焙烤機(jī)械與設(shè)備課件

焙烤設(shè)備班級(jí)：食科13-4班組別：第五組成員：焙烤設(shè)備班級(jí)：食科13-4班成員：引入引入概述

焙烤食品具有口味良好、營(yíng)養(yǎng)豐富、品種多樣、攜帶方便、食用快捷等特點(diǎn)，適合居家、旅行等不同場(chǎng)合食用，消費(fèi)人群廣泛。隨著人們飲食習(xí)慣的改變，我國(guó)烘焙食品年人均烘焙產(chǎn)品消費(fèi)量逐年上升。2012年我國(guó)人均烘焙產(chǎn)品消費(fèi)量達(dá)到5.07千克。2012年，中國(guó)烘焙產(chǎn)品零售量為686.8萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)7.83%；烘焙產(chǎn)品零售額為1100.26億元，同比增長(zhǎng)15.12%。預(yù)計(jì)到2018年焙烤食品零售規(guī)模將超過(guò)1700億元。概述焙烤食品具有口味良好、營(yíng)養(yǎng)豐富、品種多樣、攜帶方那么，做好焙烤產(chǎn)品的首要問(wèn)題便是解決工具問(wèn)題最難解決的工具問(wèn)題焙烤設(shè)備那么，做好焙烤產(chǎn)品的首要問(wèn)題便是解決工具問(wèn)題最難解決的工具問(wèn)帶式烤爐3.箱式烤爐2.烤爐分類(lèi)1.帶式烤爐3.箱式烤爐2.烤爐分類(lèi)1.一、烤爐分類(lèi)1、按熱源分：普通電爐電爐遠(yuǎn)紅外電烤爐微波爐煤爐燃?xì)鉅t木炭爐結(jié)構(gòu)緊湊、占體積小、操作方便、生產(chǎn)效率高、焙烤質(zhì)量好。一、烤爐分類(lèi)1、按熱源分：結(jié)構(gòu)緊湊、

在食品焙烤中現(xiàn)多用遠(yuǎn)紅外加熱，輻射是主要傳熱方式。熱能的傳遞有三種形式，即傳導(dǎo)、對(duì)流、輻射。

傳導(dǎo)是利用傳熱材料中的分子互相碰撞，從而將熱量傳遞的過(guò)程；

對(duì)流是利用熱量隨物質(zhì)的流動(dòng)而傳遞能量的，大量熱能消耗在介質(zhì)里；

輻射是不借助介質(zhì)，而以電磁波的形式直接傳播來(lái)加熱工件，熱能利用高。在食品焙烤中現(xiàn)多用遠(yuǎn)紅外加熱，輻射是主要傳熱什么是遠(yuǎn)紅外線？

日光通過(guò)三棱鏡可分為紅、橙、黃、綠、青、蘭、紫七色可見(jiàn)光。在紅色光和紫色光兩端還存在著不可見(jiàn)光，即紅外線和紫外線。可見(jiàn)光、紅外線和紫外線都是電磁波，它們的區(qū)別只是波長(zhǎng)不同而已。在電磁波頻譜上我們可以看到，可見(jiàn)光譜的波段極窄，從0.4-0.75μm，而紅外線介于可見(jiàn)光與微波之間，其波長(zhǎng)范圍是0.75μm至1000μm。紅外線按波長(zhǎng)的不同又分為近紅外和遠(yuǎn)紅外，即從0.75μm至3μm為近紅外，從3μm至1000μm為遠(yuǎn)紅外，也有人將紅外線分成近紅外、中紅外和遠(yuǎn)紅外線。焙烤機(jī)械與設(shè)備ppt課件遠(yuǎn)紅外加熱為什么比近紅外加熱為優(yōu)？

