大学精品课件:第四章 分选、分离机械.ppt
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- 大学精品课件:第四章 分选、分离机械 大学 精品 课件 第四 分选 分离 机械
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1、第四章第四章 分选分离机械与设备分选分离机械与设备 食品工业中的分离操作食品工业中的分离操作 第一节第一节 分选机械设备分选机械设备 第二节第二节 离心分离机械离心分离机械 第三节第三节 过滤设备过滤设备 第四节第四节 膜分离机械设备膜分离机械设备食品工业中的分离操作食品工业中的分离操作从原料到成品的整个食品加工过程,从原料到成品的整个食品加工过程,涉及各种分离操作。这些分离操作主要包涉及各种分离操作。这些分离操作主要包括原料分选、离心分离、旋流分离、压榨、括原料分选、离心分离、旋流分离、压榨、过滤、提取、膜分离等,均可部分或全部过滤、提取、膜分离等,均可部分或全部通过机械设备来完成。但在分离
2、原理、分通过机械设备来完成。但在分离原理、分离效率和机械化自动化程度上,这些分离离效率和机械化自动化程度上,这些分离设备之间存在差异。设备之间存在差异。第三章第三章 分选分离机械与设备分选分离机械与设备 食品工业中的分离操作食品工业中的分离操作 第一节第一节 分选机械设备分选机械设备 第二节第二节 离心分离机械离心分离机械 第三节第三节 过滤设备过滤设备 第四节第四节 膜分离机械设备膜分离机械设备第一节第一节 分选机械设备分选机械设备 分离分选目的分离分选目的一、分选概念及其机械设备类型一、分选概念及其机械设备类型二、筛分式分选机械设备二、筛分式分选机械设备 分离分选目的分离分选目的食品原料多
3、为农副产品,除带有各种异杂物外,还会存在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。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级效率,在加工或进入市场前,多数食品原料需要进行分级和选别。和选别。加工的半成品和成品会因多种原因而不合格,这些不合格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。品中加以选别剔除。第一节第一节 分选机械设备分选
4、机械设备 分离分选目的分离分选目的一、分选概念及其机械设备类型一、分选概念及其机械设备类型二、筛分式分选机械设备二、筛分式分选机械设备 一、分选概念及其机械设备类型(一一)分选概念分选概念(二二)分选机械设备类型分选机械设备类型(一一)分选概念分选概念分选是指以分选是指以 和和 为目的的分离操作。为目的的分离操作。分级与选别操作目的不同,但操作原理相同,均包括分离分级与选别操作目的不同,但操作原理相同,均包括分离对象识别和分离动作执行两个因素。生产规模小且可用直对象识别和分离动作执行两个因素。生产规模小且可用直接判断的分选操作一般可由人工完成。但对于大规模生产接判断的分选操作一般可由人工完成。
5、但对于大规模生产或无法直接判断的分选操作,往往需要采用各种机械设备或无法直接判断的分选操作,往往需要采用各种机械设备来完成。来完成。分级分级选别选别分分 级级分级一般指按照品质指标将食品物料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、外表颜色个体尺寸、质量、形状、密度、外表颜色以及内在品质等。以及内在品质等。(一一)分选概念分选概念分选是指以分选是指以 和和 为目的的分离操作。为目的的分离操作。分级与选别操作目的不同,但操作原理相同,均包括分离分级与选别操作目的不同,但操作原理相同,均包括分离对象识别和分离
6、动作执行两个因素。生产规模小且可用直对象识别和分离动作执行两个因素。生产规模小且可用直接判断的分选操作一般可由人工完成。但对于大规模生产接判断的分选操作一般可由人工完成。但对于大规模生产或无法直接判断的分选操作,往往需要采用各种机械设备或无法直接判断的分选操作,往往需要采用各种机械设备来完成。来完成。分级分级选别选别选选 别别选别是将不合格个体及异杂物从食品物料中选别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
