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1、食品工厂机械与设备第四章 分选分离机械与设备食品工厂机械与设备第四章 分选分离机械与设备第四章 分选分离机械与设备l食品工业中的分离操作第一节分选机械设备第二节离心分离机械第三节过滤设备第四节压榨机械第五节提取机械设备第六节膜分离机械设备第七节粉尘分离设备食品工厂机械与设备第四章 分选分离机械与设备第一节 分选机械设备l分离分选目的一、分选概念及其机械设备类型二、筛分式分选机械设备 三、基于力学的分选机械四、光学原理分选机械 五、金属及异杂物识别机械 食品工厂机械与设备第四章 分选分离机械与设备一、分选概念及其机械设备类型(一) 分选概念(二) 分选机械设备类型食品工厂机械与设备第四章 分选分
2、离机械与设备(一)分选和选别l分选是指以分级和选别为目的的分离操作。l分级一般指按照品质指标将食品物料分离成不同等级的操作。l选别是将不合格个体及异杂物从食品物料中剔除的操作。食品工厂机械与设备第四章 分选分离机械与设备(二)分选机械设备类型l固体物料的分选机械种类繁多，分类依 据多种多样。 l最常见的分类依据是分选原理、分选目 的和分选对象。 l分选机械按对象识别原理分为筛分、力 学、光学、电磁学等大类，各类又可按照 识别参数为分若干类。 l按对象识别原理分类例子食品工厂机械与设备第四章 分选分离机械与设备食品工厂机械与设备第四章 分选分离机械与设备二、筛分式分选机械设备 筛分机械设备是根据
3、物料几何形状及其粒度差异，用带有孔眼的筛面对物料进行分选的机器，应用极为广泛。机械筛分的对象物可小至面粉、乳粉，大到蘑菇、柑橘等。 （一）滚筒式分级机（二）三辊式果蔬分级机食品工厂机械与设备第四章 分选分离机械与设备（一）滚筒式分级机l结构l工作原理l柑橘用滚筒分级机l滚筒式分级机的还有一种变形结构，它是将多个滚筒同轴相套（或上下排列），筛孔尺寸由内向外（或由上至下）逐渐增大。食品工厂机械与设备第四章 分选分离机械与设备主要由进料斗、滚筒、摩擦轮、收集料斗和机架等构成。滚筒由摩擦托轮支承在机架上。集料斗设在滚筒下面，其数目与分级的数目相同。l滚筒分级机的结构食品工厂机械与设备第四章 分选分离机
4、械与设备n滚筒u滚筒是一变孔径的筒状筛，沿轴向从进口 到最后出口依孔径从小到大分为几组，组数 为需分级数减1，最后一级物料直接从滚筒 的末端排出。 u滚筒可用不同方式绕其轴转动。但目前多 采用摩擦轮方式驱动。 u为了制造方便，整体滚筒分成几节筒筛， 筒筛之间用角钢连接作为加强圈，如用摩擦 轮传动，则又作为传动的滚圈。食品工厂机械与设备第四章 分选分离机械与设备l滚筒式分级机的工作原理物料通过料斗流入到滚筒，在其间发生滚转和移动，并在此过程中通过相应的筛孔流出，以达到分级。食品工厂机械与设备第四章 分选分离机械与设备l柑橘用滚筒分级机n用于柑橘、樱桃等物料 的分级。n有若干个轴线与被分级 物料行
5、进方向垂直的多孔转筒 ，各转筒的开孔沿物料行进方 向自小到大。n物料在转筒作用下沿其 外表先后经过各转筒，当物料 小于孔眼时，便落入相应转筒 内，再流入集料槽。如此可分 离得到大小不同的物料。n根据工厂规模和进入原 料量不同，转筒的数目以24个组合为宜，分级数为转筒数 加1。 食品工厂机械与设备第四章 分选分离机械与设备（二）三辊式果蔬分级机l整机主要由进料斗、理料滚筒、辊轴链 带、出料输送带、升降滑道、驱动装置等 组成。食品工厂机械与设备第四章 分选分离机械与设备图4. 3三辊式分级机结构示意图食品工厂机械与设备第四章 分选分离机械与设备（二）三辊式果蔬分级机l分级部分为一条由竹节形辊轴通过
