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1、发酵机械与设备发酵机械与设备n徐徐 明明 芳芳 博博 士士n教教 授授n暨暨 南南 大大 学学 生生 科科 院院n2015-09-11工欲善其事，必先利其器 论语魏灵公 目录绪论绪论第一篇第一篇 生物质原料处理设备生物质原料处理设备第二篇第二篇 生物反应设备生物反应设备第三篇第三篇 产物分离设备产物分离设备第四篇第四篇 其他设备其他设备第一篇第一篇 生物质原料处理设备生物质原料处理设备n第一章第一章 生物质原料预处理设备生物质原料预处理设备n第二章 生物细胞培养基制备设备第一篇第一篇 生物质原料处理设备生物质原料处理设备第一章第一章 生物质原料处理过程与设备生物质原料处理过程与设备内容n n第
2、一节第一节 生物质原料生物质原料筛选与分级筛选与分级n n第二节第二节 生物质原料的生物质原料的粉碎粉碎n n第三节第三节 生物质原料固体间的生物质原料固体间的混合混合思考题思考题n生物质原料为什么要进行预处理生物质原料为什么要进行预处理? ?预处理预处理包括哪些内容包括哪些内容? ?n常用的旋转式永磁滚筒磁铁分离器结构常用的旋转式永磁滚筒磁铁分离器结构与工作原理；与工作原理；n大麦精选机结构与工作原理是什么大麦精选机结构与工作原理是什么？n振动筛的结构与原理？振动筛的结构与原理？n锤式粉碎机结构、工作原理锤式粉碎机结构、工作原理n辊式粉碎机结构和工作原理辊式粉碎机结构和工作原理n球磨机球磨机
3、结构和工作原理结构和工作原理底物底物检测控检测控制仪表制仪表培养基培养基（灭菌）（灭菌）经加工经加工原料原料酶酶细胞细胞生物催化剂生物催化剂（游离或固定化）（游离或固定化）机械能机械能除除菌菌空气空气产品提取纯化产品提取纯化副产品副产品产品产品废物废物热能热能原材料原材料原材料原材料营养物营养物典型工业生物技术过程典型工业生物技术过程核心技术？核心技术？n培养基制备工艺过程：培养基制备工艺过程： 原原原原 料料料料 筛筛筛筛 选选选选 粉粉粉粉 碎碎碎碎 糊糊 化（蒸煮、酶）化（蒸煮、酶） 糖糖 化（酶法）化（酶法） 灭灭 菌菌 冷冷 却却 原料概述原料概述 工业化大生产所用工业化大生产所用原
4、料原料主要有主要有两种两种： 1.直接使用直接使用淀粉淀粉为原料为原料 (或淀粉的加工品，如各种淀粉糖或淀粉的加工品，如各种淀粉糖) 2. 以以初级粮食为原料初级粮食为原料(淀粉质原料淀粉质原料)， 如大米、玉米、瓜干、苕干、大麦等，需要对如大米、玉米、瓜干、苕干、大麦等，需要对原料进原料进行预处理行预处理 (包括包括筛选、除杂和粉碎筛选、除杂和粉碎)。概概 述述预处理原因预处理原因 是因为原料在收获是因为原料在收获贮藏和运输中贮藏和运输中会混入各种夹杂物，会混入各种夹杂物，可分为三类：可分为三类：a.纤维性较长物质纤维性较长物质，如麻绳、草屑、庄稼秸秆等；，如麻绳、草屑、庄稼秸秆等；b.颗粒
5、状颗粒状，如泥土块、沙子、小石块等；，如泥土块、沙子、小石块等；c.铁磁性物质铁磁性物质，如铁钉、螺丝等。，如铁钉、螺丝等。危害：危害：原料出品率降低；影响后面工序的进行，如粉原料出品率降低；影响后面工序的进行，如粉碎时会磨损机械等。碎时会磨损机械等。第一节第一节 生物质原料筛选与分级生物质原料筛选与分级1 1、生物质原料筛选与分级设备、生物质原料筛选与分级设备 1.1 1.1 磁力除铁器磁力除铁器 （1 1 1 1）永磁溜管）永磁溜管）永磁溜管）永磁溜管23个盖板，每个盖板上装有两组前后错开的磁铁。连续磁选、拆板清理。1. 固体物料的筛选除杂设备固体物料的筛选除杂设备n n发酵工厂以初级粮食
6、为原料的生产中，谷物原料发酵工厂以初级粮食为原料的生产中，谷物原料发酵工厂以初级粮食为原料的生产中，谷物原料发酵工厂以初级粮食为原料的生产中，谷物原料含有泥土、砂石、含有泥土、砂石、含有泥土、砂石、含有泥土、砂石、草籽、杂谷、金属等杂质草籽、杂谷、金属等杂质草籽、杂谷、金属等杂质草籽、杂谷、金属等杂质，必须对原料进行筛选和除杂处理。，必须对原料进行筛选和除杂处理。，必须对原料进行筛选和除杂处理。，必须对原料进行筛选和除杂处理。n n谷物原料粗选设备谷物原料粗选设备谷物原料粗选设备谷物原料粗选设备n n（1 1） 磁力除铁器磁力除铁器磁力除铁器磁力除铁器n n由由由由永久磁铁或电磁铁组成永久磁铁
7、或电磁铁组成永久磁铁或电磁铁组成永久磁铁或电磁铁组成。n n永久磁铁永久磁铁永久磁铁永久磁铁结构简单，使用维护简便和不耗电能，但磁结构简单，使用维护简便和不耗电能，但磁结构简单，使用维护简便和不耗电能，但磁结构简单，使用维护简便和不耗电能，但磁力较弱，磁性会退化。力较弱，磁性会退化。力较弱，磁性会退化。力较弱，磁性会退化。n n电磁铁电磁铁电磁铁电磁铁磁力稳定，性能可靠，但需一定的电流强度，磁力稳定，性能可靠，但需一定的电流强度，磁力稳定，性能可靠，但需一定的电流强度，磁力稳定，性能可靠，但需一定的电流强度，结构复杂。结构复杂。结构复杂。结构复杂。n n常用的磁铁分离器：平板式和旋转式常用的磁
