液压榨汁机

第3章　果蔬加工机械与设备

内容描述

本章主要介绍果蔬加工机械与设备中预处理设备（输送设备、清洗设备、去皮设备和预煮设备）、打浆机、压榨机、过滤机和干燥设备的种类、结构组成、工作原理、使用和维护方法等。

学习目标

●了解典型果蔬产品的加工概况和加工工艺流程。

●掌握输送设备、清洗设备、去皮设备和预煮设备、打浆机、压榨设备、过滤设备和干燥设备的种类、结构与工作原理、使用与维护。

能力目标

●能够根据果蔬加工的目的和生产量选择合适的生产机械与设备。

●能够初步掌握果蔬加工机械与设备的使用与维护。

3.1　典型果蔬产品加工工艺流程

果蔬加工是利用现代手段对果蔬进行制汁、杀菌、包装等处理，克服新鲜果蔬保藏时间短，不耐运输等缺点，打破果蔬供应的季节限制和地域限制。目前，果蔬加工产品门类繁多，有传统的新鲜果蔬、腌制品、干制品、罐头制品，也有近年来发展的脱水蔬菜、速冻果蔬、果蔬汁、果蔬粉等深加工产品。

近年来，随着我国经济发展和科技的进步，果蔬加工水平也有很大的发展，形成了不少能与外资食品企业竞争的果蔬加工企业。这些企业的出现带动了我国果蔬加工技术如生物技术、膜分离技术、高温瞬时杀菌技术、真空浓缩技术、微胶囊技术、微波技术、真空冷冻干燥技术、无菌储存与包装技术、超高压技术、超微粉碎技术、超临界流体萃取技术、膨化与挤压技术及相关设备的发展和进步。

果蔬原料不同，加工工艺不同，所得产品也不同，一般果蔬加工中所用的机械设备基本上可分为原料清洗、分级分选、破碎切割、分离过滤、杀菌、果汁脱气、灌装和冷冻干燥等设备。把这些机械设备按照一定的工艺要求用输送设备联接起来，就组成了不同的果蔬制品生产线，可生产出不同的果蔬制品。

3.1.1　果蔬汁加工工艺流程

1）果蔬汁的分类

（1）果汁饮料类

原果汁：以成熟度适宜的新鲜或冷藏水果为原料，经机械加工（如榨汁）所得的，未发酵，具有该种水果原有特征的汁液。原果汁根据清浊可分为清汁和浑汁。

浓缩果汁：用物理分离方法，从原果汁中分离出去一定比例的夭然水分所得的，具有该种水果原有特征的果汁。

原果浆：水果或其可食部分经打浆工艺制得的，未去除汁液、未发酵的，具有该种水果原有特征的浆状制品。

浓缩果酱：用物理分离方法，从原果浆中除去一定比例的夭然水分所得的，具有原果浆特征的酱状制品。

果汁饮料：原果汁或浓缩果汁加糖、酸等调配成的，原果汁含量≥10%的制品。分清汁和浑汁、混合果汁饮料。

（2）蔬菜汁类

蔬菜汁：新鲜蔬菜汁（冷藏蔬菜汁）加食盐或糖等调配而成的制品。

混合蔬菜汁：两种或两种以上新鲜蔬菜汁（冷藏蔬菜汁）经加食盐或糖等配料调制而成的制品。

2）加工工艺

果蔬汁的加工流程如下：

原料→预处理（挑选、分级、清洗、热处理、酶处理等）→取汁、均质→脱气→调整→杀菌→灌装冷却→成品

（1）原料的选择和清洗

榨汁前原料须使用洗果机清洗干净，蔬菜原料应去根以除去泥沙，去除果蔬表面附着的尘土、沙子、部分微生物、农药残留等，带皮榨汁的原料更要重视清洗。

（2）原料的破碎和压榨

果蔬在榨汁和打浆前应对水果或蔬菜进行破碎处理，破碎之后可进行压榨和打浆。压榨前，可在已破碎的果块中加入果胶酶处理或进行加热，以提高出汁率。

（3）澄清与过滤

为了使过滤效果更好，在过滤之前，一般应先澄清。澄清后的果汁即可进行过滤，通常分为粗滤和细滤两步。

（4）均质、脱气

浑浊果蔬汁为了保持其稳定的外观，一般要利用均质机对其进行均质处理。脱气的目的是去除果汁中的气体，以免果汁营养成分被氧化损失，也可减轻果汁色泽和风味的变化。

（5）营养成分调整

为使果蔬汁符合一定的标准，在生产果蔬汁饮料时，常需要对成分进行调整，即果蔬汁进行糖酸调整，同时也可添加适量的食用香精和食用色素等。

（6）杀菌、灌装、包装

杀菌最常用的方法是高温短时杀菌后立即进行灌装，灌装可采用高温灌装（热灌装）和低温灌装（冷灌装）两种方式。灌装后立即在无菌条件下封口，再进行包装。

3.1.2　果酱加工工艺流程

果酱是由果蔬的汁、肉加糖煮制浓缩而成，呈黏糊状、胶态状的产品，属高糖高酸食品。一般作为调味品用来拌面包、饼干或其他食品食用，分泥状及块状果酱两种，含糖量55%以上，含酸1%左右。甜酸适口，口感细腻。

加工工艺流程如下：

原料处理→加热软化→加热、配料→浓缩→装罐和密封→杀菌和冷却成品。

3.2　预处理设备

3.2.1　输送设备

1）带式输送机

（1）工作原理

带式输送机是一种具有挠性牵引构件的运输机械，它主要由封闭的环形运输带、托辊和机架、驱动装置、清扫器、张紧装置所组成。封闭的输送带绕过传动滚筒和导向滚筒，上下有托辊支承，并有张紧装置将其张紧在两滚筒间。当电动机经减速器带动传动滚筒转动时，由于滚筒与输送带之间摩擦力的作用，使输送带在传动滚筒和导向滚筒间运转，这样，加到输送带上的物料即可由一端被带到另一端。

（2）带式输送机的组成

带式输送机如图3.1（a）、（b）所示。

①输送带

输送带为牵引件并兼作承载件。要求其强度高、挠性好、耐磨性强、延伸率及吸水性小。常用的输送带有橡胶带、钢带、网状钢丝带和塑料带等。

橡胶带是由若干层棉织品、麻织品或人造纤维衬布等材料制成的强力层，用橡胶加以胶合而成的。塑料带具有减摩、耐油、耐腐蚀和适应温度范围大等优点，已被逐渐推广使用。塑料带分多层芯式和整芯式两种。多层芯塑料带和普通橡胶带相似，其成本低，强度高，但挠性较差。钢带和钢丝网带的共同特点是强度高、耐高温，通常适用于需经油炸或高温烘烤的产品。

图3.1　带式输送机

1—驱动滚筒；2—张紧滚筒；3—输送带；4—上托辊；5—下托辊；6—机架；7—导向滚筒；
8—张紧装置；9—进料斗；10—卸料装置；11—卸料小车；12—清扫装置

②机架和托辊

带式输送机的机架多用槽钢、角钢和钢板焊接而成。可移式输送机的机架装在滚轮上以便移动。托辊在输送机中对输送带以及其上的物料起承托的作用，使输送带运行平稳。板式带不用托辊，因它靠板下的导板承托滑行。托辊分上托辊（即载运段托辊）和下托辊（即空载段托辊）。槽形托辊是在带的同一横截面方向接连安装3条或5条平型辊，底下一条水平，旁边的倾斜而组成一个槽形，主要用于输送量大的散状物料。

③驱动装置

驱动装置一般由一个或若干个驱动滚筒、减速器、联轴器等组成。倾斜输送时，还应设有制动装置。驱动滚筒通常用钢板卷制后焊接制成，为了增加滚筒和输送带之间的摩擦力，可在滚筒表面包一层木材、皮革或橡胶等材料。滚筒的宽度比带宽大100～200mm。驱动滚筒一般制成鼓形，即中间部分直径比两侧直径稍大，使之能自动纠正胶带的跑偏。驱动滚筒的布置方式如图3.2所示。

④张紧装置

为了补偿输送带在使用过程中的延伸，避免带与滚筒之间的打滑，带式输送机需要安装张紧装置。常用的张紧装置有重锤式、螺旋式和压力弹簧式等几种，螺旋式和重锤式如图3.3和图3.4所示。

图3.2　驱动滚筒布置

1—传送带；2—压紧带；3—重锤；4—驱动轮

图3.3　螺旋式张紧装置图

1—输送带；2—导向滚筒；3—螺杆

图3.4　重锤式张紧装置

1—输送带；2—导向滚筒；3—重锤

（3）带式输送机的使用维护

①应按时进行日常维护保养，如清洁输送带、调节张紧装置和润滑各处轴承等。

②输送机一般应在空载的条件下启动，加料时要均匀。料应加在输送带的中心线附近，防止带的振动或走偏。

③尽量使加料的初速方向与带的运动方向相同。减小加料高度，以减轻对带的冲击。

④向上输送物料的倾角过大时，最好选用花纹输送带，以免物料滑下。

⑤对于倾斜布置的带式输送机，给料段应尽可能设计成水平段。

⑥操作人员必须随时观察输送机的工作情况，如发现异常应及时处理。机械工人应定期巡视和检查任何需要注意的情况或部件。

2）斗式提升机

斗式输送机是一种在垂直或大倾角倾斜向上输送粉状、粒状或小块状物料的连续输送机械，在食品工业中得到广泛应用，如粮油工业中输送豆粕、散装粉料，罐头食品厂把蘑菇从料槽升送到预煮机，以及番茄、柑橙制品生产线中也经常采用。

斗式提升机按输送物料的方向，可分为倾斜式和垂直式两种；按牵引机构的不同，可分为皮带式和链条式（单链式和双链式）两种；按输送速度，可分为高速和低速两种。

（1）斗式提升机结构及工作原理

如图3.5所示为倾斜式斗式提升机。为了改变物料升送的高度，以适应不同生产情况的需要，料斗槽中部有一可拆段，使提升机可以伸长也可以缩短。支架也是可以伸缩的，用螺钉固定。支架有垂直的也有倾斜的，倾斜支架固定在槽体中部，有时为了移动方便，机架装在活动轮子上。

图3.5　倾斜式提升机

1，2—支架；3—张紧装置；4—传送装置；5—装料口

如图3.6所示为垂直式斗式提升机，它主要由料斗、牵引带（或链）、驱动装置、机壳和进料口及卸料口组成。物料装入料斗后，提升到上部进行卸料。

图3.6　垂直式提升机

（2）斗式提升机的主要部件

①料斗

料斗是提升机的盛料构件，根据运送物料的性质和提升机的结构特点，料斗可分3种不同的形式，即圆柱形底的深斗、浅斗和尖角形斗。

②牵引件

斗式输送机的牵引构件为带或链。常用的带有纱带和帆布橡胶传动带。纱带是用棉纱织成，适用于输送高度小、生产量小的斗式输送机。橡胶传动带是用棉帆布作芯层，用橡胶黏结硫化而成，根据芯层的布置可分为叠层式和包层式两种。橡胶传动带的优点是价廉、自重小，运行平稳，可采用较高的工作速度，适用范围广。

