第三章食品分选与清洗机械与设备

第一节概述第二节原料清理机械与设备第三节果蔬分级机械与设备第四节清洗机械与设备第三章食品分选与清洗机械与设备1.1几个概念分选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。清理除去粮食中杂质的过程。可以用手拣、洗涤、风选、筛选、磁选、光选等方法来进行。清洗以水为清洗剂，除去食品原料或包装物等表面的杂质和污染物的过程。分级把食品物料按不同的等级特性分为不同等级的过程第一节概述方法1A按物料的宽度分选、分级。一般采用筛分圆形孔按谷粒宽度分离，圆形筛孔只限制谷粒的宽度，而对长度和厚度没有限制。筛分时，谷粒必须竖立起来才能穿过筛面。但谷粒的长度大于筛孔直径的两倍以上时，尽管谷粒的宽度小于筛孔的直径，谷粒也不能穿过筛面，而只能在筛面上水平运动。因为其重心没有在筛孔圆内，谷粒不能竖立起来.在生产中，多用圆形筛孔分离比谷粒宽度大和比谷粒长得多的大杂质，以及比谷粒宽度小的小杂质，或按谷粒的宽度进行分级。1.2分选的基本方法及其原理着眼点：物料与杂质(物料)的物性差异B按物料的厚度分选、分级。一般采用筛分长形孔按粒度厚度不同分离：筛孔只限制谷粒的厚度，而谷粒的长度和宽度不受限制.在实际应用中，多用长方形筛孔分离厚度与谷粒厚度相差较大的杂质，或按厚度不同对谷粒进行分级。增加筛孔的长度可提高其筛分效率，但增加到一定程度后，筛分效率提高很少。筛孔长度一般为谷粒长度的2～3倍。另外，筛孔过长，筛面强度和刚度将被削弱。方法2按物料的长度分选、分级。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、分级。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、分级。用于食品原料中去除磁性杂质方法6按物料的光电特性分选、分级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、分级－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。方法8按物料的其他品质分选、分级－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，一般采用各种传感器来检测物料。此方法技术难度较大。返回第二节原料清理机械与设备2.1风选机械2.2筛选机械2.3重力分选机械2.4其他物料机械返回2.1风选机械1）气流分选：直接利用气流中颗粒的沉降速度或飞行轨迹等力学行为的差异进行分选。2）基本原理：不同尺寸、密度、表面形状和状态的物料与空气产生相对运动时受到空气的作用力也不同，物料在外力（重力、浮力和其他作用力等）作用下表现出不同的运动状态。vaF1F2Vavt↑Vavt↓Va=vt↑↓vt3）类型垂直气流分选水平气流分选旋转气流分选1).筛分的基本知识筛分：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。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。2.2筛选机械筛分效率从数量上来评定筛分过程的指标η＝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（％）筛下物（筛过物）：已通过筛面的筛孔落下的物料筛上物（筛余物）：未通过筛孔余留在筛面上的物料可筛过物：理论上能通过筛孔的物料＝筛过物/可筛过物筛面组合筛余物法（筛余物送至下道筛面）筛余物从ⅠⅣ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ⅠⅣ渐细开孔率（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。）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）；并且它的筛孔是错开的，分级效率和生产率都较高。2).筛面的种类和结构栅筛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。曲筛在淀粉加工中，曲筛可用来分离、洗涤胚芽和粗、细纤维，回收淀粉。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°。冲孔筛薄金属板冲孔而成（厚0.5～1.5mm）仅用于处理颗粒料，不用于粉料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，影响功效。金属丝编织筛由金属丝编织而成常为方孔或矩形孔尺寸46μm~25mm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:斜纹绢筛(非金属编制筛)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).