第三章 食品分选分级机械与设备

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1、“清理清理” 、“分选分选”与与“分 分 级级” 课本： 课本： 农产品加工前必须对这些杂质进行清理（除杂） 农产品加工前必须对这些杂质进行清理（除杂） 分选：指清除物料中的异物及杂质 分选：指清除物料中的异物及杂质 分级：分选后物料按特性分成等级 分级：分选后物料按特性分成等级 崔建云崔建云 食品加工机械与设备食品加工机械与设备 中国轻工出版社中国轻工出版社 2004.5 2004.5 P34P34 分选是将混合物按照一定原则分成两种以上具有 分选是将混合物按照一定原则分成两种以上具有 不同特点的物料的操着过程。 不同特点的物料的操着过程。 蒋迪清,唐伟强主编蒋迪清,唐伟强主编.食品通用机械

2、与设备.食品通用机械与设备 华南理工大 华南理工大 学出版社学出版社 2003.7 2003.7 食品分选机械，食品原料的清理与清洗机械 食品分选机械，食品原料的清理与清洗机械 机械工业部机械工业部 分类标准（JB3750-84） 分类标准（JB3750-84） 通用机械：分选设备，洗刷设备通用机械：分选设备，洗刷设备 预处理第一节 概述 第二节 筛分机械与设备 第三节 形状分级机械与设备 第四节 光学分选机械与设备 第三章 第三章 食品清理和分选机械与设备食品清理和分选机械与设备 第五节 清洗机械与设备第一节 第一节 概 概 述述 清除物料中的异物及杂质。可以用手拣、洗 涤、风选、筛选、磁选

3、、光选等方法来进行。 分选 分级 对分选后的物料按其尺寸、形状、密度、颜 色或品质等特性分成等级 2.作用保证产品的规格和质量指标。 降低加工过程中原料的损耗率，提高原料利 用率,降低产品的成本。 提高劳动生产率，改善工作环境。 有利于生产的连续化和自动化。 1.概念方法1 按物料的宽度分选 一般采用筛分 圆形孔 圆形筛孔只限制籽 粒的宽度，宽度大 的籽粒不能穿过筛 孔，而对长度和厚 度没有限制。 3.分选的方法 着眼点着眼点：物料与杂质物料与杂质(物料(物料)的物性差异)的物性差异按物料的厚度分选 一般采用筛分 长形孔 筛孔只限制谷粒的厚 度，厚度大的籽粒不能穿 过筛孔，而谷粒的长度和 宽度

4、不受限制。 筛孔长度一般为谷粒长 度的23倍。方法2 按物料的长度分选 利用旋转工作面上的袋孔（一般 称为窝眼）对物料进行分选和分 级，长颗粒的重心不能进入袋孔 而跌出，短颗粒则被袋孔带上去 另行倒出。 蝶片精选机 滚筒精选机方法3 按物料的密度分选、分级。 用于颗粒的粒度或形状相 仿但密度不同的物料，利用 颗粒群的相对运动过程中产 生的离析现象（或称自动分 级）进行分选和分级，颗粒 群的相对运动可以由工作面 的摇动或气流造成。 相对密度分级装置 离心分级装置方法4 按物料的流体动力特性分选 利用物料的流体动力特性的差 别，在垂直、水平或者倾斜的气流 或水流中进行分选和分级，实际上 是综合了物

5、料的粒度、形状、表面 状态以及密度等各种因素进行的。 其中水流分级主要用于不溶性物 料，如淀粉制造，小麦去石。 气流分级方法5 按物料的电磁特性分选 用于食品原料中去除铁性杂质方法6 按物料的光电特性分选 利用物料的表面的颜色差 异，分出物料中的异色物 料。 色选装置原理 花生米色选机 大 米 色 选 机 果蔬分级机方法7 按物料的内部品质分选无损检测 根据物料的质量指标进行 分选和分级，一般采用无 损检测的各种方法，内部 品质的分选和分级比其他 方法更具有广泛的意义， 但分选难度更大。 返回方法8 按物料的其他品质分选仿生检测 根据物料的质量指标相关联的物理方法检 测物料并分选和分级，一般采

6、用各种传感 器来检测物料。此方法技术难度较大。1. 筛分的基本知识 1）筛分：将粉粒料通过一层或数层带孔的筛面， 使物料按宽度或厚度分成若干个粒度级别的过 程。 第二节 第二节 筛分机械与设备筛分机械与设备 2）筛分原理：根据物料粒度（厚度、宽度）或形 状的不同配备适当的筛孔，使物料与筛面充分接 触，并且具有适当的相对运动速度实现物料分选。3）筛分效率 从数量上来评定筛分过程的指标 G/G*X 筛分效率（） 筛分物料总量（Kg） 筛过物料总量（Kg） 可筛过物的质量分量（） 筛过物（筛下物）：已通过筛面的筛孔落下的物料 筛余物（筛上物）：未通过筛孔余留在筛面上的物料 可筛过物：理论上能通过筛孔

