流体输送关设备.pptx

1.固体物料输送机械与设备1.1 带式输送机带式输送机食品工厂中应用最广泛的一种连续输送机械。输送物料输送物料：块状、颗粒状物料及整件物料。功能功能：水平输送、倾斜输送。特点特点：输送量大，动力消耗少，运转连续，工作平稳，输送距离大。构造构造：输送带、滚筒、料斗、托辊、卸料装置、驱动装置。11.固体物料输送机械与设备1.1.1 带式输送机带式输送机构造与工作原理构造与工作原理构造构造：输送带、滚筒、料斗、托辊、卸料装置、驱动装置。6/1/202321输送带；2上托辊；3缓冲托辊；4导料板；5加料斗；6改向滚筒；7张紧装置；8尾架；9空段清扫器；10下托辊；12弹簧清扫器；13头架；14传动滚筒；15头罩1.固体物料输送机械与设备1.1.1.1 输送带输送带特点特点：牵引和承载功能的构件，输送带应具有强度高、质量轻、延伸率小、吸水性小、耐磨性好特点。材料材料：食品工业常用橡胶带、纤维编织带、网状钢丝带及塑料带。工作表面有平向和花纹两种，后者适宜于内摩擦力较小的光滑颗粒物料的输送。还常采用不锈钢带。其强度高、耐高温、耐腐蚀，适用于边输送，边清洗、沥水、炸制、通风冻结、干燥的场合。（1）橡胶橡胶带带橡胶带是由若干层纤维帆布作为带芯，层与层之间用 橡胶加以粘合而成的。其上下两面和左右两侧还附有橡胶保护层。帆布带芯是胶带承受拉力的主要部分，而橡胶保护层的主要作用是防止帆布磨损及腐蚀。6/1/202331.固体物料输送机械与设备橡胶带按其用途不同可分为强力型、普通型和耐热型三种。带宽也有一系列的规格尺寸（200、250、300、400、450、500、650、800、1000、1200、1600mm等）。橡胶带越宽，帆布层越多，承受的总拉力越大。但随着帆布层数的增多，其柔性变小（2）钢带钢带链节式：便于维护，成本低，卫生条件差整体式：成本高，难维护，卫生条件好（3）钢丝钢丝网网带带 造价高（4）塑料）塑料带带耐磨、耐酸碱、耐油、耐腐蚀。不适用温度变化范围大。一般有单层和多层结构，多层结构塑料带与普通型橡胶带相似。6/1/202341.固体物料输送机械与设备1.1.1.2 驱动装置驱动装置-传动滚筒和改向滚筒传动滚筒和改向滚筒驱动装置：电动机、减速器、驱动滚筒。驱动滚筒是传递动力的主要部件，其长度略大于带宽。呈鼓形结构，即中部直径稍大用于自动纠正输送带的跑偏。转向滚筒：改向1.1.1.3 托辊托辊作用：作用：用于承托输送带及其上面的物料，避免作业时输送带产生过大的挠曲变形分类分类：上托辊(即载运托辊)和下托辊(即空载托辊)上托辊：平托辊和凹面托辊，又有单辊式和多辊。下托辊：平托辊托辊间距：一般0.40.5m物料轻取12m 20kg成件品 间距物料在运输方向长度1/26/1/202351.固体物料输送机械与设备1.固体物料输送机械与设备1.1.1.4 张紧装置张紧装置功能功能：调节输送带的松紧程度型式型式：螺旋式利用 螺杆拉(压)力 重锤式利用悬垂重物的重力1.固体物料输送机械与设备1.1.1.5 卸料挡板卸料挡板型式：型式：犁式1.固体物料输送机械与设备1.1.1.6 清扫器清扫器 为了清除卸料后仍粘附在输送带上的粉状物料，要安装清扫器。一般输送带的工作面用弹簧清扫器。非工作面用刮板清扫器。刮板清扫器的结构和工作原理与刮板卸料器相似。1.固体物料输送机械与设备1.1.2 带式输送机带式输送机主要参数的确定主要参数的确定1.1.2.1 输送能力输送能力连续输送散状物料 Q=3600Sc式中 Q输送能力，t/h S物料在带上的横截面积，m2 物料在带上的容积密度，t/m3；v带速，m/s c输送机倾斜度修正系数，见书表。1.固体物料输送机械与设备1.1.2.2 输送成件物品输送成件物品式中 Q输送能力，t/h；m单件物品质量，kg；v带速，m/s；L带上物品的间距，m。