第四章分选、分级机械与设备.pdf
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1、第四章 分选、分级机械与设备第四章分选、分级机械与设备第四章分选、分级机械与设备第四章 分选、分级机械与设备?第一节第一节概述概述?第二节第二节筛分机械与设备筛分机械与设备?第三节第三节形状分级机械与设备形状分级机械与设备?第四节第四节光电分选分级机械与设备光电分选分级机械与设备第四章分选、分级机械与设备第四章分选、分级机械与设备第一节概述第一节概述?一、食品分选、分级的作用一、食品分选、分级的作用?为了使作为食品加工主要来源的农产品的规格和品质指标达到标准,需要对物料进行分选或分级,分选是指清除物料中的异物及杂质;分级是指对分选后的物料按其尺寸、形状、密度、颜色或品质等特性分成等级。食品分选
2、、分级机械的主要作用为:?(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;?(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;?(5)有利于降低产品的成本。第四章分选、分级机械与设备第四章分选、分级机械与设备第一节概述第一节概述?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、分级?7.按物料的内部品质分级?8.按物料的其他性质分级第四章分选、分级机械与设备第四章分选、分级机械与设备第
3、一节概述第一节概述图4-1圆形筛孔和长形筛孔的分离原理(a)圆形筛孔;(b)长形筛孔?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,通常圆形孔可以对颗粒物料的宽度差别进行分选和分级,长形筛孔可以针对颗粒物料的厚度差别进行分选和分级,如图4-1。第四章分选、分级机械与设备第四章分选、分级机械与设备第一节概述第一节概述?2.按物料的长度分选、分级按物料的长度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,如图4-25、图4-26。第四章分选、分级机械与设备第四章分选、分级机械与设备第一节概述第一节概述?3.按
4、物料的密度分选、分级按物料的密度分选和分级主要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(或称为自动分级)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,如图4-2。图4-2相对密度分级装置第四章分选、分级机械与设备第四章分选、分级机械与设备第一节概述第一节概述2图4-3 气流分级(a)垂直气流;(b)水平气流;(c)切线水平气流?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分选和分级。其中水流分级主要用于不
5、溶性物料,如淀粉制造,小麦去石等第四章分选、分级机械与设备第四章分选、分级机械与设备第一节概述第一节概述?5.按物料的电磁特性分选按物料的电磁特性分选主要用于食品原料中去除铁杂质。?6.按物料的光电特性分选、分级按物料的光电特性分选和分级是利用物料的表面的颜色差异,分出物料中的异色物料,如花生仁光电色选机、大米色选机和果蔬分选机等。如图4-4所示。图4-4 色选装置原理第四章分选、分级机械与设备第四章分选、分级机械与设备第一节概述第一节概述?7.按物料的内部品质分级按物料的内部品质分选和分级是根据物料的质量指标(如水分、糖度、酸度等化学含量)进行分选和分级,采用的方法往往是物料的某些成分对光反
6、射、透射和吸收、对电特性的影响、对磁特性的影响、对力学特性的影响、对温度特性的影响等无损检测的方法。从食品的安全性和营养性考虑,内部品质的分选和分级比其他的分选和分级更具有广泛的意义,但由于涉及的相关领域的技术较多,因此分选和分级的难度更大,其关键问题是的如何获得可靠的信息和对获得的信息的提取与处理。第四章分选、分级机械与设备第四章分选、分级机械与设备第一节概述第一节概述?8.按物料的其他性质分级按物料的其他性质分级是指采用某些与物料的品质指标有关联的物理方法检测物料的内部品质并进行物料的分选、分级。如采用嗅觉传感器检测物料的味道;采用计算机视觉系统检测物料的纹理、灰度等。第四章分选、分级机械