不同物體對(duì)紅外線的吸收是不同的，就是同一物體對(duì)不同波長(zhǎng)紅外線輻射能的吸收也是不同的。

如夏日在陽(yáng)光下，在鋼軌上走感覺(jué)燙腳，而在枕木上就不燙腳。這說(shuō)明不同物質(zhì)對(duì)日光中紅外線的吸收程度不同。由于不同物質(zhì)，它們的原子和分子結(jié)構(gòu)不同，因此，對(duì)紅外線的吸收特性也不同。同一物體在不同波長(zhǎng)上，對(duì)紅外線的吸收率也是不同的，如果輻射的紅外線能量符合被加熱物的吸收特性，則吸收率就大，反之則小。在物體吸收了一定波長(zhǎng)紅外線能量后，就產(chǎn)生共振現(xiàn)象，引起分子和原子的共振與轉(zhuǎn)動(dòng)加劇，增加了運(yùn)動(dòng)的能量，而使物體自身發(fā)熱。

并不是所有物質(zhì)都吸收紅外線，某些具有對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)的分子象氮、氫、氧等氣體不

出所謂的特性，因而就不吸收紅外線。

水、水蒸氣和玻璃等無(wú)機(jī)物以及絕大多數(shù)的有機(jī)物和高分子物質(zhì)都能吸收紅外線，而且能夠強(qiáng)烈的吸收紅外線。通過(guò)實(shí)驗(yàn)可知，物質(zhì)在近紅外區(qū)和遠(yuǎn)紅外區(qū)都有吸收紅外峰，而遠(yuǎn)紅外區(qū)的峰值帶更寬，能強(qiáng)烈地吸收遠(yuǎn)紅外輻射能量，所以都用遠(yuǎn)紅外加熱。遠(yuǎn)紅外加熱為什么比近紅外加熱為優(yōu)？遠(yuǎn)紅外烤爐加熱原理遠(yuǎn)紅外線既具有波的性質(zhì)，也具有粒子的性質(zhì)，一般化合物分子內(nèi)部的原子總是以化學(xué)鍵相連結(jié)，從力學(xué)觀點(diǎn)看是由原子這樣一種具有質(zhì)量的圓球和相當(dāng)于將這些球相結(jié)合的，有相當(dāng)結(jié)合力“彈簧”所構(gòu)成，而這種“彈簧”的動(dòng)作有兩種類(lèi)型基本振動(dòng)，一類(lèi)是向結(jié)合成原子圓球方向作伸縮運(yùn)動(dòng)，一類(lèi)是從結(jié)合軸方向脫離，改變其角度的變角振動(dòng)，當(dāng)分子受到具有某種頻率的紅外線照射時(shí)，則“彈簧”會(huì)吸收紅外線而發(fā)生共振，紅外線的能量促使“彈簧”的運(yùn)動(dòng)激化。遠(yuǎn)紅外加熱屬于電磁波加熱，在熱交換的3種形式中傳導(dǎo)與對(duì)流需要靠煤介來(lái)傳熱，而輻射則不然，食品及有機(jī)物在波長(zhǎng)為3～5μm間具有最大的吸收波，當(dāng)此吸收波與電磁波一致時(shí)，促使物質(zhì)分子振動(dòng)而產(chǎn)生摩擦熱。物質(zhì)在有限溫度下內(nèi)部的原子及分子作不規(guī)則運(yùn)動(dòng)，加熱后分子運(yùn)動(dòng)加劇與物體所接觸的空氣分子激烈也相互碰撞，其結(jié)果是以與溫度對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)的電磁波釋放出來(lái)。

遠(yuǎn)紅外烤爐加熱原理食品烤爐常用的有管狀元件和板狀兩種。㈠、管狀元件

１、金屬氧化鎂管由管體（碳鋼或不銹鋼），發(fā)熱體（電阻絲）、填充料（氧化鎂粉）〔超絕緣與傳熱作用〕和輻射涂層等組成。氧化鎂管的表面負(fù)荷率與表面溫度有關(guān)。表面溫度越高，輻射能量越大。但是在輻射涂層材料已選定的情況下，其最大輻射波長(zhǎng)隨表面溫度升高而向短方向移動(dòng)。當(dāng)元件表面溫度高于600℃時(shí)，則明顯的發(fā)出可見(jiàn)光。有用波長(zhǎng)部分占的輻射強(qiáng)度的比例就下降了。