每小时输送件数可用下式计算：1.固体物料输送机械与设备1.1.2.3 输送带宽度输送带宽度输送散物料时带宽可由下式求出：式中:B输送带宽，m。Ks截面系数求出B值后，圆整为整数，再从带宽系列中选用标准值输送成件物品时：带宽应比物品的宽度尺寸大50-100mm。1.固体物料输送机械与设备1.1.2.3 带速的确定带速的确定 通过对输送能力的讨论可知，带速越高，输送能力越大。但是带速过大，输送带的抖动也越大，物料容易从带上抛出。而且，输送带也容易因磨损而损坏。所以，合理地选择带速很重要，一般可根据下列原则选定带速。（1）较长及水平输送机，可选用较高的带速。（2）输送易扬尘的粉状物料，应使1m/s。（3）刮板卸料时，一般2m/s。（4）人工检选时，0.3m/s。（5）输送成件物品时，1.25m/s。1.固体物料输送机械与设备1.1.3 带带式式输输送机的使用与送机的使用与维护维护1.加料要均匀。料应加在输送带的中心线附近，防止带的振动或走偏。2.尽量使加料的初速方向与带的运动方向相同。减小加料高度，以减轻对带的冲击。3.输送散物料时，注意清扫输送带的正反两面，保持带与滚筒及托辊间的清洁，减少磨损。4.保证润滑。及时加注润滑剂，以减小摩擦阻力。5.向上输送物料的倾角过大时，最好选用花纹输送带，以免物料滑下。6.经常检查和调整带的张紧程度，防止带过松而使输送带产生振动或走偏。1.固体物料输送机械与设备1.2 斗式提升机斗式提升机定定义义：在带或链等挠性牵引件上，均匀地安装着若干料斗用来连续运送物料的 运输设备称为斗式提升机。用途用途：主要用于垂直、倾斜连续输送散状物料。优优点点：结构简单；占地面积小；提升高度大，一般1220m，最高可达3060；密封性好，不易产生粉尘。缺点缺点：料斗和牵引件易磨损，对过载的敏感性大。1.2.1斗式提升机构造和工作原理斗式提升机构造和工作原理构构件件：牵引件、传动滚筒、张紧装置、料斗、加料及卸料装置和驱动装置等。整个装置封闭在金属外壳内，一般传动滚筒和驱动装置放在提升机的上端，如图所示。151.固体物料输送机械与设备类型：立式、倾斜式16倾斜式斗式提升机立式斗式提升机1一机头2一头轮 3一料斗4一机筒 5一进料斗6一机座 7一底轮8张紧螺杆1.固体物料输送机械与设备1.牵牵引件引件胶胶带带：中小生产能力，中等提升高度，较轻料。链带链带：提升高度高，重物料。2.料斗料斗(1)深斗：流动性好、干燥物料(2)浅斗（多用）：潮湿、流动差物料(3)三角形斗定向自流式卸料171.固体物料输送机械与设备1.2.2斗式提升机的装料与卸料方式斗式提升机的装料与卸料方式1.斗式提升机的装料方式斗式提升机的装料方式（1）挖取法）挖取法物料加到提升机底部，被运转着的料斗直接掏取而提升。适用：适合于小或磨蚀性小的粉状物料。特点：其运行阻力较小，故料斗的速度较高。（2）撒入法）撒入法:物料直接由装料口加到运行的料斗中。适用：适用于料块较大及磨蚀18(a)挖取式 (b)撒入式1.固体物料输送机械与设备1.2.2斗式提升机的装料与卸料方式斗式提升机的装料与卸料方式2.卸料方式卸料方式（1）离心式）离心式利用离心力，提升速度快场合（2）无定向自流式）无定向自流式离心力重力，流动性差、潮湿物料（2）定向自流式）定向自流式重力物料沿前一料斗背部落下大块、比重大、易碎料1.固体物料输送机械与设备1.2.2斗式提升机主要参数的确定斗式提升机主要参数的确定1.提升能力提升能力2.功率功率斗式提升机传动轴功率可按下式近似计算：1.固体物料输送机械与设备1.3 螺旋式螺旋式输输送机送机 螺旋输送机是密封输送设备。主要用来输送粉状或粒状物料。输送、混合、挤压作用。水平、倾斜（20度）输送。优优点点：构造简单，横截面尺寸小，制造成本 低，密封性好，操作方便，便于改变加料和卸料位置。