4.1《食品加工機械與設(shè)備》第四章-分選、分級分離機械與設(shè)備-2012版-1

第四章

分選、分級、分離機械與設(shè)備--1吉林大學(xué)農(nóng)學(xué)部軍需科技學(xué)院高峰一、食品分級、分選的作用（一）分選、分級分選——清除物料中的異物與雜質(zhì)

分級——對分選后的物料按照其尺寸、形狀、密度、顏色、品質(zhì)等特性分成不同等級。（二）食品分選、分級作用1.保證產(chǎn)品的規(guī)格和質(zhì)量指標(biāo)的一致性2.降低原料的損耗率，提高利用率，降低產(chǎn)品的成本3.提高勞動生產(chǎn)率，改善工作環(huán)境4.有利于生產(chǎn)的連續(xù)化和自動化第一節(jié)概述二、食品分選、分級常用方法1.按照寬度分選、分級——圓孔篩、長孔篩2.按照長度分選、分級——重心篩分法3.按照密度分選、分級——除石機4.按照流動特性分選、分級——氣流分級5.按照電磁特性分選——除鐵機6.按照光電特性分選、分級——色選機粗細

第二節(jié)篩分機械與設(shè)備一、篩分機械的基本知識

篩分——粉料通過一層或數(shù)層篩面，按照寬度或者厚度分為若干粒度級別的過程。1.篩分效率

篩分的準(zhǔn)確程度，是指實際篩下物量與原始給料物中應(yīng)含篩下物的比值。

η=G’/Gx

式中：

η-篩分效率（%）G’-篩過物料總量（kg）G-物料總量（kg）x-可篩過物料的質(zhì)量分數(shù)（%）（1）篩面上物料層厚度料層越薄，篩上顆粒通過此層的時間越短，每一顆粒接觸到篩孔的機會越多，篩分效率η就越高。（2）篩下顆粒百分含量、顆粒級配和形狀篩下顆粒的百分數(shù)越高，物料被篩落的速度越快，料層減薄得越快，篩分效率η就越高。篩下顆粒中粒度小于篩孔直徑3/4的易篩粒越多，難篩粒越少，篩分效率η就越高。球形顆粒比扁平、不規(guī)則的顆粒容易篩落。若顆粒過于細微，由于凝聚力、附著力作用，篩分效率η將大幅度降低。（3）物料含水量物料不夠干時，粉狀顆粒受凝聚力、附著力作用，易結(jié)成團堵塞篩孔，篩分效率大降。此外，篩孔形狀、篩面種類、篩分機械的運動方式、加料量的多少及均勻程度也直接影響篩分效率。

影響篩分效率的因素2.篩面組合

(1)組合目的——將各種粒度的混合物通過篩分分成若干個粒度級別，或者是提高總的篩分效率。

(2)組合方法——

①篩余物法:

孔徑依次增大，將前道篩面的篩余物送至后道篩面再進行篩分，如圖所示篩分產(chǎn)品由Ⅰ-Ⅳ，依次加粗。特點：先提細粒再提粗粒

優(yōu)點：粗粒篩分線路長，篩面檢查清理維護方便。缺點：粗粒流經(jīng)所有篩面，篩面磨損大，粗顆粒會阻礙細粒與篩面接觸，影響篩分效率。ⅠⅢⅣⅡ物料Ⅰ＜Ⅱ＜Ⅲ＜Ⅳ.........................................ⅠⅣⅢⅡⅠⅣⅢⅡⅣⅢⅡⅠ②篩過物法:

孔徑依次減小，將前道篩面的篩余物送至后道篩面再進行篩分，如圖所示篩分產(chǎn)品由Ⅰ-Ⅳ，依次減小。特點：先提粗粒再提細粒優(yōu)點：篩面減輕負荷，有助于提高篩分效率。③混合法:篩面組合,結(jié)合篩余物法和篩過物法兩種方法的優(yōu)點，根據(jù)物料不同、粗細粒含量、篩分要求而在生產(chǎn)中進行確定。Ⅰ＞Ⅱ＞Ⅲ＞Ⅳ二、篩面種類和結(jié)構(gòu)——柵篩、板篩和編織篩（一）柵篩面柵篩面采用具有一定截面形狀的棒料，按一定的間距排列而成，通常用于物料的去雜、粗篩。柵篩面的特點：結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低。（二）板篩面