③机头

机头由头轮、机头外壳、停止器、传动装置等组成。

④机筒

机筒由厚为2～4mm的钢板制成，起密封作用。

⑤机座

机座由机座外壳、底轮、张紧装置及进料斗组成。

（3）装料与卸料

斗式提升机的装料方式有掏取法和灌入法两种，如图3.7所示。

图3.7　斗式提升机的装料方式

①掏取法

物料加到提升机底部，被运转着的料斗直接挖取而提升。这种装料方法适合于小或磨蚀性小的粉状物料。其运行阻力较小，故料斗的速度较高，一般为0.8～2m/s。

②灌入法

物料直接由装料口加到运行的料斗中，这种装料法适用于料块较大及磨蚀性较大的物料，料斗是密接布置的，其斗速较低，一般低于1m/s。

斗式提升机的卸料方式有离心式、离心重力式及重力式3种，如图3.8所示。

离心式卸料是利用离心力将物料从卸料口卸出，物料的提升速度高，通常为1～2m/s。离心卸料要求料斗间的距离要大些，以免砸伤料斗，此种卸料方式适用于粒度较小、流动性好、磨蚀性小的物料。

离心重力式卸料是利用离心力和重力的双重作用卸料，物料的提升速度为0.6～0.8m/s。这种卸料方式适用于流动性不太好的粉状料及潮湿物料。

重力式卸料是依靠物料本身的自重卸料。物料的提升速度较低，通常为0.4～0.6m/s。重力卸料时物料是沿前一个料斗的背部落下，所以料斗要紧密相接。这种卸料方式适宜提升块度较大、磨蚀性强及易碎的物料。

图3.8　斗式提升机的卸料方式

（4）斗式提升机的使用维护

①斗式提升机应在空载下启动，在停车前应将机内物料全部卸出。

②因斗式提升机对过载较敏感，所以加料要均匀且不能过量，防止卡死或超负荷运行。

③及时补加润滑油，以免磨损。

④通过孔口定期观察和调整牵引件的张紧程度，以防发生振动或跑偏。

⑤链条和料斗严重磨损时及时更换。

3）螺旋输送机

螺旋输送机属于没有挠性牵引构件的连续输送机械。它常被用作喂料设备、计量设备、搅拌设备、烘干设备、仁壳分离设备、卸料设备以及连续加压设备。螺旋输送机也被广泛应用于果蔬物料的输送中。

（1）工作原理与结构

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。在垂直放置的螺旋输送机中，物料是靠离心力与槽壁所产生的摩擦力而向上移动。

如图3.9所示，螺旋输送机由料槽、转轴、螺旋、轴承及传动装置等部分组成。

图3.9　螺旋输送机

1—驱动装置；2—出料口；3—螺旋轴；4—中间吊挂轴承；5—壳体；6—进料口

①螺旋

螺旋可以是单线的，也可以是多线的，可右旋或左旋。螺旋叶片大多是由厚4～8mm的薄钢板冲压而成，然后互相焊接或铆接到轴上。

如图3.10所示，螺旋叶片分为3种类型。当运送干燥的小颗粒或粉状物料时，宜采用实体螺旋，这是最常用的形式；输送块状或黏滞性物料时，宜采用带式螺旋；当输送韧性和可压缩性物料时，宜采用叶片式或齿形式螺旋，这两种螺旋在运送物料的同时，还可对物料进行搅拌、揉捏及混合等工艺操作。

图3.10　螺旋面形状示意图

②轴

轴可以是实心或空心的，它一般由长2～4m的各节段装配而成，通常是采用钢管制成的空心轴，在强度相同情况下，质量小，互相联接方便。轴的各个节段的联接，可利用轴节段插入空心轴的衬套内，以螺钉固定联接起来。

③轴承

轴承可分为头部轴承和中间轴承。头部应装有止推轴承，以承受由于运送物料的阻力所产生的轴向力。当轴较长时，应在每一中间节段内装一吊挂轴承，用于支承螺旋轴。

④料槽

料槽是由3～8mm厚的薄钢板制成带有垂直侧边的U形槽，为了便于联接和增加刚性，在料槽的纵向边缘及各节段的横向接口处都焊有角钢。每隔2～3m设一个支架。槽上面有可拆卸的盖子。料槽的内直径要稍大于螺旋直径，使两者之间有一间隙。螺旋和料槽制造装配越精确，间隙就越小。

（2）螺旋输送机的使用与维护

①开车前应判明电机旋转方向是否符合工作要求。检查料槽内有无杂物，特别是中间悬挂轴承处的堵塞物，以免发生堵塞故障。

②进入输送机的物料，应先进行必要的清理，以防止大块杂质或纤维杂质进入输送机，保证输送机正常工作。

③启动时应保证空载启动，停车时应待机内物料排净后再停车。

④在运行过程中，如发现大块杂质或纤维性杂质进入料槽，应立即停车处理。不能在没有停机的情况下，直接用手或借助其他工具伸入料槽内掏取物料。

⑤输送黏性较大、水分较高的物料时，应经常清除机内各处的黏附物，以免引起输送量下降甚至产生堵塞。

⑥输送机顶盖必须盖严，以防止外界物品进入料槽、机内灰尘外扬，甚至发生安全事故。同时，还应禁止在机盖上踩踏行走，以防人身安全事故的发生。

⑦传动装置及轴承部位应定期注入润滑油，以免磨损。

4）离心泵

离心泵具有结构简单、流量大、操作方便的优点。它在食品加工中得到广泛应用。

（1）离心泵的工作原理

离心泵的外形如图3.11所示。其结构及工作原理如图3.12所示。泵轴上装有叶轮，叶轮上有若干弯曲的叶片。泵轴受外力作用，带动叶轮在泵壳内旋转。液体由入口沿轴向垂直进入叶轮中央，并在叶片之间通过而进入泵壳，最后从泵的液体出口沿切线排出。

离心泵多用电动机带动。开动前泵内要先灌满所输送的液体，开动后，叶轮旋转，产生离心力，液体在离心力的作用下，从叶轮中心被抛向叶轮外周，形成很高的流速，随后在壳内减速，经过能量转换，达到较高的压力，然后从排出口进入管路。叶轮内的流体被抛出后，叶轮中心处形成真空，泵的液体入口一端与叶轮中心处相通，另一端浸没在被输送液体内，在液面压力与泵内压力的压差作用下，液体经液体入口进入泵内，填补了被排出液体的位置。只要叶轮的转动不停，离心泵便不断地吸入和排出液体。

图3.11　离心泵外形图

图3.12　离心泵结构原理图

离心泵若在启动前未充满液体，则泵壳内存在空气。由于空气密度很小，所产生的离心力也很小，在吸入口处所形成的真空不足以将液体吸入泵内，虽启动离心泵，但不能输送液体，此现象称为“气缚”。为便于使泵内充满液体，在吸入管底部安装带吸滤网的底阀，底阀为止逆阀，滤网是为防止固体物质进入泵内，损坏叶轮的叶片或妨碍泵的正常操作。

（2）离心泵的主要部件

典型离心泵的结构如图3.12所示。离心泵主要由泵体、泵盖、轴、叶轮、轴承、密封部件及支座等构成。

①叶轮

叶轮是离心泵的最重要部件，按结构可分为以下3种：开式、半闭式和闭式叶轮，如图3.13所示。开式叶轮两侧都没有盖板，制造简单，清洗方便。但由于叶轮和壳体不能很好地密合，部分液体会流回吸液侧，因而效率较低。它适用于输送含杂质的悬浮液。半闭式叶轮片吸入口一侧没有前盖板，而另一侧有后盖板，它也适用于输送悬浮液。闭式叶轮叶片两侧都有盖板，这种叶轮效率较高，应用最广，但只适用于输送清洁液体。

图3.13　离心泵的叶轮

②泵壳

离心泵的外壳多制成蜗壳形，其内有一个截面逐渐扩大的蜗形通道。叶轮在泵壳内顺着蜗形通道逐渐扩大的方向旋转。有的离心泵为了减少液体进入蜗壳时的碰撞，在叶轮与泵壳之间安装一固定的导轮，如图3.14所示。导轮具有很多逐渐转向的孔道，使高速液体流过时能均匀而缓慢地将动能转化为静压能。

图3.14　泵壳和导轮

1—泵壳；2—叶轮；3—导轮

③轴封装置

泵轴与泵壳之间的密封称为轴封，作用是防止高压液体从泵壳内沿轴的四周漏出或外界空气漏入泵壳内。轴封装置有填料密封和机械密封两种形式。用于输送食品物料的泵采用机械式密封更好一些，由于其具有液体泄漏量小，使用寿命长，功耗低，密封性能好等优点。但机械加工复杂，成本高。常用的机械式轴封结构如图3.15和图3.16所示。

单一机械密封如图3.15所示，在食品工业中是应用最广泛的一种。其中，静密封圈被固定在泵腔的后部叶轮上，动圈安装在泵里或泵外，带一个O形圈密封，动圈随着轴旋转，并依靠弹簧压在静圈上，从而起到密封的作用。

精制式机械密封如图3.16所示，由两个密封圈组成，水或蒸汽在两个密封的空隙间循环，起到冷却或清洗密封的作用，在产品和大气间造成一个屏障。以下情况下可使用这种密封形式：

当泵送灭菌产品必须防止二次污染时，该密封可形成一个蒸汽屏障。

该轴封可用于泵送黏性液体或结晶产品，如糖液等。

当物料沉积在轴的密封上时，密封表面的高温可能引起燃烧时，可采用水冷轴封，如巴氏杀菌机里的调压泵。

图3.15　单一机械密封

1—轴；2—固定环；3—弹簧；4—O形环；
5—动环；6—泵壳；7—叶轮

图3.16　精制式机械密封

1—静环；2—动环；3—唇状密封

（3）离心泵的操作

①准备与检查。检查各部螺栓有无松动、是否齐全；油量是否适当，油环转动是否灵活正确；填料松紧适当，真空表和压力表的旋钮要关闭，指针在零位；检查吸水管路是否正常，底阀没入吸水深度符合要求；检查闸阀开闭是否灵活，开泵前将闸阀全闭，以降低启动电流。

②灌液。向泵和吸水管中灌入输送液体，同时打开放气阀，直到放气阀上不冒气而完全冒液体为止，再关上放气阀和放液阀。

③启动电机。关闭水泵排水管上的闸阀，使水泵在轻负荷下启动。

④开阀。待电动机转速达到正常状态时，慢慢将水泵排水管上的闸阀全部打开，同时注意观察真空表、压力表、电压表、电流表的指示是否正常，若一切正常表明启动完毕。若根据声音及仪表指示判断水泵没有上水，应停止电机运行，重新启动。