缺点缺点：输送过程中物料易过粉碎。输送机零部件磨损较重，动力消耗大。输送长度较小（小于40m）。输送能力较低。倾斜输送时倾角小于20。1.固体物料输送机械与设备1.3.1 螺旋式螺旋式输输送机构造和工作原理送机构造和工作原理1.3.1.1 工作原理工作原理螺旋把物料在固定的机壳（料槽）内推移进行输送。物料不随螺旋旋转，滑动形式移动1驱动装置；2出料口；3螺旋轴；4中间吊挂轴承；5壳体；6进料口1.固体物料输送机械与设备1.3.1 螺旋式螺旋式输输送机构造和工作原理送机构造和工作原理1.3.1.2 构件构件（1）螺旋轴）螺旋轴 种类：种类：实体螺旋、带式螺旋、叶片式螺旋、成型式实体螺旋：构造简单，效率高。适宜输送松散、干燥、无粘性的物料；带式螺旋：加工制造较麻烦，强度较低。适宜输送磨损大、腐蚀性较大及粒度较 大的物料；叶片式螺旋：加工制造麻烦，效率低。用于物料输送过程中伴随搅拌及混合等 工艺要求的场合；成型式螺旋：加工复杂。运送韧性、可压缩物料物料不随螺旋旋转，滑动形式移 动。螺旋形状1.固体物料输送机械与设备1.固体物料输送机械与设备（2）料槽料槽 形状 （密闭）内径要稍大于螺旋直径，二者间有间隙。1.3.2 螺旋螺旋输输送机的使用与送机的使用与维护维护（1）安装时要特别注意各节料槽的同轴度和整个料槽的直线度。否则，会导致动力消耗增大，甚至损坏机件。（2）开机前应检查各传动部件，确保其运转灵活且有足够的润滑油，然后空载运转，如无异常方可添加物料。（3）加料应当均匀，否则会在中间轴承处造成物料的堵塞，使阻力急剧升高而导致完全梗塞。（4）定期检查螺旋的工作情况，发现部件磨损过大时应及时修复或更换。（5）要特别注意转动部件的密封，严防润滑油外溢污染食品和原料进入转动部件而导致磨损加剧。（6）停机前应先停止进料，待物料排空后再停机。（7）停机后应及时清洁机器、加油，以备下次使用。1.固体物料输送机械与设备1.4 刮板刮板输输送机送机组组成成：牵引构件、刮板、料槽、带轮功能功能：可水平、倾斜、水平倾斜组合输送型式型式：固定式、移动式特点特点：结构简单，装卸料方便，机件易磨损，动力消耗大，不易输送较湿物料。2.液体物料输送机械与设备 液体输送在食品加工中具有重要的地位，被输送的物料有牛奶、果汁、糖浆原料和水等。食品液体，种类繁多，性质差别较大，使得输送问题变得更为复杂。液体的粘度范围很宽，低粘度的水、油溶液，高粘度的巧克力浆等；再如输送酱油、醋及果蔬汁等原料时，存在不同程度的腐蚀性；含脂食品易于氧化；营养丰富的食品又是微生物生长的温床。为保证食品卫生，要求输送机械凡与食物接触的部分必须采用无毒，耐腐蚀材料，结构上要有完善的密封结构，同易于清洗。这些都是液体食品的特殊性对输送机械提出的要求。按工作原理和结构特征液料泵可分为以下基本类型：1、流量泵 2、容积泵2.液体物料输送机械与设备2.1 泵泵的分的分类类按工作原理和结构特征液料泵可分为以下基本类型：流量泵 、容积泵流量流量泵泵：依靠高速旋转叶轮对被泵送液料的动力作用，把能量连续传递给料液面完成输送。常见流量泵有离心泵、轴流泵、旋涡泵。容容积泵积泵：通过包容料液的封闭工作空间（泵腔）周期性的容积变化或位置移动，把能量周期性地传递给料液，使料液的压力增加，直至强制排出。根据主要构件的运动形式，常见的容积泵又分为：往复泵（如活塞泵、柱塞泵、隔膜泵）和转子泵（如齿轮泵、螺杆泵、滑片泵、挠性泵等）。2.液体物料输送机械与设备2.1.1 流量流量泵泵特点特点（1）静压低、动压高、流量大且稳定；（2）静压及流量因负载而不同，流量调整一般通过出口开度进行，压力也相应变化，但不会造成压力剧增；（3）叶片对液料有一定的剪切、搅动作用；（4）适用于黏度较低的液料输送或供给；（5）为稳定工作，使用时必须保持不低于某一转速；（6）只有在泵腔完全充满后才能启动供料，因此其安装位置必须保证这一要求，而且吸料管应尽量短且弯头少，避免积存空气。