8、铁分离器：平板式和旋转式常用的磁铁分离器：平板式和旋转式常用的磁铁分离器：平板式和旋转式n n平板式磁铁分离器：由若干块磁铁排成一排，镶在木平板式磁铁分离器：由若干块磁铁排成一排，镶在木平板式磁铁分离器：由若干块磁铁排成一排，镶在木平板式磁铁分离器：由若干块磁铁排成一排，镶在木槽中，磁极露在物料通过的倾斜平面上。槽中，磁极露在物料通过的倾斜平面上。槽中，磁极露在物料通过的倾斜平面上。槽中，磁极露在物料通过的倾斜平面上。1.1.磁铁分离器结构磁铁分离器结构a.a.结构结构 平板式磁铁分离器平板式磁铁分离器 旋转式磁铁分离器旋转式磁铁分离器b.b.原理原理： 用磁铁分离器用磁铁分离器除铁时，只要原
9、料成除铁时，只要原料成薄层通过分离器，薄层通过分离器，铁铁块便被吸住而除去块便被吸住而除去，物料则继续自由通过。物料则继续自由通过。平平板板式式旋旋转转式式(2)2)永磁滚筒永磁滚筒磁铁滚筒由磁铁滚筒由磁铁滚筒由磁铁滚筒由转动的外筒转动的外筒转动的外筒转动的外筒和其中固定和其中固定和其中固定和其中固定不动的磁铁不动的磁铁不动的磁铁不动的磁铁芯组成芯组成芯组成芯组成机构包括机构包括机构包括机构包括进料装置、滚筒、磁芯、机壳和传动装置进料装置、滚筒、磁芯、机壳和传动装置进料装置、滚筒、磁芯、机壳和传动装置进料装置、滚筒、磁芯、机壳和传动装置等。等。等。等。永磁滚筒永磁滚筒磁芯，由锶钙铁氧体永久锶钙
10、铁氧体永久锶钙铁氧体永久锶钙铁氧体永久磁铁磁铁磁铁磁铁和铁隔板按一定顺序排列成170的圆弧形， 安装在固定的轴上。磁芯一般固定不动。 RCYG永磁传动滚筒永磁传动滚筒磁力除铁器工作原理磁力除铁器工作原理n平板式磁铁分离器：平板式磁铁分离器： 由若干块磁铁排成一排，镶在木槽中，磁极露在物料通过的倾由若干块磁铁排成一排，镶在木槽中，磁极露在物料通过的倾斜平面上。斜平面上。n n旋转式磁铁分离器：旋转式磁铁分离器：旋转式磁铁分离器：旋转式磁铁分离器： 由半圆形磁铁铁芯与旋转滚筒组成。由半圆形磁铁铁芯与旋转滚筒组成。n（1）固定形磁钢装置）固定形磁钢装置 将永久磁钢根据需要的数量组合起来，将永久磁钢根
11、据需要的数量组合起来，分散或集中装置在谷粒经过的加料斜槽或加工设备之前。分散或集中装置在谷粒经过的加料斜槽或加工设备之前。n（2）永磁滚筒）永磁滚筒 由上体机由上体机1，磁铁滚筒，磁铁滚筒2，下机体，下机体3，涡轮减，涡轮减速器速器4和电机和电机5等组成。等组成。n 物料经压力门形成均匀的料层，落到磁铁滚筒上，谷物随滚物料经压力门形成均匀的料层，落到磁铁滚筒上，谷物随滚筒转动而下落，从出料口排出，其中筒转动而下落，从出料口排出，其中磁性金属杂质被磁芯磁磁性金属杂质被磁芯磁磁性金属杂质被磁芯磁磁性金属杂质被磁芯磁化，吸留在外筒表面化，吸留在外筒表面化，吸留在外筒表面化，吸留在外筒表面，并被外筒上
12、的拨齿带着随外筒一同转，并被外筒上的拨齿带着随外筒一同转动至磁场作用区外，自动落入铁盒内。动至磁场作用区外，自动落入铁盒内。1.2大麦的精选及分级设备大麦的精选及分级设备n大麦发芽之前要精选，主要是去除圆形杂粒，特别是断裂的半粒大麦和草籽大麦发芽之前要精选，主要是去除圆形杂粒，特别是断裂的半粒大麦和草籽。n大麦精选机（动画）大麦精选机（动画）n n利用杂粒与大麦长度不同的特点进行分离。常用的精选机有碟片式和滚筒式。利用杂粒与大麦长度不同的特点进行分离。常用的精选机有碟片式和滚筒式。利用杂粒与大麦长度不同的特点进行分离。常用的精选机有碟片式和滚筒式。利用杂粒与大麦长度不同的特点进行分离。常用的精
13、选机有碟片式和滚筒式。n n（1）碟片式精选机工作原理）碟片式精选机工作原理 n n一组同轴安装的一组同轴安装的一组同轴安装的一组同轴安装的圆环形铸铁碟片圆环形铸铁碟片圆环形铸铁碟片圆环形铸铁碟片，碟片的两侧工作面制成许多特殊形状的袋，碟片的两侧工作面制成许多特殊形状的袋，碟片的两侧工作面制成许多特殊形状的袋，碟片的两侧工作面制成许多特殊形状的袋孔，当碟片在大麦堆中转动时，孔，当碟片在大麦堆中转动时，孔，当碟片在大麦堆中转动时，孔，当碟片在大麦堆中转动时，n n短粒物料被嵌入袋孔而被带到较高位置，由于孔底逐步向下倾斜，短短粒物料被嵌入袋孔而被带到较高位置，由于孔底逐步向下倾斜，短短粒物料被嵌入
14、袋孔而被带到较高位置，由于孔底逐步向下倾斜，短短粒物料被嵌入袋孔而被带到较高位置，由于孔底逐步向下倾斜，短粒物料粒物料粒物料粒物料受本身的重力作用从袋孔中倒出受本身的重力作用从袋孔中倒出受本身的重力作用从袋孔中倒出受本身的重力作用从袋孔中倒出，落入收集槽中。，落入收集槽中。，落入收集槽中。，落入收集槽中。n n长粒物料长粒物料长粒物料长粒物料因长度较袋孔长，因长度较袋孔长，因长度较袋孔长，因长度较袋孔长，虽能进入袋孔虽能进入袋孔虽能进入袋孔虽能进入袋孔，但其重心仍在袋孔之外，当碟片，但其重心仍在袋孔之外，当碟片，但其重心仍在袋孔之外，当碟片，但其重心仍在袋孔之外，当碟片还未带到一定高度，即还未
