分选、分级机械与设备

食品工厂机械与设备——第四章分选分离机械与设备食品工厂机械与设备第四章分选、分级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、分级机械与设备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电分选分级机械与设备第五节其他分选技术与设备食品工厂机械与设备——第四章分选分离机械与设备食品原料多为农副产品，除带有各种异杂物外，还会存在多方面的差异。为了提高食品的商品价值、加工利用率、产品质量和生产效率，在加工或进入市场前，多数食品原料需要进行分选和分级。加工的半成品和成品会因多种原因而不合格，这些不合格的半成品或产品在进入下道工序或出厂以前应尽量从合格品中加以选别剔除。第一节概述食品工厂机械与设备——第四章分选分离机械与设备一、食品分选、分级的作用为了使农产品的规格和品质指标达到标准，需要对物料进行分选和分级。作用：①保证产品的规格和质量指标。②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。③提高劳动生产率，改善工作环境。④有利于生产的连续化和自动化。食品工厂机械与设备——第四章分选分离机械与设备分选分选是将不合格个体及异杂物从食品物料中剔除的操作。食品物料可以是原料，也可以是未包装或已经包装的半成品。个体合格与否可用各种标准判断，如物料的完好程度、颜色、质量、质地、是否含异杂物等。食品物料的异杂物通常指枝叶、包装物碎片、金属碎片等。食品工厂机械与设备——第四章分选分离机械与设备分级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。品质指标可包括个体尺寸、质量、形状、密度、外表颜色以及内在品质等。二、食品分选、分级常用的方法1.按物料的宽度分选、分级2.按物料的长度分选、分级3.按物料的密度分选、分级4.按物料的流体动力特性分选、分级5.按物料的电磁特性分选6.按物料的光电特性分选7.按物料的内部品质分级8.按物料的其他性质分级食品工厂机械与设备——第四章分选分离机械与设备1.按物料的宽度分选、分级按物料的宽度分级一般可采用筛分。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。长形筛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不受限制。筛孔长度一般为谷粒长度的2～3倍。食品工厂机械与设备——第四章分选分离机械与设备圆形筛孔①圆形筛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。但是，当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。这是因为谷粒的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。长形筛孔②长方形筛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，谷粒不需要竖立起来即可通过筛孔，筛面只需作水平振动即可。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。试验证明，增加这种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。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。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。食品工厂机械与设备——第四章分选分离机械与设备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。食品工厂机械与设备——第四章分选分离机械与设备5.按物料的电磁特性分选用于食品原料中去除铁性杂质。食品工厂机械与设备——第四章分选分离机械与设备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。7.按物料的内部品质分级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。食品工厂机械与设备——第四章分选分离机械与设备8.按物料的其他性质分级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。食品工厂机械与设备——第四章分选分离机械与设备第二节筛分机械与设备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。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。食品工厂机械与设备——第四章分选分离机械与设备3）筛分效率从数量上来评定筛分过程的指标筛过物（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筛分效率＝筛过物/理论可筛过物η＝G’/G*X食品工厂机械与设备——第四章分选分离机械与设备4）筛面组合筛余物法（筛余物送至下道筛面）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，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，提高筛分效率，筛面配置空间较紧密。混合法综合前两种方法的优点食品工厂机械与设备——第四章分选分离机械与设备5）开孔率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。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%；并且它的筛孔是错开的，分级效率和生产率都较高。食品工厂机械与设备——第四章分选分离机械与设备二、筛面的种类和结构1.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。食品工厂机械与设备——第四章分选分离机械与设备2020/2/323曲筛曲筛（弧形筛）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，常用的曲筛筛面弧形角为60°和120°。2.板筛面（冲孔筛面）薄金属板冲孔而成（0.5～1.5mm）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，影响功效。食品工厂机械与设备——第四章分选分离机械与设备3.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:斜纹食品工厂机械与设备——第四章分选分离机械与设备4.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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。食品工厂机械与设备——第四章分选分离机械与设备三、筛面的运动方式静止倾斜筛面: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，筛分效率较低。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。食品工厂机械与设备——第四章分选分离机械与设备三、筛面的运动方式垂直圆运动筛面：筛面在垂直平面作圆形或椭圆形运动，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。平面回转筛面：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，筛程最长，不易堵塞筛孔，生产率均较高。适于流动性差，自动分级差物料。食品工厂机械与设备——第四章分选分离机械与设备三、筛面的运动方式旋转筛面：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。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三节形状分级机械与设备形状分级机械设备是根据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（三）精选机（四）带式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结构工作原理柑橘用滚筒分级机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结构如图4.1所示。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。滚筒分级机的结构食品工厂机械与设备——第四章分选分离机械与设备滚筒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。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。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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柑橘用滚筒分级机如右图所示，用于柑橘、樱桃等物料的分级。有若干个轴线与被分级物料行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。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。根据工厂规模和进入原料量不同，转筒的数目以2~4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结构（图4.3）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。分级部分为一条由竹节形辊轴通过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，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5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(图4.4)。链带两侧设有升降辊用升降滑道9。工作原理特点食品工厂机械与设备——第四章分选分离机械与设备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三辊式果蔬分级机的工作原理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。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。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。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，