第一節(jié)　食品設(shè)備基本要求

一、技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)

任何機械設(shè)備在社會生產(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)濟指標(biāo)，食品機械也不例外。當(dāng)然，對各類食品機械來說，還有一些與其他機械設(shè)備不同的要求。所有這些要求的總和，就形成了我們研究和設(shè)計新的食品機械的指導(dǎo)思想。歸根到底，就是力求用最低的成本造出最適用的食品生產(chǎn)機械設(shè)備，并能用這些機械設(shè)備以最低的成本制造出最合乎要求的各種食品。

1.單位生產(chǎn)能力

這是指機械設(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。例如一臺隧道式烤爐每單位時間（小時）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機器設(shè)備按照一定的順序共同完成一個產(chǎn)品。例如月餅生產(chǎn)線中就由配料、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。各臺機器設(shè)備在生產(chǎn)能力方面，必須取得平衡和一致。否則，一部分機器設(shè)備的能力不能得到充分發(fā)揮，而另一部分則處于能力不足的狀態(tài)。整個生產(chǎn)流水線的生產(chǎn)能力只能以流水線中生產(chǎn)能力最低的一臺設(shè)備為基準(zhǔn)。

機器技術(shù)的先進與否，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)、消費范圍、運輸條件等一系列因素。即使生產(chǎn)同一種食品產(chǎn)品的機器設(shè)備，也往往要求各種不同的生產(chǎn)能力，形成一定的系列。

一般來說，生產(chǎn)規(guī)模越大，經(jīng)濟效益越高，對產(chǎn)品質(zhì)量的管理也越有利。但是對保質(zhì)期有限的食品來說，生產(chǎn)受市場消費的制約，還要考慮食品安全儲存的貨架壽命以及原料供應(yīng)的季節(jié)性。同時，人們對食品的需求，趨向于品種越來越多，因此，食品機械的最合理規(guī)模，必須要根據(jù)需求作具體的分析。

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)速電動機來帶動整條生產(chǎn)線。

2.消耗系數(shù)

消耗系數(shù)是指機器設(shè)備生產(chǎn)每單位重量或單位體積的產(chǎn)品所需耗費的原材料及能量，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)，而且與機器設(shè)備的設(shè)計有密切關(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，在機器設(shè)計中采用不同的熱源和結(jié)構(gòu)，就可能在技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)上取得不同的效果，一般來說，消耗系數(shù)越低越好。

3.設(shè)備價格

機械設(shè)備的價格影響到食品工廠投資的大小。一般情況下，如果能達到同樣的或相近的工藝效果，應(yīng)該采用價廉的設(shè)備。但有時設(shè)備雖然復(fù)雜些，價格高一些，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到自動化，則在進行全面經(jīng)濟分析后較高的價格也可以被接受。

設(shè)備價格的高低要與設(shè)備的壽命聯(lián)系起來考慮，因為計入產(chǎn)品成本的是設(shè)備的折舊費用，設(shè)備壽命越長，則折舊費越低。同時還要考慮到設(shè)備的技術(shù)更新年限，有些設(shè)備并不需要太長的壽命，因為過了幾年之后，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)濟上更加合理。

4.管理費用

這里面包括勞動工資、操作維護以及檢修費用等。管理費用在生產(chǎn)成本中占了相當(dāng)大的比例，但管理費用不是一個孤立的因素。某些機器設(shè)備比較簡單，設(shè)備費用和維修費用很低，但生產(chǎn)中使用勞動力多，不見得合理。反之，如果用高度自動化的生產(chǎn)流水線，投資增加了，但管理費用可能降低。

高度自動化的機器設(shè)備所需要的管理人員數(shù)量雖少，但是對管理人員的素質(zhì)要求高得多。

5.產(chǎn)品總成本

這是生產(chǎn)中一切經(jīng)濟效果的綜合反映，也是食品廠選用食品機械的基本出發(fā)點。

二、設(shè)備設(shè)計要求

食品機械的設(shè)計是一個十分復(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械設(shè)計所必需具備的知識和技巧，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工程以及造型設(shè)計等知識。作為食品機械的基本設(shè)計要求可歸納為以下幾點。

1.滿足既定的食品工藝要求，反映工藝的適用性和先進性

任何機械設(shè)計必須符合功能要求。要保證以一定的運行速度，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，一臺機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，一條餅干生產(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，允許變換烘焙時間和溫度是餅干機械的必備條件。制粉機械在制造各種專用面粉或者在改變小麥原料品種時，也必須要改變磨粉機的工作參數(shù)和調(diào)整粉路配置。

機器的設(shè)計必須提供改變生產(chǎn)條件的可能性，為使用者提供方便。

2.機械結(jié)構(gòu)的合理性、可靠性和耐久性

這是單純從機械角度來考慮的問題。機器結(jié)構(gòu)的合理性包括制造和裝配關(guān)系、傳動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，力求簡化機器的機構(gòu)和結(jié)構(gòu)。

機器的可靠性和耐久性是不可分割的概念，是指機器在規(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。它與機器的整體結(jié)構(gòu)及零件的強度、剛度、耐磨性、耐腐蝕性、抗干擾性等因素有關(guān)。在現(xiàn)代機械工程中，可靠性是一項不可忽視的重要指標(biāo)，對食品機械來說，其工作要求往往是自動化、連續(xù)化的生產(chǎn)線，如果在某一個環(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廢。