15、带到一定高度，即还未带到一定高度，即还未带到一定高度，即从袋孔中滑落，使长粒物料和短粒物料分离从袋孔中滑落，使长粒物料和短粒物料分离从袋孔中滑落，使长粒物料和短粒物料分离从袋孔中滑落，使长粒物料和短粒物料分离。分级设备分级设备-精选机精选机精选目的：除杂粒，除去伤残粒，因为大麦发精选目的：除杂粒，除去伤残粒，因为大麦发精选目的：除杂粒，除去伤残粒，因为大麦发精选目的：除杂粒，除去伤残粒，因为大麦发芽时伤粒易生霉。芽时伤粒易生霉。芽时伤粒易生霉。芽时伤粒易生霉。（1）碟片式精选机）碟片式精选机精选机适用于颗粒状物料颗粒状物料，按颗粒长度分级颗粒长度分级。精选机理精选机理精选机理精选机理：利用利用
16、利用利用带有袋孔（窝眼）的工作面带有袋孔（窝眼）的工作面带有袋孔（窝眼）的工作面带有袋孔（窝眼）的工作面来来来来分离杂粒物料，分离杂粒物料，分离杂粒物料，分离杂粒物料，袋孔中嵌入长度不同的颗粒袋孔中嵌入长度不同的颗粒袋孔中嵌入长度不同的颗粒袋孔中嵌入长度不同的颗粒，带升高度不同而分离带升高度不同而分离带升高度不同而分离带升高度不同而分离。一组同轴安装的一组同轴安装的一组同轴安装的一组同轴安装的圆环形铸铁碟片圆环形铸铁碟片圆环形铸铁碟片圆环形铸铁碟片，碟片的两侧工作面制成许多特殊碟片的两侧工作面制成许多特殊碟片的两侧工作面制成许多特殊碟片的两侧工作面制成许多特殊形状的形状的形状的形状的袋孔袋孔袋
17、孔袋孔。当碟片在大麦堆中转动时，当碟片在大麦堆中转动时，当碟片在大麦堆中转动时，当碟片在大麦堆中转动时，短粒短粒短粒短粒物物物物料被嵌入料被嵌入料被嵌入料被嵌入袋孔袋孔袋孔袋孔而被带到较高位而被带到较高位而被带到较高位而被带到较高位置，由于孔底逐步向下倾斜，短置，由于孔底逐步向下倾斜，短置，由于孔底逐步向下倾斜，短置，由于孔底逐步向下倾斜，短粒物料受本身的重力作用从袋孔粒物料受本身的重力作用从袋孔粒物料受本身的重力作用从袋孔粒物料受本身的重力作用从袋孔中倒出，落入收集槽中。中倒出，落入收集槽中。中倒出，落入收集槽中。中倒出，落入收集槽中。长粒物长粒物长粒物长粒物料因长度较袋孔长，虽能料因长度较
18、袋孔长，虽能料因长度较袋孔长，虽能料因长度较袋孔长，虽能进入袋孔，但其重心仍在进入袋孔，但其重心仍在进入袋孔，但其重心仍在进入袋孔，但其重心仍在袋孔之袋孔之袋孔之袋孔之外外外外，当碟片还未带到一定高度，当碟片还未带到一定高度，当碟片还未带到一定高度，当碟片还未带到一定高度，即从袋孔中滑落，使长粒物料和即从袋孔中滑落，使长粒物料和即从袋孔中滑落，使长粒物料和即从袋孔中滑落，使长粒物料和短粒物料分离短粒物料分离短粒物料分离短粒物料分离。(1(1）碟片式精选机）碟片式精选机主要构件主要构件主要构件主要构件: :由一组两侧开有由一组两侧开有由一组两侧开有由一组两侧开有许多许多许多许多袋孔的同轴碟片组成
19、袋孔的同轴碟片组成袋孔的同轴碟片组成袋孔的同轴碟片组成1 1、大麦精选机、大麦精选机原原理理：利利用用杂杂粒粒与与大大麦麦长长度度不不同同的的特特点点进行分离进行分离大麦的精选及分级设备大麦的精选及分级设备 （1）碟片式精选机表1-1 碟片精选机的技术特性型号项目FTT2527FTT2523生生生生产产能力，能力，能力，能力，t/24ht/24h140140，5.8t/h5.8t/h120,5/h120,5/h碟片直径，mm630630碟片数目2723碟片转速：除芥麦除燕麦5560707555607075传动轮转速，r/min17517.5所需功率，kW1.91.5外形尺寸，mm2200872
20、8531900872853(2(2）滚筒式精选机）滚筒式精选机 主要构件是一个表面开有袋孔的旋转圆筒。主要构件是一个表面开有袋孔的旋转圆筒。主要构件是一个表面开有袋孔的旋转圆筒。主要构件是一个表面开有袋孔的旋转圆筒。长粒物料不能进入袋孔长粒物料不能进入袋孔长粒物料不能进入袋孔长粒物料不能进入袋孔，在进料压力和滚筒倾斜的影响，在进料压力和滚筒倾斜的影响，在进料压力和滚筒倾斜的影响，在进料压力和滚筒倾斜的影响下向滚筒另一端移动流出，下向滚筒另一端移动流出，下向滚筒另一端移动流出，下向滚筒另一端移动流出，短粒物料则嵌入袋孔被带到较高位置短粒物料则嵌入袋孔被带到较高位置短粒物料则嵌入袋孔被带到较高位置
21、短粒物料则嵌入袋孔被带到较高位置，落入中央收集槽，落入中央收集槽，落入中央收集槽，落入中央收集槽中，由螺旋输送机送出从而得到分离。中，由螺旋输送机送出从而得到分离。中，由螺旋输送机送出从而得到分离。中，由螺旋输送机送出从而得到分离。滚筒式精选机滚筒式精选机表1-2 滚筒精选机技术特性技术特性低速低速低速低速滚滚筒精筒精筒精筒精选选机机机机高速高速高速高速滚滚筒精筒精筒精筒精选选机机机机从大麦中除芥麦从大麦中除芥麦时生生产能力，能力，kg/h10003000功率，kW0.30.55圆筒直径，mm600600圆筒长度，mm22002000筒转速，r/min1345轴转速，r/min50120尺寸：
22、长，mm8302853宽，mm640640重量，kg300350此外低速滚筒精选机的安装应与水平线成510角，颗粒原料向出口运动速度约为0.030.05m/s，平均生产率为100140kg/hm2（袋孔面积）。而高速滚筒精选机可接近水平安装，其生产率可达500kg/hm2。5XFZ-10B复式精选机复式精选机技术含量高： 集风选，筛选（分级），比重选等功能为一体，电磁调速无级控制比重台频率，成品净度好，质量高。综合性能局国内领先水平。大生产率：加工速度快，周期短，效率高。提别适合收购加工户，炒货企业以及种子企业等使用。适应性广：该机对多种作物以及所有颗粒状物料有良好的清选作用。绿色环保：设有螺