⑤停车。慢慢关闭出水闸阀，按下停止按钮，停止电机运行。

（4）离心泵的维护

①泵的出入口压力、流量及电机电流维持正常操作指标，严禁泵长时间抽空。尽量控制离心泵的流量和扬程在标牌上注明的范围内，以保证离心泵在最高效率点运转。

②经常检查泵的密封情况，检查油箱内润滑油质量和油标，如发现变质立即更换。

③检查泵底座、电动机是否紧固，如果松动会引起泵的振动。发现泵有异常声响应立即停车检查。

④离心泵在工作过程中应定期更换或补加润滑油以免磨损。经常检查机械密封是否滴漏，如有滴漏应及时调整动环的压紧程度保证密封面不漏出为宜，切忌压得太紧而缩短密封的使用寿命。

⑤离心泵在寒冬季节使用时，停车后，需将泵体及管路里的液体放净，防止冻裂。长期停用，需将泵全部拆开，擦干水分，将转动部位及接合处涂以油脂装好妥善保护。

3.2.2　物料清洗机械设备

食品原料如水果、蔬菜在其生长、成熟、运输及贮藏过程中，会受到尘埃、泥土、微生物及其他污物的污染或农药残留。因此，加工前必须进行清洗。根据食品原料的性质、形状、大小等，洗涤方法和机械设备的形式也很繁多，但所采用的手段不外乎刷洗、浸洗、喷洗和淋洗等。有代表性的果蔬原料清洗设备有滚筒式清洗机、鼓风式清洗机、刷洗机和刷果机等。

1）原料清洗机械

（1）浮洗机

浮洗机主要用来洗涤水果类原料，该设备一般配备流送槽输送原料，目前果汁生产线上常配此设备。它主要由洗槽、滚筒输送机、机架及传动装置构成，如图3.17所示。

图3.17　浮洗机

1—提升机；2—翻果轮；3—洗槽；4—喷淋水管；5—检选台；
6—滚筒输送机；7—高压水管；8—排水口

输送机分为3段，下倾斜段下部浸在洗槽中，上倾斜段接入破碎机，中间水平段作为检选段。在倾斜段各装有4根喷淋水管，每根喷淋管各有两排与喷淋管成90°的喷水孔。该设备一般配备流送槽输送原料。

工作时由流送槽将原料预洗、输送并经提升机送入洗槽前半部浸泡，经翻果轮拨入洗槽后半部。此处装有高压水管，其上分布有许多距离相同的小孔，由于高压水从小孔喷出，使原料翻滚并与水摩擦，原料间也相互摩擦，使表面污物洗净。再由滚筒输送机带着经高压喷淋再度冲洗，进入检选台检出烂果和修整有缺陷的原料，再经喷淋后送入下道工序。

滚筒输送机与带式输送机结构类似，只是其输送带是在两根链条中间安装了许多圆柱滚筒，当驱动链轮带动链条运动时，物料便在滚筒上向前滚动。

（2）洗果机

洗果机是中小型企业较为理想的果品清洗机，其结构紧凑，清洗质量好，造价低，使用方便。洗果机主要由洗槽、刷辊、喷水装置、出料翻斗及机架和传动装置等组成，结构如图3.18所示。

图3.18　洗果机

1—进料口；2—洗槽；3—刷辊；4—喷水装置；5—出料翻斗；6—出料口

物料从进料口进入洗槽内，装在清洗槽上的两个刷辊旋转使洗槽中的水产生涡流，物料便在涡流中得到清洗。同时由于两刷辊之间间隙较窄，故液流速度较高，压力降低，被清洗物料在压力差作用下通过两刷辊间隙，在刷辊摩擦力作用下又经过一次刷洗。接着，物料被顺时针旋转的出料翻斗捞起，出料，在出料过程中又经高压水喷淋得以进一步清洗。

操作时，刷辊的转速需调整到能使两刷辊前后造成一定的压力差，以迫使被清洗物料通过两刷辊刷洗后能继续向上运动到出料翻斗处。该机生产效率高，生产能力可达2000kg/h，破损率小于2%，洗净率达99%。

（3）鼓风式清洗机

鼓风式清洗机又称为冲浪式清洗机、鼓泡式清洗机，适合于果蔬原料的清洗。其清洗原理是用鼓风机把空气送进洗槽中，使洗槽中的水产生剧烈的翻动，对果蔬原料进行清洗。由于利用空气进行搅拌，因而既可加速污物从原料上洗除，又能在强烈的翻动下保护原料的完整性。

鼓风式清洗机的结构如图3.19所示。它主要由洗槽、输送机、喷水装置、空气输送装置、支架、电动机及传动系统等组成。

洗槽的截面为长方形，送空气的吹泡管设在洗槽底部，由下向上将空气吹入洗槽中的清洗水中，原料进入洗槽，放置在输送机上。输送机设计为两段水平输送、一段倾斜输送。第1段水平段处于洗槽的水面之下，用于浸洗原料，原料在此处被空气搅动，在水中上下翻滚，洗除泥垢；倾斜部分设置在中间，用于清水喷洗原料；第2段水平段处于洗槽之上，用于检查和修整原料。由洗槽溢出的水顺着两条斜槽排入下水道，污水从排水管排出。

图3.19　鼓风式清洗机

1—洗槽；2—喷水装置；3—压轮；4—鼓风机；5—支架；6—链条；
7—空气输送装置；8—排水管；9—斜槽；10—原料；11—输送机

（4）滚筒式清洗机

滚筒式清洗机适合清洗柑橘、橙、马铃薯等质地较硬的物料，主要由清洗滚筒、喷水装置、机架和传动装置等组成。

滚筒式清洗机的结构如图3.20所示。传动轴用轴承支承在机架上，其上固定有两个传动轮。在机架上另装有两根与传动轴平行的轴，其上有两个与传动轮对应的托轮，托轮可绕其轴自由转动。清洗滚筒用钻有许多小孔的薄钢板卷制而成，或用钢条排列焊成筒形，滚筒两端焊有两个金属圆环作为摩擦滚圈。滚筒被传动轮和托轮经摩擦滚圈托起在整个机架上。

工作时，电动机经传动系统使传动轴和传动轮逆时针旋转，由于摩擦力作用，传动轮驱动摩擦滚圈使整个滚筒顺时针旋转。由于滚筒与水平线有5°的倾角，因此在其旋转时，物料一边翻转一边向出料口移动，并受高压水冲刷而清洗。污水和泥沙由滚筒的网孔经底部集水斗排出。

图3.20　滚筒式清洗机

2）包装容器清洗机械

包装果蔬产品所用的玻璃瓶、马口铁罐等容器，在生产、运输及储放过程中，都会受到外界环境的污染，因此在灌装前必须对包装容器进行清洗。

（1）容器清洗的基本方法

容器清洗的方法基本分为浸泡、喷射和刷洗3种或3种结合的方式进行。

①浸泡

将瓶子浸没于一定浓度、一定温度的洗涤剂或烧碱液中，利用它们来软化、乳化或溶解黏附于瓶上的不清洁物，并加以杀菌。

②喷射

洗涤剂或清水在一定的压力（0.2～0.5MPa）下，通过一定形状的喷嘴对容器的内外进行喷射，利用洗涤剂去除污物。

③刷洗

用旋转洗刷将污物刷洗掉。此法是用机械方法直接接触污物，去污效果好。

目前，可用机械方式进行清洗的包装容器主要有玻璃瓶、塑料瓶和罐头用金属空罐等。

（2）半机械式洗瓶装置

半机械式洗瓶装置用于清洗玻璃瓶，它是由浸泡槽、刷瓶机、冲瓶机、沥干器等单机组成的，结构简单，生产能力小，但占地小，成本低，适合小企业使用。

①浸泡槽

浸泡槽是用来浸泡脏瓶的。在一定温度（40～50℃）、一定浓度（4%～5%）的碱液中浸泡一定时间后，玻璃瓶中的绝大多数脏物松散、脂肪乳化，瓶外的旧标签易脱落，有利于下一步的刷瓶操作。

浸泡槽结构如图3.21所示。在水槽上设一转轴，其上装有5～6个无底的转斗，瓶子不断被放进转斗中，当转斗被装满时，用力在左边将转斗往下压，转斗转过一个角度，其中的瓶随之往下浸入碱液中。然后将右边已露出水面的转斗中的瓶子拿出，倒出碱液。进入下道工序，空转斗则被翻到左边，继续放瓶。浸泡槽中的碱液靠通入的蒸汽来加热。

图3.21　浸泡槽

1—碱水槽；2—浸瓶转斗；3—转轴

②刷瓶机

刷瓶机用来进一步刷去残留在瓶内的污物（见图3.22）。毛刷一般成对地安装在机头两边，毛刷杆插入转刷套的孔中。然后用转刷套上径向安装的螺钉将毛刷杆压紧，固定毛刷。为了保护操作人员，刷瓶机上设置有防护罩。

③洗液槽

洗液槽主要是将经刷洗后的瓶子再进行氯水浸泡。此种浸泡的目的是消毒和去除刷下的污物，浸泡时间较短。洗液槽为一矩形槽，在其适当位置设置进水管和排水管，使用中定时、定量投放漂白粉。

图3.22　刷瓶机

1—机架；2—转刷套；3—毛刷；4—电机；5—转刷机头；6—防护罩

④冲瓶机

冲瓶机的作用是将瓶中的洗液冲净，其结构如图3.23所示。将瓶子手工倒置于冲瓶机圆盘架的锥孔中，并使锥孔下的喷嘴伸入瓶口部。工作时，喷水管与圆盘架一起缓慢转动，在分配器的控制下使喷嘴在一定的转动角度范围对瓶进行喷射冲洗。冲净后手工将瓶取出。

图3.23　冲瓶机

1—转动圆盘；2—防水罩；3—喷头；4—水管；5—蜗轮蜗杆减速器

⑤沥干器

冲净的瓶子倒置于沥干器上，使瓶内残留水分控制在一定范围内。沥干器比较简单，一般有两种形式：一种为圆盘式：在一根立柱上置一圆盘，圆盘上开有与冲瓶机圆盘上相同的锥孔，圆盘可手工或利用机械转动，瓶子在转动过程中沥干；另一种是输送式：水平输送机的传送链条上联接塑料制成的瓶托，瓶托中间为锥孔，瓶子倒置在瓶托上，边输送边沥干。

（3）三片罐清洗机

三片罐清洗机是饮料灌装线上与灌装机配套使用的空罐清洗设备，可清洗能用磁力进行输送的空罐。该设备为一箱式结构，主要由磁力输送机、清洗喷嘴、进出罐圆盘及传动系统和机架箱体等组成，其结构如图3.24所示。

