第2章清洗机械与设备

第2章清洗机械与设备§2.1原料清洗机械清洗分类、清洗原理与清洗方法湿洗方式与机械设备滚筒式清洗机鼓风式清洗机刷洗机食品加工过程中，需要对包括原料、加工设备、包装容器、加工场所和生产人员等在内的各种对象进行清洗。清洗是从源头上保证和提高食品质量安全性的重要措施。一、清洗分类、清洗原理与清洗方法1.清洗分类清洗可分为湿洗与干洗。湿洗是利用水作清洗介质的清洗过程，就清洗的质量来说，以湿洗的效果最好；干洗相对于湿洗而言，诸如利用空气流、筛分、磁选等方法原理去泥尘、异质物和铁质等污染物的操作都属干洗范畴，干洗效果有局限性，只能作为湿洗的辅助手段。至今为止，食品工厂中可以利用机械设备完成清洗操作的对象主要有原料、包装容器和加工设备三大类。2.清洗原理利用清洗介质将污染物与清洗对象分离的过程。各种清洗机械与设备一般用化学与物理原理结合的方式进行清洗。物理学原理主要利用机械力（如刷洗、用水冲等）将污染物与被清洗对象分开；化学原理是利用水及清洗剂（如表面活性剂、酸、碱等）使污染物从被清洗物表面溶解下来。3.清洗方法多数食品原料表面附着的杂质和污物，可以采用干洗的方法除去，但难于完全除尽，最终还得用湿法清洗去除，即利用清水或洗涤液进行浸泡和渗透、使污染物溶解和分离。由于食品原料的性质、形状、大小等多种多样，洗涤方法和机械设备的型式也很繁多，但所采用的手段主要包括刷洗、浸洗、喷洗和淋洗等。二、湿洗机械设备有代表性的果蔬原料清洗设备：滚筒式清洗机、鼓风式清洗机、刷洗机和刷果机。（一）滚筒式清洗机适合于质地较硬、块状原料的清洗机,常用于甘薯、马铃薯、生姜、马蹄等的清洗。1.结构主要包括：滚筒、传动装置及清洗装置。图2.1喷淋式转筒清洗机2.分类滚筒式清洗机（按操作方式）（按滚筒驱动方式）间歇式滚筒式清洗机连续式滚筒式清洗机齿轮驱动式（×）中轴驱动式（↓）托辊-滚圈驱动式（*）（1）间歇式滚筒式清洗机间歇操作的滚筒式清洗机两端加有挡板，周向开有带盖板的进出料口。料口向上时，可打开料口盖板向里加料；洗净后，筒体转至料口朝下，打开盖板便可卸料。为便于物料在筒内翻滚，加料不可太满。一般这种清洗机采用喷水管连续或间歇地向筒内喷水以便使污物浸润而迅速剥离和排走。特点：清洗时间可以视清洗效果加以控制，但生产效率不高。（2）连续式滚筒清洗机连续式滚筒清洗机的滚筒两端为开口式，原料从一端进入，另一端排出。物料在筒内的轴向运动，可以通过使筒倾斜安装，也可通过在筒体内壁设置螺线导板或抄板的方式实现。为提高清洗效果，有的滚筒式清洗机内安装了可上下、左右调节的毛刷。①喷淋式滚筒清洗机特点：结构较简单，适用于表面污染物易被浸润冲除的物料。图2.2喷淋式转筒清洗机结构如图2.1所示。它主要由栅状滚筒、喷淋管、机架和驱动装置等构成。滚筒是清洗机的主体，可由角钢、扁钢、条钢焊接成，必要时可衬以不锈钢丝网或多孔薄钢板。②浸泡式滚筒清洗机图2.3浸泡式转筒清洗机图2.3所示为一种浸泡式滚筒清洗机的剖面示意图。这是一种通过驱动中轴使滚筒旋转的清洗机。工作原理:转动的滚筒2的下半部浸在水槽1内。电动机10通过V带传动蜗轮减速器9及偏心机构11，滚筒的主轴6由蜗轮减速器9通过齿轮8驱动。水槽l内安装有振动盘12，通过偏心机构11产生前后往复振动，使水槽内的水受到冲击搅动，加强清洗效果。滚筒2的内壁固定有按螺旋线排列的抄板5。清洗过程:物料从进料斗7进入清洗机后落入水槽内，由抄板5将物料不断捞起再抛入水中，最后落到出料口3的斜槽上。在斜槽上方安装的喷水装置，将经过浸洗的物料进一步喷洗后卸出。滚筒式清洗机，由于物料在其中翻滚碰撞激烈，除了能使表面污物剥离外，有时还会损伤皮肉。故它只适合于块状硬质果蔬的清洗，对于叶菜和酱果类物料的清洗不适用。有时该设备可以作为硬质块状物料的清洗和去皮两用，但经这样去皮后的物料，其表面已不光滑，只能用在去皮后进行切片和制酱的罐头生产中，不适用于整只果蔬罐头的制造。