23、旋除尘系统，能将粉尘，轻杂质等沉降后集中排放，无污染。 1.3 1.3 筛选分级设备筛选分级设备 生产中往往需要将粒度的不同物料分级，来进生产中往往需要将粒度的不同物料分级，来进生产中往往需要将粒度的不同物料分级，来进生产中往往需要将粒度的不同物料分级，来进行不同的处理，这就需要筛选分级。行不同的处理，这就需要筛选分级。行不同的处理，这就需要筛选分级。行不同的处理，这就需要筛选分级。 筛选操作筛选操作筛选操作筛选操作 筛选设备一般分为筛选设备一般分为筛选设备一般分为筛选设备一般分为振动筛和转筒筛振动筛和转筒筛振动筛和转筒筛振动筛和转筒筛两种。两种。两种。两种。（1 1 1 1）振动筛）振动筛）
24、振动筛）振动筛筛选和风选筛选和风选筛选和风选筛选和风选三级振动筛三级振动筛三级振动筛三级振动筛平面筛平面筛平面筛平面筛固体物料的筛选分级设备固体物料的筛选分级设备1 1. . . .筛选设备筛选设备筛选设备筛选设备振动筛振动筛振动筛振动筛（动画）（动画）a.a.a.a.结构结构结构结构 以大麦粗选设备为例以大麦粗选设备为例以大麦粗选设备为例以大麦粗选设备为例 ，结构见下图。，结构见下图。，结构见下图。，结构见下图。振动筛：振动筛：振动筛：振动筛：是一种平面筛，常用筛子有两种：是一种平面筛，常用筛子有两种：是一种平面筛，常用筛子有两种：是一种平面筛，常用筛子有两种：一种是由一种是由一种是由一种是
25、由金属丝金属丝金属丝金属丝( (或其他丝线或其他丝线或其他丝线或其他丝线) )编织而成的；编织而成的；编织而成的；编织而成的； 另一种是另一种是另一种是另一种是冲孔的金属板冲孔的金属板冲孔的金属板冲孔的金属板。筛孔的形状有筛孔的形状有筛孔的形状有筛孔的形状有圆形、正方形、长方形圆形、正方形、长方形圆形、正方形、长方形圆形、正方形、长方形等。等。等。等。大麦粗选机用的是长方形的冲孔筛板。大麦粗选机用的是长方形的冲孔筛板。大麦粗选机用的是长方形的冲孔筛板。大麦粗选机用的是长方形的冲孔筛板。筛板开孔率一般为筛板开孔率一般为筛板开孔率一般为筛板开孔率一般为50-6050-60，开孔率愈大，筛选效率愈高
26、，但开孔率过大开孔率愈大，筛选效率愈高，但开孔率过大开孔率愈大，筛选效率愈高，但开孔率过大开孔率愈大，筛选效率愈高，但开孔率过大会影响筛子的强度。会影响筛子的强度。会影响筛子的强度。会影响筛子的强度。目前使用的筛选机，筛宽在目前使用的筛选机，筛宽在目前使用的筛选机，筛宽在目前使用的筛选机，筛宽在500-1600mm,500-1600mm, 振幅通常取振幅通常取振幅通常取振幅通常取4-6mm4-6mm，频率频率频率频率可在可在可在可在200-650200-650次分范围内次分范围内次分范围内次分范围内选取。选取。选取。选取。b.工作原理工作原理 筛选操作就是将物筛选操作就是将物筛选操作就是将物筛
27、选操作就是将物 料从筛的一端加入，料从筛的一端加入，料从筛的一端加入，料从筛的一端加入， 并使其并使其并使其并使其向筛的另一向筛的另一向筛的另一向筛的另一 端移动，从而使尺端移动，从而使尺端移动，从而使尺端移动，从而使尺 寸小于筛孔的物料寸小于筛孔的物料寸小于筛孔的物料寸小于筛孔的物料 穿过筛孔落下，穿过筛孔落下，穿过筛孔落下，穿过筛孔落下， 成为筛下物；成为筛下物；成为筛下物；成为筛下物；尺寸尺寸尺寸尺寸 大于筛孔的物料则大于筛孔的物料则大于筛孔的物料则大于筛孔的物料则 经过筛面从筛的另经过筛面从筛的另经过筛面从筛的另经过筛面从筛的另 一端引出。一端引出。一端引出。一端引出。大麦粗选设备大麦
28、粗选设备振动筛振动筛DZSF电动振动筛电动振动筛旋振筛旋振筛 /三次元振动筛分过滤三次元振动筛分过滤机作用与原理机作用与原理:n三次元振动筛分过滤机/旋振筛的动力源是振振动电机，振动电机转轴上下端安装有重锤（不平动电机，振动电机转轴上下端安装有重锤（不平衡重锤）衡重锤）n通过振动电机的旋转运动在通过振动电机的旋转运动在不平衡重锤作用不平衡重锤作用下转下转变为变为水平、垂直、倾斜的三维运动水平、垂直、倾斜的三维运动即三次元运动，即三次元运动，旋振筛利用振动电机三维运动，通过旋振筛的弹簧和振动体把三维运动传递给振动筛网面振动筛网面。n通过改变振动电机上下重锤的相位角改变振动电机上下重锤的相位角来实
29、现物料在筛面上的运动轨迹，以此达到筛分、去杂、过滤的目的。超超Sweco圆形筛分机 旋振筛旋振筛 振动筛生产能力计算振动筛生产能力计算 ，kg/h B：筛宽，m ； q:单位筛宽流量，kg/(m.h)近似计算： ，kg/hB B0 0- -筛面有效宽度，筛面有效宽度，筛面有效宽度，筛面有效宽度，m;m;h-h-筛面物料层厚度，筛面物料层厚度，筛面物料层厚度，筛面物料层厚度，mm， h=12 dh=12 d，d d为物料最大直径为物料最大直径为物料最大直径为物料最大直径V Vcpcp- -物料沿筛面运动的平均速度，物料沿筛面运动的平均速度，物料沿筛面运动的平均速度，物料沿筛面运动的平均速度，m/