7、程度、颜色、质量、质地、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、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。包装物碎片、金属碎片等。一、分选概念及其机械设备类型一、分选概念及其机械设备类型(一一)分选概念分选概念(二二)分选机械设备类型分选机械设备类型(二二)分选机械设备类型分选机械设备类型固体物料的分选机械种类繁多,分类依据多固体物料的分选机械种类繁多,分类依据多种多样。种多样。最常见的分类依据是分选原理、分选目的和最常见的分类依据是分选原理、分选目的和分选对象。分选对象。分选机械按对象识别原理分为筛分、力学、分选机械按
8、对象识别原理分为筛分、力学、光学、电磁学等大类,各类又可按照识别参光学、电磁学等大类,各类又可按照识别参数为分若干类。数为分若干类。按对象识别原理分类例子按对象识别原理分类例子第一节第一节 分选机械设备分选机械设备 分离分选目的分离分选目的一、分选概念及其机械设备类型一、分选概念及其机械设备类型二、筛分式分选机械设备二、筛分式分选机械设备 二、筛分式分选机械设备二、筛分式分选机械设备 筛分机械设备是根据物料几何形状及其粒度差异,用带有孔眼的筛筛分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、面对物料进行分选的机器,应用极
9、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。乳粉,大到蘑菇、柑橘等。(一)振动分选技术装备(一)振动分选技术装备 (二)滚筒式分级机(二)滚筒式分级机 (三)三辊式果蔬分级机(三)三辊式果蔬分级机 (四)碟片式精选机(四)碟片式精选机(一)振动分选技术装备(一)振动分选技术装备摆动筛摆动筛:对颗粒及粉状食品进行分级的机械。对颗粒及粉状食品进行分级的机械。特点:特点:利用速度和加速度作周期变化的筛面,使物料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,筛面配以适当的筛孔,按在筛面上产生相对运动,筛面配以适当的筛孔,按物料大小的不同进行分级。物料大小的不同进行分级。
10、分级是物料的筛面上仅有物料而无滑动。分级是物料的筛面上仅有物料而无滑动。基本知识基本知识 筛分原理筛分原理 振动筛分设备介绍振动筛分设备介绍(一)(一)振动分选技术装备振动分选技术装备一、基本知识一、基本知识 筛分效率与筛面利用系数筛分效率与筛面利用系数 筛面种类与筛面组合筛面种类与筛面组合 筛分概率与筛分动力学筛分概率与筛分动力学筛面种类筛孔形状:筛孔形状:圆形孔,为工艺要求物料尺寸的圆形孔,为工艺要求物料尺寸的1.21.21.31.3倍。倍。正方形孔,为工艺要求物料尺寸的正方形孔,为工艺要求物料尺寸的1.01.01.21.2倍。倍。长方形孔,为工艺要求物料尺寸的长方形孔,为工艺要求物料尺寸
11、的1.11.1倍。倍。筛孔排列:筛孔排列:正三角形排列正三角形排列筛余物法筛过物法混合法 到的粒度依次渐粗 到的粒度依次渐细 基本知识基本知识 筛分原理筛分原理 振动筛分设备介绍振动筛分设备介绍(一)(一)振动分选技术装备振动分选技术装备二、筛分原理二、筛分原理 筛面运动筛面运动 物料在筛面上运动物料在筛面上运动 筛体的平衡筛体的平衡筛面运动筛面运动曲柄连杆机构:曲柄连杆机构:把传动系统的运动转化成筛体的把传动系统的运动转化成筛体的 来回摆动,并产生轻微振动完成任务。来回摆动,并产生轻微振动完成任务。1501100115011001lrLroASrLlBt位移trScos速度trvsin加速度
12、trcos2二、筛分原理二、筛分原理 筛面运动筛面运动 物料在筛面上运动物料在筛面上运动 筛体的平衡筛体的平衡物料在筛面上的运动物料在筛面上的运动工作条件:工作条件:物料沿筛面向下滑动,并与筛面相接处。物料沿筛面向下滑动,并与筛面相接处。物料沿筛面向下滑动,并与筛面相接处。物料沿筛面向下滑动,并与筛面相接处。1 1、物料沿筛面下滑的临界条件、物料沿筛面下滑的临界条件yQFNFFxWtrmFQcos2sincoscossincos2trmmgFWFQNsincoscostan2trmmgfFFNFWFQsincosrrgn)tan(30)tan(30212 2、物料沿筛面上滑的临界条件、物料沿筛