7、与设备第四章分选、分级机械与设备第二节筛分机械与设备第二节筛分机械与设备?一、筛分机械的基本知识?二、筛面的种类和结构?三、筛面的运动方式?四、筛面的传动方式?五、摆动筛?六、滚筒分级筛第四章分选、分级机械与设备第四章分选、分级机械与设备第二节筛分机械与设备第二节筛分机械与设备?一、筛分机械的基本知识一、筛分机械的基本知识?(一)(一)筛分效率筛分效率?(二)(二)筛面组合筛面组合?(三)(三)开孔率开孔率?(四)(四)物料穿过筛孔的概率物料穿过筛孔的概率第四章分选、分级机械与设备第四章分选、分级机械与设备第二节 筛分机械与设备?一、筛分机械的基本知识?筛分是将粉粒料通过一层或数层带孔的筛面,
8、使物料按宽度或厚度分成若干个粒度级别的过程每一层筛面都可以将物料分成筛过物(也叫筛下物)和筛余物(也叫筛上物)两部分?(一)筛分效率(一)筛分效率筛分效率,%;G筛分物料总量,kg;G筛过物料总量,kg;x可筛过物的质量百分比,%。xGG=图4-5 筛面的组合(a)筛余物法;(b)筛过物法;(c)混合法?1.筛余物法:筛余物法如图4-5(a)所示。将前道筛面的筛余物送至后道筛面再筛,图中所示筛分产品从 I 到IV以次渐粗,这种筛面组合的特点是先提细粒后提粗粒。它的优点是粗粒料的筛分路线长,筛面的检查、清理、维护方便。缺点是所有大粒物料要从每层筛面流过,不但筛面易磨损,而且多数粗物料阻碍细粒料接
9、触筛孔,降低筛分效率。?2.筛过物法:筛过物法如图4-5(b)所示。将前道筛面的筛过物送至下道筛面再筛。筛分产品从 I 到IV以次渐细,先提粗粒后提细粒。它的优点是使筛面的负荷减轻,有助于提高筛分效率,同时筛面配置空间较紧凑。?3.混合法:混合法如图4-5(c)所示。这种方法综合了前二种方法的优点,因此流程可以灵活多变。不同的筛分物料,都要根据其物料的具体特点,粗细粒的含量以及筛分的要求,来确定筛面的组合方式?(二)筛面组合:(二)筛面组合:将各种粒度的混合物通过筛分分成若干个粒级,或提高总的筛分效率?开孔率:(筛面利用系数)是指整个筛面上筛孔所占的面积与总面积之比。对于编织筛面有:式中K开孔
10、率,%;b孔边长,mm;d编织丝直径,mm。图4-6 筛孔排列形式(a)正方形排列;(b)正三角形?(三)开孔率(三)开孔率(筛面利用系数、筛孔系数)(筛面利用系数、筛孔系数)()22dbbK+=?对于前者以编织面为例,直径为D的颗粒在筛面上通过筛孔的可能性仅为?当D越接近孔尺寸b时(如图4-7所示)筛过的可能性越是大幅度降低。一般可将超过筛孔0.81.0的粒度级称为难筛颗粒。?当颗粒虽为筛下级别,但它与筛面的相对运动速度达到一定值以上时,则完全没有通过筛孔的机会。?(四)物料穿过筛孔的概率(四)物料穿过筛孔的概率图4-7 颗粒通过筛孔的概率()22)(dbDbK+=第四章分选、分级机械与设备
11、第四章分选、分级机械与设备第二节 筛分机械与设备?二、筛面的种类和结构?(一)(一)栅筛面栅筛面?(二)(二)板筛面板筛面?(三)(三)金属丝编织筛面金属丝编织筛面?(四)(四)绢筛面绢筛面?栅筛面采用具有一定截面形状的棒料,按一定的间距排列而成,通常用于物料的去杂粗筛。?(一)栅筛面(一)栅筛面图4-8 栅筛和曲筛?栅筛面的特点是结构简单:?1.板筛面由金属薄板冲压而成,又称冲孔筛面,最常用的金属薄板厚度为 0.51.5mm。?2.板筛面最常用的筛孔形状是圆孔和长孔,圆孔是按颗粒的宽度进行分级,长孔是按颗粒的厚度分级,也有时采用三角形孔或异形孔。?(二)板筛面(二)板筛面图4-9 板筛面筛孔