其特點(diǎn)：管子重量輕，熱效率高，熱容量小，升溫起動(dòng)快、結(jié)構(gòu)緊湊、濃度好、可直接緊固于爐壁上，安裝及更換方便，使用壽命較長(zhǎng)。但氧化鎂導(dǎo)熱系數(shù)低，使元件表面負(fù)荷率降低，故不適應(yīng)于大功率高溫加熱。食品烤爐常用的有管狀元件和板狀兩種。

２、碳化硅管是由碳化硅管、發(fā)熱體（電阻絲）和輻射涂層組成，由于碳化硅不導(dǎo)電，故管內(nèi)不需充填絕緣介質(zhì)。

其特點(diǎn)：輻射效率高，使用壽命長(zhǎng)，制造工藝簡(jiǎn)單、成本低、涂層不易脫落?？箼C(jī)械震動(dòng)性差，熱縮性大，升溫時(shí)間長(zhǎng)。

３、硅碳棒是以高純度碳化硅（含量98.5％），以高溫再結(jié)晶方法制成，有涂層。

其特點(diǎn)：通電自熱，不同電阻絲，單位表面發(fā)熱量大，升溫快，比金屬和碳化硅管具有明顯的節(jié)電效果，其涂層化學(xué)性穩(wěn)定，所以烘烤產(chǎn)品質(zhì)量好，但成本高，使用安裝技術(shù)性能較強(qiáng)。

４、乳白石英管是由乳白石英玻璃管和發(fā)熱絲組成，無(wú)涂層。

特點(diǎn)：其光譜輻射率高，且穩(wěn)定，不需遠(yuǎn)紅外涂層，沒(méi)有涂層脫落問(wèn)題，對(duì)食品衛(wèi)生好。價(jià)格高，易損壞。２、碳化硅管㈡、板狀輻射元件有以金屬板為基體的和陶瓷復(fù)合板等。在食品烤爐中，常用的是碳化硅板狀元件，表面涂遠(yuǎn)紅外輻射材料，其穩(wěn)定分布均勻，適應(yīng)性較大，制造簡(jiǎn)單，成本低，安裝方便，輻射效率高，但抗機(jī)械性能差，且熱敏性大，升溫時(shí)間長(zhǎng)。㈡、板狀輻射元件2、按結(jié)構(gòu)形式分：箱式爐

帶式爐

2、按結(jié)構(gòu)形式分：二、箱式烤爐二、箱式烤爐焙烤機(jī)械與設(shè)備ppt課件焙烤機(jī)械與設(shè)備ppt課件焙烤機(jī)械與設(shè)備ppt課件旋轉(zhuǎn)式熱風(fēng)烤爐（1）結(jié)構(gòu)

是旋轉(zhuǎn)式熱風(fēng)循環(huán)烤爐，系法式面包生產(chǎn)線裝置。（2）特點(diǎn)

受熱均勻、可有效控制爐內(nèi)溫度、濕度，使焙烤食品色澤和成熟度一致。（3）應(yīng)用可用于面包、蛋糕及點(diǎn)心的烘焙。旋轉(zhuǎn)式熱風(fēng)烤爐焙烤機(jī)械與設(shè)備ppt課件三、帶式烤爐三、帶式烤爐

（1）概念隧道爐是一種爐體較長(zhǎng)、烘室為一狹長(zhǎng)的隧道、在烘烤過(guò)程中食品沿隧道做直線運(yùn)動(dòng)的烤爐。（2）分類(lèi)有鋼帶隧道爐、網(wǎng)帶隧道爐、烤盤(pán)鏈條隧道爐和手推烤盤(pán)隧道爐。（3）結(jié)構(gòu)主要由爐體部分、加熱系統(tǒng)和傳動(dòng)系統(tǒng)三部分組成。各爐的爐體和加熱部分相同，主要是傳動(dòng)系統(tǒng)不同。概述（1）概念概述爐體加熱系統(tǒng)傳動(dòng)系統(tǒng)排潮系統(tǒng)爐溫調(diào)節(jié)裝置爐體加熱系統(tǒng)傳動(dòng)系統(tǒng)排潮系統(tǒng)爐溫調(diào)節(jié)裝置A、爐體(一)爐體的結(jié)構(gòu)目前國(guó)內(nèi)食品行業(yè)普遍采用的有三種形式：磚砌爐體、金屬構(gòu)架體、預(yù)制構(gòu)件爐體。