1.篩面材料：金屬薄板沖壓而成，金屬板厚為0.5～1.5mm。

2.篩孔形狀：圓孔和長孔，圓孔按寬度，長孔厚度分級，有時采用三角形孔或異形孔。

3.篩分效率：與孔形狀、間距和排列有關(guān)，即影響篩分效率的不僅是篩面的開孔率，篩孔的排列也影響到顆粒接觸和穿孔的機率。篩孔最好是上小下大。稍呈錐形，這樣可以減少堵塞。

篩孔多采用交錯排列，以提高篩分效率。

4.優(yōu)缺點：

優(yōu)點：孔眼固定不變，分級準(zhǔn)確，同時堅固、剛硬，使用期限長。

缺點：只用于處理顆粒，而不能用于處理粉料。（三）金屬絲編織篩面金屬絲編織篩面由金屬絲編織而成，亦稱篩網(wǎng)。制作篩絲的材料要耐腐蝕，有較好的強度和柔軟性。編織篩網(wǎng)通常為方孔，或矩形孔，孔尺寸大的可在25mm以上，小的可到300目以上。（四）絹篩面絹篩面由蠶絲或錦綸絲，也可用兩種材料混織，稱篩絹。主要用于粉料的篩分，在面粉工業(yè)中粉篩用量最大。缺點：絹絲光滑柔軟，在篩面中極易移動而改變篩孔尺寸，使用時必須用框架繃緊。三、篩制——篩網(wǎng)規(guī)格的表示方法有兩種網(wǎng)目：以每英寸長度內(nèi)的篩孔數(shù)表示，稱為網(wǎng)目數(shù)，簡稱網(wǎng)目，以M表示；篩號:以每厘米長度內(nèi)的篩孔數(shù)表示，稱為篩網(wǎng)的號數(shù)，簡稱篩號，以N表示。兩者之間有如下近似關(guān)系：四、篩面運動形式靜止傾斜篩面往復(fù)振動篩面高速振動篩面平面回轉(zhuǎn)篩面滾動旋轉(zhuǎn)篩面五、擺動篩——搖動篩1、擺動篩的結(jié)構(gòu)及工作原理通常用曲柄連桿機構(gòu)來傳動。

電機通過皮帶傳動，使偏心軸旋轉(zhuǎn)，然后用連桿帶動篩框作定向往復(fù)運動，篩框的運動使篩面上的物料以一定的速度向排料端（傾斜端）移動，同時獲得篩分。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:⑴篩面是平的，故全部篩面都在工作；⑵結(jié)構(gòu)簡單，制造、安裝較容易，調(diào)換篩面方便；⑶適用多種物料和同種物料不同規(guī)格篩分，顆粒、粉狀物料；⑷慣性力平衡困難，連桿易損壞，噪音大。α3、有關(guān)參數(shù)的確定⑴篩孔的形狀和大小

①篩孔的形狀：圓形、正方形及長方形，用的最多的為圓形孔。

②篩孔的尺寸：應(yīng)稍大于物料所需分級的尺寸，一般為圓孔：為物料尺寸的1.2—1.3倍；正方形孔為物料尺寸的1.0—1.1倍；長方形孔為物料尺寸的1.1

倍篩面開孔率（即篩面的有效面積系數(shù)）＝一般為50—60%，考慮到篩面的強度此值不宜過大。篩面總面積篩孔總面積

③篩孔排列方式：當(dāng)正三角形排列時，其開孔率：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，其開孔率：

由k1和k2比較可知，在同樣的孔徑和孔隙時，正三角形排列比正方形排列其篩面的有效面積系數(shù)大16%，二錯開排列，則物料與篩孔的接觸機會多，有利于物料過篩。mdddm⑵曲柄轉(zhuǎn)速

較高的篩分效果必須滿足條件：①物料在篩面正向移動（滑動）（物料沿篩面傾斜方向向下）②物料在篩面反向移動（滑動）（物料沿篩面傾斜方向向上）③正移動大于反移動④伴有輕微的跳動使物料產(chǎn)生正向移動的曲柄軸最低回轉(zhuǎn)速度為：