30、sm/s- -物料松散系数，取物料松散系数，取物料松散系数，取物料松散系数，取0.360.64 0.360.64 - -物料的密度，物料的密度，物料的密度，物料的密度，kg/m3 (2(2）滚筒式精选机）滚筒式精选机 主要构件是一个表面开有袋孔的旋转圆筒。主要构件是一个表面开有袋孔的旋转圆筒。主要构件是一个表面开有袋孔的旋转圆筒。主要构件是一个表面开有袋孔的旋转圆筒。长粒物料不能进入袋孔长粒物料不能进入袋孔长粒物料不能进入袋孔长粒物料不能进入袋孔，在进料压力和滚筒倾斜的影响，在进料压力和滚筒倾斜的影响，在进料压力和滚筒倾斜的影响，在进料压力和滚筒倾斜的影响下向滚筒另一端移动流出，下向滚筒另一端
31、移动流出，下向滚筒另一端移动流出，下向滚筒另一端移动流出，短粒物料则嵌入袋孔被带到较高位置短粒物料则嵌入袋孔被带到较高位置短粒物料则嵌入袋孔被带到较高位置短粒物料则嵌入袋孔被带到较高位置，落入中央收集槽，落入中央收集槽，落入中央收集槽，落入中央收集槽中，由螺旋输送机送出从而得到分离。中，由螺旋输送机送出从而得到分离。中，由螺旋输送机送出从而得到分离。中，由螺旋输送机送出从而得到分离。滚筒式精选机滚筒式精选机表1-2 滚筒精选机技术特性技术特性低速低速低速低速滚滚筒精筒精筒精筒精选选机机机机高速高速高速高速滚滚筒精筒精筒精筒精选选机机机机从大麦中除芥麦从大麦中除芥麦时生生产能力，能力，kg/h1
32、0003000功率，kW0.30.55圆筒直径，mm600600圆筒长度，mm22002000筒转速，r/min1345轴转速，r/min50120尺寸：长，mm8302853宽，mm640640重量，kg300350此外低速滚筒精选机的安装应与水平线成510角，颗粒原料向出口运动速度约为0.030.05m/s，平均生产率为100140kg/hm2（袋孔面积）。而高速滚筒精选机可接近水平安装，其生产率可达500kg/hm2。5XFZ-10B复式精选机复式精选机技术含量高： 集风选，筛选（分级），比重选等功能为一体，电磁调速无级控制比重台频率，成品净度好，质量高。综合性能局国内领先水平。大生产率
33、：加工速度快，周期短，效率高。提别适合收购加工户，炒货企业以及种子企业等使用。适应性广：该机对多种作物以及所有颗粒状物料有良好的清选作用。绿色环保：设有螺旋除尘系统，能将粉尘，轻杂质等沉降后集中排放，无污染。（2 2）转筒筛）转筒筛n n物料从小孔端进入，由大孔端排物料从小孔端进入，由大孔端排物料从小孔端进入，由大孔端排物料从小孔端进入，由大孔端排出，从而分出三个级粒。出，从而分出三个级粒。出，从而分出三个级粒。出，从而分出三个级粒。n n倾斜角倾斜角倾斜角倾斜角3 3 3 35555n n圆周速度圆周速度圆周速度圆周速度0.70.71.0 m/s1.0 m/sn n滚筒筛产能滚筒筛产能滚筒筛
34、产能滚筒筛产能：n nG=qG=q DLDLn nq-q-单单位位位位筛筛面面面面负负荷量，荷量，荷量，荷量，kg/mkg/m2 2；n nD-D-筛筛面直径，面直径，面直径，面直径，mm；n nL-L-筛筛筒筒筒筒长长度，度，度，度，mm；n n-筛筛面有效系数面有效系数面有效系数面有效系数作者Admin浏览滚筒筛分机的主体结构滚筒筛分机的主体结构是筛分筒，它是由若干个是筛分筒，它是由若干个圆型状筛网组成圆型状筛网组成，整体与地平面成倾，整体与地平面成倾斜状态，外部被密封隔离罩所密封，以防止污染环境。斜状态，外部被密封隔离罩所密封，以防止污染环境。滚筒筛分机通过变速减速系统使筛分筒在一定转速
35、下旋转，物料自上而下通过筛分筒滚筒筛分机通过变速减速系统使筛分筒在一定转速下旋转，物料自上而下通过筛分筒得到分离，得到分离，细料细料从筛分筒前端下部排出，从筛分筒前端下部排出，粗料粗料从筛分筒下端尾部排出。从筛分筒下端尾部排出。第二节 生物质原料的粉碎粉碎生物质原料的粉碎生物质原料的粉碎n n粉碎指粉碎指大块固体物料破碎成小块物料大块固体物料破碎成小块物料，n n或或小块物料小块物料进一步破碎成进一步破碎成粉末状物料粉末状物料。n n物料粉碎的必要性：物料粉碎的必要性：溶解、混合和反应溶解、混合和反应。粉碎目的粉碎目的粉碎目的粉碎目的：主要是使物料颗粒变小，主要是使物料颗粒变小，主要是使物料颗
36、粒变小，主要是使物料颗粒变小，表面积显著增大表面积显著增大表面积显著增大表面积显著增大，可加速溶解，节省可加速溶解，节省可加速溶解，节省可加速溶解，节省 加热时的蒸汽量（减少能耗），加热时的蒸汽量（减少能耗），加热时的蒸汽量（减少能耗），加热时的蒸汽量（减少能耗），提高原料利用率提高原料利用率提高原料利用率提高原料利用率，减少输送时管道堵塞减少输送时管道堵塞减少输送时管道堵塞减少输送时管道堵塞等。等。等。等。n机械粉碎机械粉碎的5种形式（5种粉碎力）：挤压、冲击、研挤压、冲击、研挤压、冲击、研挤压、冲击、研磨、劈力和剪切。磨、劈力和剪切。磨、劈力和剪切。磨、劈力和剪切。n n粒径范围粒径范围粒