筛面的运动形式及特点物料靠自重在筛面作向下直线滑动，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: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(高速振动筛)：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：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。滚动旋转筛面：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速度和加速度作周期变化的筛面，使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：主要技术参数筛子：筛面种类：编织筛、冲孔筛、栅筛筛孔形状：圆形（多）、矩形，正方形筛孔尺寸：圆孔为工艺要求物料尺寸的1.2～1.3倍；正方形为1.0～1.2倍；长方形为1.1倍生产率生产能力G=BqG生产能力（Kg/h）B筛面宽度（m）q筛面物料单位流量[Kg/(m2.h)]比重去石机实体图比重去石机是专门清除密度比粮粒大的并肩石（石子大小类似粮粒）等重杂质的一种先进设备。比重去石机分吸式比重去石机和吹式比重去石机2.3重力分选机械结构主要有进出料、排石筛体、吹风装置、偏心振动装置示意图筛孔形状：突起鱼鳞形作用：只通风，不通过物料排列：在筛面上交叉排列种类：单面凸起筛孔双面凸起筛孔比较:单面向上凸起的筛孔，有效出风面积小，阻力较大，只能单面使用，但由于吹出的气流是吹向出石口的，且凸出高度也比双面的高，所以便于石子的排送。单面凸起筛面：冲孔时只是将切缝抬高，凸起的上边平直，成为百叶窗状。双面凸起筛面：冲孔时除冲成双面凸起外，还冲去一定宽度的孔洞.凸起的孔眼都是向上的出风口，孔眼大小、凸起高度、影响筛面的风速、风向，从而影响筛面的悬浮状态和去石效率聚石区：筛面沿石子运动的方向逐渐收缩，其目的是使分离出来的石子和部分谷粒混合物布满整个聚集段，避免局部筛面被气流吹穿，使通过筛孔的气流均匀分布。精选区：在此利用反向气流将谷粒吹送回去，避免随同石子一起排出。去石筛面根据作用不同，去石筛面分为以下几个区段分离区：物料与砂石在此区作初步分离。吹风系统：包括风机、导风板、匀风板、风量调节装置等。传动机构：为曲柄连杆式工作原理：物料从进料斗落到筛面中段，由于物料重力不同，在适当气流和振动作用下，比重较大的石块沉到下层，紧贴筛面，物料浮于上层，处于悬浮状态并产生分层现象。筛子正向振动时，由于受鱼鳞状孔凸出边缘的阻挡和筛孔下气流的吹送作用，很难跳过边缘而下滑，筛面反向振动时，筛面上砂石即可爬行，从上端流出。上层物料，受进口物料的拥挤及倾斜筛面的振动，逐渐向出口下滑至出料口而排出机外。精选室示意图蝶片式精选机精选：按籽粒长度和形状不同进行分选的方法叫做精选。分类：常用的精选机有袋孔（或称窝眼）精选机和螺旋精选器。窝眼精选机又分为碟片精选机和滚筒精选机。精选机主要用于从小麦中除去荞子和燕麦等杂质。滚筒式精选机2.4其他分选机械1)精选机螺旋精选器从长粒中分离出圆粒2）色选机物料光电特性基本原理当一束光照向物料时，部分被反射（约4％，包括反射光和体反射光）、部分被吸收、部分成为透射光，部分被吸收转化为物料的发射光谱，这种性质称为物料的光电特性。不同种或同种品质不同的物料，其光电特性不同，可以用来对物料进行分选。系统构成：供料系统、检测系统、剔除系统色选机工作原理：相同光源照射下，根据合格物料与其他物料表面反射光特性的差异，产生信号差，达一定程度时由系统驱动气阀剔除不合格品。3)磁选设备永磁溜管永磁滚筒第三节果蔬分级机械与设备3.2重量分级机3.1尺寸式果蔬分级机3.3内部质量分选机返回3.1尺寸分级机通过外形尺寸大小对果蔬进行分选，保证分级后的果蔬有比较一致的外形。滚筒式果蔬分级机带式果蔬分级机三辊式果蔬分级机光电式果蔬分级机主要有结构主要有滚筒、收集料斗、传动装置、支撑机构工作过程滚筒式分级筛根据物料的尺寸特点和分级要求设置几段不同孔径的筛面，物料经料斗流至滚筒筛面，在筛面移动时，直径小于筛孔的果实通过筛孔落下，首先被分选出来，直径大的果实继续流向下级筛面进行分选。1）滚筒式分级筛结构主要有滚筒、收集料斗、传动装置、支撑机构工作过程滚筒式分级筛根据物料的尺寸特点和分级要求设置几段不同孔径的筛面，物料经料斗流至滚筒筛面，在筛面移动时，直径小于筛孔的果实通过筛孔落下，首先被分选出来，直径大的果实继续流向下级筛面进行分选。1）滚筒式分级筛滚筒主要工作构件，用1.5～2.0mm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。物料有两种卸料方法：①若物料滚动性好，使滚筒有一倾斜角度使之运动；②若物料滚动性差，可采用滚筒内装设螺旋带的方法。支撑装置由滚圈、摩擦轮、机架和轴承组成。滚圈固定在滚筒上，并将筒体重量传递给摩擦轮。整个设备由角钢焊成的机架支承。收集料斗设在滚筒下面，料斗