磚砌爐體：一般為紅磚或耐火磚，常用于煤爐或少數(shù)隧道爐。目前有的采用蛭石磚或藻土磚砌筑，其保溫性能好。其優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、熱慣性大、適用于長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)的場(chǎng)合。缺點(diǎn)為：體積龐大、笨重、不能搬運(yùn)。

金屬構(gòu)架爐體：由型鋼構(gòu)架、金屬薄板和保溫材料等構(gòu)成。其特點(diǎn)為：爐體輕、靈活、熱慣性小，可做成各種形式以適應(yīng)產(chǎn)品要求，可分段制造，根據(jù)需要可組成不同的長(zhǎng)度，每節(jié)間用螺釘連接，便于安裝運(yùn)輸，但成本高。

預(yù)制構(gòu)件爐體：是以膨脹珍珠巖和硅酸鹽水泥以10:1的比例混合壓制而成。其特點(diǎn)：便于拆裝、節(jié)約鋼材、成本低、保溫性能好、熱損失小。

A、爐體(一)爐體的結(jié)構(gòu)(二）爐體尺寸1、爐膛截面有平面和拱型兩種平面爐可減少爐堂高度，表面尺寸小、排潮有死區(qū)，熱損失小。拱型頂便于蒸氣排放，避免形成水蒸氣死區(qū)，但加大了爐堂高度，熱損失大。(二）爐體尺寸1、爐膛截面有平面和拱型兩種2、爐膛高度平頂爐：H平=L1+h+L2

L1,L2-上下熱元件至爐頂、底的距離（一般取L1=L2=50-70mm）。

h-上下元件間距（mm）（其與制品的厚度有關(guān)制品越厚，h值越長(zhǎng)。）拱型爐:H=d+L1+h+L2d-拱頂高(mm),取120-150mmL1-上元件至爐頂距離，一般取30-50mmL2-下元件至爐底距離，一般取50-70mmh-上、下熱元件間距2、爐膛高度電熱管排布示意圖3、爐堂寬度確定：電熱管排布示意圖3、爐堂寬度確定：管狀輻射元件由于在發(fā)熱部分，沿管長(zhǎng)方向的分布溫度不均勻，兩端輻射熱量小，制品受熱不均勻，為了保證爐堂邊緣食品的輻射效果，達(dá)到整體爐堂烘烤均勻一致，爐堂寬度要比食品排列的寬度大些，一般超出100-150mm,即Ｂ＝b＋（100～150)

Ｂ－爐寬度(mm)b－食品排列寬(mm)管狀輻射元件由于在發(fā)熱部分，沿管長(zhǎng)方向的分布溫度不均4、爐體的長(zhǎng)度LL總L1L1

隧道爐的爐長(zhǎng)主要取決于生產(chǎn)能力，烘烤時(shí)間及輸送裝置的運(yùn)行速度4、爐體的長(zhǎng)度LL總L1L1隧道爐的爐長(zhǎng)主要１、根據(jù)生產(chǎn)能力確定爐長(zhǎng)烤爐的總長(zhǎng)Ｌ總，由入爐端Ｌ１、加熱區(qū)Ｌ和出爐端Ｌ2三部分組成。即：Ｌ總＝Ｌ1＋Ｌ＋Ｌ2（Ｍ）其中Ｌ1、Ｌ2由爐體結(jié)構(gòu)確定，而Ｌ可由生產(chǎn)能力計(jì)算得出：

L=(m)