37、径范围粒径范围: 粗碎粗碎. . 原料粒度401500mm，成品粒度成品粒度5 550mm50mm 中细碎中细碎.原料粒度550mm，成品粒度成品粒度0.10.15mm5mm 微粉碎微粉碎. .原料粒度510mm，成品粒度成品粒度100m100m 超微粉碎超微粉碎. .原料粒度0.55mm，成品粒度1025mn粉碎比（粉碎度），粉碎比（粉碎度），粉碎前后的粒度比。 粉碎比，粗碎为粉碎比，粗碎为粉碎比，粗碎为粉碎比，粗碎为2 2 2 26 6 6 6，中、细碎为中、细碎为中、细碎为中、细碎为5 5 5 550505050，磨碎为磨碎为磨碎为磨碎为50505050以上。以上。以上。以上。 总粉碎比
38、总粉碎比总粉碎比总粉碎比是经过几道粉碎步骤后的总结果。是经过几道粉碎步骤后的总结果。是经过几道粉碎步骤后的总结果。是经过几道粉碎步骤后的总结果。 根据物料的特性，以及粉碎要求选择合适的粉碎方法。根据物料的特性，以及粉碎要求选择合适的粉碎方法。根据物料的特性，以及粉碎要求选择合适的粉碎方法。根据物料的特性，以及粉碎要求选择合适的粉碎方法。任何一种粉碎机，都是几种方法的结合任何一种粉碎机，都是几种方法的结合任何一种粉碎机，都是几种方法的结合任何一种粉碎机，都是几种方法的结合。粉碎设备：粉碎设备：（1 1）锤式粉碎机（动画）锤式粉碎机（动画）n n适用范围适用范围: : 中等硬度物料的中、细碎，脆性
39、物中等硬度物料的中、细碎，脆性物料。料。n n锤刀锤刀： 可拆换，可摆动避开硬物。可拆换，可摆动避开硬物。n n 高碳钢和锰钢，可两头调换使用。高碳钢和锰钢，可两头调换使用。n n工作原理工作原理：物料物料从上方料斗加入，在从上方料斗加入，在悬空状态悬空状态下就被锤的冲击力所破碎，下就被锤的冲击力所破碎，然后物料被抛至然后物料被抛至冲击板上，冲击板上，再次被击碎再次被击碎。此外物料在机内还。此外物料在机内还受到受到挤压和研磨挤压和研磨的作用。的作用。锤式粉碎机锤式粉碎机产能与动力消耗计算产能与动力消耗计算n n产能： 圆孔圆孔 V0=/4*d02d d d0 0- -筛孔直径，筛孔直径，mm；
40、 d-d-产品粒度，产品粒度，mm； - -排料系数排料系数 方孔：方孔： V V0 0=LCd =LCd 总产总产能：能： V=60V=60V V0 0KnZKnZ K- K-锤锤刀排数；刀排数；n-n-转转速，速， r/min； Z-Z-总总孔数孔数n n动力消耗：动力消耗：N NADAD2 2LnLn A-A-系数；系数；D D- -锤刀末端直径，锤刀末端直径，mm； L-L-转子轴向长度，转子轴向长度，mm；n n- -转速转速，r/min； （2 2）盘磨机）盘磨机 两个两个两个两个带沟纹的圆盘带沟纹的圆盘带沟纹的圆盘带沟纹的圆盘，一个，一个，一个，一个和轴一起转动，和轴一起转动，和
41、轴一起转动，和轴一起转动，另一个固另一个固另一个固另一个固定在外壳上定在外壳上定在外壳上定在外壳上 物料由料斗进入圆盘中心物料由料斗进入圆盘中心物料由料斗进入圆盘中心物料由料斗进入圆盘中心，由于离心力的作用，物，由于离心力的作用，物，由于离心力的作用，物，由于离心力的作用，物料在料在料在料在两个圆盘缝隙中向外两个圆盘缝隙中向外两个圆盘缝隙中向外两个圆盘缝隙中向外甩出甩出甩出甩出，并受到圆盘的研磨，并受到圆盘的研磨，并受到圆盘的研磨，并受到圆盘的研磨和剪切作用而被粉碎，间和剪切作用而被粉碎，间和剪切作用而被粉碎，间和剪切作用而被粉碎，间隙可调隙可调隙可调隙可调 若两圆盘同时反向旋转，若两圆盘同时
42、反向旋转，若两圆盘同时反向旋转，若两圆盘同时反向旋转，则研磨剪切作用更强。则研磨剪切作用更强。则研磨剪切作用更强。则研磨剪切作用更强。盘磨机盘磨机（3 3）球磨机）球磨机 由由由由转筒和硬质球转筒和硬质球转筒和硬质球转筒和硬质球体组成。体组成。体组成。体组成。 球体随筒旋转而升起，当球的球体随筒旋转而升起，当球的球体随筒旋转而升起，当球的球体随筒旋转而升起，当球的重力大于所受的离心力时落下，对重力大于所受的离心力时落下，对重力大于所受的离心力时落下，对重力大于所受的离心力时落下，对物料产生撞击，同时靠近筒壁的物物料产生撞击，同时靠近筒壁的物物料产生撞击，同时靠近筒壁的物物料产生撞击，同时靠近筒
43、壁的物料也可为圆球所研磨，转速过快和料也可为圆球所研磨，转速过快和料也可为圆球所研磨，转速过快和料也可为圆球所研磨，转速过快和过慢都没有撞击作用，粉碎效果差。过慢都没有撞击作用，粉碎效果差。过慢都没有撞击作用，粉碎效果差。过慢都没有撞击作用，粉碎效果差。 通常，通常，通常，通常，球磨机球磨机球磨机球磨机的合适转速可按的合适转速可按的合适转速可按的合适转速可按下式求得：下式求得：下式求得：下式求得：D D D D 转筒直径（转筒直径（转筒直径（转筒直径（m m m m）圆球圆球圆球圆球由硬质耐由硬质耐由硬质耐由硬质耐磨材料制成，如锰钢、铬钢、辉绿磨材料制成，如锰钢、铬钢、辉绿磨材料制成，如锰钢、