7、的物料 筛过物/理论可筛过物4）筛面组合 ? 筛余物法（筛余物送至下道筛面） 筛余物从 渐粗 特点：先提细粒，后提粗粒 优点：粗粒料筛分路线长，筛面的检查、 清理维护方便。 缺点：筛面易磨损，多数粗粒料阻碍细粒 料接触筛面，降低筛分效率。 ? 筛过物法（筛过物送至下道筛面） 特点：先提粗粒，后提细粒 优点：筛面的负荷减轻，有助于提高筛分 效率，同时筛面配置空间较紧密。 ?混合法 综合前两种方法的优点 筛余物 渐细5）开孔率（筛面利用系数，筛孔系数）筛面利用系数，筛孔系数） 概念：指筛孔所占面积与整个筛面面积的比值。 （开孔率愈大，筛分效率就愈高。但过大会影响筛子的强 度，一般以50%60%为宜

8、。） 筛孔的排列方式：有正方形、矩形和正三角形等排列方式， 以正三角形为佳。 a)正三角形 b)正方形 正三角形排列的有效面 积系数较正方形排列增大， 可增加16%（设孔径d和孔 隙间距m相同，试分析）； 并且它的筛孔是错开的，分 级效率和生产率都较高。6）物料穿过筛孔的概率 并非筛面上所有的筛下级别的物料都能通过筛孔，只 有那些接触筛面且在运动中颗粒的投影完全进入筛孔，或 者是颗粒的重心已经进入筛孔的才有可能通过筛孔。 注意：当颗粒为筛下级 别，但它与筛面的相对 运动速度达到一定值以 上时，则完全没有通过 筛面的机会。 K= (b D) 2 (b + d ) 22. 筛面的种类和结构2. 筛

9、面的种类和结构 a.栅筛面 筛面用一定截面形状的棒料，按一定的间隔排列 制成。用于物料去杂粗筛。 特点：结构简单，粗栅筛 面很容易制造。 曲筛 曲筛的筛面呈弧形，由梯形不 锈钢条拼制而成，钢条间构成 细长的筛缝，筛缝间隙可根据 加工原料的类型和组成来确 定，常用的曲筛筛面弧形角为 60和120。b.板筛面（冲孔筛面） ? 薄金属板冲孔而成（0.51.5mm） ? 仅用于处理颗粒料 ? 常采用圆孔和长孔,还有三角孔和异性孔 ? 筛孔冲成锥形，锥角为7 ? 安装时应大端向下 ，以减少堵塞 优点：孔眼固定不变，分级准确， 坚固、刚硬、使用期限长。 缺点：有时筛板产生波形，使筛面 上各点流量不均匀，影

10、响功效。c.金属丝编织筛面（筛 网） ? 由金属丝编织而成 ? 常为方孔或矩形孔 ? 尺寸46m25mm以上 ? 可用于粉粒料筛分和过滤作业。 优点：轻便价廉，筛面利用系 数大，有利于物料的离析，颗 粒通过能力强。 缺点：刚度、强度差，易于变形 破裂，只适合于负荷不太大的场 合。 编织方法 120目以下: 平纹 120目以上: 斜纹d.绢筛面 (筛绢) ? 由绢丝编织而成 ? 材料为蚕丝、锦纶丝和尼龙 ?主要用于粉料筛分 ? 一般大于40目 ? 多用绞织 缺点：绢丝在筛面中极易移动而改 变筛孔尺寸，使用时必须用大框架 绷紧。3. 筛面的运动形式3. 筛面的运动形式 物料靠自重在筛面作向下直线滑

11、动，小 颗粒通过筛孔进行分离。改变筛面的倾角 可以改变物料在筛面上的速度和逗留时 间，这种筛子因物料相对筛面的运动路程 （筛程）较短，筛分效率较低。 静止倾斜筛面: 静止倾斜筛面: 往复运动筛面往复运动筛面: 筛面作往复直线运动，物料沿筛面 作往复滑动。筛程较长。可用来清除 物料中流动性好而细小杂物，其筛分 效率及生产率均较高。筛面在垂直平面作圆形或椭圆 形平动，或往复直线运动，物料 在筛面上作小的跳动，可破坏物 料的离析现象，颗粒不易堵塞筛 孔。适宜处理难筛粒含量多的物 料，流动性差的细颗粒物料。 垂直圆运动筛面：垂直圆运动筛面： 筛面在水平面内作圆运 动。物料在筛面上作相应的螺 旋运动，能

