㈠、分級(jí)分選機(jī)械與設(shè)備的作用保證產(chǎn)品的規(guī)格和質(zhì)量

1、第二章 原料預(yù)處理機(jī)械與設(shè)備第一節(jié) 分級(jí)分選機(jī)械與設(shè)備一、概述 、分級(jí)分選機(jī)械與設(shè)備的作用 1、保證產(chǎn)品的規(guī)格和質(zhì)量指標(biāo)； 2、降低加工過(guò)程中原料的損耗率； 3、便于加工過(guò)程的操作，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率； 4、有利于生產(chǎn)的連續(xù)化、自動(dòng)化。 、分級(jí)效率 分級(jí)效率是指分級(jí)的準(zhǔn)確程度，是評(píng)價(jià)分級(jí)過(guò)程的一個(gè)重要的質(zhì)量指標(biāo)。它是指實(shí)際篩下物量與原始給料物中應(yīng)含篩下物的比值。 設(shè)：G1 為分級(jí)前的物料量（原始給料量） G2 為過(guò)篩物（篩下物）的物料量G3 為未能過(guò)篩（篩上物）的物料量a1 為過(guò)篩前物料（原始給料）中應(yīng)含篩下物的百分比a2為過(guò)篩物（篩下物）中應(yīng)含篩下物的百分比（如篩面無(wú)破損， 則此值為100）a3

2、為未過(guò)篩物（篩上物）中，篩下物所占的百分比（留在篩面 上物質(zhì)中，應(yīng)通過(guò)而未通過(guò)的篩下物所占的百分）則篩分效率為：-根據(jù)物料衡算：G1 = G2 + G3 - G1a1 = G2a2 + G3a3 -將式代入式，并整理得：將上式代入式得： - 在正常操作中如篩面沒(méi)有破損，則a2=100%，故式可以變成： 由此可知，只要測(cè)得a1和a3就很容易算出篩分效率了。二、分級(jí)設(shè)備 、滾筒式分級(jí)機(jī) 1、滾筒式分級(jí)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理 、結(jié)構(gòu) 說(shuō)明 在滾筒壁上開(kāi)有很多小孔，且不同組的孔徑不同。滾筒用厚度為1.52.0mm的不銹鋼板沖孔后卷成圓柱形筒狀篩，整體滾筒分成幾節(jié)筒篩為了制造方便，筒篩之間用角鋼連接作為加強(qiáng)

3、圈滾圈；滾筒用托輪支承在機(jī)架上；機(jī)架用角鋼或槽鋼焊接而成；收集料斗設(shè)在滾筒下面，料斗的數(shù)目與分級(jí)的數(shù)目相同。 驅(qū)動(dòng)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)有三種方式：一種是在滾筒的出料端裝有一個(gè)大齒圈，電機(jī)帶動(dòng)小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，小齒輪嚙合大齒圈帶動(dòng)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)，這種傳動(dòng)，大齒圈制造麻煩，同時(shí)潤(rùn)滑油易玷污物料；另一種是將滾筒固定在中心軸上，當(dāng)傳動(dòng)系統(tǒng)帶動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，滾筒也就同步旋轉(zhuǎn)，此種方式，由于軸太長(zhǎng)，故轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)不平穩(wěn)；還有一種是在滾筒的外壁上裝有摩擦圈，通過(guò)摩擦輪使筒旋轉(zhuǎn)，此種傳動(dòng)方式簡(jiǎn)單、平穩(wěn)，所以被廣泛應(yīng)用。 、工作原理 當(dāng)滾筒等速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，物料在筒內(nèi)，由于摩擦力的作用，而被外舉一定高度，然后由于重力的作用，那么沿筒壁向下滾動(dòng)，這樣

