對(duì)于食品工廠設(shè)計(jì)來說，食品機(jī)械設(shè)備材料的性能關(guān)系到食品工廠的效率和產(chǎn)能，下面華盛興邦就給大家介紹下食品工廠設(shè)計(jì)之食品加工機(jī)械設(shè)備用材的性能。
食品機(jī)械廣泛使用各種材料,除各種金屬和合金材料外,尚有石材、金剛砂、陶瓷、搪瓷、玻璃、紡織品以及塑料等有機(jī)合成材料。食品生產(chǎn)的工藝條件十分復(fù)雜,對(duì)材料有不同的要求,必須掌握各種材料的基本性能,才能在食品工廠設(shè)計(jì)的時(shí)候作出正確的選擇,以取得良好的使用效果。
食品加工機(jī)械設(shè)備均有與食品物料直接接觸的部件表面。這些與處理物料接觸的表面材料必須滿足以下基本要求:①對(duì)食品必須無害,不污染食品;②不受或少受物料介質(zhì)和清洗劑的影響,以延長設(shè)備的使用壽命
食品機(jī)械設(shè)備材料的性能可分為:機(jī)械性能、物理性能、耐腐蝕性能及制造工藝性。其中前三項(xiàng)與食品加工應(yīng)用關(guān)系較為密切。
一、機(jī)械性能
機(jī)械性能關(guān)系到食品機(jī)械設(shè)備整機(jī)或部件的使用壽命。雖然食品機(jī)械一般屬于輕型械,大多數(shù)零部件受力較小,但由于輕型機(jī)械要求盡量降低整機(jī)重量和體積,零部件尺寸要盡量小,所以,對(duì)材料的機(jī)械性能要求也不低。除了強(qiáng)度、剛度和硬度以外,還有一些其它的要求。例如,在食品機(jī)械中處理大批量成件物品的機(jī)會(huì)較多,因此,常能遇到高速住復(fù)運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件,就要從疲勞強(qiáng)度來要求機(jī)件的性能。
食品機(jī)械中的一些零部件常常要和大量物料相接觸,而接觸的條件又非常嚴(yán)酷,因此成為非常容易磨損的部件.
錘片式粉碎機(jī)中,錘片與堅(jiān)硬物料之間高速撞擊,造成強(qiáng)烈磨損,全國每年消耗上億片,耗鋼材數(shù)萬噸。錘片對(duì)材料的耐磨性就提出了極高的要求。在食品的分切機(jī)中,刀片對(duì)材料的耐磨性和硬度也有極高的要求。食品擠壓機(jī)的螺桿和套筒與物料相對(duì)運(yùn)動(dòng)的速度不高,但工作壓力可以高達(dá)20MPa,工作溫度也可以高達(dá)200℃,因此,不僅要有較高的抗扭強(qiáng)度,而且要有很高的耐磨強(qiáng)度。
有的食品機(jī)械在高溫下(如烘烤機(jī)械)或是在低溫下工作(如凍結(jié)機(jī)械,可達(dá)-40攝氏度~-30℃,以液氮為介質(zhì)的凍結(jié)機(jī)械工作溫度更低),就要求材料具有能在高溫和低溫下工作的機(jī)械性能。
二、物理性能
食品機(jī)械設(shè)備的性能常常和材料的物理性能有關(guān),例如:材料的相對(duì)密度、比熱容、熱導(dǎo)率、軟化溫度、線膨脹系數(shù)、熱輻射波譜、磁性、表面摩擦特性、抗黏附性等。在不同的使用場合,要求材料有不同的物理性能,如傳熱裝置要求有高的熱導(dǎo)率,食品的成型裝置則要求有好的抗黏附性,以便脫模。
三、耐腐蝕性能
食品機(jī)械接觸的食品物料帶有酸性或弱堿性,有些本身就是酸或堿,例如:醋酸、檸檬酸、蘋果酸、酒石酸、琥珀酸、乳酸、酪酸、脂肪酸、鹽酸、純堿、小蘇打等。這些物料對(duì)許多金屬材料都有腐蝕作用,即使是普通食鹽,非酸、非堿,對(duì)許多金屬也有腐蝕作用。有些食品物料本身沒有腐蝕性,但是在微生物生長繁殖時(shí)會(huì)產(chǎn)生帶有腐蝕性的代謝物,如碳酸等。
食品機(jī)械所用材料因選擇不當(dāng)而遭受腐蝕,不僅容易造成機(jī)器本身的破壞,更重要的是會(huì)造成食品的污染。有些金屬離子溶出進(jìn)入食品中,有損于人體健康和食品風(fēng)味,或者破壞食品的營養(yǎng)。設(shè)備選型時(shí),尤其需要注意食品與接觸面結(jié)構(gòu)材料的作用關(guān)系。
機(jī)械設(shè)備的耐腐蝕程度決定于:①材料的化學(xué)性質(zhì)、表面狀態(tài)和受力狀態(tài):②物料介質(zhì)的種類、濃度和溫度等參數(shù)。
食品機(jī)械材料的機(jī)械物理性能和化學(xué)性能有時(shí)發(fā)生矛盾,難以十全十美,可以通過復(fù)合材料或表面涂層的方法來加以解決,這樣不論是抗腐蝕還是抗磨損,都有可能發(fā)揮不同材料的優(yōu)點(diǎn)。
以上就是食品工廠設(shè)計(jì)之食品加工機(jī)械設(shè)備用材的性能的全部內(nèi)容。