12、促进物料的离析作 用，筛程最长，不易堵塞筛 孔，筛分效率及生产率均较 高。适于流动性差，自动分级 差物料。 平面回转筛面：平面回转筛面：筛面呈圆筒形或多角筒形， 绕一水平轴或倾斜轴旋转，物料 在筛筒内作翻转运动而被筛选。 因物料只与部分筛面接触，因而 生产率低，但适用于难筛粒含量 高的物料，在粮食加工厂常用来 处理下脚料。 旋转筛面：旋转筛面：4. 摆 动 筛4. 摆 动 筛 物料在筛面上往复直线运动的筛分设备叫摆动筛。 摇、振动筛摇、振动筛 结构特点: 筛体运动示意图 正置曲柄 滑块机构 正置曲柄滑块机构 在内燃机中的应用 曲柄连杆机构 摆动筛是利用一定 速度和加速度作周 期变化的筛面，使

13、物料在筛面上产生 相对运动，筛面配 备以适当的筛孔， 物料在运动过程中 进行分离的 。 工作原理：工作原理：主要技术参数 筛子： 筛面种类筛面种类：编织筛、冲孔筛、栅筛 筛孔形状：筛孔形状：圆形（多）、矩形，正方形 筛孔尺寸筛孔尺寸：圆孔为工艺要求物料尺寸的1.21.3倍； 正方形为1.01.2倍；长方形为1.1倍 生产率 生产能力 G = B q G 生产能力（Kg/h） B 筛面宽度（m） q 筛面物料单位流量 Kg/(m 2 .h)物料在摆动筛上的运动分析 ?筛体在垂直面内平动，筛面上各个点的运动轨迹为一 完全相同的小圆弧。 ?筛体上各点均作直线简谐运动。 筛面运动物料运动 当筛面作周期

14、性往复振动时，由于振动幅度和频率不 同，筛面上的物料可能会出现几种情况： ?物料相对筛面静止 ?物料沿筛面向下滑动（正向移动正向移动） ?物料沿筛面向上滑动（反向移动反向移动） ?物料跳离筛面并沿筛面不断向前作抛物线运动 筛选的工作条件应满足正向、反向移动n 可在400600r/min范围内选取， 物料与筛面摩擦角取20 o 30 o ,取值视物料而定，青 豆22 o ，马铃薯27 o 筛面倾角，取15，流动性好取小些 曲柄半径，取46mm,转速高取小值 实际生产中要获得较好的生产效率，主要通过选取合 适的工作转速（ n ）摆动筛惯性力的平衡 是在曲柄的对称位置 装置一个带平衡重的平 衡轮，当

15、曲柄连杆机构 转到水平位置时，筛体 惯性力向右，平衡重惯 性力向左，两者相互平 衡。但是，当转到垂直 方向，反而会产生不平 衡的惯性力。 平衡重法（单筛体）平衡重法（单筛体） 平衡重在水平位置 平衡重在垂直位置是在驱动轴上装置两 个偏心轮。用两根连杆 带动上下筛体摆动。由 于两个偏心轮的偏心方 向相反，筛体水平方向 的惯性力互相抵消而平 衡。垂直方向的不平衡 力则不能避免。 对称平衡法（双筛体）对称平衡法（双筛体） 双筛体平衡 平衡轮摆动筛的特点 全部筛面都在工作 制造和安装都比较容易 结构简单、调换筛面十分方便 适用于多种物料的分级 优点 优点 缺点缺点 动力平衡较差 运行时连杆机构易损坏、噪声较大结构 主要有滚筒、收集料斗、传动装置、支撑机构 工作原理 物料通过料斗流入到滚筒时，在其间滚转和移动，并 在此过程中通过相应的孔流出，以达到分级。 5. 滚筒分级筛5. 滚筒分级筛?滚筒 ?主要工作构件，用1.52.0的 钢板冲孔后卷焊成圆柱形转 筒。 ?转筒按分级需要设计成几段， 段数为需分级数减1，各节筛孔 孔径不同，而同一节中孔径一 样。各节用连接滚圈连接以起 加强作用。 ?整个转筒上进料口端孔径小， 出料口端孔径大。 ?每节转筒下装有一个收集料 斗。原料由进口端落下，随筒 身的转动而前进。 物料有两种运动方法：