图3.24　三片罐清洗机

1—托板；2—磁铁板；3—磁性转鼓；4—出罐圆盘；5—空罐导向板；6—进罐圆盘；
7—机架箱体；8—尼龙带；9—喷水管

该设备主体为磁力输送机，由尼龙带和两个磁性转鼓构成，尼龙带张紧在转鼓上，输送机上部设有承托尼龙带的托板，下部有一与尼龙带等宽的磁铁板，紧贴尼龙带的内表面，托板和磁铁板均固定在箱体的侧面。清洗时，洗空罐由进罐圆盘经导向板导向进入磁力输送机的尼龙带上，并随带移动，当空罐到达右边磁性转鼓时，即被磁力吸在尼龙带上绕转鼓移动，当空罐带转至下方时，由于磁铁板的作用，仍被吸在尼龙带的下表面随带一起由右至左移动。此时喷嘴对着罐口喷水，冲洗空罐内部。当罐被输送到左边转鼓上方时，由导向板、出罐圆盘拨出送至灌装机前方的输送机上，以待装罐。冲洗水由箱体收集、排出。

磁力输送机由传动系统驱动运行，通过电子调速开关控制电动机运转速度可调节其运行速度，以便与后面的灌装机速度一致。

3.2.3　果蔬去皮机

果蔬原料去皮机按去皮原理可分为两大类：一类是靠机械摩擦去皮的，常用作块根类原料的去皮，另一类靠碱液腐蚀去皮，可用于多种果蔬的去皮操作。

1）擦皮机

擦皮机的工作原理是利用机械摩擦去除原料的表层薄皮。其结构如图3.25所示，它的主要工作部件为一个内表面粗糙的工作圆筒和一个表面呈波纹状的旋转圆盘。工作时，电动机通过齿轮带动轴转动，进而带动圆盘旋转，物料从加料斗进入工作圆筒内，落到旋转的圆盘波纹状表面，在离心力作用下被抛向四周，与工作圆筒筒壁的粗糙表面相摩擦而被去皮。水通过喷水嘴注入圆筒内部，将擦下的皮从排污门冲走。出料舱口在擦皮过程中用把手封住，出料时打开，去皮后的物料，利用本身的离心力作用，从出料舱口卸出。由于在装料和卸料时电动机都在运转，因此，卸料前应先关闭水阀门，停止注水，以免舱口打开后水从舱口溅出。

图3.25　擦皮机

1—轴；2—旋转圆盘；3—工作圆筒；4—加料斗；5—喷水嘴；6—齿轮；
7—电动机；8—底座；9—出料舱；10—把手；11—排污口

擦皮机适合处理胡萝卜、马铃薯等块根类原料。因为去皮后的原料表面不够光滑，所以只能用于切片或制酱的罐头中，不用于整块蔬菜罐头的生产。

2）碱液去皮机

碱液去皮机工作时，首先利用热的稀碱液对被处理的果蔬原料表皮进行腐蚀，然后用水冲洗或用机械摩擦将皮层剥离。碱液去皮机设计的适用范围较宽，适用于桃、杏、梨、苹果、番茄、马铃薯及红薯等多种果蔬原料的去皮操作。对不同果蔬原料或同一原料不同品种、成熟度时，可采用不同的碱液浓度、腐蚀时间，还可在碱液处理之外用高压蒸汽处理，以顺利去皮。碱液去皮机根据用水量的大小可分为湿法去皮和干法去皮两类。

（1）湿法碱液去皮机

湿法碱液去皮机的构造如图3.26所示。主体为一条回转的链带，由安装在机架上的传动装置带动。被处理的果蔬原料放置在链带上，根据去皮工艺，依次通过热稀碱喷淋段、腐蚀段及冲洗段。该机适合于桃、梨的去皮。

图3.26　碱液去皮机

1—输出链带；2—淋碱段；3—腐蚀段；4—冲洗段；5—传动系统；6—机架

（2）干法碱液去皮机

干法去皮机如图3.27和图3.28所示。

去皮装置用铰链和支柱安装在底座上，呈倾斜状。可通过改变支柱的长度，将调节螺柱插进选定的位置内，调整去皮装置的倾斜度，倾斜角以30°～45°为合适。去皮装置的两侧为一对侧板，电动机通过传动带和回转链带使一系列轴旋转，回转链带与链轮之间用压轮压紧。每根轴上都装有随轴旋转的数对夹板，每对夹板之间夹着用薄橡胶制成的柔软而富有弹性的圆盘。每根轴上的圆盘与相邻轴上的圆盘错开排列，即一根轴上的圆盘处于另一轴的两个圆盘之间。

图3.27　干法去皮装置示意图

1—去皮装置；2—构件；3—挠性挡板；4—侧板；5—主轴；6—支柱；7—调节螺栓；
8—电动机；9—压轮；10—夹板；11—圆盘；12—底座；13—铰链

工作时，原料靠质量把柔性圆盘压弯，在圆盘表面与物料之间形成接触面，由于圆盘旋转的速度比物料落下速度快，因相对运动产生了揩擦动作，随着物料的下移，与圆盘接触不断变化，直至全部表皮除完。

图3.28　去皮动作及去皮圆盘

1—圆盘；2—物料；3—夹板；4—主轴

为了增强去皮效果，使果蔬在圆盘间通过，而不是在圆盘上面通过，两边侧板装有一组桥式构件，每一个构件上有一挠性挡板，用橡胶或织物制成，作用是阻滞、强迫原料从圆盘间通过。去皮后的果蔬，可用少量净水（约为原料量的10%）冲洗，将皮除去，从出料口处卸出，皮则从装置中落下收集于盘中。

3.2.4　预煮设备

预煮又称烫漂，是制作果酱、罐头、果汁及脱水干制等产品中常用的一道工序。这道工序对于该类食品加工过程与质量的提高有重要的意义。

果蔬原料预煮机械一般分为间歇式和连续式两大类，间歇式有夹层锅和预煮槽；连续式可分为链带式和螺旋式两种，链带式可分为刮板式和斗槽式两种，螺旋式可分为水平式和倾斜式两种。

1）夹层锅

夹层锅又称二重锅、双重釜。它的通用性强，除用作预煮外，还可以化糖、配制调味料和熬煮一些浓缩产品。常用的有可倾式夹层锅和固定式夹层锅两种，如图3.29所示。

固定式夹层锅的进蒸汽管安装在与锅体中心线成60°角的壳体上，出料通过底部接管，利用落差排料，或在底部接口处安装抽料泵，把物料用泵抽至其他高位容器。因此固定式夹层锅常用来调配汤汁等液体物料。当容器大于500L或用作加热稠性物料时，常带有搅拌器。

可倾式夹层锅的进蒸汽管从安装在支架上的填料盒中接入夹层。锅体由两层球形壳体组成，内层材料是3mm厚的不锈钢板，外层材料是5mm厚的普通钢板，内外两层壁板相互焊接。操作时可先将物料倒入锅内，夹层里通入蒸汽，通过锅体内壁进行热交换，用以加热物料。加热结束后，转动手轮，驱动蜗轮使锅体倾斜，倾斜角度可在0～90°的范围内任意改变，以倒出物料。

夹层锅锅体两侧焊制轴颈，支撑于支架两边的轴承上，轴颈一般采用空心轴，蒸汽管从这里伸入夹层中。为防止漏气，周围加填料制成填料盖（或称填料盒）密封。

图3.29　两种夹层锅

（a）1—不凝气体出口；2—锅盖；3—搅拌器；4—进蒸汽管；5—物料出口；6—冷凝水出口
（b）1—蜗轮；2—压力表；3—安全阀；4—蒸汽进管；5—手轮；6—锅体；7—不凝气体出口

机架用槽钢或两个具有T形断面的铸铁支架和一根联接两个支架的螺杆组成。进气管在夹层锅装有压力表的一端，不凝气体排出管在另一端。压力表旁装有一个安全阀，生产中如果排气端因故受阻或其他原因引起压力升高，超过允许压力时，安全阀能自动排气，以确保夹层锅的安全生产。

每次使用完毕后，要将夹层内的冷凝水放净，以便下次使用。夹层锅内壁球体部分用不锈钢板焊接而成，焊缝部分经不起长时间、高浓度的盐溶液或酸溶液等物料的腐蚀，在生产结束后，必须及时清洗，避免将此类物料长时间存放于锅内。蜗轮蜗杆和锅体两边的轴承油杯处要经常加润滑油，始终保持润滑。夹层锅使用时要定期进行耐压试验，若发现焊接部分过薄甚至漏气时，就要停止使用，进行维修，以防事故发生。

2）链带式连续预煮机

链带式连续预煮机用链带作为牵引构件，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预煮机，如蘑菇连续预煮机。如图3.30所示为刮板式连续预煮机示意图。它主要由钢槽、刮板链带和传动装置组成，用于果蔬原料的预煮。

钢槽是整个设备的主要外壳和骨架，许多部件都安装在它上面，是用厚钢板焊接而成。传送装置的刮板、链条、压轮全部在钢槽里，也都是用不锈钢制造。在两根链条之间的链板上，为了增加刮板的强度，在刮板背面用不锈钢条作支撑，适当钻些小孔，小孔的直径小于物料的直径，这样可以减少刮板在运行中的阻力。压轮使链带从水平方向改变过渡到倾斜方向出料，同时也起到张紧链带的作用。

图3.30　刮板式连续预煮机

物料从升运机送到料斗后，落到具有刮板的链带上。钢槽中盛满水，由蒸汽吹泡管直接加热。由于链带的移动，把物料从进料口送到卸料口卸料，在此过程中物料被加热预煮。吹泡管上开有吹蒸汽小孔，小孔的总截面积应等于加热管的截面积。加热的蒸汽压力要求大于0.4MPa。

预煮的温度由蒸汽阀门控制，一般水温为80～100℃，预煮的时间则由调速电动机或调换传动轮控制，调节链带的速度一般为0.01m/s。

3）螺旋式连续预煮机

螺旋推进式连续处理设备供经过洗涤后的果蔬进行预煮，经过调速也适合部分其他果蔬品种。螺旋式连续预煮机的结构如图3.31所示。

图3.31　螺旋式连续预煮机

预煮时，首先从进水管加入冷水至溢流水位，开启蒸汽进管通入蒸汽，将冷水加热至96～100℃。接通电源，使螺旋轴转动，然后由提升机将原料送到进料口连续进料，这时原料在筛网圆筒内边预煮边由螺旋叶片推进至出料转斗中，出料转斗随螺旋轴一起转动，把预煮后的原料带入出料斜槽，由斜槽滑入冷却槽冷却。

靠近出口处有排气口，将预煮液中的不凝气排放掉。加热蒸汽从预煮机底部进入，从两根喷管的喷口中喷出蒸汽直接对水进行加热。预煮机两边各有一溢流管，将设备内超过规定水位的水和浮在水面的杂物排放出去，底部有排水口，可将机内脏水全部排掉，便于设备清洗。筛网圆筒由不锈钢板辊压而成，圆筒钻有许多小孔，孔的排列为正三角形，筛网圆筒固定在机壳上。螺旋轴贯穿筛网圆筒，支承在机壳轴承上，由电动机和传动系统驱动。