讨论（二）鼓风式清洗机鼓风式清洗机，也称气泡式、翻浪式和冲浪式清洗机等。鼓风式清洗机主要由洗槽、输送机、喷水装置、鼓风机、空气吹泡管、传动系统等构成。图2.4鼓风式清洗机1.结构图2.5鼓风式清洗机实物图2.清洗原理用鼓风机把具有一定压头的空气送进洗槽中，使清洗原料的水产生剧烈地翻动，物料在空气对水的剧烈搅拌下进行清洗。利用空气进行搅拌，可使原料在较强烈翻动而不损伤的条件下，加速去除表面污物，保持原料的完整性和美观，因而最适合于果蔬原料的清洗。3.输送机鼓风机式清洗机一般采用链带式装置输送清洗的物料。链带可采用辊筒式（承载番茄等）、金属丝网带（载送块茎、叶菜类原料）或装有刮板的网孔带（用于水果类原料等）作为物料的载体。输送机的主动链轮由电动机经多级皮带带动。主动链轮和从动链轮之间链条运动方向通过压轮改变，分为水平、倾斜和水平三个输送段。下面的水平段，处于洗槽水面之下，原料在此首先得到鼓风浸洗；中间的倾斜段是喷水冲洗段；上面的水平段则可用于对原料进行拣选和修整。4.吹泡管鼓风机吹出的空气由管道送入吹泡管中。吹泡管安装于输送机的工作轨道之下。被浸洗的原料在输送带上沿轨道移动，移动过程中在吹泡管吹出的空气搅动下翻滚。由洗槽溢出的水顺着两条斜槽排入下水道，因此需要新水补充。5.生产能力（2-1）（三）刷洗机对于某些果蔬的清洗则需要增加机械力以提高洗涤效果。1.XG-2型洗果机这是一种具有浸泡、刷洗和喷淋作用的果蔬清洗机，主要由清洗槽、刷辊、喷水装置、出料翻斗、机架等构成。（1）结构图2.6XG-2型洗果机（2）工作原理如图2.6所示。由进料口进入清洗槽内的原料，首先在两个转动刷辊产生的涡流中得以清洗，同时，由于两个刷辊间隙较窄，故其间的水流有较高流速从而该压力降低，被清洗物料在压力差和刷辊摩擦作用下通过刷辊，进一步得到刷洗。而后，被清洗物料在出料翻斗中又经高压水得到进一步喷淋清洗。图2.6XG-2型洗果机该机生产能力可达2t/h，破碎率小于2%，洗净率达99%。该机效率高，清洗质量好，破损率低，结构紧凑，造价低，使用方便，是目前国内一种较为理想的果品清洗机。2.GT5A9型柑橘刷果机（1）结构主要由进出料斗、纵横毛刷辊、传动系统、机架等部分组成。该机原主要用于对柑橘类水果蔬进行表面泥砂污物的刷洗。根据需要，可在毛刷辊上方安装清水喷淋管，增加刷洗效果，从而可适合于多种水果及块根类物料的清洗。图2.7GT5A9型柑橘刷果机毛刷辊表面的毛束分组长短相间，呈螺旋线排列。相邻毛刷辊的转向相反。毛刷辊组的轴线与水平方向有3º~5º的倾角，物料入口端高、出口端低，这样物料从高端落入辊面后，不但被毛刷带动翻滚，而且作轻微的上下跳动，同时顺着螺旋线和倾斜方向从高端滚向低端。在低端的上方，还有一组直径较大、横向布置的毛刷辊。它除了对物料擦洗外，还可控制出料速度（即物料在机内停留时间）。§2.2包装容器清洗机械洗瓶机洗罐机目前，可用机械方式进行清洗的空包装容器主要有：玻璃瓶、塑料瓶和制造罐头用的金属空罐等，包装后需要清洗的主要是实罐。一、洗瓶机为何需要洗瓶?瓶子种类：回收使用瓶和一次性使用。回收瓶常有食品残留物和各种其它污染物，食物残液、污垢和瓶外的旧商标等；一次性容器在制造、存放和运输过程中，亦不可避免地会在其内壁和外表面带上污染物（如尘埃、金属或非金属杂物及微生物等）。（一）基本洗瓶方法：浸泡、喷射、刷洗。1.浸泡—为洗瓶机流程的前道工序将容器浸没于一定浓度和温度的洗涤液中（一般为碱性溶液）软化、乳化或溶解黏附于瓶上的不清洁物，并加以杀菌、浸泡后，再将瓶中污水倒去。2.喷射利用喷嘴将清水或洗涤液以一定压力（0.2~0.5MPa）对瓶内（或瓶外）进行喷射，清除瓶内（外）污物的清洗方法。喷射多用于小口径瓶子的清洗机。3.刷洗刷洗利用旋转刷子将瓶内污物刷洗掉。优点：由于是直接接触污物洗刷，故去除效果好。缺点：①较难实现连续洗瓶；②转刷遇到油污瓶，会污染刷子；③若遇到破瓶，会切断转刷的刷毛，使毛刷失效并污染其它净瓶；④须经常更换毛刷。