使物料產(chǎn)生反向移動的曲柄軸最低回轉(zhuǎn)速度為：

tan（φ-α）tan（φ+α）φ－物料對篩面摩擦角α－篩面的傾角0-10°r－曲柄的半徑使物料在篩面上產(chǎn)生輕微跳動的曲柄臨界轉(zhuǎn)速為：

物料顆粒僅作正向移動轉(zhuǎn)速應(yīng)符合條件：n>n1,同時，n<n2，n<n3

物料在篩面上作正向移動和反向移動轉(zhuǎn)速應(yīng)符合條件：n>n1，n>n2

，且n<n3

物料在篩面上產(chǎn)生跳動轉(zhuǎn)速必須滿足：n>n3

rtan（φ+α）tan（φ+α）n=（40-54）4.影響擺動篩分級效果因素

⑴原料性質(zhì)

①顆粒幾何形狀原料顆粒的幾何形狀的不同，影響其在篩面上的流動情況，因而分級效果也不同。如圓形比不規(guī)則物料分級效果好。

②物料在篩面上受振動而產(chǎn)生自動分級現(xiàn)象上層：大、輕、粗粒；中層：混合；下層：小、重、光滑性,對擺動篩分級有利。如篩面料層較厚、單位流量較大時，更易產(chǎn)生自動分級。

③含水量物料含水量對分級效果的影響：如干的易分，濕的難分。

④粉狀物料物料中粉狀成分過多，影響分級效果。

⑵物料在篩面上運動狀態(tài)

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，因為有它存在才能使物料有更多地機會通過篩孔和使物料保持輕微的跳動。

①篩面傾角傾角越大，物料運動速度越大，這可使物料層下落，過篩的機會增多，但需加長篩面，否則會使一部分來不及過篩。同時傾角大，減少了篩孔的投影面積，和減小反向移動，而減少與篩面的接觸機會。故傾角不能過大。

②轉(zhuǎn)速的影響傾角越大，振動越大（跳動越大），物料的運動速度越大，篩分的效果越差．所以為了物料產(chǎn)生正向移動又有輕微的跳動，則轉(zhuǎn)速不能太快．

③振幅

與轉(zhuǎn)速有關(guān)。當(dāng)轉(zhuǎn)速高時，振幅可取小些。相反，則應(yīng)取大一些。5.生產(chǎn)能力計算

G=B×q式中：G－生產(chǎn)能力（kg/h）B－篩面的寬度（600－1200mm）

q－篩面單位流量（kg/m·h）因此，欲提高生產(chǎn)能力G，可以增加：

1.篩面的寬度B，但是篩寬過大，結(jié)構(gòu)過于龐大，物料也不容易均勻散落。

2.篩面單位流量q，但是流量過大，則物料在篩面上流速太快，物料來不及過篩而進入另一段。六、滾筒式分級機滾筒式形狀分級設(shè)備的主體是幾組滾筒，滾筒上分布有孔眼。每組滾筒上的孔眼直徑不同，后組比前組的孔徑大。工作時滾筒轉(zhuǎn)動，使物料在滾筒內(nèi)滾轉(zhuǎn)并向出口移動，在移動過程中實現(xiàn)分級。小于第一組孔的物料從第一組掉出用漏斗收集為一個級別,以下依此類推。適用：這種分組機分級效率較高，目前廣泛用于蘑菇和青豆等的分級。1、結(jié)構(gòu)進料斗滾筒滾圈摩擦輪鉸鏈集料斗機架傳動2、工作過程物料料斗滾筒滾轉(zhuǎn)、移動孔流出集料斗④傳動裝置：摩擦輪傳動，兩側(cè)摩擦輪對稱，夾角90°⑤支撐裝置：由組成，滾圈焊接在滾筒上，將滾筒重量通過摩擦輪傳遞給機架。①滾筒：

各段孔徑不同，進口段最小，出口段最大。1.5-2.0mm的不銹鋼②收集料斗：

安裝與滾筒下面，數(shù)量與分級數(shù)目相同③清篩裝置：

滾筒外壁安裝緊貼筒壁平行于滾筒中心軸線的木質(zhì)滾軸，借助其擠壓，將堵塞篩孔的物料擠壓回滾筒內(nèi)部。滾筒收集料斗機架滾圈摩擦輪4.特點

工作轉(zhuǎn)速低、連續(xù)運轉(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。

當(dāng)滾筒等速轉(zhuǎn)動時，物料在筒內(nèi)，由于摩擦力的作用，而被帶動外舉一定高度，然后由于重力的作用，則沿筒壁向下滾動……，