图3.32　出料转斗

1—出料槽；2—端板；3—转斗；4—筛筒；5—螺旋轴；6—密封圈；7—机架；8—机壳

出料处有出料转斗（见图3.32），出料转斗沿圆周分布许多斗室。出料转斗与螺旋轴固接，转速与螺旋轴转速相同。当物料由螺旋叶片推至出料转斗时，旋转的转斗将物料捞进斗室里，当已进料的斗室转到最高位置时把物料倾倒至出料斜槽中，斗室一个接一个回转从水中捞起预煮后的物料，转到最高处卸料。

3.3　打浆机

打浆机主要用于番茄酱、果酱罐头的生产中，它可将水分含量较大的果蔬原料擦碎成为浆状物料。

3.3.1　打浆机结构与工作原理

1）工作原理

工作时，物料由下料斗进入筛筒并被破碎，由于刮板的回转作用和导程角的存在，物料沿着圆筒向出料口端移动，在移动的过程中受离心力作用而被擦碎，汁液和浆状肉质从筛孔中漏到收集料斗中，皮和籽等物则从圆筒另一开口端排出。

2）结构

打浆机的结构如图3.33所示。机壳内水平安装着一个开口圆筒筛，圆筒筛用0.35～1.20mm厚的不锈钢卷成，有圆柱形和圆锥形两种，其上冲有孔眼，两边多有加强圈以增加其强度。传动轴上装有使物料破碎的桨叶和使物料移向桨叶的螺旋推进器及擦碎物料用的两个刮板，刮板用螺栓和安装在轴上的夹持器相联接，通过调整螺栓可调整刮板与筛筒内壁之间的距离。刮板是用不锈钢制造的一块长方形体，对称安装于轴的两侧，且与轴线有一夹角，该夹角称导程角。为了保护圆筒筛，常在刮板上装有耐酸橡胶板。

图3.33　打浆机

（1）破碎盘

破碎盘的外形如同一个球缺，凹面对着入料口，固定在转动轴上，在它的边缘嵌焊有4个破碎叶翅。当其随轴一起转动时，将来自料斗的物料打碎并抛向筛筒内壁。

（2）打浆板

打浆板是一个长方形不锈钢板，共3根，互成120°固定在两个轴套的6根螺杆上。轴套与转动轴用螺栓固定。通过调节螺杆的长短可调节打浆板与筛筒壁之间的距离。根据工作需要改变固定打浆板的长孔位置，即可调整导程角的大小。

（3）圆筒筛

圆筒筛是渣汁分离装置，它水平安装在机壳内，筒身用0.35～1.20mm的不锈钢板冲孔后弯曲制成两个半圆筛体再联接而成。筛孔孔径为0.4～1.5mm，筛孔的总面积约为筛筒面积的50%左右。用冲孔法加工筛网时，一般不锈钢板的厚度要小于冲孔的直径。

3.3.2　打浆机的操作与维护

①每次工作结束后，应立即拆洗打浆机，不能留有污垢及残存的果汁果浆，以避免杂菌生长。清洗结束后对各零部件需加入90℃以上的热水进行清洗，清洗时间约为10min，或对机腔蒸汽杀菌处理。每次使用前也要经过相同的清洗工作。

②零部件重新安装时，要有坚固平坦的底座。打浆机宜定期使用，以保持电机干爽；如长期不用，应保存在干燥通风处，以防电机受潮发霉。

③主机座严禁用水冲洗，应用湿布擦拭干净。其他部件可直接放入水中以洗涤剂冲洗。

④经常使用时，应每月将打浆机的破碎桨叶、刮板、筛筒等拆下清洁干净。传动系统和轴承内定时注入润滑油。

⑤打浆机的操作人员应经过培训，方可上岗。

3.3.3　打浆机常见故障分析及排除

1）打开开关，设备不能运转

可能存在的问题有：如电源出现故障，各部件连接不当，设备电机损坏；或者一次性投料过大，负荷过重，导致电机无法启动。根据故障原因采取相应的措施以排除故障。

2）打浆过程中，打浆机破碎声音异常或声音过大

这可能是破碎桨叶损坏，或由于物料中含有杂料、石块所致，或者传动装置出现问题。

3）出浆率低，浆渣含汁率高

可能是由于设备使用时间过长，破碎桨片受损严重，应更换破碎桨片；另外，如果筛筒堵塞严重，也可能导致上述结果，应及时对其进行清洗。

4）打浆过程中，物料突然从进料口溢出

可能存在的原因如下：进料量过多；启动操作时，一次性投料过多，使筛筒内物料过多，结果造成进料量大于出料量，使物料从进料口溢出。出料口、出渣口或筛孔被堵塞，造成浆汁、渣无法排出，使物料面上升而溢出；电机工作不正常，物料在筛筒内跳动严重而外溢。

3.4　压榨机

榨汁机是利用压力把固态物料中所含的液体压榨出来的固液分离机械。榨汁是果蔬饮料生产的重要环节，其主要靠施加的机械外力（压力）破碎果蔬组织的细胞结构，使果蔬汁与结合的蛋白质、纤维素、木质素等分开，连续地将汁液分离出来。

根据施加的机械力的方式，将榨汁机分成以下几类：以螺旋方式产生推动力的螺旋榨汁机；利用同向旋转的锥形盘旋转产生力的锥盘式榨汁机；利用辊压产生力的辊筒式榨汁机；靠泵活塞的往复运动产生力的活塞式榨汁机（液压式和气囊式）以及利用离心力榨汁的离心榨汁机。

3.4.1　螺旋榨汁机

1）工作原理

工作时，物料经大端进入，螺旋的旋转使得物料向前移动，但沿物料流动方向上，螺旋轴与榨笼壁之间的间隙尺寸逐渐变窄，使榨膛工作空间也随之变小，压力随之增加，液体通过压榨筒上的缝隙挤出从而达到挤压物料的目的，残渣经出料口排出。榨饼出口为压榨机的最后一部分，一般用一可调锥或其他构件使其部分被挡，这样可以改变出料口的大小从而调节作用于物料上的出口压力，使榨膛内工作正常。操作时，启动机器，先将环形出渣口调至最大，以减小负荷。启动正常后加料，物料就在螺旋推力作用下沿轴向向出料口移动，由于螺距渐小、螺旋内径渐大，所以对物料产生预压力。然后逐渐调整出渣口环形间隙，以达到榨汁工艺要求的压力。

2）结构

螺旋压榨机是一种使用较广泛的连续压榨机，常用于水果榨汁和油料榨汁等。如图3.34所示，其主要由螺杆、顶锥、料斗、圆筒筛、离合器、传动装置、汁液收集器及机架组成。

（1）圆筒筛

一般用不锈钢板卷成。为便于清理及检修，可分成上下两半，然后用螺栓接合。为方便制造，较长的圆筛分成2～3段。圆筛的孔径一般为0.3～0.8mm。开孔率可以从两个方面考虑：一是榨汁的要求；二是强度要求。由于螺杆挤压产生的压力可达1.2MPa以上，圆筛的强度应能承受这个压力。

（2）压榨螺杆

压榨螺杆是螺旋榨汁机的主要工作部件，采用不锈钢材料铸造后精加工而成，螺旋杆的外径尺寸不变，但沿着废渣排出口方向螺杆内径逐渐加大。螺旋杆的螺旋终端制成锥形，与调压头的内锥形面相对应，渣料即从二者锥形部分之间形成的环状间隙中排出，此间隙的大小通过调压装置来改变。轴由两端的轴承支承在机架上，传动系统使螺杆在圆筒筛内作旋转运动。

图3.34　螺旋榨汁机

3.4.2　带式压榨机

1）主要结构

带式榨汁机结构如图3.35所示。它由驱动装置、张紧装置、防跑偏装置、压榨辊、清洗装置和滤带等组成。其工作原理就是利用两条张紧的环状网带夹持果糊后绕过多级直径不等的榨辊，使得绕于榨辊上的外层网带对夹于两带间的果糊产生压榨力，从而使果汁穿过网带排出。

2）带式压榨机工作过程

带式压榨机工作过程主要分为预处理、重力脱水、楔形区脱水、压榨脱水及高压脱水5个步骤，如图3.36所示。首先进行预处理，滤浆在脱水前需添加一种或两种以上的絮凝剂与物料充分混合絮凝，有利于提高榨汁效果；随后果浆进入重力脱水区，通常为较长的水平运动段或以很小角度上升的运动段。在重力的作用下，脱除滤浆中的自由水；楔形区脱水，主要作用是使滤浆平整，厚度均匀，同时受到轻度的挤压。此时滤浆已脱去大部分自由水，从而失去流动性，为下一步进行压榨脱水作好准备；然后进入压榨脱水区，滤浆在滤带的张力及呈S形排列的压榨辊的曲率所产生的压榨压力作用下进一步脱水；有的带式榨汁设备最后还要进行高压脱水，包括高压带、高压辊等部件组成的高压压榨机构，在高压脱水区，总的压榨压力增加，提高了脱水效果，进一步减少了滤饼的含液量。

图3.35　带式榨汁机结构图

图3.36　带式压榨机工作原理

带式榨汁机具有结构简单、工作连续、生产率高、通用性好、造价适中等特点，可制造带宽2m以上，处理能力20t/h以上的超大型榨汁机。带式榨汁机的主要缺点是榨汁作业开放进行，果汁易氧化褐变；整个受压过程物料相对网带静止，排汁不畅；网带为聚酯单丝编织带，张紧时孔隙度较大，果汁中的果肉含量较高；网带孔隙易堵，需随时用高压水冲洗；果胶含量高及流动性强的物料易造成侧漏，生产率下降。

3）使用与维护

①滤带需保持清洁，以免发生滤带堵塞现象，随时检查清除滤带表面及滤带之间的坚硬异物，以免损伤滤带。

②应时刻保持滤带适当的张紧程度，保证生产的顺利进行。

③经常打开并检查滤带清洗装置的高压喷嘴是否有堵塞现象。

④压榨辊要有足够的强度和刚度，如果挠度过大，容易引起滤带打褶和起拱等现象。

⑤定期对压榨辊的支承轴承等润滑点进行润滑。

⑥停机顺序为先关加料泵，再关闭进料阀，待滤带上的全部滤饼卸完、洗净后关停电动机，切断电源。

3.4.3　液压榨汁机

液压榨汁机是利用液压对物料进行压榨的机器。液压系统由高压泵、液压泵、活塞、蓄力器及调节阀组成。

如图3.37所示为板式液压榨汁机的结构示意图。它由4根支柱、两块压榨板、液压缸及活塞等组成。物料包裹在布袋中，分别放在多层压榨板之间，当液压缸通入压力油后活塞上升，使物料受到挤压，汁液顺压榨板上的沟槽流出，经通道排出机外，当活塞下行复位后，把压榨的渣饼卸出。液压机压力大，工作平稳，生产能力大，劳动强度小。