44、铬钢、辉绿磨材料制成，如锰钢、铬钢、辉绿岩等，也可选用鹅卵石。岩等，也可选用鹅卵石。岩等，也可选用鹅卵石。岩等，也可选用鹅卵石。 球磨机球磨机（4）湿法粉碎设备）湿法粉碎设备辊式粉碎机辊式粉碎机n n无粉尘无粉尘n n分散微粒化、广泛分散微粒化、广泛n n湿式粉碎设备主要包括湿式粉碎设备主要包括输料装置、加料输料装置、加料器、粉碎机和加热器等几部分器、粉碎机和加热器等几部分n n可用于可用于生物行业生物行业、染料、涂料、颜料、染料、涂料、颜料、医药、农药、合成纤维、皮革化工及化医药、农药、合成纤维、皮革化工及化妆品、电子、妆品、电子、食品食品等行业等行业 （4 4）辊式粉碎机）辊式粉碎机a.a
45、.两辊式粉碎机两辊式粉碎机 主要工作机构为主要工作机构为主要工作机构为主要工作机构为两个相对旋两个相对旋两个相对旋两个相对旋转的平行装置的圆柱形辊筒转的平行装置的圆柱形辊筒转的平行装置的圆柱形辊筒转的平行装置的圆柱形辊筒，物料通过辊筒对其的摩擦作用物料通过辊筒对其的摩擦作用物料通过辊筒对其的摩擦作用物料通过辊筒对其的摩擦作用而被拖入两辊的间隙中被粉碎。而被拖入两辊的间隙中被粉碎。而被拖入两辊的间隙中被粉碎。而被拖入两辊的间隙中被粉碎。辊筒：辊筒：辊筒：辊筒：有的表面光滑，有的表有的表面光滑，有的表有的表面光滑，有的表有的表面光滑，有的表面有齿、有的表面有凸棱或凹面有齿、有的表面有凸棱或凹面有齿
46、、有的表面有凸棱或凹面有齿、有的表面有凸棱或凹槽。槽。槽。槽。作用力：作用力：作用力：作用力：挤压、剪切和研磨挤压、剪切和研磨挤压、剪切和研磨挤压、剪切和研磨。（等速转动，有转速差）（等速转动，有转速差）（等速转动，有转速差）（等速转动，有转速差）b.b.四辊式粉碎机四辊式粉碎机 原料经第一对辊筒粉碎后，由筛选装置分离出皮壳原料经第一对辊筒粉碎后，由筛选装置分离出皮壳原料经第一对辊筒粉碎后，由筛选装置分离出皮壳原料经第一对辊筒粉碎后，由筛选装置分离出皮壳排出，粉粒再进入第二对辊筒粉碎。排出，粉粒再进入第二对辊筒粉碎。排出，粉粒再进入第二对辊筒粉碎。排出，粉粒再进入第二对辊筒粉碎。c.五辊式粉碎
47、机五辊式粉碎机n n前三个辊为光辊，后前三个辊为光辊，后前三个辊为光辊，后前三个辊为光辊，后两个为丝辊。两个为丝辊。两个为丝辊。两个为丝辊。n n即先挤压破碎，可以即先挤压破碎，可以即先挤压破碎，可以即先挤压破碎，可以使生物质原料的使生物质原料的使生物质原料的使生物质原料的n n皮壳不致粉碎的太细皮壳不致粉碎的太细皮壳不致粉碎的太细皮壳不致粉碎的太细而影响后序工作而影响后序工作而影响后序工作而影响后序工作n n最后挤压研磨粉碎成最后挤压研磨粉碎成最后挤压研磨粉碎成最后挤压研磨粉碎成细粒细粉。细粒细粉。细粒细粉。细粒细粉。d.d.六辊式粉碎机六辊式粉碎机 同五辊式粉碎机，三对同五辊式粉碎机，三对
48、同五辊式粉碎机，三对同五辊式粉碎机，三对辊筒，前两对为光辊，辊筒，前两对为光辊，辊筒，前两对为光辊，辊筒，前两对为光辊，后一对为丝辊。后一对为丝辊。后一对为丝辊。后一对为丝辊。n辊式粉碎机生产能力及辊式粉碎机生产能力及功率计算功率计算粉碎视频粉碎视频产能及功率计算产能及功率计算n产能计算：产能计算： Q=120DnLb D-D-辊筒辊筒辊筒辊筒直径，直径，直径，直径，mm； L-L-辊筒辊筒辊筒辊筒长长度，度，度，度，mm； n-n-辊筒辊筒辊筒辊筒转转速，速，速，速，r/minr/min； b-b-隙隙隙隙宽宽，（）；，（）；，（）；，（）； - -物料容量，物料容量，物料容量，物料容量，k
49、g/mkg/m3 3； -填充系数填充系数填充系数填充系数n n功率功率计算：算： N=0.735KG/dn K- K-系数，系数，系数，系数，取取取取100110100110； G-G-产产能，能，能，能，t/h； d-d-麦芽腹径，麦芽腹径，麦芽腹径，麦芽腹径，cm； N-N-滚滚筒筒筒筒转转速，速，速，速，r/minr/min； （5）超细粉碎）超细粉碎n n理化性质改变大理化性质改变大n n生物材料难处理生物材料难处理n n应用有限，发展迅速应用有限，发展迅速超微粉碎机械超微粉碎机械n n超微粉碎振动磨超微粉碎振动磨n n胶体磨胶体磨n n冲击式超微粉碎机冲击式超微粉碎机JTM-系列胶
50、体磨系列胶体磨 大型超细搅拌磨大型超细搅拌磨n n气流超细粉碎机气流超细粉碎机超微粉碎应用:n提升珍珠价值n纳诺卡（碳酸钙咀嚼片）n n第三节第三节 生物质原料生物质原料固体间的混合固体间的混合 固体混合依靠机械作用，粒状成分在混合的同时，因为性固体混合依靠机械作用，粒状成分在混合的同时，因为性固体混合依靠机械作用，粒状成分在混合的同时，因为性固体混合依靠机械作用，粒状成分在混合的同时，因为性质差别，同时伴以分离过程，所以，这种混合只能达到总体的质差别，同时伴以分离过程，所以，这种混合只能达到总体的质差别，同时伴以分离过程，所以，这种混合只能达到总体的质差别，同时伴以分离过程，所以，这种混合只