4、物料一邊進(jìn)行篩分，一邊沿著傾斜的篩面逐漸從加料端移向卸料端，細(xì)粒那么通過(guò)篩孔進(jìn)入篩下，粗粒在篩筒的末端被收集。 根據(jù)所要求別離的等級(jí)，滾筒分成相應(yīng)的組，即組數(shù)為級(jí)數(shù)減1。 、特點(diǎn)： 工作轉(zhuǎn)速低、連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、操作平穩(wěn)，可安裝在建筑物的高層；篩孔易堵塞、篩分效率低、篩面的利用率不高，只有1/8-1/6的篩面參與工作。可用于青豆、蘑菇等的分級(jí) 2、滾筒式分級(jí)機(jī)的工藝設(shè)計(jì)計(jì)算 、設(shè)計(jì)參數(shù)的確定 各廠使用較好的有關(guān)參數(shù)為：、筒的傾斜角度、筒徑與長(zhǎng)度的比值:、筒面上的篩孔的正三角形排列、筒的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)分，一般不超過(guò)0轉(zhuǎn)分、篩孔直徑可根據(jù)原料情況和分級(jí)要求而定 、生產(chǎn)能力的計(jì)算 （噸小時(shí)） 式中：Z滾筒上孔眼總數(shù)

5、在同秒內(nèi)從孔眼中掉下的物料系數(shù)（其與分級(jí)機(jī)型式及物料性質(zhì)不同而異，取.，對(duì)青豆取大些，對(duì)蘑菇取小些）m粒（只）物料的平均質(zhì)量（g）一般G是給定值，如測(cè)得m后，則可由上式計(jì)算出總孔數(shù)Z，從而確定筒徑和長(zhǎng)度。 、滾筒轉(zhuǎn)數(shù)的確定 滾筒的轉(zhuǎn)數(shù)直接影響生產(chǎn)能力和分級(jí)效率，而且與直徑有密切關(guān)系，不能隨意確定。 從物料在滾筒中運(yùn)動(dòng)時(shí)受力分析，可推出轉(zhuǎn)數(shù)的計(jì)算公式：如右圖所示。 物料與滾筒一起轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的受力情況： 對(duì)物料B：受到重力和離心力的作用，把G分解為Gsin和Gcos兩個(gè)分力，其中：力Gsin推動(dòng)物料沿篩面下滑，力Gcos與離心力一起壓向篩面，使物料產(chǎn)生摩擦力T。而T=f0N，故T=f0 (Gcos+C

6、) 式中：F0 物料對(duì)篩面的摩擦系數(shù)（f0 =ty，為摩擦角）由于T的存在使物料隨篩面向上運(yùn)動(dòng)。 物料受的離心力C為： （N牛頓）式中：m物料B的質(zhì)量（kg）G物料B的重量（N）g重力加速度 R筒內(nèi)半徑(m)V物料B的線速度（ ） 故 N 當(dāng)物料B沿滾筒切線方向的垂直分力GsinT時(shí)，即開(kāi)始下滑運(yùn)動(dòng)，此時(shí)即處于滾筒內(nèi)最高點(diǎn)，也就是說(shuō)Gsin-f0 (Gcos+C)=0時(shí)，物料B處于最高點(diǎn)，如將f0=ty和C值代入，經(jīng)整理得： sin()sincoscossin 即： 轉(zhuǎn)分 當(dāng)角物料的開(kāi)角大于角510時(shí)，才能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，即-510，對(duì)青豆和蘑菇，f0 =0.7，也就是ty=0.7，即=35，那么=

7、4045為物料升高的最大角度，將和的值代入上式得： 轉(zhuǎn)分 從上式可見(jiàn)，n與R成反比，所以一般筒徑，其轉(zhuǎn)數(shù)。 、功率計(jì)算 對(duì)中間軸式傳動(dòng)方式的功率： w式中：n轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)速M(fèi)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)力矩N.mD滾筒直徑 G滾筒的自重G1 與滾內(nèi)物料重G2 之和，滾筒內(nèi)物料填充系數(shù)為0.050.1傳動(dòng)效率，取0.60.7 對(duì)摩擦輪式傳動(dòng)方式的功率： w 、擺動(dòng)篩 1、擺動(dòng)篩的結(jié)構(gòu)及工作原理 擺動(dòng)篩又稱搖動(dòng)篩，通常用曲柄連桿機(jī)構(gòu)來(lái)傳動(dòng)。 電機(jī)通過(guò)皮帶傳動(dòng)，使偏心軸旋轉(zhuǎn)，然后用連桿帶動(dòng)篩框作定向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，篩框的運(yùn)動(dòng)使篩面上的物料以一定的速度向排料端移動(dòng)，同時(shí)獲得篩分。小于第一層篩孔的物料從第一層篩面落到第二層篩面，大于第