图3.37　板式液压榨汁机

1—活塞筒；2—压榨板；3—汁液贮桶；4—卸料口

3.5　过滤机械与设备

过滤是利用混合物内相的截留性差异进行分离的一种操作。它可用于连续相（或介质）为流体（液体或气体），分散相为固体混合物的分离。

一般过滤介质易堵，连续性差，特别是食品、生物类物料，形成的滤床具有很大的可压缩性，以至于过滤操作不能正常地进行，这个问题常常必须通过使用助滤剂来得到改善。

过滤操作过程一般包括过滤、洗涤、干燥及卸料4个阶段。

1）过滤

悬浮液在推动力作用下，克服过滤介质的阻力进行固液分离；固体颗粒被截留，逐渐形成滤饼，且不断增厚，因此过滤阻力也随之不断增加，致使过滤速度逐渐降低。当过滤速度降低到一定程度后，必须停止过滤。

2）洗涤

停止过滤后，滤饼的毛细孔中包含有许多滤液，须用清水或其他液体洗液，以得到纯净的固粒产品或得到尽量多的滤液。

3）干燥

用压缩空气吹或真空吸，把滤饼毛细管中存留的洗涤液排走，得到含水量较低的滤饼。

4）卸料

把滤饼从过滤介质上卸下，并将过滤介质洗净，以备重新进行过滤。

过滤机按过滤推动力可分为重力过滤机、加压过滤机和真空过滤机；按过滤介质的性质可分为粒状介质过滤机、滤布介质过滤机、多孔陶瓷介质过滤机和半透膜介质过滤机等。按操作方法可分为间歇式过滤机和连续式过滤机等。间歇式过滤机的过滤、洗涤、干燥、卸料4个操作工序在不同时间内，在过滤机同一部分上依次进行。间歇式过滤机有重力过滤器、板框压滤机、厢式压滤机、叶滤机等。

3.5.1　板框压滤设备

板框压滤机是间歇式过滤机中应用最广泛的一种。其原理是利用滤板来支承过滤介质，滤浆在加压下强制进入滤板之间的空间内，并形成滤饼。其结构简单、制造方便、造价低、过滤面积大、无运动部件、辅助设备少、动力消耗低、过滤推动力大（最大可达1MPa以上，一般为0.3～0.5MPa）、管理方便、使用可靠、便于检查操作情况，适应各种复杂物料的过滤，特别适于黏度大、颗粒度较细、可压缩及腐蚀性的各种物料。但装卸板框的劳动强度大、生产效率低、滤饼洗涤慢、不均匀并且滤布磨损严重。

1）结构

板框压滤机由多块滤板和滤框交替排列而成，板和框都用支耳架在一对横梁上，用压紧装置压紧或拉开。其结构如图3.38所示。

滤板和滤框数目由过滤的生产能力和悬浮液的情况而定，一般有10～60个，形状多为正方形，如图3.39所示。其边长在1m以下，框的厚度为20～75mm。

压滤机组装时，将滤框与滤板用过滤布隔开且交替排列，借助手动、电动或油压机构将其压紧。因板和框的角端均开有小孔，此时就构成供滤浆或洗涤水流通的孔道。框的两侧覆以滤布，空框与滤布围成了容纳滤浆及滤饼的空间。滤板的作用是支撑滤布并提供滤液流出的通道，滤板板面制成各种凸凹纹路。滤板又分成洗涤板和非洗涤板。为了辨别，常在板和框的外侧铸有标志。每台板框压滤机有一定的总框数，最多达60个。当所需框数不多时，可取一盲板插入，以切断滤浆流通的孔道，盲板后面的板和框即失去作用。板框压滤机内液体流动路径如图3.40所示。

图3.38　板框压滤机

1—固定端板；2—滤布；3—框支座；4—可动端板；5—支承横梁

图3.39　滤板和滤框示意图

1—料液通道；2—滤液出口；3—滤液或洗涤水出口；4—洗涤水通道

2）工作原理

滤浆由滤框上方通孔进入滤框空间，固粒被滤布截留，在框内形成滤饼，滤液则穿过滤饼和滤布流向两侧的滤板，然后沿滤板的沟槽向下流动，由滤板下方的通孔排出。排出口处装有旋塞，可观察滤液流出的澄清情况。如果其中一块滤板上的滤布破裂，则流出的滤液必然浑浊，可关闭旋塞，待操作结束时更换。上述结构滤液排出的方式称明流式。另一种称暗流式的压滤机滤液是由板框通孔组成的密闭滤液通道集中流出。这种结构较简单，且可减少滤液与空气的接触。

图3.40　板框压滤机的过滤和洗涤操作

1—滤液出口；2—滤液进口；3—洗涤水出口；4—洗涤时关闭；5—洗涤水进口

当滤框内充满滤饼时，其过滤速率大大降低或压力超过允许范围，此时应停止进料，进行滤饼洗涤。洗涤板如图3.39所示，在洗涤板的左上角的小孔有一与之相通的暗孔，专供洗涤水输入之用。

3.5.2　加压叶滤机

加压叶滤机是由一组并联滤叶装在密闭耐压机壳内组成。悬浮液在加压下送进机壳内，滤渣截留在滤叶表面上，滤液透过滤叶后经管道排出。加压叶滤机可以作为预敷层过滤机来使用。一般用在中、小规模的生产上，当它作为预敷层过滤机使用时，悬浮液含固体量少，需要保留的是液体而不是固体，如用在啤酒、果汁、矿泉水、各种油类的净化等。

滤叶是加压叶滤机的重要过滤元件。一般滤叶由里层的支撑网、边框和覆在外层的细金属丝网或编织滤布组成，其结构如图3.41所示。也有的滤叶由配置了支撑条的中空薄壳以及外面覆盖滤网组成。滤叶用接管镶嵌固定在滤液排出管上，在接头处多用O形圈密封。

滤叶的形状有多种，如方形、长方形、梯形、圆形、弓形和椭圆形等。滤叶可以是固定的，也可以是旋转的。滤叶在压滤机里的工作位置可以是垂直的，也可以是水平的。垂直滤叶的两面都是过滤面，而水平滤叶仅上表面是过滤面。

1）垂直滤叶型压滤机

垂直滤叶型压滤机的滤叶结构如图3.41所示。袋状滤布由大孔目的芯网所支承，作为预敷层过滤时，滤布外覆以预敷材料，整块滤叶的下端与集液管相连通。也可用细金属网代替滤布，用带沟的板代替芯网。过滤之前，使装有滤叶组的圆柱形过滤槽密闭，然后用泵加入滤浆。槽内充满滤浆后，加压过滤，滤液穿过预敷层和滤布，从集液管排出。而固体颗粒则被预敷层所截留形成滤饼，待滤饼厚度检测器发出警报后，停止加入滤浆，开始卸料。

图3.41　垂直滤叶

1—滤饼；2—预敷层；3—滤布；4—芯网；5—集液管

（1）水平槽垂直滤叶型压滤机

水平槽垂直滤叶型压滤机的结构如图3.42所示。过滤槽由上盖和槽体所组成，管壁上钻有许多孔，管内还套有洗涤水管；管上装有洗涤水喷嘴，驱动装置可带动滤浆加入管和洗涤水管同时旋转；圆形的滤叶固定在槽体上，而不是固定在滤浆加入管上；滤液排出管一端经阀门与滤叶的内部相连通，另一端经检液管而与滤液排出总管相连通。

图3.42　水平槽垂直滤叶型压滤机

1—上盖；2—滤叶；3—孔；4—喷嘴；5—滤浆加入管；6—洗涤水管；
7—螺旋输送器；8—排渣阀；9—排渣口；10—槽体；11—滤液排出总管；12—检液管；
13—滤液排出管；14—阀门；15—驱动装置；16—滤浆加入口

水平槽垂直滤叶型压滤机工作时，滤浆经入口压送到滤浆加入管和洗涤水管之间，从滤浆加入管壁上的孔放射状进入过滤槽，滤浆加入管和洗涤水管一起低速旋转，可使滤液布料均匀，达到过滤均匀的效果。在压力的作用下，滤浆经滤叶过滤，滤液经滤布、滤液排出管以及检液管而进入滤液排出总管，滤渣截留在滤布的外表面，形成滤饼，当滤饼增至一定厚度时，停止加入滤浆，同时打开排渣阀，将洗涤水通过洗涤水管，经喷嘴喷射到滤叶上，将滤饼均匀冲洗下来，落到底部，由螺旋输送器送到排渣口，排出机外，滤叶上的滤布在喷嘴的喷洗后可再用。

（2）垂直槽垂直滤叶型压滤机

垂直槽垂直滤叶型压滤机结构如图3.43所示。

过滤槽上部是可开闭的封头，中部是圆柱形筒体，下部为椭圆形（或锥形）封头。上封头有压缩空气入口。长方形的滤叶安装在槽的圆柱部分。滤叶由支承网、粗网、细滤网、框架、支承头及固定块组成。滤叶通过上方的固定块压紧在固定轴上，支承头位于下方，与出液管相连通。该机在过滤结束后，停止加料，然后通入压缩空气，用空气压力将槽内物料继续进行过滤，并排出滤饼中残存液体。待槽内物料下降至滤叶位置以下时，打开底部排料阀，将剩余滤浆排出。该机一般采用湿法冲洗卸料。

图3.43　垂直槽垂直滤叶型压滤机

1—滤叶；2—进料口；3—流向；4—滤液排出口；5—排渣口

2）水平滤叶型压滤机

水平滤叶型压滤机的滤叶都平置在耐压的过滤槽内（水平滤叶）。过滤面又都是滤叶的上表面，在此表面上形成滤饼层（或预敷层），厚度均匀，不受过滤压力变化的影响，过滤稳定，而且滤饼的洗涤和脱水效果也好。

（1）水平槽水平滤叶型压滤机

水平槽水平滤叶型压滤机结构如图3.44所示。在水平耐压槽里安装一系列的长方形盘状水平滤叶，滤槽一端可以打开。每个滤叶都有一个单独的排液通道。进料管可把料浆从滤槽底部送到顶部的滤盘上，并溢流到其他滤盘。由于是水平滤叶，该机运动过程中可以不卸滤饼而间歇操作，操作期的长短由滤板存纳滤饼的能力决定。

（2）垂直槽水平滤叶型压滤机

垂直槽水平滤叶型压滤机结构如图3.45所示。在水平滤板上覆盖有过滤介质（滤布或细金属丝网），固体颗粒截留在过滤介质上形成滤饼。该机常作为预敷层过滤，或用滤纸作为过滤介质，进行精密过滤。该机结构简单，一般在0.35MPa以下操作，适合小规模、间断性生产。

图3.44　水平槽水平滤叶型压滤机

1—滤板；2—滤饼空间；3—滤液出口；4—排渣口；5—进料口；6—排气口

图3.45　垂直槽水平滤叶型压滤机

1—电动机；2—传动带；3—减速机；4—上部轴承及密封；5—滤叶；6—空心轴；
7—进料口；8—下部轴承及密封；9—滤液出口；10—残液出口；11—出渣口

3.5.3　真空过滤机

真空过滤机以抽真空为推动力，其过滤介质的上游压力为大气压，下游为负压。推动力仅限制在一个大气压之下，因此，一般均为连续式操作，是一种连续性生产和机械化程度较高的过滤设备。下面介绍两种真空过滤机。