2.液体物料输送机械与设备2.1.2容容积泵积泵特点：特点：（1）静压高、动压低、瞬时流量波动较大，可通过顺序安排泵的工作相位减少波动；平均流量稳定、准确，可用于液料的计量；（2）稳定安全作业时，泵须配置调压阀（用于控制出料所需的最小压力）、安全阀（控制泵安全限制的最高压力）和溢流阀（在正常工作压力下，使多余的排量回流）等组件，使用时必须注意它们处于良好的工作状态；（3）流量一般只能通过调节泵本身的排量（如调节转速或更换转子）来实现，不可通过出口开度进行调整，否则会造成压力骤增；（4）搅动作用一般较小，但对于缝隙流阀结构，其剪切作用较强；（5）适用于静压要求较高（黏度大或管道压力损失大）而流量要求较低且准确的液料输送或供给；（6）具有较强的自吸能力，故安装位置要求不严格；（7）需要注意的是，液料在工作过程中起到一定程度的润滑作用，因此不得在无料的情况下空转，以免干磨造成严重的磨损。2.液体物料输送机械与设备2.2 离心离心泵泵 离心泵是典型的径流式泵，是使用范围最广泛的输送液体机械之一，不但可以输送简单的低、中粘度溶液，也可以输送含悬浮物或有腐蚀性的溶液。2.2.1 离心离心泵泵的的结结构构典型离心泵的结构(如图所示)，主要由泵体、泵盖、轴、叶轮、轴承、密封部件和支座等构成。由原动机带动固定在轴的叶轮旋转，使叶轮中的液体获得能量(包括压力能和动能)。为防止液体从泵壳等处泄漏，在各密封点上分别装有密封环或轴封箱。轴承支持着转轴。整台泵和电机安装在一个底座上。对整台泵的综合要求：结构紧凑、工作可靠、检修方便、安全耐用。2.液体物料输送机械与设备 泵轴1上装有叶轮，叶轮上设置有弯曲的叶片2，叶轮之间形成液体通道。泵轴受外力作用，带动叶轮在泵壳3内旋转。液体由入口4沿轴向垂直进入叶轮中央，并在叶片之间通过而进入泵壳，最后从泵的液体出口5沿切线排出。离心泵多用电动机带动。2.液体物料输送机械与设备2.2.2 离心离心泵泵的工作原理的工作原理 启动前，先将泵壳内灌满被输送的液体。启动后，泵轴带动叶轮旋转，叶片之间的液体随叶轮一起旋转，在离心力的作用下，液体沿着叶片间的通道从叶轮中心进口处被甩到叶轮外围，以很高的速度流入泵壳，并在壳内减速，经过能量转换，达到较 高的压力，然后从排出口进入管路。液体流到蜗形通道后，由于截面逐渐扩大，大部分动能转变为静压能。其间液体以较高的压力，从排出口进入排出管，输送到所需的场所。2.液体物料输送机械与设备2.2.3 离心离心泵泵的主要部件的主要部件 离心泵的主要部件有叶轮、泵壳和轴封装置2.液体物料输送机械与设备2.2.3 离心离心泵泵的主要部件的主要部件1.叶轮 叶轮是离心泵最重要的部件；叶轮可将原动机的机械能传给液体，以提高液体的静压能和动能。离心泵叶轮内设有612片叶片。2.液体物料输送机械与设备叶轮结构通常有三种类型：（1）封闭式：叶轮两侧有前盖板和后盖板，液体从叶轮中间入口进入经两盖板与叶轮片之间的流道流向叶轮边缘。该泵效率高，广泛用于输送清洁液体。（2）半闭式：吸口侧无前盖板。（3）开式：叶轮两侧不装盖板。叶片少，叶片流道宽，适于输送含杂质的液体（浆料或含有固体悬浮物的液体），因叶轮不装盖板，液体在叶片间运动时易产生倒流，故效率较低。2.液体物料输送机械与设备2.2.3 离心离心泵泵的主要部件的主要部件2.轴封装置作用作用：防止高压液体从泵壳内沿轴的四周漏出，或者外界空气以相反方向漏入泵壳内。形式形式：填料密封和机械密封2.液体物料输送机械与设备2.2.3 离心离心泵泵的主要部件的主要部件3.填料密封 填料涵壳1与泵体相连，填料2一般为浸油或涂石墨的石棉绳，拧紧螺钉，通过填料压盖4将填料压紧在填料涵壳与转轴之间，达到密封的目的。