13、面上滑的临界条件yQFNFFxWaWFFQsincos)tan(30)tan(3022gn3 3、物料不跳离筛面的条件、物料不跳离筛面的条件0NFsincosQFWtan303n分析分析:物料跳离筛面,与筛面接触时间最短,不利于筛分。物料跳离筛面,与筛面接触时间最短,不利于筛分。物料能演筛面下滑,但物料在筛面上只能作单向运物料能演筛面下滑,但物料在筛面上只能作单向运动,筛理效果差。动,筛理效果差。物料既能沿筛面下滑也能沿筛面上滑,而且在每一物料既能沿筛面下滑也能沿筛面上滑,而且在每一周期内,下滑路线大于上滑路线,物料与筛面接触周期内,下滑路线大于上滑路线,物料与筛面接触机会较多,筛理效果较好。
14、机会较多,筛理效果较好。适宜的工作转速适宜的工作转速n n理论值为理论值为经验值经验值二、筛分原理二、筛分原理 筛面运动筛面运动 物料在筛面上运动物料在筛面上运动 筛体的平衡筛体的平衡筛体的平衡筛体的平衡原因:机械式摆动筛是以偏心曲柄连杆的方式获得轻微振动原因:机械式摆动筛是以偏心曲柄连杆的方式获得轻微振动的。由于筛体在连杆机构的作用下往复运动,有加速度的的。由于筛体在连杆机构的作用下往复运动,有加速度的存在,故惯性力很大,使筛体不平衡。存在,故惯性力很大,使筛体不平衡。平衡方法:平衡重平衡平衡方法:平衡重平衡 双筛体平衡双筛体平衡 平衡重平衡平衡重平衡1、平衡重 2、平衡轮3、曲柄 4、连杆
15、5、吊杆 6、筛体123456 双筛体平衡双筛体平衡二、筛分式分选机械设备二、筛分式分选机械设备 筛分机械设备是根据物料几何形状及其粒度差异,用带有孔眼的筛筛分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、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。乳粉,大到蘑菇、柑橘等。(一)振动分选技术装备(一)振动分选技术装备 (二)滚筒式分级机(二)滚筒式分级机 (三)三辊式果蔬分级机(三)三辊式果蔬分级机 (四)碟片式精选机(四)碟片式精选机(二)滚筒式分级机(二)滚筒式分级机结构
16、结构工作原理工作原理柑橘用滚筒分级机柑橘用滚筒分级机 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。(或上下排列),筛孔尺寸由内向外(或由上至下)逐渐增大。结构如图所示。主要由进料斗、结构如图所示。主要由进料斗、摩擦轮、收集料斗、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。下面,其数目与分级的数目相同。滚筒分级机的结构滚筒分级机的结构滚筒滚筒 滚筒是一变孔径的筒状筛
17、,沿轴向从进口到最后出口依孔径从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,组数为需分级数减小到大分为几组,组数为需分级数减1 1,最后一级物料直接从滚筒的末,最后一级物料直接从滚筒的末端排出。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。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。作为加强圈,如用摩擦轮传动,则又作为传动的滚圈。(二)滚筒式分级机(二)滚筒式分级机结构结构工作原理工作
18、原理柑橘用滚筒分级机柑橘用滚筒分级机 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。(或上下排列),筛孔尺寸由内向外(或由上至下)逐渐增大。滚筒式分级机的工作原理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。筛孔流出,以达到分级。(二)滚筒式分级机(二)滚筒式分级机结构结构工作原理工作原理柑橘用滚筒分级机柑橘用滚筒分级机 滚筒式分级机的还有一种变
19、形结构,它是将多个滚筒同轴相套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。(或上下排列),筛孔尺寸由内向外(或由上至下)逐渐增大。柑橘用滚筒分级机柑橘用滚筒分级机如右图所示,用于柑橘、樱桃等物如右图所示,用于柑橘、樱桃等物料的分级。料的分级。有若干个轴线与被分级物料行进方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。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,便过各转筒,当物料小于孔眼时,便落入