1）转鼓真空过滤机

转鼓真空过滤机是一种可连续操作的过滤设备。如图3.46所示，它主要由过滤转鼓、带有搅拌器的滤槽、分配头、卸料机构、洗涤装置及传动机构等组成。

过滤转鼓沿径向分隔成若干扇形格，形成彼此独立的10～30个滤室。每个滤室都有孔道与中心的分配头连接，转鼓转动时，在分配头的作用下使这些孔道依次分别与真空和压缩空气管相通，因此在回转一周的过程中，每个滤室表面即可顺序进行过滤、洗涤、吸干、吹松、卸饼等项操作。

图3.46　真空转鼓过滤机

1—转鼓；2—连接管；3—刮刀；4—分配头；5，13—与压缩空气相通的阀腔；
6，10—与真空相通的阀腔；7—无端压榨带；8—洗涤喷嘴装置；
9—导向辊；11—滤浆槽；12—搅拌器

真空转鼓过滤机适于过滤悬浮液中颗粒度中等、黏度不太大的物料。操作过程中，可用调节转鼓转速来控制滤饼厚度和洗涤效果，而且滤布损耗少。但过滤推动力小、设备费用高。

2）水平圆盘过滤机

水平圆盘过滤机结构如图3.47所示。

图3.47　水平圆盘过滤机

1—螺旋输送器；2—滤布及滤板；3—水平圆盘；4—挠性管；5—减速装置；
6—错气盘；7—压紧装置；8—分配头

过滤过程是在一个水平装置的圆盘上靠真空作用进行的，圆盘分12个格子，各有相应的通道接至错气盘及分配头，组成12个滤室。滤室用多孔不锈钢板、不锈钢丝网及滤布覆盖。在电动机带动下圆盘缓慢旋转，由于错气盘和分配头的作用，使整个圆盘顺利通过过滤、洗涤、卸料及滤布再生等几个区域。将欲分离的悬浮液自上部加至圆盘上，转至过滤区时，在真空的作用下液体穿过滤布等进入滤液管，滤渣则被截留在滤布上，由于圆盘的不断转动，滤渣将被洗涤，然后在卸料区由螺旋输送器卸除。滤布在再生区经冲洗再生后重复使用。

3.6　干燥机械与设备

3.6.1　冷冻干燥机械

食品冷冻干燥技术，又称为真空冷冻干燥或简称冻干技术。该技术起源较早，最初用于医药工业，现已广泛用于食品、生物制品、血液制品、活性物质等领域。就是利用冰晶升华的原理，将含水物料先行冻结，然后在高真空的环境下，使已冻结了的食品物料的水分不经过冰的融化直接从冰态升华为水蒸气，从而使食品干燥的方法，所以又称为升华干燥。

1）冷冻干燥的原理

由水的相平衡图（见图3.48）可知，O点为三相共点，OA为升华线。只要压力在三相点压力之下，物料中的冰则可不经过液态而直接升华为水汽。根据这个原理，就可以先将食品的湿原料冻结至冰点之下，使原料中的水分变为固态冰，然后在较高的真空度下，将冰直接升华为水蒸气而除去，物料即被干燥。

图3.48　水的三相图

升华干燥得到的物料具有如下特点：物料在低压下干燥，能被灭菌或抑菌，防止氧化变质；同时可以最大限度地保留食品原有成分、味道、色泽和芳香；干制品能保持着原有形状。多孔结构的制品具有理想的速溶性和快速复水性；避免了一般干燥方法中因物料内部水分向表面移动导致的表面沉积盐类；同时成品保质期长。但目前相对于其他干燥方式，升华干燥的成本高。

2）冷冻干燥设备的主要构件

冷冻干燥装置主要由干燥室和制冷系统、真空系统、加热系统及控制系统等组成。

（1）干燥室

冷冻干燥室有圆筒形和矩形两种，为作业时盛装物料的空间。矩形干燥室有效使用空间大，但在真空状态下，箱体受外压较大，为了防止受压变形，需采用槽钢、角钢或工字钢在箱体外加固，小型冷冻干燥设备常采用矩形干燥室；大中型食品冷冻干燥设备的干燥室以圆筒形居多，圆形干燥室在直径比较小的情况下能承受较大的外压，周边可不用加强肋，因而用材料少。干燥室要求能制冷到-40℃或更低温度，又能加热到50℃左右，也能被抽成真空。一般在室内制成数层搁板，干燥室的门及视镜等要求制作得十分严密，以保证室内达到需要的真空度。

（2）制冷系统及冷凝器

制冷系统由冷冻机组与冷冻干燥箱、冷凝器内部的管道等组成，承担食品预冻和冷冻干燥过程中凝结水蒸气这两部分冷负荷。冷冻机可以是互相独立的两套，即一套制冷冷冻干燥室，一套制冷冷凝器，也可合用一套冷冻机。冷冻机可根据所需要的不同低温，采用单级压缩、双级压缩或者复叠式制冷机。制冷压缩机可采用氨或氟利昂制冷剂，在小型冷冻干燥系统中也有采用干冰和乙醇的混合物作制冷剂的。

冷凝器可设在冷冻干燥室内与干燥室制成一体，也可放置在干燥室与真空泵之间。冷凝器用于冷凝从干燥室内排出的水蒸气，降低干燥室内水蒸气压力。其结构为密封的真空容器，内有与制冷机相通、表面积很大的蒸发器，可制冷到-40～-80℃的能力。冷凝器的结构有螺旋盘管式和平板式，其放置方式应保证盘管或平板表面结霜均匀且对不凝结气体的流动阻力要小。具有除霜装置和排出阀、热空气吹入装置等，用来排出内部水分并吹干内部。

（3）真空系统

真空系统由冷冻干燥室、冷凝器、真空阀门和管道、真空设备和真空仪表构成，其任务是在一定时间内抽除水蒸气和不凝气体，维持干燥室内食品水分升华和解吸所需的真空度。目前在冷冻干燥设备中使用的真空设备有两种。

①多级蒸汽喷射泵

多级蒸汽喷射泵能将水蒸气和不凝气体一并抽除，优点是结构简单，无须机械动力，检修方便，故障率低，对材质要求不高，但要求配备蒸汽锅炉和充足的水源。其工作原理是利用高压蒸汽通过喷嘴时形成的低压高速气流，将干燥室中的水蒸气和不凝气体吸走，水蒸气进入冷凝器被冷凝成水，不凝气体经过多级蒸汽喷射泵抽除，水蒸气喷射泵工作原理如图3.49所示。蒸汽喷射泵一般在5级以上，采用性能先进的蒸汽喷射泵二级即能达到生产要求。

图3.49　水蒸气喷射泵工作原理图

②组合式真空系统

组合式真空系统在真空泵前设置一个冷凝器，将水蒸气重新冷凝成冰，这样可以保护真空泵且减少所需真空泵台数。组合的形式有干燥室+冷凝器+油封式机械真空泵；干燥室+冷凝器+罗茨泵+油封式机械真空泵；干燥室+冷凝器+罗茨泵+双级水环泵等。

（4）加热系统

加热系统的作用是加热冷冻干燥箱内的搁板，促使物料内的冰晶升华。有直接和间接加热两种方式，如图3.50所示。直接加热是指用电直接在箱内加热搁板，间接加热则利用电或其他热源加热传热介质，再将其通入搁板。

图3.50　加热搁板的形式

直接法采用外包绝缘材料和金属保护套的电热丝直接对搁板加热。为了获得均匀的搁板温度和防止搁板向后发生翘曲，这种加热方式要求搁板有一定的厚度；间接法利用电或其他热源加热传热介质，再将其通入搁板的栅格或流动通道间。加热热源有电、煤、气等，传热介质有水蒸气、水矿物油、乙二醇和水的混合液等。

（5）冷冻干燥装置

食品冷冻干燥机有间歇式和连续式两种。

①间歇式冷冻干燥设备

箱式冷冻干燥设备是典型的间歇式冷冻干燥机，其结构如图3.51所示，其特点是干燥箱内的多层搁板不但可以用来搁置被干燥的食品，而且在食品冻结时可提供冷量，在随后的干燥中可提供升华热量和解吸热量。

图3.51　箱式冷冻干燥设备组成示意图

1—冷冻干燥箱；2—冷凝器；3—真空泵；4—制冷压缩机；5—水冷却器；6—热交换器；7—冷凝器阀门；
8—真空泵阀门；9—板温指示；10—冷凝温度指示；11—真空计；12—放气阀；13—冷凝器放气出口；
14—真空泵放气阀；15—膨胀阀

如果食品是在干燥箱外预冻结，在食品托盘移入干燥箱之前，必须对冷凝器和干燥箱进行空箱降温，以保证冻结食品移入干燥箱后能迅速启动真空系统，避免已冻结食品熔化。如果食品是在干燥箱内预冻结，当食品温度达到共熔点温度以下，冷凝器温度达到约40℃时，开启真空泵使干燥箱真空度达到工艺要求值。随着食品表面升华，搁板开始对食品加热，直至冷冻干燥结束。

②连续式冷冻干燥机

连续式冷冻干燥机从进料到出料为连续进行，相对间歇式的箱式干燥器，其处理量大，设备利用率高，适宜于对单品种大批量的浆状或颗粒状食品物料生产，便于实现生产的自动化。但是这类型的设备不适宜多品种、小批量的生产。在连续生产中，能根据干燥过程实现干燥的不同阶段控制不同的温度区域，但不能控制不同的真空度。用于食品干燥的连续式冷冻干燥机典型的形式有以下两种：

A.隧道式连续冷冻干燥机

隧道式连续冷冻干燥机构造如图3.52所示，该机一般为水平放置。干燥机由可隔离的前后级真空抽气室、冷冻干燥隧道、干燥加热板、冷凝室等装置组成，其冻干过程为：在机外的预冻间冻结后的食品物料用料盘送入前级真空锁气室，当前级真空锁气室的真空度达到隧道干燥室的真空度时，打开隔离闸阀，使料盘进入干燥室。这时，关闭隔离闸阀，破坏锁气室的真空度，另一批物料进入。进入干燥室后的物料被加热干燥，干燥后从干燥机的另一端进入后级真空锁气室，这时，后级真空锁气室已被抽空到隧道干燥室的真空度，当关闭隔离闸阀后，后级真空锁气室的真空被破坏，移出物料到下一工序。如此反复，在机器正常操作后，每一次真空锁气室隔离闸阀的开启，将有一批物料进出，形成连续操作。