内衬套5用于防止填料挤入泵内。为了防止空气漏入泵内，在填料涵内装有液封圈3。2.液体物料输送机械与设备2.2.3 离心离心泵泵的主要部件的主要部件3.机械密封 又称端面密封。主要密封元件由动环、静环组成。密封是靠动环和静环端面间的紧密结合来实现。动环与轴一起旋转，动环的端面紧贴静环，而静环则与静环座固定连接，两端面借助于压紧弹簧通过推环紧密贴合。其紧贴程度可用弹簧来调节。机械密封与填料密封相比，具有液体泄漏量小、使用寿命长、消耗功率少、结构紧凑、密封性能好的优点，对于输送食品物料的泵，采用机械密封比填料密封更好，但机械加工复杂、精度高，安装的技术严格，成本高。2.液体物料输送机械与设备2.3 螺杆螺杆泵泵 螺杆泵属于回转式容积泵，有单螺杆、双螺杆和多螺杆等几种。食品工厂中多采用卧式单螺杆泵，适用于高粘度粘稠液体及带有固体物料的酱液的输送，如用于蜂蜜、果肉、淀粉糊、巧克力浆及蕃茄酱。2.液体物料输送机械与设备2.3.1 螺杆螺杆泵泵的的组组成成 按螺杆个数分单螺杆泵、双螺杆泵与多螺杆泵。输送食品液料用单螺杆泵 结构：单螺杆泵内转子的径向断面为圆形(直径为d)的螺杆，按其几何中心0，以螺距t和偏心距e绕螺杆轴线01作螺旋运动。定子是螺距为2t的双线螺旋形孔，其径向断面形状是宽度为2e的矩形、外接两个直径也为d的半圆形所组成的长圆孔。2.液体物料输送机械与设备2.3.1 螺杆螺杆泵泵的的组组成成螺杆、螺套螺杆、螺套 螺杆的材料为不锈钢，直径规格有29mm及40mm两类；偏心距为3-6mm，螺距为50-100mm；定子通常为双头螺旋橡皮衬套，内径比转子外径小1mm，橡皮衬套材料硬度为邵氏硬度65-75，耐磨性为700，永久伸长率为10%，抗拉强度为10.2-15.3N/cm2，拉断时相对延率为30%。2.液体物料输送机械与设备2.3.1 螺杆螺杆泵泵的工作原理的工作原理 单螺杆泵的偏心单头螺旋的转子（螺杆）在双头螺旋的定子孔（螺腔）内绕定子轴线作行星回转时，转子定子运动之间形成的密闭腔就连续地、匀速地、容积不变地将介质从吸入端输送到压出端。2.液体物料输送机械与设备特点特点（1）运转平稳，流量脉动小，无振动和噪音；（2）其吸入压头较高，接近85kPa，具有良好的自吸性能，排出能力较好；（3）可用于含固体颗粒料液和高粘稠液料；（4）通常通过改变螺杆转速调节流量；（5）螺杆的螺旋面加工工艺较复杂；（6）使用时，为保护橡胶衬套，泵不能空转，开泵前需灌满液体，否则会烧坏橡皮衬套。性能性能 螺杆的尺寸一定时，改变转速调整流量，合理的转速为750-1500rpm。转速过高造成螺杆与螺套的过渡摩擦而发热，损坏橡皮螺套，过低则影响生产效率。螺杆泵吸入压头可达84kPa，排出压力与螺杆长度有关，每个螺距可产生0.2Mpa的压力。2.液体物料输送机械与设备2.4 转转子子泵泵 转子泵属于容积泵，又称罗茨泵，广泛应用于食品、饮料、医药、化工等行业。转子泵输送食品物料应用范围(1)食品饮料类 乳品、乳胶、巧克力、糖浆、乳酪、麦芽汁、啤酒、汽水。(2)水果浓缩物 布丁、果酱、果冻、番茄酱。(3)糊状类产品 肉糜、脂肪及油脂等。2.液体物料输送机械与设备2.4.1 转转子子泵泵工作原理工作原理 其泵送原理与齿轮泵相仿，转动件为一对叶瓣形转子。转子分别固定在主动轴和从动轴上。两转子相互紧密啮合，转子与泵壳密封，把泵体内的吸入室与排出室隔开。当动力由泵轴输入时，两转子作反向旋转。在吸入室侧，因叶瓣从中心分别转向泵外壳，泵体内的工作容积逐渐扩张，而形成负压区，将被送流体吸入。随着转子转动，流体进入由相邻叶瓣和泵壳所围成的封闭空间，并随转子一起转动，到达排出室侧，泵体的工作容积逐渐减少，液体则被压出泵体，实现输送。2.