20、相应转筒内,再流入集料槽。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。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,根据工厂规模和进入原料量不同,转筒的数目以转筒的数目以2424个组合为宜,分级个组合为宜,分级数为转筒数加数为转筒数加1 1。二、筛分式分选机械设备二、筛分式分选机械设备 筛分机械设备是根据物料几何形状及其粒度差异,用带筛分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。分的对象物可小至面粉、乳粉,大到
21、蘑菇、柑橘等。(一)振动分选技术装备(一)振动分选技术装备 (二)滚筒式分级机(二)滚筒式分级机 (三)三辊式果蔬分级机(三)三辊式果蔬分级机 (四)碟片式精选机(四)碟片式精选机 (三)三辊式果蔬分级机(三)三辊式果蔬分级机 结构结构 工作原理工作原理 特点特点三辊式分级机结构示意图三辊式分级机结构示意图 整机主要由进料整机主要由进料斗、理料滚筒、辊轴链带、斗、理料滚筒、辊轴链带、出料输送带、升降滑道、出料输送带、升降滑道、驱动装置等组成。驱动装置等组成。三辊式果蔬分级机的工作原理三辊式果蔬分级机的工作原理链带在链轮的驱动下连续链带在链轮的驱动下连续运行,同时各辊轴因两侧的滚运行,同时各辊轴
22、因两侧的滚轮与滑道间的摩擦作用而连续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自转。果蔬通过进料斗送上辊轴链带,小于菱形孔的果蔬直轴链带,小于菱形孔的果蔬直接穿过而落入集料斗内。较大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,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,随后在菱形孔处形成的凹坑,随后被连续移至分级工作段,此段被连续移至分级工作段,此段内的升降滑道呈倾斜状,使得内的升降滑道呈倾斜状,使得升降辊逐渐上升,所形成的菱升降辊逐渐上升,所形成的菱形孔逐渐变大。形孔逐渐变大。(三)三辊式果蔬分级机(三)三辊式果蔬
23、分级机 结构结构 工作原理工作原理 特点特点特点特点这种分级机的生产能力强,因在分级作这种分级机的生产能力强,因在分级作业中,果蔬不断地改变着菱形孔间的位置关业中,果蔬不断地改变着菱形孔间的位置关系,分级准确,同时果蔬始终保持与辊轴的系,分级准确,同时果蔬始终保持与辊轴的接触,无冲击现象,果蔬损伤小,但结构复接触,无冲击现象,果蔬损伤小,但结构复杂、造价高,适用于大型水果加工厂。杂、造价高,适用于大型水果加工厂。二、筛分式分选机械设备二、筛分式分选机械设备 筛分机械设备是根据物料几何形状及其粒度差异,用带筛分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
24、广泛。机械筛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。分的对象物可小至面粉、乳粉,大到蘑菇、柑橘等。(一)振动分选技术装备(一)振动分选技术装备 (二)滚筒式分级机(二)滚筒式分级机 (三)三辊式果蔬分级机(三)三辊式果蔬分级机 (四)碟片式精选机(四)碟片式精选机 (四)碟片式精选机(四)碟片式精选机 结构组成 特点 工作原理结构组成:结构组成:进料装置进料装置 碟片组碟片组 机壳机壳 传动部分传动部分特点:主要应用于长粒状物料的分选除杂。工作原理:工作原理:利用袋孔中嵌入长度不同的颗粒而利用袋孔中嵌入长度不同的颗粒而带升高度不同的原
25、理制成。带升高度不同的原理制成。第三章第三章 分选分离机械与设备分选分离机械与设备 食品工业中的分离操作食品工业中的分离操作 第一节第一节 分选机械设备分选机械设备 第二节第二节 离心分离机械离心分离机械 第三节第三节 过滤设备过滤设备 第四节第四节 膜分离机械设备膜分离机械设备第二节第二节 离心分离机械离心分离机械离心分离机械可用于不同状态分散体系分离,在食品工业中有着广离心分离机械可用于不同状态分散体系分离,在食品工业中有着广泛的应用。例如,原料乳净化、奶油分离、淀粉脱水、食用油净化、豆泛的应用。例如,原料乳净化、奶油分离、淀粉脱水、食用油净化、豆制品浆渣分离、葡萄糖脱水等操作,都由离心分
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