8、一層篩孔的物料被截流在第一層篩面上,從篩子的末端排出，并被收集。 2、特點(diǎn): 、因篩面是平的，故全部篩面都在工作； 、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造、安裝較容易，調(diào)換篩面方便； 、適用于多種物料和同一種物料的不同規(guī)格的篩分； 、動(dòng)平衡困難，連桿易損壞，噪音大。 3、有關(guān)參數(shù)確實(shí)定 、篩孔的形狀和大小 篩孔的形狀有：圓形、正方形及長(zhǎng)方形，通常用的最多的為圓形孔。 篩孔的尺寸應(yīng)稍大于物料所需分級(jí)的尺寸，一般為：圓孔：為物料尺寸的1.21.3倍正方形孔：為物料尺寸的1.01.1倍長(zhǎng)方形孔：為物料尺寸的1.1 倍 篩面開(kāi)孔率即篩面的有效面積系數(shù) 一般為5060%，考慮到篩面的強(qiáng)度此值不宜過(guò)大。 篩孔的排列方式：一般以

9、正三角形排列為最好。一是在同樣情況下開(kāi)孔數(shù)最多；二是錯(cuò)開(kāi)排列，則物料與篩孔的接觸機(jī)會(huì)多，有利于物料過(guò)篩。如圖：當(dāng)正三角形排列時(shí)，其開(kāi)孔率：設(shè)孔徑d與孔隙m相等，即d=m，則以虛線面積為例： 當(dāng)正方形排列時(shí)，其開(kāi)孔率： 由k1和k2 比較可知，正三角形排列比正方形排列其有效面積系數(shù)大16%。 、曲柄轉(zhuǎn)速的確定 根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐中的經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)物料在篩面上出現(xiàn)正向移動(dòng)（滑動(dòng)）（即使物料沿篩面傾斜方向向下移動(dòng)）和反向移動(dòng)（滑動(dòng)）（即使物料沿篩面傾斜方向向上移動(dòng)），且正移動(dòng)大于反移動(dòng)及有輕微的跳動(dòng)，使能獲得較高的篩分效果。使物料產(chǎn)生正向移動(dòng)的曲柄軸最低回轉(zhuǎn)速度為： （轉(zhuǎn)分）式中：物料對(duì)篩面的摩擦角篩面的傾角r

10、 曲柄的半徑（偏心距）使物料產(chǎn)生反向移動(dòng)的曲柄軸最低回轉(zhuǎn)速度為： （轉(zhuǎn)分）使物料在篩面上產(chǎn)生輕微跳動(dòng)的曲柄臨界轉(zhuǎn)速為： （轉(zhuǎn)分） 欲使物料顆粒僅出現(xiàn)正向移動(dòng)時(shí)，取轉(zhuǎn)速為：nn1 ,同時(shí)，nn2，nn1和nn2，且nn3 綜上所述：nn1,n2,n3 目前，在設(shè)計(jì)擺動(dòng)篩時(shí)，常常要求物料在篩面上做輕微的跳動(dòng)，因此，可根據(jù)下式確定曲柄軸的轉(zhuǎn)速： 按上式計(jì)算的轉(zhuǎn)速通常比較低，因此篩面上的物料并不會(huì)出現(xiàn)急劇地跳動(dòng)和受到很大的沖擊，物料顆粒不易破碎。 通常篩的安裝傾角一般在0-10 篩的擺幅為4-22mm 、生產(chǎn)能力的計(jì)算 （kg/h）式中：B篩面的寬度（一般為6001200mm） q篩面單位流量（kg/