液体物料输送机械与设备2.4.2 转转子子泵泵与离心与离心泵对泵对比比(1)转子泵属容积式泵，输送流量可以精确地控制，也可制成变量泵。而离心泵的输出流量随着阻力的增加而下降。(2)转子泵的转速较低，一般在200-800rpm之间，离心泵的转速高，被输送物料受到强力的撞击及离心力的作用，离心泵在输送混合物常产生物质成分不一的现象，使成品的质量下降。(3)转子泵可用于输送粘度很高的物质，又称胶体泵，离心泵无此特性。(4)转子泵可以制成输出压力较高的泵，适宜于长距离或高阻力定量输送。(5)转子泵的制作较复杂精密，成本高，这也是它与 离心泵相比最大的缺点。2.液体物料输送机械与设备2.5 水水环环式真空式真空泵泵2.5.1 水环式真空泵的工作原理水环式真空泵的工作原理 水环式真空泵的叶轮与泵壳成偏心，泵壳内充一定量的水，叶轮旋转使水形成水环。相邻叶片(如图中红色叶片)旋转时，与水环形成的空间(气室)变大即进气，空气(气室)逐渐变小，即空气被压缩。多组相邻叶片，即多组往复压缩。结构紧凑、工作平衡可靠和流量均匀，所以化工生产中多用来输送或抽吸易燃、易爆和有腐蚀性的气体。水环式真空泵由于叶轮搅拌液体，损失能量大，故其效率很低。2.液体物料输送机械与设备2.5.2 水水环环式真空式真空泵泵的性能特点的性能特点水水环环式真空式真空泵泵的的优优点点1、结构简单，制造精度要求不高，容易加工。2、结构紧凑，泵的转数较高，一般可与电动机直联，无须减速装置。故用小的结构尺寸，可以获得大的排气量，占地面积也小。3、压缩气体基本上是等温的，即压缩气体过程温度变化很小。4、由于泵腔内没有金属磨擦表面，无须对泵内进行润滑，而且磨损很小。转动件和固定件之间的密封可直接由水封来完成。5、吸气均匀，工作平稳可靠，操作简单，维修方便。2.液体物料输送机械与设备2.1水水环环式真空式真空泵泵的性能特点的性能特点水水环环式真空式真空泵泵的缺点的缺点1.效率低，一般在30%左右，较好的可达50%。2.真空度低，这不仅是因为受到结构上的限制，更重要的是受工作液饱和蒸气压的限制。用水作工作液，极限压强只能达到20004000Pa。用油作工作液，可达130Pa。3.原料预处理机械与设备3.13.1分分级级分分选选机械与机械与设备设备 分级分选机械与设备是食品厂常用的机械，可以保证产品的规格和质量指标；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，提高劳动生产率，并有利于生产的连续化和自动化。本节主要讲述食品加工过程中常用的各种分级分选机械与设备。一、筛分机械 二、重力分选机械 三、磁选设备3.原料预处理机械与设备3.13.1分分级级分分选选机械与机械与设备设备3.1.1 筛分机械筛分机械 用筛面将颗粒大小不同的物料分成若干级别的操作称为筛分。用于筛分物料的机械称为筛分机械。筛分机械种类很多，分为摇动筛、振动筛和回转筛等几种。影响筛分效率的因素影响筛分效率的因素（1）筛面上物料层厚度（2）筛下颗粒百分含量、颗粒级配和形状（3）物料含水量 此外，筛孔形状、筛面种类、筛分机械的运动方式、加料量的多少及均匀程度也直接影响筛分效率。2.原料预处理机械与设备2.12.1分分级级分分选选机械与机械与设备设备1.振动筛振动筛 振动筛的工作原理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，同时在风道里运用适当的气流速度，按谷物和杂质粒度大小和悬浮速度的不同进行分离的。其优点是筛分效率高，生产能力大，筛面利用率高。结构简单，占地面积小，重量轻，动力消耗省，价格低，应用范围广。振动筛适用于细粒物料和浆料的筛分操作。其中，应用较多的是惯性振动筛、偏心振动筛和电磁振动筛。3.原料预处理机械与设备3.13.1分分级级分分选选机械与机械与设备设备2.