式中：G－生產(chǎn)能力（kg/h）

t－烘烤時(shí)間（min）

M－每公斤制品塊數(shù)（塊/kg）

R－爐帶縱向每米長(zhǎng)度上制品排數(shù)（排/m）

N－爐帶橫向?qū)挾壬现破穫€(gè)數(shù)（個(gè)）

η－機(jī)械效率焙烤機(jī)械與設(shè)備ppt課件２、根據(jù)成型機(jī)輸出成胚速度和烘烤時(shí)間來(lái)確定爐長(zhǎng)。隧道爐一般與成型機(jī)械配套使用，組成連續(xù)生產(chǎn)線，因此要求爐排的傳送速度必須與成型和生胚速度同步，則爐長(zhǎng)為：Ｌ總＝Ｌ1＋Ｌ＋Ｌ2

其中：Ｌ＝Ｖ.ＴＶ－運(yùn)輸裝備運(yùn)動(dòng)速度（m/min）（根據(jù)成型機(jī)輸出能力而定。）

T－烘烤時(shí)間（分）（烘烤時(shí)間與生胚配方、輻射強(qiáng)度、吸收系數(shù)、輻射距離、爐內(nèi)溫度等因素有關(guān)。一般通過(guò)實(shí)驗(yàn)或根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定。）２、根據(jù)成型機(jī)輸出成胚速度和烘烤時(shí)間來(lái)確定爐長(zhǎng)。爐長(zhǎng)的選擇還需注意的兩個(gè)問(wèn)題

①、應(yīng)與前級(jí)成型機(jī)相匹配，同時(shí)還應(yīng)根據(jù)車(chē)間面積大小和布置確定長(zhǎng)度。

②、烤爐越長(zhǎng)，產(chǎn)量越高，但爐體越長(zhǎng)，載體運(yùn)行速度越快，易產(chǎn)生跑偏，因此需綜合考慮爐長(zhǎng)及速度。

為了適應(yīng)不同品種的需要，烤爐的傳動(dòng)機(jī)軸，常設(shè)有無(wú)級(jí)變速裝置。在烤爐長(zhǎng)度確定的條件下，通過(guò)調(diào)節(jié)速度來(lái)改變物料在爐內(nèi)的停留時(shí)間，以取得好的焙烤效果。爐長(zhǎng)的選擇還需注意的兩個(gè)問(wèn)題為了適應(yīng)不同品種的需要，烤爐的傳例：設(shè)計(jì)一臺(tái)生產(chǎn)能力為1400kg/h，網(wǎng)帶寬1m的餅干烤爐。已知：烘烤時(shí)間為４min，每公斤為200塊，帶樅向每米上餅干19排，橫向?qū)挾壬蠟?9塊，成品為0.9，確定爐長(zhǎng)。解：L=

若?。?＝Ｌ2＝１m

則總長(zhǎng)Ｌ＝１＋１＋５８＝６０m例：設(shè)計(jì)一臺(tái)生產(chǎn)能力為1400kg/h，網(wǎng)帶寬1m的餅干烤爐（三）爐體的保溫理想的保溫效果，在烤爐正常工作時(shí)，爐外壁的溫度不高于50℃。

為了提高熱效率，減少熱損失，所以在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮以下幾個(gè)問(wèn)題：

①提高爐壁熱阻。

②加強(qiáng)爐內(nèi)壁反射，減少輻射損失。

③加強(qiáng)爐體密封，防止不必要的反射損失與對(duì)流損失。

④盡量減少爐體尺寸和重量，以減少散熱面積和自身蓄熱。（三）爐體的保溫理想的保溫效果，在烤爐正常工作時(shí)，爐外壁的溫㈠、保溫材料選擇爐體保溫效果好壞，與保溫材料性質(zhì)有很大關(guān)系。一般說(shuō)，導(dǎo)熱系數(shù)小于0.2kcal/m2.h.℃的材料稱(chēng)為保溫材料。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量選用容重輕、導(dǎo)熱系數(shù)小的保溫材料。

