔内压力使活阀交替地自动开启或关闭,来完成吸入排出料液的功能。
均质阀一般可分为两级,第一级为高压流体,其压力高达20—25Mpa,主要作用是使液滴均匀分散。
通过第一级后流体压力下降,第二级的主要作用是使液滴分散,分子更加均匀。
均质阀可以通过调整弹簧对阀芯的压力来达到调节流体压力的目的。
接着我们通过拆卸管式杀菌机,(图三—图五)管式杀菌机
图三
图四
图五设备为间接加热设备,是列管式热交换器在食品工业中应用之一。
管式杀菌设备由加热管,前后盖,器体,旋塞,高压泵,压力表,安全阀等部件组成。
其基本结构为:
壳体内装有不锈钢加热管,形成加热管束;壳体与加热管束间管板进行连接。
它的工作流程可以概括为:
物料用高压泵送入不锈钢加热管内,蒸汽通过壳体空间后将管内流动的物料加热,大管子一直向下到达装有热油的箱体,热油对管子里的原料进行加热、杀菌,结束之后再次进入另一套管,细管内内装有杀完菌的料液,与套管的粗管内的原料进行热交换,把加完温的热量传给原料,进行原料的粗加温,杀菌完的料液再通过一排冷却管内冷却水的降温,完成料液的一定降温,在料液排出的时候有两个方向,完成目标程度的直接出来,物料在管内往返数次后达到杀菌所需的温度和保持时间后成产品排出。
图六
然后,我们又观察了超临界萃取设备(图六—图十)
。
超临界流体萃取技术就是以超临界状态的流体为溶媒,对萃取物中的目标成分提取分离过程。
该技术特点如下:
利用某些物质(主要是一些沸点低,在常温常压下呈气态的物质)处于超临界状态下所具有的优良溶解特性,来分离混合物中目标组分的一种高新分离技术。
超临界流体萃取常以CO2作为溶媒,其优点为:
CO2的超临界状态容易实现食品药品无毒性污染问题;有防止细菌活动的作用;是惰性气体,不易燃烧,化学性质稳定;价格低廉,经济性好。
超临界萃取主要设备为萃取器和分离器,其分离方法有:
变压法,变温法,变温变压法,吸附法,水洗法;超临界萃取的流程往往根据萃取对象的不同而进行设计,超临界循环流体的循环借助压缩机或者泵来完成。
其具体步骤如下:
(1)首先将经过处理的原料放进萃取斧;
(2)CO2经过压缩机的升压,在设定的超临界状态被送进萃取斧;(3)在萃取斧内可溶性成分被溶进流动相,通过改变压力和温度,在分离斧内可溶性成分被溶解进流动相,通过改变压力和温度,在分离斧中CO2将可溶性成分分离。
(4)分离了可溶性成分的CO2在经过压缩机或泵和热交换器,实现循环使用。
若使用压缩机,则从分离器出来的CO2不需要使其发生相变,直接以气体的形式进行循环;若使用泵,则需CO2冷凝液化,使其以液体形式进行循环。
图七
图八
图九
(二)校外实习
1.南京轻工机械集团
周二我们乘校车来到南京轻工机械集团进行实习。
我们这次来主要是来参观有关啤酒的机械制造生产。
我们首先由生产啤酒的机械设备开始实地观察,从制造啤酒机械的外形加工设备开始。
第一个观察的是由意大利引进的机械,这个是三轴半联动的一套配对的机械。
(图三-图四)
图四
图五
图六
所谓三轴半,就是由X,Y,Z轴组成外加半个旋转轴。
我们在工作人员的带领下参观了台湾加工中心,西门子制作系统等。
接着我们看了防油设备,其主要作用是冷却油。
在美国加工中心(图五)
,看到了生产效率高,应用广的设备。
该设备也是由西门子操作系统操作,主要用于加工零件形状小的部件,这套白色设备有个特点,它是自动换刀的,在换刀架上有一系列刀套。
在这些进口设备对面是一些国产设备,比如有套绿色外形的国产设备,是专门用于洗外形的,它属于两轴半的装备,在它的旁边有一个备用旋转台,所以在实际操作时,可以达到两轴半的状态。
洗外形的过程一般包括了自循环,过滤,和净化三个步骤。
一般损耗占20%-30%,所以该套设备需要定期加油。
然后,我们参观了大铣床,镗床,看到了不同种类的镗床,比如,有龙门镗铣,这是一种大型的多功能的,主轴可以打孔,适用于大的,工作台有一定长度的,用于成加工。
它的作用是进行打镗孔和铣修。
在它的旁边有一个立式车床,用于加工规模范围大的,加工组合件。
它是由合金本钢造,车头材料为T15,Y18,力盘是铜焊造的,通过主动轴,各种槽输送,但是其表面光洁度有待提高。
这些都是啤酒生产设备的各部分构造的产生。