食品機械所處理的物料常常是數(shù)量很大的，某些工作部件時時刻刻受到物料的摩擦和磨損，如磨粉機的磨輥、食品擠出機的螺桿和套筒。正確確定機器零部件的壽命及組合方式，以達到機器最可靠的使用性能是十分必要的。但是機器零件的使用壽命往往難以在設(shè)計時用理論計算得出，而必須在實測的基礎(chǔ)上加以確定。

需要指出一個可能的錯誤觀念，機器零部件的壽命并不是磨損或疲勞到破壞的時間，而是在即將不能保持其規(guī)定性能時，即認為其壽命中止，不能等到造成破壞再去更換。

3.機器的能耗

一般機械的能耗常常反映在傳動機械效率上。在食品機械中大量能量用來處理改變食品的形態(tài)和性能。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)計機器要考慮的因素之一，也是我們選購機械設(shè)備要考慮的因素之一。同時，還應(yīng)結(jié)合地區(qū)條件，多使用天然能源和廉價能源。

4.衛(wèi)生要求

這是食品機械區(qū)別于其他機械的基本特征之一，國家已經(jīng)頒布了“食品衛(wèi)生法”，對食品生產(chǎn)提出了嚴(yán)格的衛(wèi)生要求。

食品機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。機器與食品接觸部分必須便于拆裝，以便隨時清洗或清掃，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。

食品機械的傳動潤滑也和其他機器有不同的要求，傳動密封要可靠，防止?jié)櫥瑒┻M入食品。有些開啟式傳動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，如聚四氟乙烯。以前食品機械中有用液壓傳動的，為防止污染，現(xiàn)也都改為氣壓傳動。

三、設(shè)備選型原則

選型就是根據(jù)食品企業(yè)經(jīng)濟實力選擇新設(shè)備，這是企業(yè)設(shè)備管理的第一個環(huán)節(jié)，也是設(shè)備全過程管理的開始，不管是新上馬項目的設(shè)備選擇或是舊設(shè)備技術(shù)更新，都應(yīng)堅持設(shè)備選擇三原則，即選取技術(shù)上先進、經(jīng)濟上合理、生產(chǎn)上適用的新設(shè)備，以促進企業(yè)生產(chǎn)發(fā)展，提高經(jīng)濟效益，實現(xiàn)技術(shù)進步。

實際上這是從生產(chǎn)出發(fā)選擇設(shè)備的技術(shù)經(jīng)濟原則。但是，這三原則僅是定性的原則指引，具體操作時不夠清晰，難以實施，有必要進一步細化，使盡可能定量地分析選擇，便于操作，易于說清楚。這里將“三原則”細化為十個參數(shù)，即生產(chǎn)性、可靠性、維修性、節(jié)能性、安全性、耐用性、環(huán)保性、成套性、靈活性、兼容性，我們稱之為設(shè)備選擇的“三原則”“十個參數(shù)”。

（1）生產(chǎn)性　指設(shè)備的生產(chǎn)能力，可用單位時間如年、月或日的產(chǎn)量來衡量。

（2）可靠性　一是生產(chǎn)的成品可靠，成品率高；二是運行可靠，事故、故障少。

（3）維修性　檢修時拆卸、安裝的難易程度。有些設(shè)備，設(shè)計者只考慮功能的實現(xiàn)，少注意檢修方面的問題，有時拆一個簡單部件也很費力，顯然是維修性差。

（4）節(jié)能性　指單位產(chǎn)品的能耗，節(jié)約用電。

（5）安全性　指防護裝置的完善程度，既防護人身安全，也防護設(shè)備本身安全，如故障監(jiān)測、自動報警等。

（6）耐用性　指設(shè)備的工作壽命，主要是經(jīng)濟壽命或安全壽命。

（7）環(huán)保性　指對周圍環(huán)境的污染程度，包括粉塵與有害氣體、液體的排放造成的污染與噪聲污染等。

（8）成套性　指隨機附件的成套性。附件齊全，能生產(chǎn)的產(chǎn)品品種就多，如月餅成型機的各種規(guī)格模具。

（9）靈活性　指轉(zhuǎn)換產(chǎn)品品種的難易程度。一般來說，萬能類設(shè)備轉(zhuǎn)換產(chǎn)品較易，但效率較低；專用設(shè)備則相反，轉(zhuǎn)換產(chǎn)品難，但效率較高。

（10）兼容性　為保證企業(yè)可持續(xù)發(fā)展，要選用通用型好，一機多用的設(shè)備，便于在市場需求發(fā)生改變的時候?qū)Ξa(chǎn)品進行改型。

只要我們選擇設(shè)備時，十個參數(shù)都充分考慮了，選出的設(shè)備就應(yīng)是技術(shù)上先進的、經(jīng)濟上合理的、生產(chǎn)上適用的。除此之外，在設(shè)備選擇上還應(yīng)該注意供應(yīng)商的售后服務(wù)、當(dāng)?shù)氐膫浼?yīng)以及其他技術(shù)支持，如技術(shù)文件、設(shè)備的使用說明、設(shè)備保養(yǎng)維護指南、維修人員的培訓(xùn)等條件。