11、m.h）,篩面單位流量主要與物料，在篩面上的流速有關(guān)，但流速不能太快，否則物料來(lái)不及過(guò)篩而進(jìn)入另一段，所以在計(jì)算時(shí)，往往都是實(shí)際測(cè)定q值。生產(chǎn)能力還可以用下面的經(jīng)驗(yàn)式來(lái)計(jì)算： （噸小時(shí)）式中：B0 篩面有效寬度（取0.95B） h 篩面物料層厚度（取1-2）D D 物料顆粒最大直徑v平物料沿篩面運(yùn)動(dòng)的平均速度（取0.5m/s以下）物料松散系數(shù)（取0.36-0.64） 物料密度 、擺動(dòng)篩的功率計(jì)算： 功率消耗在機(jī)體擺動(dòng)的動(dòng)能上。設(shè)動(dòng)能為E，則 （J）式中：m 篩體和物料的質(zhì)量v最大機(jī)體運(yùn)動(dòng)的最大速度（ ） 也就是 （J） 因?yàn)槠霓D(zhuǎn)軸每轉(zhuǎn)一圈，篩的速度就由零到最大變化兩次，所以其動(dòng)能應(yīng)為E=2E

12、。即： + （w）式中：傳動(dòng)效率（取0.5） Q物料重量（kg/h） 、影響擺動(dòng)篩分級(jí)效果的因素 、原料、原料顆粒幾何形狀的影響 原料顆粒的幾何形狀的不同，影響其在篩面上的流動(dòng)情況，因而分級(jí)效果也不同。如圓形的比不規(guī)那么的好分級(jí)。 、物料在篩面上受振動(dòng)而產(chǎn)生自動(dòng)分級(jí)現(xiàn)象上層：大、輕、粗粒；中層：混合；下層：小、重、光滑性對(duì)擺動(dòng)篩分級(jí)有利。如篩面料層較厚、單位流量較大時(shí)，更易產(chǎn)生自動(dòng)分級(jí)。、干濕物料對(duì)分級(jí)效果的影響：如干的易分，濕的難分。 、粉狀物料分級(jí)效果較差。 、物料在篩面上運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的影響為使物料充分接觸篩面，即正常工作的必要條件使：正向位移反向位移，但必需有反向位移，因?yàn)橛兴嬖诓拍苁刮锪?/p>

13、有更多地時(shí)機(jī)通過(guò)篩孔和使物料保持輕微的跳動(dòng)。為此，偏心距、曲柄半徑、軸的轉(zhuǎn)速及篩面傾角等是支配物料在篩面上運(yùn)動(dòng)的幾個(gè)因素。、傾角的影響傾角越大，物料運(yùn)動(dòng)速度越大，這可使物料層下落，過(guò)篩的時(shí)機(jī)增多，但需加長(zhǎng)篩面，否那么會(huì)使一局部來(lái)不及過(guò)篩。同時(shí)傾角大，減少了篩孔的投影面積，和減小反向移動(dòng)，而減少與篩面的接觸時(shí)機(jī)。故傾角不能過(guò)大。 、轉(zhuǎn)速的影響傾角越大，振動(dòng)越大跳動(dòng)越大，物料的運(yùn)動(dòng)速度越大，篩分的效果越差所以為了物料產(chǎn)生正向移動(dòng)又有輕微的跳動(dòng)，那么轉(zhuǎn)速不能太快 、振幅與轉(zhuǎn)速有關(guān)。當(dāng)轉(zhuǎn)速高時(shí)，振幅可取小些。相反，那么應(yīng)取大一些。 、篩面的長(zhǎng)度和寬度的關(guān)系 物料的過(guò)篩速度與篩面的長(zhǎng)度關(guān)系為： 當(dāng)物料初