通过把一个个部件进行组装,在最后机械出厂前还需要钳工进行组装,测试。
众所周知,现在啤酒的生产方式大部分是等压灌装。
由于啤酒内含有很多发酵胶体物质,这些物质的存在会产生泡沫,而泡沫对啤酒灌装有着较大的影响,所以,在等压灌装的生产中稳定压力很重要。
一般装啤酒的容器用玻璃瓶,易拉罐,木桶,PET材料等。
温度要求是0-4℃,二氧化塘含量是5.5g/L,。
在啤酒生产过程中药遵循三条基本原则:
1:
要与氧隔绝;2:
啤酒灌装过程中,压力要恒定;3:
啤酒的设备要适应各种清洗要求。
一般由于啤酒中含有酵母,酵母所形成的污垢是比较难除去的。
啤酒生产过程主要分为洗瓶和灌装,这次我们主要了解啤酒灌装的过程。
灌装的主要结构包括:
大轴承(主要是动力输入小齿轮或大齿轮),调节高度,中间的两份配置,旋转台,托瓶气缸,酒缸及附件(安全阀,分配器等)。
酒缸的升降机构,酒缸的其他部件,开阀机构,信号机构,以及破瓶冲洗机构。
此外,我们还特意近距离观察了啤酒的压盖机的结构,(图五-图六)
图八
图七
它的滑道设计比较特殊,可以通过换向器最终把瓶盖压盖前理成同一面。
从这个小小的旋转部件,可以看出现代啤酒加工技术的日益精湛。
2.合肥中辰轻工机械集团
图九
周三我们来到合肥中辰轻工机械集团开始了第三天的实习。
该机械厂主要是生产关于食品饮料的包装机械。
下午我们随着工作人员依次参观了数控车间,精工一车间,精工二车间。
其中数控车间属于核心车间,主要加工精密度强的,比如一些异形零件,导向杆(图七),要求光洁度很高,达到镜面效果,100%合格
。
图十
接着我们来到精工一车间,这个车间主要是进行焊接过程的,该车间焊接技术以氩弧焊为主,氩弧焊对于我们来说是个比较新的概念。
氩气为惰性气体不会与金属反应,来隔绝空气用做保护气体。
氩弧焊一般为等离子焊。
一般电焊起弧后,用氩气来冷却,使产生的电弧空间变小,即电弧直径变小,电弧内的温度变更高。
但它起弧不是金属直接接触,是离一定距离用高压电击穿后再由大电流导通稳弧。
其优点是在平焊时有利于对焊接电弧进行保护,降低了保护气体的消耗。
氩气是一种化学性质非常不活泼的气体,即使在高温下也不和金属发生化学反应,从而没有了合金元素氧化烧损及由此带来的一系列问题。
氩气也不溶于液态的金属,因而不会引起气孔。
氩是一种单原子气体,以原子状态存在,在高温下没有分子分解或原子吸热的现象。
氩气的比热容和热传导能力小,即本身吸收量小,向外传热也少,电弧中的热量不易散失,使焊接电弧燃烧稳定,热量集中,有利于焊接的进行。
此里面还有大中小的机车床进行打定位孔。
然后我们进入了隔壁的精工二车间。
精工二车间所生产的机械材料主要以不锈钢为主。
比如温瓶机,折弯机,剪板机,卷板机(混合机卷筒),等离子切割机,火焰机,双层杀菌机,缝焊机等。
(图八)其中,双层杀菌机也是通过氩
图十一
弧焊来完成的。
最后我们随讲解员来到了总装车间。
总装车间里有一台装配完成的翻到杀菌机(图九)。
我们还了解到,含气饮料和果汁(比如橙汁)的灌装。
含气饮料的灌装主要属于冷灌装(4℃左右)而橙汁的灌装属于热灌装。
在总装车间我们所参观的主要是有关含气饮料的灌装机械以及含气饮料(主要是可乐)的灌装过程。
(图十—图十一)
图十二
参观完几个车间后,我们又回到该公司的培训中心听所长讲解了有关热灌装的相关知识。
热灌装主要应用于果汁类的灌装生产。
主要分为三大类,即标准热灌装(85-92℃)还有中温热灌装(72℃左右),常温灌装(20℃)热灌装的设备主要为三联机,灌装的设备分为灌装和回流两道程序。
灌装是加料至满口为止,回流是通过收集罐来形成多条回流,经过回流泵在处理后再灌装。
然后我们还听了有关热灌装饮料的消毒杀菌类的讲解。
知道了热灌装一般分为两种,一种是高温热灌装,即物料经过UHT瞬时杀菌后,降温到85~92℃进行灌装,同时进行产品回流以保持恒定的灌装温度,然后保持该温度对瓶盖进行杀菌;一种是物料杀菌灌装后在65~75℃进行巴氏杀菌并添加防腐剂。
这两种方式无需对瓶子和盖子进行单独灭菌,只需将产品在高温下保持足够长的时间即可达到杀菌效果。
图十三
五.实习调查补充
在实习之余,我还查找了相关的有关这次实习的其他方面的资料来巩固对自己实习所学的知识。