6、两侧 链条连接构成的链带，辊轴分固定辊和升 降辊两种连接形式。l其中固定辊与链条铰接，位置固定，而 升降辊浮动安装于链条连接板的长孔内， 升降辊与两侧相邻固定辊形成一系列分级 菱形孔。食品工厂机械与设备第四章 分选分离机械与设备图4. 4 三辊分级原理图食品工厂机械与设备第四章 分选分离机械与设备l三辊式果蔬分级机的工作原理l链带在链轮的驱动下连续运行，同时各辊轴因两侧的滚 轮与滑道间的摩擦作用而连续自转。 l果蔬通过进料斗送上辊轴链带，小于菱形孔的果蔬直接 穿过而落入集料斗内。 l较大的果蔬由理料滚筒整理成单层，果蔬进入因升降辊 处于低位而在菱形孔处形成的凹坑，随后被连续移至分 级工作段，此
7、段内的升降滑道呈倾斜状，使得升降辊逐 渐上升，所形成的菱形孔逐渐变大。 l各孔处的果蔬在辊轴摩擦作用下不断滚动而调整与菱形 孔间的位置关系，当某方向尺寸小于当时菱形孔尺寸时 ，即穿过菱形孔落到下面横向输送带的由隔板分割的相 应位置上，并被输送带送出。 l大于孔的果蔬继续随链带前移，在升降辊处于高位时仍 不能穿过菱形孔的果蔬将从末端排出。食品工厂机械与设备第四章 分选分离机械与设备l特点这种分级机的生产能力强，因在分级作业中，果蔬不断地改变着菱形孔间的位置关系，分级准确，同时果蔬始终保持与辊轴的接触，无冲击现象，果蔬损伤小，但结构复杂、造价高，适用于大型水果加工厂。食品工厂机械与设备第四章 分选
8、分离机械与设备三、基于力学的分选机械（一）气流分选机械（二）重量分级机食品工厂机械与设备第四章 分选分离机械与设备（一）气流分选机械l气流分选法是指根据物料颗粒的空气动力学特性进行物 料分选的方法。 l物料在空气中受到的作用力因其尺寸、形态、密度等不 同而异，以至于其在外力(包括空气作用力、重力及浮力) 作用下表现出不同的运动状态，从而可利用这种运动状 态差异达到分选目的。1 垂直气流清选机2水平气流分选机食品工厂机械与设备第四章 分选分离机械与设备1 垂直气流清选机当谷物原料由喂料口喂入 后，因轻杂物的悬浮速度小 于气流速度而上升，饱满谷 粒则因悬浮速度大于气流速 度而下降。 两种物料将在上
9、下两个不 同的位置被收集起来，从而 实现谷物与轻杂物的清选分 离。 通过调整不同的气流速度 可对多种谷物豆类进行除杂 清理。食品工厂机械与设备第四章 分选分离机械与设备2水平气流分选机工作气流沿水平方向流 动，颗粒在气流和自身重力 的共同作用下因着陆位置的 不同而完成分选。 当物料在水平气流作用 下降落时，大的颗粒获得气 流方向加速度的能力小，落 在近处，小的颗粒被吹到远 处，而更为细小的颗粒则随 气流进入后续分离器被分离 收集。食品工厂机械与设备第四章 分选分离机械与设备（二）重量分级机l重量式分级机可根据水果、家禽、蛋类等的重量不同进行分级。l一般有称重式和弹簧式两种，前者用得较多。l一种
10、称重式果品分级机食品工厂机械与设备第四章 分选分离机械与设备图4. 7重量式选果机食品工厂机械与设备第四章 分选分离机械与设备l称重式果品分级机n结构与外形n由接料槽、料盘、固定秤、移动秤、输送辊子链等组成。食品工厂机械与设备第四章 分选分离机械与设备l工作原理移动秤在非秤重位置上时，物料重 量靠小轨道支持，使移动秤杠杆保 持水平。 当移动秤到达固定秤处进行称重时 ，这时移动秤的杠杆与固定秤的分 离针相接触。 物料和砝码在移动秤杠杆的两端， 通过比较，若物料重量大于设定值 ，则分离针被抬起，料盘随杠杆转 动而翻转，物料被排放到接料槽。 如果果实重量小于测量设定值，则 移动秤继续前移，经过分离针
11、，进 入控制滑道，移向下一个计量点。食品工厂机械与设备第四章 分选分离机械与设备四、光学原理分选机械 l应用光学原理分级的两种类型（一）光电式果蔬分级机（二）色选机（三）其它光学识别原理分级原理食品工厂机械与设备第四章 分选分离机械与设备l应用光学原理分级的两种类型n食品工业中应用光学原理对物料进行分选分级 的机械系统有两类。一类是基于光电测距原理， 另一类根据比色原理进行分选。 n光电测距原理适用于(如水果、蔬菜等)个体较 大且大小差异明显物料的分级。 n比色原理常用于(如花生、葡萄等)个体较小、 粒度均匀、但外表颜色差异可测物料的选别。食品工厂机械与设备第四章 分选分离机械与设备（一）光电
