對于食品工廠設計來說，食品機械設備材料的性能關系到食品工廠的效率和產能，下面華盛興邦就給大家介紹下食品工廠設計之食品加工機械設備用材的性能。
食品機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合成材料。食品生產的工藝條件十分復雜,對材料有不同的要求,必須掌握各種材料的基本性能,才能在食品工廠設計的時候作出正確的選擇,以取得良好的使用效果。
食品加工機械設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對食品必須無害,不污染食品;②不受或少受物料介質和清洗劑的影響,以延長設備的使用壽命
食品機械設備材料的性能可分為:機械性能、物理性能、耐腐蝕性能及制造工藝性。其中前三項與食品加工應用關系較為密切。
一、機械性能
機械性能關系到食品機械設備整機或部件的使用壽命。雖然食品機械一般屬于輕型械,大多數零部件受力較小,但由于輕型機械要求盡量降低整機重量和體積,零部件尺寸要盡量小,所以,對材料的機械性能要求也不低。除了強度、剛度和硬度以外,還有一些其它的要求。例如,在食品機械中處理大批量成件物品的機會較多,因此,常能遇到高速住復運動的構件,就要從疲勞強度來要求機件的性能。
食品機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酷,因此成為非常容易磨損的部件.
錘片式粉碎機中,錘片與堅硬物料之間高速撞擊,造成強烈磨損,全國每年消耗上億片,耗鋼材數萬噸。錘片對材料的耐磨性就提出了極高的要求。在食品的分切機中,刀片對材料的耐磨性和硬度也有極高的要求。食品擠壓機的螺桿和套筒與物料相對運動的速度不高,但工作壓力可以高達20MPa,工作溫度也可以高達200℃,因此,不僅要有較高的抗扭強度,而且要有很高的耐磨強度。
有的食品機械在高溫下(如烘烤機械)或是在低溫下工作(如凍結機械,可達-40攝氏度~-30℃,以液氮為介質的凍結機械工作溫度更低),就要求材料具有能在高溫和低溫下工作的機械性能。
二、物理性能
食品機械設備的性能常常和材料的物理性能有關,例如:材料的相對密度、比熱容、熱導率、軟化溫度、線膨脹系數、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。這些物料對許多金屬材料都有腐蝕作用,即使是普通食鹽,非酸、非堿,對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會產生帶有腐蝕性的代謝物,如碳酸等。
食品機械所用材料因選擇不當而遭受腐蝕,不僅容易造成機器本身的破壞,更重要的是會造成食品的污染。有些金屬離子溶出進入食品中,有損于人體健康和食品風味,或者破壞食品的營養。設備選型時,尤其需要注意食品與接觸面結構材料的作用關系。
機械設備的耐腐蝕程度決定于:①材料的化學性質、表面狀態和受力狀態:②物料介質的種類、濃度和溫度等參數。
食品機械材料的機械物理性能和化學性能有時發生矛盾,難以十全十美,可以通過復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,都有可能發揮不同材料的優點。
以上就是食品工廠設計之食品加工機械設備用材的性能的全部內容。