14、落篩面時(shí)，形成自動(dòng)分級(jí)，過(guò)篩量最大，此階段時(shí)間很短； 當(dāng)物料流過(guò)篩面的時(shí)，因大局部已在前段過(guò)篩，那么此段過(guò)篩量顯著減少，因此篩面再長(zhǎng)作用也不大，即過(guò)篩量與篩長(zhǎng)不是正比，所以不必要的延長(zhǎng)篩面會(huì)使設(shè)備龐大，造成材料浪廢。因此不能通過(guò)增加篩長(zhǎng)來(lái)提高生產(chǎn)能力。 要提高生產(chǎn)能力可增加篩面的寬度，但篩寬也不能過(guò)大。過(guò)大會(huì)使設(shè)備龐大，而且落料不勻，操作不便，故篩面不能太寬，一般篩寬為600-1200mm篩面的寬長(zhǎng)比為1:6-7.5。第二節(jié)切割設(shè)備絞肉機(jī)絞肉機(jī) 1、絞肉機(jī)的構(gòu)造 它是由螺旋供料器、十字切刀、格板、緊固螺帽和傳動(dòng)局部組成。 螺旋供料器：是變距變徑的 螺桿，這樣會(huì)在工作過(guò)程中 即起到輸送的作用，又

15、能起 到擠壓作用。 十字切刀：有四個(gè)刀口，刀 口順切刀的轉(zhuǎn)向安裝，用工 具鋼制成，要求鋒利。 格板：在圓形板上開(kāi)有不同規(guī)格的圓孔，一般用于粗絞，孔徑為8-10mm；用于細(xì)絞的為3-5mm。 2、生產(chǎn)能力的計(jì)算 生產(chǎn)能力是由切刀的切割能力來(lái)決定的，不是由螺旋供料器來(lái)決定的。 切刀的切割能力為： （cm2 /h） 式中：n切刀的轉(zhuǎn)速 D格板的直徑 格板上孔眼的總面積與格板面積的比值（既開(kāi)孔率， 一般為0.3-0.4） Z切刀總數(shù)（十字切刀為4） 根據(jù)F求生產(chǎn)能力： （kg/h） 式中：F被切割1kg物料的切割面積（cm2 /kg） 切刀切割能力的利用系數(shù)，一般為0.7-0.75 關(guān)于F1的值：它取

16、決于物料的種類和格板上孔眼直徑的大小，對(duì)于肉類，F(xiàn)1值如下： 孔眼直徑為2mm時(shí)，F(xiàn)1=1100012000(cm2/kg) 孔眼直徑為3mm時(shí)，F(xiàn)1=60007000 孔眼直徑為25mm時(shí)，F(xiàn)1=700-1000由此可見(jiàn)，孔徑，F(xiàn)1，則G。 3、功率計(jì)算 功率消耗，主要用于切割物料的阻力。當(dāng)知道切割1kg物料的能量比率后，就可求得所需總功率。 W 式中：G生產(chǎn)能力 傳動(dòng)效率 W能量消耗比率對(duì)鮮肉： 孔徑為2mm時(shí)，能量消耗比率 孔徑為3mm時(shí)，能量消耗比率 孔徑為25mm時(shí)，能量消耗比率W0.0004對(duì)凍肉：孔徑為2mm時(shí)，能量消耗比率W0.019孔徑為2mm時(shí)，能量消耗比率W0.01第三節(jié)

17、 其他設(shè)備 在食品加工中，往往不是全部原料都用來(lái)加工成最終產(chǎn)品，而是需要進(jìn)行別離，取其適合加工局部。例如：在果蔬加工中的肉與皮的別離、汁與渣的別離等。所用設(shè)備也多種多樣?，F(xiàn)就打漿機(jī)、榨汁機(jī)作以介紹。一、打漿機(jī) 1、用途：用于果汁、果醬生產(chǎn)中。 2、結(jié)構(gòu)與工作原理 結(jié)構(gòu)：是由筒形外殼、圓筒篩、刮板、破碎槳葉和物料推進(jìn)器等組成 料 刮板篩筒外殼螺旋送料器 破碎槳葉 渣 汁 說(shuō)明：mmmm，開(kāi)孔率為50。刮板與軸線有一夾角即導(dǎo)程角，以使物料向前移動(dòng)，并擦碎物料，其角度為1.5-2，刮板與篩筒的間距為1-4mm，破碎槳葉，起初始破碎物料的作用。 工作過(guò)程：物料自進(jìn)入后，首先由螺旋送料器推進(jìn)，由破碎槳葉