51、能达到总体的均匀而不能达到局部的均匀性。均匀而不能达到局部的均匀性。均匀而不能达到局部的均匀性。均匀而不能达到局部的均匀性。1.1.1.1.固体混合的机理固体混合的机理固体混合的机理固体混合的机理对流混合对流混合对流混合对流混合：固体粒子的循环流。：固体粒子的循环流。：固体粒子的循环流。：固体粒子的循环流。剪切混合剪切混合剪切混合剪切混合：粒子间相互滑动和撞击产生。：粒子间相互滑动和撞击产生。：粒子间相互滑动和撞击产生。：粒子间相互滑动和撞击产生。扩散混合扩散混合扩散混合扩散混合：存在状态不同而产生的局部混合作用。：存在状态不同而产生的局部混合作用。：存在状态不同而产生的局部混合作用。：存在状
52、态不同而产生的局部混合作用。2 2、混合设备、混合设备（1 1）. .回转型混合机n n水平圆筒型混合机与倾斜圆筒型混合机水平圆筒型混合机与倾斜圆筒型混合机水平圆筒型混合机与倾斜圆筒型混合机水平圆筒型混合机与倾斜圆筒型混合机 （a)a)a)a)水平圆筒型混合机水平圆筒型混合机水平圆筒型混合机水平圆筒型混合机仅靠扩散作用混合，效率低。仅靠扩散作用混合，效率低。(b)(b)(b)(b)倾斜圆筒型混合机倾斜圆筒型混合机倾斜圆筒型混合机倾斜圆筒型混合机混合效果较好，有两种倾斜方式，两轴心重合混合效果较好，有两种倾斜方式，两轴心重合并与水平面成一定角度，物料作螺旋混合。并与水平面成一定角度，物料作螺旋混
53、合。另一种是另一种是圆筒轴和旋转轴成一角度圆筒轴和旋转轴成一角度圆筒轴和旋转轴成一角度圆筒轴和旋转轴成一角度，物料呈复杂的环状移动。，物料呈复杂的环状移动。（a)a)a)a)水平圆筒型混合机水平圆筒型混合机水平圆筒型混合机水平圆筒型混合机SYH系列三维运动混合机 (b)(b)(b)(b)倾斜圆筒型混合机倾斜圆筒型混合机倾斜圆筒型混合机倾斜圆筒型混合机(c)_ZX型双锥高效混合机双锥高效混合机 n(d)V(d)V型混合机型混合机 由两个圆筒由两个圆筒由两个圆筒由两个圆筒V V V V型交叉结合，交角型交叉结合，交角型交叉结合，交角型交叉结合，交角80808080或或或或81818181，减小交角
54、可提高混，减小交角可提高混，减小交角可提高混，减小交角可提高混合程度。主要靠粒子反复的分离与合一而达到混合作用。合程度。主要靠粒子反复的分离与合一而达到混合作用。合程度。主要靠粒子反复的分离与合一而达到混合作用。合程度。主要靠粒子反复的分离与合一而达到混合作用。GHJ-V系列高效混合机混合机2.2.固定型混合机固定型混合机 搅拌槽式混合机：搅拌槽式混合机：搅拌槽式混合机：搅拌槽式混合机：螺旋带状搅拌器，中心两端搅拌。螺旋带状搅拌器，中心两端搅拌。螺旋带状搅拌器，中心两端搅拌。螺旋带状搅拌器，中心两端搅拌。 回转圆盘型混合机：高速旋转的圆板离心力作用回转圆盘型混合机：高速旋转的圆板离心力作用回转
55、圆盘型混合机：高速旋转的圆板离心力作用回转圆盘型混合机：高速旋转的圆板离心力作用。CH-系列双浆槽式系列双浆槽式混合机混合机 CH-系列单浆槽式系列单浆槽式混合机混合机 n n锥形混合机锥形混合机锥形混合机锥形混合机：锥形内的螺旋推进器既公转也自转。自转使物料自锥形内的螺旋推进器既公转也自转。自转使物料自锥形内的螺旋推进器既公转也自转。自转使物料自锥形内的螺旋推进器既公转也自转。自转使物料自底部上升，公转作用使物料全范围内产生漩涡和上下循环运动。底部上升，公转作用使物料全范围内产生漩涡和上下循环运动。底部上升，公转作用使物料全范围内产生漩涡和上下循环运动。底部上升，公转作用使物料全范围内产生漩
56、涡和上下循环运动。n n流动型混合机：高速回转的搅拌叶对物料产生剪切和离心作用，流动型混合机：高速回转的搅拌叶对物料产生剪切和离心作用，流动型混合机：高速回转的搅拌叶对物料产生剪切和离心作用，流动型混合机：高速回转的搅拌叶对物料产生剪切和离心作用，形成对流混合。形成对流混合。形成对流混合。形成对流混合。DSH型悬臂非对称双螺旋锥形混合机DSH悬臂双螺旋锥形混合机A型和B型 再见！再见！Engineering生物工程企业车间生物工程企业车间教材与参考书教材：教材：生物工程设备郑裕国主编，中国化学工业出版社，2007 参考书参考书陈洪章，生物过程工程与设备，化学工业出版社，2004；梁世中，生物工
57、程设备，中国轻工业出版社，2002 张元兴，许学书，生物反应器工程，华东理工大学出版社，2001；俞俊棠，唐孝宣，生物工艺学，华东理工出版社，1999；山根桓夫，生化反应工程著，中国化学工业出版社，2006 Kamm. Status Quo and Future Direction. Biorefineries - Industrial Processes and Products. John Wiley & Sons, Inc. 2005Buchholz. Biocatalysts and Enzyme Technology. John Wiley & Sons, Inc. 2005Nielsen. Biotechnology for the Future. Springer-Verlag, 2005Liese. Industrial Biotransformations. John Wiley & Sons, Inc. 2005Bommarius and Riebel. Biocatalysis. Wiley-VCH，2004 工欲善其事，必先利其器 论语魏灵公