（二）洗瓶机类型按操作的机械化程度：半机械、机械化和全自动洗瓶机。按瓶子在设备中的行进方式：回转式和链带载运式两种。1.回转式洗瓶机回转式洗瓶机是一类利用一个垂直（或水平）转盘（轮）完成洗瓶过程的机器。特点：结构简单，清洗功能单一，生产效率低，且多为半机械方式，适用于小规模生产。2.链带载运式洗瓶机（*）相对于回转式洗瓶机，这是一种瓶由输瓶链带运送的洗瓶机，按被清洗瓶子在机内的走向可分为单端式和双端式。（1）单端式全自动洗瓶机①内部结构图2.8单端浸泡与喷射式洗瓶机图2.9单端式全自动洗瓶机②洗瓶过程待洗瓶从进瓶处进入到达预泡槽1，预泡槽中洗液的温度为30~40℃，在此处对瓶子进行初步清洗与消毒。预泡后的瓶子到达第一洗涤剂浸泡槽7，此处洗涤液温度可达70~75℃。通过充分浸泡，使瓶子上的杂质溶解，脂肪乳化。当瓶子运动到改向滚筒10的地方升起并倒过来时，瓶内洗液倒出，流在下面未倒转的瓶子外表，对其有淋洗作用。在洗涤剂喷射区9处设有喷头，对瓶子进行大面积喷洗，喷洗后的瓶子达到第二洗涤剂浸泡槽8，在此瓶上未被去除的少量污物得到充分软化溶解。从第二洗涤剂浸泡槽出来的瓶子，依次经过第一、第二次热水喷射区、温水喷射区、冷水喷射区和新鲜水喷射区的喷射清洗。最后，洗净并得到降温的瓶子由出瓶处出瓶。这种洗瓶机无刷瓶机构，对瓶子的清洗主要靠洗涤液浸泡和喷射实现，喷射时间约占工作循环的2/3，其余的1/3为浸泡。单端式洗瓶机仅需一人操作，输送带在机内无空行程，所以空间利用率较高。但由于净瓶与脏瓶相距较近，从卫生角度来看，净瓶有可能为脏瓶污染。所以，现在一般不采用。③特点（2）双端式全自动洗瓶机双端式洗瓶机亦称直通式洗瓶机，因其进、出瓶分别在机器的前后两端。①内部结构上述洗瓶机的内部结构如图2.10所示。它主要由箱式壳体、进出瓶机构、输瓶机构、预泡槽、洗涤液浸泡槽、喷射机构、加热器以及具有热量回收作用的集水箱及其净化机构等构成。图2.10双端式洗瓶机的结构及其清洗流程示意图②洗瓶过程由给瓶端进入机器的瓶子，先后经过预冲洗、预浸泡、洗涤剂浸泡、洗涤剂喷射、热水预喷、热水喷射、温水喷射和冷水喷射等清洗作用，最后从出瓶端离开洗瓶机。预冲洗是为了将瓶子外附着的污垢除去，以降低后面洗涤液消耗量。洗液喷洗区位于洗液浸泡槽上方，这样从瓶中沥下的洗液又回到液洗槽。后面的几个喷洗区域采用不同的水温，主要是为了防止瓶子因温度变化过大造成应力集中损坏。喷洗由靠高压喷头对瓶内逐个进行多次喷射清洗实现的。可见，这种洗瓶机主要利用了刷洗、浸泡和喷射三种方式对瓶子进行清洗。③特点由于进瓶和出瓶分别在机器的两端进行，因此，双端式洗瓶机生产卫生条件较好，且便于生产线的流程安排。但这种类型的洗瓶机，输瓶带的利用率较低（有的只有一半），因此设备的空间利用率也低，从而占地面积较大。二、洗罐机洗罐机是用于对未装料的空罐和对封口杀菌后的实罐进行清洗的机械设备。因此，洗罐机分空罐清洗机和实罐清洗机两类。洗罐的目的:用来直接盛装食品的空罐应确保其卫生。由于在加工、运输和贮存过程中不可避免地会受到微生物、尘埃、污渍甚至残留焊药水等的污染。因此，所有的罐装容器，在装罐前必须得到有效地清洗和消毒。（一）空罐清洗机空罐清洗机有不同种类，但采用的清洗方法基本相同，多采用热水进行冲洗，必要时再用蒸汽进行杀菌或用干燥热空气吹干。空罐清洗机之间的差异主要在于空罐的传送方式以及对空罐类型适应性不同。各种洗罐机有一个共同的特点，即清洗过程中罐内的积水可以自动流出。1.旋转圆盘式清洗机①结构图2.11旋转圆盘清洗机②原理清洗圆盘由连接杆3固定在天花板上。空罐经由进罐槽1进入逆时针方向转动的星形轮10中。洗罐用的热水通过星形轮10的空心轴，再由分配管送入8个喷嘴9（喷嘴与星形轮是一体化的，即同步转动），喷出的热水对空罐内部进行冲洗。热水清洗过的空罐离开星形轮10后，即进入第二个星形轮4中，在此空罐受到蒸汽喷射消毒。消毒后的空罐最后由第三个星形轮5送