12、式果蔬分级机光电式果蔬分级机是利用光电测距原理，对不同大小物料个体进行选别的设备。由于光线测量是非接触式的，因而减少了物料的机械损伤，有利于实现自动化。1光束遮断式果蔬分级机2脉冲计数式果蔬分级机3屏障式果蔬分级机食品工厂机械与设备第四章 分选分离机械与设备l光学式尺寸分级原理图利用光电原理测量物体的大小有多种方式，常见方 式有：遮断式、脉冲式、水平屏障式和垂直屏障式等(如图4.8所示)。食品工厂机械与设备第四章 分选分离机械与设备1光束遮断式果蔬分级机有两对由L和R构成的光电单元，平等横 装在输送带上方，两者相距d。随输送带经过分级区域的果实，若经过 的果实尺寸大于d，则会同时将两条光束 遮
13、挡，这时，光电元件可发信号给控制 系统，使分级执行机构工作，将果实从 横向排出输送带，分级得到尺寸大于d值 的果实。 食品工厂机械与设备第四章 分选分离机械与设备2脉冲计数式果蔬分级机l发光器L和接收器R分别置于果实输 送托盘的上、下方，且对准托盘的中间 开口处。 l托盘每移动一个a距离，发光器发出 一个脉冲光束，果实在运行中遮挡脉冲 光束次数为n，则果实的直径D=na。 l测得的D值通过微处理机，与机器 内的(一组预设的)D值进行比较。然后由 分级机的执行机构根据尺寸级别指令对 物料进行分级处置。分级机的精度与输 送带速度有关。食品工厂机械与设备第四章 分选分离机械与设备3屏障式果蔬分级机l
14、将多个由发光器和接收器构 成的光偶呈水平状排成一列，形 成光束屏障。 l随输送带前进的果实经过光 束屏障时，根据被遮挡的光束数 可求出果实的高度，再结合各光 束被遮挡的时间，经积分可求出 果实平行于输送带移动方向的侧 向投影面积。 l此积分值与设定值进行比较 后可得出果实级别判断。这种分 级机的精度也与输送带速度有关 。分级机的精度也与输送带速度 有关。食品工厂机械与设备第四章 分选分离机械与设备（二）色选机l色选机是利用食品物料颜色差别进行分选的一 种设备。 l色选机的分选操作也需要两方面的系统配合。 一是对食品的颜色进行识别的系统；二是根据识 别信号对具体物料进行分流的操作机构。 l一种色
15、选机系统：从大量散装产品中将颜色不 正常或感染病虫害的个体(球状、块状或颗粒状) 以及外来杂质。主要由供料系统、检测系统、信 号处理与控制电路、剔除系统等部分组成。 l色选机工作原理 食品工厂机械与设备第四章 分选分离机械与设备食品工厂机械与设备第四章 分选分离机械与设备l光电色选机的工作原理l贮料斗中的物料由振动喂料器送入通道成单行 排列，依次落入光电检测室，从电子视镜与比色 板之间通过。 l被选颗粒对光的反射及比色板的反射在电子视 镜中相比较，颜色的差异使电子视镜内部的电压 改变，并经放大。 l如果信号差别超过自动控制水平的预置值，即 被存贮延时，随即驱动气阀，高速喷射气流将物 料吹送入旁
16、路通道。 l而合格品流经光电检测室时，检测信号与标准 信号差别微小，信号经处理判断为正常，气流喷 嘴不动作，物料进入合格品通道。 食品工厂机械与设备第四章 分选分离机械与设备第二节 离心分离机械一 离心机类型二 过滤式离心机三 分离式离心机食品工厂机械与设备第四章 分选分离机械与设备一、离心机类型离心分离机可有不同的分类方式。常见的分类因素有：分离因数、分离原理、操作方式、卸料方式和轴向等。食品工厂机械与设备第四章 分选分离机械与设备l按分离原理分类n过滤式:是鼓壁上有孔，借离心力实现过滤分离 的离心机。这类离心机分离因数不大，转速一般 在10001500r/min。n沉降式:转鼓壁不开孔、借离心力实现沉降分离 的离心机。 n分离式:鼓壁亦无开孔，但其转速很大，一般在 4000r/min以上，分离因数在3000以上。食品工厂机械与设备第四章 分选分离机械与设备二、过滤式离心