图3.52　隧道式冻干机示意图

1—冷冻室；2—装料室；3—装盘；4—装料隔离室；5—冷阱；6—抽气系统；
7—闸阀；8—冷冻干燥隧道；9—带有吊装和运输装置的加热板；10—卸料隔离室；
11—卸料室；12—产品出口；13—清洗装置；14—传送运输器的吊车轨道；15—吊装运输器

B.螺旋式连续冷冻干燥机

螺旋式连续冷冻干燥机结构如图3.53所示。

图3.53　垂直螺旋式连续冷冻干燥机

螺旋式连续冷冻干燥机一般为垂直放置，特别适合使用冷冻颗粒状的食品物料。其中心干燥室上部设有两个密封的、交替开启的进料口，下部同样设有两个交替开启的出料口，两侧各有一个相互独立的冷阱，通过大型的开关阀门与干燥室连通，交替进行融霜，干燥室中央立式放置的主轴上装有带铲的搅拌器。其冻干过程为：预冻后的颗粒物料，从顶部的两个进料口交替地开启交替地进入顶部圆形的加热盘上，位于干燥室中央主轴上带铲的搅拌器转动，使物料在铲子的铲动下向加热盘外缘移动，从边缘落到直径较大的下一块加热盘上，在这块加热盘上，物料在铲子的作用下向干燥室中央移动，从加热盘的内边缘落入其下的一块直径与第一块板直径相同的加热板上。物料如此逐盘移动，在移动中逐渐干燥，直到最后的底板后落下，从交替开启的出料口中卸出，完成这个螺旋运动的干燥过程。

3）冷冻干燥设备的使用与维护

①冷冻干燥机由于空气镇流器经常工作，冷冻干燥机不可避免要耗油。长时间使用后发现到达冷冻压力和温度的时间大大延长时，应将真空泵的油全部更换并清洗油腔。

②冷冻干燥机每次工作前须注意清除冷阱室内的水分，必要时擦干冷阱。建议每次进行冷冻干燥工作前先开排水阀，然后再将其关上。

③对真空橡胶密封阀要加特别注意，有损伤立即更换。

④每隔数月应检查一次机器底部的液化器是否有尘土及污物，必要时需要清洁。

4）设备常见故障及分析

（1）真空度不高

原因分析：泵温太高，可能是泵的阀片或内腔刮伤磨损；泵油有问题，油位过低，密封不严；油被污染呈乳黄色；油位正常，油路不通，泵腔内没有保持适当的油量；泵本身漏气：密封圈、气镇阀垫圈损坏或未压紧，排气阀片损坏，造成密封不好；进气口过滤网被堵塞。

解决措施：修复后重新装配；应及时加油换油；检查油路及油阀的进油量；针对具体情况更换密封圈或阀片；拆下过滤网清洗。

（2）电机超负荷运转，泵运转中有异常杂音、噪声，旋转困难

原因分析：弹簧变形或断裂，使旋片受力不均匀而发出冲击声；过滤网损坏，碎物落入泵内；泵腔内污染严重，零件锈蚀；泵腔轴和轴套配合过紧，造成润滑不良。

解决措施：更换弹簧；拆下清洗；换油；重新装配，并疏通油路。

（3）漏油、喷油

原因分析：转轴、油窗、放油孔等部位的密封圈损坏或装配不正确；进气口压强过高；油量过多，产生喷油；排气盖下面的挡油网装反，引起喷油。

解决措施：更换密封圈或重新装配；设法减少进油量；放出一部分油；重新装配。

（4）冷凝器性能变差

原因分析：冷凝器化霜不彻底，使传热性能变差；产品装量超过设定值；制品升华加热量过大，升华过快。

解决措施：化霜彻底，把水排放干净；不要超过最大补水量；放慢加温速度。

（5）高压报警停机

原因分析：制冷剂太多，排气压力高；冷却水温度高，流量不足或水冷凝器结垢；制冷管道低压段有泄漏，吸入空气；高压排气阀没有开足或损坏，造成排气不畅。

解决措施：放出部分制冷剂；使用冷却水温度、流量符合要求，清洗水冷凝器；制冷管路检漏；高压排气阀开足或更换新阀。

3.6.2　带式干燥设备

带式干燥机工作时，输送带上放置有物料，物料在随带运动通过隧道结构过程中与热风接触而得到干燥。带式干燥机包括若干个独立的单元段，每个单元段包括循环风机、加热装置、新鲜空气抽入系统和尾气排出系统。物料在带式干燥器中干燥时，不受振动或冲击作用，不会造成损伤，设备结构简单，安装维修方便，但占地面积大，运行噪声较大。

1）带式干燥机分类

（1）单级带式干燥机

单级带式干燥机由包括输送带、空气加热器、风机和传动变速装置等组成，如图3.54所示。传送带多为网状，气流与物料成错流，带子在前移过程中，物料不断地与热空气接触而被干燥，输送带由电动机经变速箱带动，转速可调。

图3.54　单级带式干燥机

干燥介质常用空气，用循环风机将外部空气经过滤器抽入，再经加热器加热后，通过分布板吹入。如图3.55所示，全机分成两个以上干燥区，第1干燥区的空气自下而上经加热器穿过物料层，第2干燥区的空气自上而下经加热器穿过物料层。物料从进口端进入，顺序通过第1干燥区和第2干燥区；最后干燥产品经外界空气或其他低温介质接触冷却后，由出口端排出。

图3.55　单级带式干燥机原理

（2）多级带式干燥机

多级带式干燥机即复合型带式干燥机，适用于各种脱水蔬菜、葡萄干、麦片等产品干燥。其结构和工作过程与单级带式干燥机基本相同。实质上是由数台单级带式干燥器串联组成。如图3.56所示，整个干燥机分成两个干燥段和一个吹风冷却段，第1段分前、后两个温区，物料经第1、第2段干燥后，从第1输送带的末端自动落入第2个输送带的首端，在此过程中物料受到拨料器的作用而翻动，然后通过冷却段，最后由终端卸出产品。

图3.56　多级带式干燥器

多级带式干燥机工作时，物料在带间转移时得以松动、翻转，改善了透气性和干燥均匀性，且干燥区数目较多，每一区的热风流量及温度和湿度均可单独控制，便于优化物料干燥工艺，但是易漏气。

（3）多层带式干燥机

多层带式干燥机常用于干燥速度要求较低、干燥时间较长以及操作工艺条件较为恒定的场合。如图3.57所示，其主要结构包括链板式输送带、加热室、风机和换热器等，干燥室为一相通的加热箱体，输送带层数一般为3～5层，最后一层或几层的输送带运行速度低，料层较厚，这样可使大部分干燥介质流经初始的几层较薄的物料层，提高总的干燥速率。工作时湿物料从进料口进入输送带上，随输送带运动至末端，通过翻板落至下一输送带移动送料，依次自上而下，最后由卸料口排出。多层带式干燥器占地少、结构简单，广泛使用于干燥谷物类物料，但不适于干燥易黏着输送带及易碎物料。

图3.57　多层带式干燥机

2）带式干燥机的主要结构

（1）输送带

通常由不锈钢薄板制成，板上冲有长条孔，输送带也常用不锈钢丝网制造。输送带宽度一般为1.0～4.5m，长度相应为3～60m。输送带是装配式的，节距为200mm的组装件用铰链联接。在整个输送带两侧装有弹性耐磨的金属密封罩，罩的一边固定在干燥器的箱体上，另一边搭盖在滚柱式链条的保护罩上，以防止漏料和漏风。在输送带转向部位装有网孔清扫机，可将输送带清扫干净。

（2）加料装置

输送带上料层应均匀，若出现厚薄不均的现象，将引起干燥介质短路，使薄料层“过干燥”，而厚料层干燥不足，影响产品质量。因此，需要特殊设计的加料装置，使得物料均匀地在输送带上，常见的加料装置，如加料漏斗和滚筒挤压加料装置等。

（3）循环风机和尾气排风机

带式干燥器中常选用后弯叶片轮型中压或较高压离心式通风机。这种类型风机具有效率较高和运行噪声较小的优点。尾气排风机一般也采用后弯叶片轮型离心式风机。通常情况下排风机只设置一台负责排送干燥机的全部尾气。

（4）尾气余热回收系统

由于干燥器排出的尾气在其露点温度以上，可经外部换热器与新鲜干燥介质进行热交换，干燥介质经预热后再进入干燥器内，可达到节省能量的目的。

3）操作与维护

（1）操作

①在开机前，检查输送带松紧情况，过紧或过松都应适当调整。

②设备严禁带故障运行。所以工作前应检查各个设备是否完好，传动部分是否准确，电气控制柜各种控制功能是否正常。

③带式干燥器应空载启动，待运转正常后，再开始给料。停机时，应先停止给料，待机上的物料输送完毕，再关闭电动机，并切断电源。

④当多级干燥器串联工作时，若无联动装置，开机的顺序应该是由后向前，最后开第1台干燥器；停机的顺序正好相反。

⑤应均匀稳定地加料且输送量适当，投料应在干燥带中部，以免受力不均。

（2）维护

①要定期检查传动机的润滑情况，定期添加润滑脂，以延长设备使用寿命。

②定时检查各个干燥段加热空气的温度，使其保持在预定的范围内自控。

③定期检查干燥前后的物料水分和品质情况，以便于及时调整，保证产品质量稳定。

④突然停电或临时停机时，应首先关闭热风机，以避免物料过热焦煳。

⑤每班生产完毕，彻底清洗设备。

本章小结

本章首先介绍了典型果蔬产品，如果蔬汁、果酱和果蔬干制等的生产工艺流程。果蔬产品生产一般包括预处理设备、打浆设备、压榨设备、过滤设备、杀菌设备等。在这里着重介绍了前4种，并对未来有较大发展前景的冷冻干燥设备进行了详细介绍。在预处理设备中包括输送设备，如水果的输送与果汁的输送，这些设备主要有带式、斗式、螺旋式输送机和离心泵，还包括清洗设备、去皮设备和预煮设备。果蔬预处理后制成果酱或果汁需要利用到打浆机和压榨机，因而本文对这两种设备的种类、结构、工作原理、维护与保养均作了相应的介绍。不论是清汁型的还是浑汁型果汁的生产，为了去除果汁中的悬浮物质，这都需要使用过滤机，过滤机的种类很多，但原理均一致，常用的过滤机有板框式、加压过滤机和真空过滤机。冷冻干燥设备和带式干燥设备在果蔬的干制中使用较多，本章也作了详细介绍。

复习思考题

1.简述物料输送设备的种类与特点。

2.瓶罐清洗机有哪些？各自有什么特点？

3.鼓泡式洗果机的工作原理是什么？

4.简述螺旋式连续预煮机的结构和工作原理。

5.打浆机的作用是什么？在使用时有哪些注意事项？

6.简述过滤的工作过程。

7.常见的过滤机械有哪些？它们各自的特点是什么？

8.简述隧道式冷冻干燥设备的结构和工作原理。

9.冷冻干燥设备的特点是什么？它可应用在哪些食品的生产中？

10.请设计一条果酱生产线，简述所使用的设备与参数。