18、進(jìn)行初始破碎，再由刮板進(jìn)行擦碎和本身所受離心力的作用而破碎，由于刮板的回轉(zhuǎn)和導(dǎo)程角的存在，使物料在擦碎的過(guò)程中不斷地沿著螺旋線向出渣口方向移動(dòng)，而汁液和肉泥那么從篩孔中漏出，皮和籽等那么從出渣口排出。 物料在打漿機(jī)中的磨碎程度與以下因素有關(guān)： 物料本身的性質(zhì)、軸的轉(zhuǎn)速、篩孔的直徑、開(kāi)孔率、導(dǎo)程角、刮板與篩筒的間距。 一般n=600轉(zhuǎn)分，=1.5，間距為3-4mm。 通常采用調(diào)整導(dǎo)程角和間距來(lái)到達(dá)理想的打漿效果。如渣中含汁量高，說(shuō)明導(dǎo)程角或間距過(guò)大；對(duì)含汁量高得物料，那么要求導(dǎo)程角和間距要??；對(duì)含汁量低的物料來(lái)說(shuō)，那么要求導(dǎo)程角和間距大些。 3、有關(guān)計(jì)算 、生產(chǎn)能力的計(jì)算 其生產(chǎn)能力決定于篩筒的

19、直徑、長(zhǎng)度、轉(zhuǎn)速、導(dǎo)程角和篩面的有效利用率?？捎孟率接?jì)算（經(jīng)驗(yàn)式）： （kg/h） 式中：D-篩筒直徑 L-篩筒的長(zhǎng)度 n-刮板的轉(zhuǎn)速 -篩筒有效面積的利用系數(shù)（即篩孔的真正工作系數(shù)，其占篩孔總數(shù)的1/2，而開(kāi)孔率為50，故25 -導(dǎo)程角對(duì)圓錐篩筒，則生產(chǎn)能力為： (kg/h) 式中：r1-篩筒大頭直徑 r2-篩筒小頭直徑 以上兩式計(jì)算出的生產(chǎn)能力系指通過(guò)篩孔的產(chǎn)品量。 、功率的計(jì)算 (w)式中：G生產(chǎn)能力W打漿機(jī)工作時(shí)的能量消耗比率（Nm/kg）。其值決定于物料的種類、溫度、刮板的轉(zhuǎn)速和篩筒有效面積。對(duì)單機(jī)：其平均值為W=3920-4410 Nm/kg(0.0011-0.0012 kwh/k

20、g)；對(duì)聯(lián)動(dòng)時(shí)取W=4900-5800 Nm/kg（0.00 14-0.0016 kwh/kg）傳動(dòng)效率（0.7-0.8） 、物料在篩筒內(nèi)的停留時(shí)間 物料在筒內(nèi)的運(yùn)動(dòng)是由于刮板與軸線成一定角度，所以在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，物料既受離心力的作用，又受刮板向前推力的作用，使物料形成在沿圓周運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，又向前運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生螺旋線。從圖中可知：將 代入得 v1式中：v物料作圓周運(yùn)動(dòng)的線速度v1物料沿軸線運(yùn)動(dòng)的線速度導(dǎo)程角 設(shè)：刮板長(zhǎng)度為L(zhǎng)，則物料在筒中的停留時(shí)間為： （s） 通過(guò)上式分析，物料在筒內(nèi)的打漿時(shí)間與軸的轉(zhuǎn)速和導(dǎo)程角有關(guān)，即轉(zhuǎn)速，物料移動(dòng)速度，而打漿時(shí)間；導(dǎo)程角，移動(dòng)速度，打漿時(shí)間。據(jù)此，在生產(chǎn)中可通過(guò)改變轉(zhuǎn)速或調(diào)整導(dǎo)程角來(lái)調(diào)節(jié)打漿條件。如不采用無(wú)級(jí)變速時(shí)，則調(diào)節(jié)導(dǎo)程角是更方便的。導(dǎo)程角有一個(gè)最大