回转筛回转筛 回转筛的主轴从转筒中心穿过，借助辐条与转筒相连。电动机经减速器带动转筒作旋转运动。物料由加料溜管从转筒的一端加入，通过筛孔的筛下料汇集于料斗中，不能过筛的物料则由于筛面的倾斜而沿着筛面向转筒的另一端移动，最后从筛上料卸出溜管卸出。其优点是操作简单，制造容易，工作平稳。缺点是筛面利用率低，体积庞大笨重，动力消耗大，筛分效率低。2.原料预处理机械与设备2.1.2 2.1.2 滚轴滚轴式形状分式形状分级设备级设备 滚轴式形状分级设备是按原料直径大小进行分级的设备，主要用于球形体或近似球形的果蔬原料，如苹果、柑橘、番茄和桃子等的分级。该设备分级快而准确，对果蔬损伤小。分级范围大，分级效率高，对于球形或近似球形体的果蔬原料可在直径50 100 mm 的范围内将其分为五个级别。滚轴式形状分级设备主要由滚筒、驱动链、链轮、出料输送带、理料辊等组成。分级过程中，升降辊可在特定导轨上上升，从而使滚筒之间的菱形开孔随之逐渐增大。每个孔内只有一个物料，与开孔大小相适应时，物料就会落下；大于开孔大小的则随滚筒继续向前运动，到相适应时落下，升降辊上升到最高，分级结束，再循环以上动作。3.原料预处理机械与设备3.1.33.1.3重力分重力分选选机械机械 重力分选往往在筛选之后进行，可分离按形状分选法所不能分离的一些杂质。重力分选是应用振动和气流作用原理，按物料组成的密度不同进行分选的方法，典型设备是密度去石机。密度去石机是专门清除密度比粮食大的并肩石等杂质的一种装备。密度去石机由进料装置、筛体、风机、传动机构等组成。3.原料预处理机械与设备3.1.4 3.1.4 磁选设备磁选设备 为了有效地保证安全生产和产品质量，食品原料在加工前必须经过严格的磁选，除去金属杂质。磁选设备的主要工作部件是磁体。磁体分永久磁体和电磁体。谷物清理多采用永久磁体。磁场要有足够的磁场强度。1.永磁溜管 永磁溜管结构简单，占地小，可连续进行磁选。需要注意的是物料通过磁极面的速度不宜过快，否则会影响磁选效果2.永磁滚筒 永磁滚筒主要由进料装置、滚筒、磁芯、机壳和变速机等组成。该设备能自动排除磁性杂质，除杂效率高，特别适合于除去粒状物料中的磁性杂质。3.原料预处理机械与设备3.2 3.2 粉碎、均质及混合机械与设备粉碎、均质及混合机械与设备 本章主要讲述食品加工过程中需要用的各种粉碎、均质及混合机械设备。3.2.1均质的目的及原理均质的目的及原理1.均质的目的均质的目的 均质的目的在于将液体的混合物料中的粗大脂肪球或者较大的颗粒破碎细化，提高食品的均细度，防止或延缓物料分层，使其成为液体均相、稳定的混合物。均质后的食品在口感、外观及消化吸收率等方面均有提高。2.均质机的工作原理均质机的工作原理（1）剪切剪切 在液体物料高速流动时，若突然遇到狭窄的缝隙，就会造成极大的速度梯度，从而产生很大的剪切力，使物料粉碎。（2）冲击冲击 在均质机内，液体物料与均质阀产生高速撞击作用，从而将脂肪球等撞击成细小的微粒。3.原料预处理机械与设备（3）空穴空穴 液体在高速流经均质阀缝隙处时，产生巨大的压力降。当压力降低到液体的饱和蒸汽压时，液体开始沸腾并汽化，产生大量气泡。液体离开均质阀时，压力有会增加，使气泡突然破灭，瞬间产生大量空穴。空穴会释放大量的能量，生产高频震动，使颗粒破碎。均质机在工作时，通过三种作用协同达到均质目的。3.温度对均质的影响温度对均质的影响 均质温度对均质效果影响很大，物料均质温度高，液体的饱和蒸汽压也高，均质时容易形成空穴。所以在均质前可将物料加热，例如牛奶的均质温度一般为50-70，50 是牛奶的有效均质的最低温度，超过70 就会在均质机中生产“汽窝”。注意：均质温度高，不利于蛋白质的热稳定性。3.原料预处理机械与设备2.2.2 高压均质机高压均质机1.