1.有关啤酒的生产
中国啤酒装备制造业是伴随中国啤酒工业的迅速发展而成长起来的。
目前,我国啤酒装备制造业已建立起了比较完整的装备制造体系:
从原材料贮存、精选、输送、处理到啤酒的生产加工、过滤分离、灌装、贴标(套标)、干包装;从生产过程控制、在线检测、消毒杀菌、综合利用、环境保护到PET瓶吹瓶、容器加工、工程安装及配套服务,中国制造的啤酒装备已能基本满足中国啤酒生产企业的需要,并开始进入国际市场。
就我国啤酒装备而言,国内设备制造企业通过多年努力,对国外技术进行消化吸收,并逐步实现国产化,到上世纪90年代已能提供成套的啤酒加工设备。
特别是国内生产的3.6万瓶/h和4万瓶/h的啤酒灌装线、48000瓶/h的贴标机、600罐/min易拉罐生产线等都达到了很高的技术水平。
但我国啤酒加工设备与国外先进水平仍然存在着差距,正是由于生产装备的落后,我国啤酒生产在水耗、电耗、能耗指标方面远远落后于国外先进水平,平均能耗高3~5倍,水耗高1~8倍。
以啤酒灌装成套设备为例,其是在上世纪80年代引进技术的基础上发展起来的,相对起点较高。
目前2.5万瓶/h以下的灌装成套设备的性能参数基本可以满足国内用户的要求,但在自动控制水平、可靠性、质量方面与发达国家相比还有较大差距。
提高国内装备技术水平是实现啤酒机械装备现代化的根本途径。
无论是啤酒工业眼前的发展,抑或是啤酒设备制造企业的当前需要,还是国家啤酒业发展技术的长期利益,都要求大力推进啤酒装备国产化进程,即消化吸收——跟踪式技术创新,已成为当前我国啤酒机械装备现代化的战略任务。
因此,我国的啤酒装备应与酿造工艺协调发展,力求形成具有自己工艺特点的产品品牌,辅之配套开发装备,使之在更高水平的技术创新基础上与机制、组织和管理创新相结合,建立装备技术创新战略体系。
具体而言,采用和发展高新技术,如生物传感器、固定化啤酒发酵罐、膜技术等;在计算机应用方面,开发和推广如机械在线监测和故障诊断智能专家系统、产品质量和生产管理系统等;在改造制造业企业方面建立符合市场规律的开发机制,解决我国装备技术与国外长期存在的新产品少、开发周期长的差距。
2.PET无菌冷灌装技术
无菌冷灌装是指在无菌条件下对饮料产品进行冷(常温)灌装,这是相对于通常采用在一般条件下进行的高温热灌装方式而言的。
在无菌条件下灌装时,设备上可能会引起饮料发生微生物污染的部位均保持无菌状态,所以不必在饮料内添加防腐剂,不必在饮料灌装封口后再进行后期杀菌,就可以满足长货架期的要求,同时可保持饮料的口感、色泽和风味。
PET无菌冷灌装首先对物料进行UHT瞬时杀菌,然后快速降温至常温(25℃),进入无菌罐中暂存。
其次用化学消毒剂将瓶子、盖子进行杀菌,然后在无菌环境下进行灌装,直至完全密封后才离开无菌环境。
整个过程物料受热时间短,灌装操作均在无菌环境下进行,灌装设备和灌装区也都经过消毒处理,产品的安全性可以得到保证。
六.实习总结与体会
本周的实习主要是参观与食品机械与设备相关的实验室和集团,通过对实体机械的观察以及到具体企业的参观,我们对以前书本上学的原理知识有了更为形象的理解。
一些以前很是模糊的概念在经过观察后恍然大悟。
这次实习时间虽然短暂,但是我们在短暂的实习中深刻地体会到了“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行”的道理。
很多知识必须运用于实践后才能发挥出它的作用,同时也才能进一步促进原有理论的更新完善。
理论源于实践,实践是检验真理的唯一标准。
我们从实习中越来越体会到实践对于工科生的重要性。
然而,在实习中,我们还明显地感觉到自己平时所学知识的匮乏,基础知识掌握的不牢,在以后的学习中应该更加重视基础知识的巩固,“温故而知新”圣人说的果然不错。
“路漫漫其修远兮,吾将上下而求索”在今后的学习生活中要更加严格要求自己,把理论与实践相结合起来,辩证统一灵活的掌握知识,在有限的大学时间里,努力学习到更多的专业知识,加强自身的实践能力,为以后进入社会做好充分的准备。
指导老师评语:
实习报告成绩:
2011年11月26日
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