中、低溫（600℃以下）隔熱效果好的保溫材料有：石棉、硅藻土、蛭石、礦渣棉、膨脹珍珠巖和耐火纖維等。㈠、保溫材料選擇㈡、保溫層厚度的確定保溫層的厚度通常是利用平壁導(dǎo)熱原理進(jìn)行計(jì)算。其計(jì)算過(guò)程在化工原理中講過(guò)。

在實(shí)際中爐體各個(gè)部分保溫層的厚度不同，因?yàn)樵跔t內(nèi)熱氣流是上升的，所以一般頂部的厚度比兩側(cè)和底部厚，具體尺寸可根據(jù)結(jié)構(gòu)選擇。底部為100-150mm,兩側(cè)為200-250mm，頂部為250-300mm。㈡、保溫層厚度的確定（四）爐體密封需要密封處（1）每節(jié)爐體的接合部，通常采用有彈性密封墊。作用：密封；緩沖爐體的熱脹冷縮（2）電熱管道管處密封密封處：爐門(mén)口，通常采用耐熱硅橡膠密封處（四）爐體密封需要密封處密封處B、加熱系統(tǒng)輻射距離的確定輻射距離是指管狀元件的中心或板狀元件的輻射涂層到烤盤(pán)底部或鋼帶上表面之間的距離。距離的大小直接影響遠(yuǎn)紅外的輻射溫度，還影響爐堂尺寸。根據(jù)照度定律可知，輻射能量的大小與距離的平方成反比，但在制作較好的爐堂中，由于多次反射其輻射能量與距離的1.25-1.5次方成反比?？傊?，輻射強(qiáng)度隨距離增加而衰減，距離越近，強(qiáng)度越大，輻射面小，加熱效果越好。但輻射溫度分布的不均勻性越顯著，從而會(huì)因加熱不均勻而影響產(chǎn)品質(zhì)量。距離越大則與上情況相反，但輻射強(qiáng)度的分布趨向均勻。B、加熱系統(tǒng)輻射距離的確定輻射元件的間距確定管狀輻射元件的溫度分布情況當(dāng)輻射距離不變時(shí)，只改變熱元件間的距離，溫度場(chǎng)分布將發(fā)生變化。熱元件間距越小，溫度分布越均勻，且溫度越高；熱元件間距越大，溫度分布越不均勻，且溫度降低管狀元件的一般?。?50-250mm輻射元件的間距確定當(dāng)輻射距離不變時(shí)，只改變熱元件間的距輻射元件的布置①均勻排布熱元件：特點(diǎn)：各熱元件間距均勻相等，應(yīng)用最廣。②分組排布熱元件：溫度場(chǎng)分組熱元件被烘烤食品食品運(yùn)動(dòng)方向輻射元件的布置溫度場(chǎng)分組熱元件被烘烤食品食品運(yùn)動(dòng)方向電熱管排布示意圖電熱管排布示意圖C、傳動(dòng)系統(tǒng)（1）驅(qū)動(dòng)裝置的位置：應(yīng)放在出爐端。（2）設(shè)計(jì)師除有電機(jī)驅(qū)動(dòng)外，還應(yīng)設(shè)有一套手動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。推薦鋼帶爐滾筒直徑：D=2Dmin鋼帶爐一般15MnTi低合金鋼，不用普通碳素鋼。網(wǎng)帶爐：網(wǎng)呆撓性好，可不考慮變形，只考慮滾筒直徑能產(chǎn)生足夠的摩擦力矩即可。一般:D=500-600(mm)C、傳動(dòng)系統(tǒng)（1）驅(qū)動(dòng)裝置的位置：應(yīng)放在出爐端。推薦鋼帶爐滾D、排潮系統(tǒng)在焙烤過(guò)程中，食品面坯的水分大量逸出，水蒸氣一方面阻止、妨礙面胚表面水分蒸發(fā)，另一方面在3-7μm及14-16μm波段附近具有大量的吸收帶，使紅外線透射衰減，因而加熱效率大幅度降低。因