结构及工作过程结构及工作过程 高压均质机是在将料液内部压力提高到一定程度后，使料液在极高的压差作用下高速瞬间通过狭窄的缝隙，通过此过程中形成的冲击、剪切与空穴作用，大粒子迅速破碎为1m左右的微粒，使物料均质化。高压均质机主要由高压泵、均质阀、调节装置及传动系统组成。其中高压泵由进料腔、吸入活门、排出活门、柱塞等组成。均质阀由阀座、阀芯、弹簧、调节手柄等组成。2.原料预处理机械与设备（1）高压泵）高压泵 高压泵如图321所示，高压泵由进料腔、吸人活门、排出活门、柱塞等组成。当柱塞向右运动时，泵腔容积增大，使泵腔内产生低压，物料由于外压的作用顶开吸人活门进入泵腔，这一过程称为吸料过程；当柱塞向左运动时，泵腔容积减小，泵腔内压力逐渐升高，关闭了吸人活门，达到一定高压时又会顶开排出活门，将泵腔内液体排出，称为排料过程。高压泵柱塞的运动是由曲轴等速旋转通过连杆滑块带动的(图322)，柱塞的运动速率按正弦曲线变化，相对应地排料量也按正弦曲线变化。在柱塞处于两个止点时，泵的排出量瞬时为零；当曲柄回转到90。和270。时排料量最大。显然，这样的设备排料量变化大、不均匀，是无法用于生产的。为弥补这一缺陷，高压泵常采用三柱塞往复泵，各单泵的运动互差120。，泵的工作能力得到了较好的调整(图323)。三柱塞泵有三个泵腔，每个泵腔配有吸入活门和排出活门各一个，共六个活门。3.原料预处理机械与设备（2）均质阀）均质阀 均质阀主要由阀座3、阀杆5和冲击环4构成(图623)，阀杆及阀座采用钨、铬、钴等耐磨合金钢制造。高压均质机上配置的均质阀有两种类型，即单级和双级均质阀，通过旋转调节手柄而改变弹簧对阀杆。的压力，即调整阀杆与阀座间的接触压力，可调节液体排出泵腔的压力。食品生产一般采用双级均质阀。进行牛奶均质时，第一级的压力控制在2025MPa，主要起破碎脂肪球作用，第二级控制在35MPa左右，主要起分散脂肪球作用，并为第一级提供背压，起控制第一级的破碎程度的作用。3.原料预处理机械与设备 常见均质阀结构类型如图624所示。前四种为平面型均质阀，阀座和阀杆工作端面均为平面结构，形状简单，加工、修复方便，使用最为普遍。图624(a)为整体阀杆，结构简单，一般用于中小流量均质；图624(b)阀杆带有插入阀座内孔内的导向杆，作业时方向稳定性好，适用于大流量均质；图624(C)为组合阀杆，其中前端采用碳化钨硬质合金制造，磨损后只需更换前端，适用于磨蚀性强的料液；图624(d)的阀杆、阀座工作端面覆盖有高耐磨合金板材的多孔罩，可强化均质效果，且多孔罩可分别套在阀杆和阀座上，各使用一次后报废，但对其材料要求较高，使用较少；图624(e)为非平面型均质阀，阀座及阀杆工作端面开有多个同心圆齿形沟槽，工作时互相嵌合，形成的纵断面锯齿形间隙构成多个均质区，均质效果好，操作压力要求低，但制造困难，磨损较快，使用较少。3.原料预处理机械与设备 3.原料预处理机械与设备2.高高压压均均质质机的工作机的工作过过程程 流体以200300m/s的流速通过均质阀高度不超过100pm缝隙处，将产生巨大的速度梯度，形成强烈的挤压和剪切作用。挤压使脂肪球在缝隙处被延展，同时因液流高速通过均质阀时的涡动作用，使延展部分被剪切为更细小的脂肪球微粒。液流中存在着表面活性物质(如含有卵磷脂及胆碱的磷脂)，围绕在更细小的脂肪球微粒外层形成一种使这些微粒不再互相黏合的膜。同时料液在缝隙中产生巨大的压降，当压力降低到工作温度下的液料的饱和蒸汽压时，液体就开始“沸腾”而迅速汽化，内部产生大量气泡，含有大量微气泡的液滴朝缝隙出口流出，随着流速的迅速降低，压力升高。当压力升至一定值后，微气泡因压力作用突然破灭重新凝结，在空穴、湍流和剪切力的共同作用下被破碎成微粒。被破碎的微粒接着又强烈地撞击到冲击环上，进一步粉碎和分散，最后以一定的压力流出。