12、的排列?3.筛面的筛分效率与孔眼的形状、间距和排列有密切关系,即影响筛分效率的不仅是筛面的开孔率,筛孔的排列也影响到颗粒接触和穿过筛孔的机会。?(三)金属丝编织筛面(三)金属丝编织筛面?金属丝编织筛面由金属丝编织而成,亦称筛网。?编织筛网通常为方孔,或矩 形孔,孔尺寸大的可在25mm 以上,孔径小的可到300目以 上。图4-10 金属丝编织方法第四章分选、分级机械与设备第四章分选、分级机械与设备第二节 筛分机械与设备?(四)绢筛面(四)绢筛面?绢筛面由绢丝织成,或称筛绢,主要用于粉料的筛分,在面粉工业中粉筛用量最大。由于绢丝光滑柔软,所以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,
13、较大孔的绢筛面都用绞织。筛绢的材料为蚕丝或锦纶丝,也可用两种材料混织。?三、筛面的运动方式三、筛面的运动方式?筛分机械工作过程的基础是物料与筛面的相对运动。对于固定筛面而言,则需要物料具有初始速度或是借重力产生的速度。对于大多数筛分机械而言,则需要借筛面运动的速度和加速度来产生物料与筛面的相对速度(如图4-11所示的各种筛面的运动方式)。?(一)静止筛面(一)静止筛面?(二)往复运动筛面(二)往复运动筛面?(三)垂直圆运动筛面(三)垂直圆运动筛面?(四)平面回转筛面(四)平面回转筛面?(五)旋转筛面(五)旋转筛面图4-11 筛面的运动形式?筛面的传动方式是每种筛分机械的主要特征,它与支承机构决
14、定了筛面的运动方式。同一种筛面的运动方式也可有不同的传动方式,?图4-12所示为常用的筛子传动方式。图4-12 筛子的传动方式(a)曲柄连杆;(b)自振器;(c)振动电机;(d)偏心;(e)自定中心;(f)悬吊平衡;(g)单转;(h)平转;(i)转摆;(j)晃动?四、筛面的传动方式四、筛面的传动方式第四章分选、分级机械与设备第四章分选、分级机械与设备第二节 筛分机械与设备?五、摆动筛?(一)(一)摆动筛结构特点摆动筛结构特点?(二)(二)摆动筛工作过程摆动筛工作过程?(三)(三)摆动筛主要技术参数摆动筛主要技术参数?(四)(四)摆动筛工作注意事项摆动筛工作注意事项?(五)(五)摆动筛惯性力的平
15、衡摆动筛惯性力的平衡第四章分选、分级机械与设备第四章分选、分级机械与设备第二节 筛分机械与设备?五、摆动筛?摆动筛与振动筛的区别摆动筛与振动筛的区别:摆动筛又称摇动筛,在食品工厂中常称为振动筛。从物料在筛面上受力来看,摆动筛与振动筛是不一样的。摆动筛是以往复运动为主,而以振动为辅,摆动次数在600次min以下。振动筛在选矿和粮食筛选中,常是一次筛分产品,物料在筛面上是剧烈跳动的,是以振动为主,其振动次数为8001 500次min。?(一)摆动筛结构特点(一)摆动筛结构特点?特点:摆动筛的筛面是平的,因而全部筛面都在工作,制造和安装都比较容易,结构简单、调换筛面十分方便,适用于多种物料的分级。但
16、是其动力平衡较差,运行时连杆机构易损坏,噪音较大。?(二)摆动筛工作过程:(二)摆动筛工作过程:?摆动筛工作原理?一般筛架上装有多层活动筛网,小于第一层筛孔的物料从第一层筛子落到第二层筛子,而大于第一层筛孔的物料则从第一层筛子的倾斜端排出收集为一个级别,其它级别依此类推。?摆动筛动画演示图4-13 筛体运动示意图1筛面;2偏心振动器?(三)摆动筛主要技术参数(三)摆动筛主要技术参数?1.筛子结构主要有三种型式:一种为钢条制成的;一种是金属丝或丝线编织的;一种是冲(钻)孔的薄金属板。食品工厂常用最后一种型式。为了减少筛孔被堵塞,常将筛孔做成圆锥形,孔由上向下逐渐增大,其圆锥角以70适。?2.生产
17、率生产能力G为G=BqG=Bq式中G生产能力,kg/h;B筛面宽度,m;q筛面单位流量,kgmh。?筛面单位流量主要与物料在筛面上的流速有关,流量不能过大。因此,要提高G,只能增大B,但筛宽和筛长有一定比例,B过大其结构庞大,不便操作,物料也不容易沿筛宽均匀散落,筛宽一般在6001 200mm毫米内选取。?3.物料运动特性物料正向移动速度快,显然可使物料层处于较薄状态,从而增加过筛机会。若该速度过快,就需要较长的筛面,否则,就会造成来不及过筛的物料进入另一级中。另外,由于料层太薄,物料在筛面上跳动过大而影响过筛机会。?(四)摆动筛工作注意事项(四)摆动筛工作注意事项?由于摆动筛采用偏心曲轴连杆
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