3-2食品机械-清洗、分选及分级机械与设备

3清洗、分选及分级机械与设备SCU食品工程系2011-2012学年上期第3周（3学时）9/14/20112主要内容1清洗机械与设备块状果蔬清洗机全自动浸泡与喷冲式洗瓶机2分选、分级机械与设备概述筛选机械与设备风振组合分选机械（自学）块状果蔬分级机械光电分选分级机械与设备9/14/201131清洗机械与设备清洗目的：清除污染、保证清洁清洗对象：原料、容器和加工设备清洗方法：浸泡、喷射、洗刷和搅拌等常用的清洗液有以下几种:冷水：不损伤原料的品质热水：温度以不损伤原料的品质为宜，有杀菌作用蒸汽：如制糖时用离心分离机分离结晶糖，须用蒸汽清洗去掉表面的不纯物及糖蜜，而糖的水分并不增加药剂溶液：除去原料残留农药，常用0.5%～1.5%的盐酸溶液或600ppm的漂白粉。清洗包装容器常采用碱性溶液。如NaOH溶液能杀菌和去油脂,碱液浓度1.0%～1.5%、温度70～80℃、清洗5～8min可得到满意的效果9/14/201141.1鼓风式清洗机清洗原理用鼓风机把空气送进洗槽中，使清洗原料的水产生剧烈的翻动，物料就在空气对水的剧烈搅拌下进行清洗的。利用空气进行搅拌，既可加速污物清除，又能使原料的完整性不被破坏。适合：果蔬原料9/14/20115鼓风式清洗机的结构1洗槽2喷水装置3压轮4鼓风机5支架6链条7、12吹泡管8排水管9斜槽10原料11输送机13.14.15.17.18.23皮带轮16、19轴20输送链21.24齿轮副22电机9/14/20116鼓风式清洗机的组成输送机双链式输送机：双链+承载构件滚筒链式----番茄类圆球形易碎的刮板链式---水果类圆球形坚硬的金属丝网链式---块茎类多泥沙的输送部分：二个水平段和一个倾斜段液面下水平段，浸泡、搅拌清洗倾斜段：清水、沥干上水平段：选择检查台9/14/20117鼓风机鼓风机产生搅拌清洗所需的空气，产生的空气由管道送入吹泡管12（7）传动系统电机→鼓风机→输送机（1）电机→带轮14→带轮18（17）（与轴16轴承联接，空套）→带轮23（齿轮21）→齿轮24（轴19、驱动链轮20）三级减速（2）电机→带轮13→带轮15（鼓风机主轴16）一级增速。9/14/20118鼓风式清洗机生产能力计算生产能力计算式：（kg/h）式中：B为承载构件有效宽度，米；h为原料层高度，米；υ为输送速度，米/秒；ρ1为原料的容积密度，kg/米3；φ为充填系数，取0.6～0.713600BhG9/14/201191.2全自动洗瓶机作用：回收瓶，除去瓶外商标纸和瓶内剩余物全自动洗瓶机的分类进出瓶方式：双端式和单端式瓶套的传送方式：连续式和间歇式洗瓶方法：喷射式、刷洗式、浸泡式和组合式9/14/201110双端式洗瓶机瓶子一端进另一端出，又称直通式卫生、两人操作、空间利用不充分1-预洗刷2-预泡槽3-洗涤剂浸泡槽4-洗涤剂喷射槽5-洗涤剂喷射区6-热水预喷区7-热水喷射区8-温水喷射区9-冷水喷射区10-中心加热器9/14/201111单端式洗瓶机瓶子进出在同侧，又称来回式空间利用率高，一人操作，脏瓶易污染净瓶1-预泡槽2-新鲜水喷射区3-冷水喷射区4-温水喷射区5-第二次热水喷射区6-第一次热水喷射区7-第一次洗涤浸泡槽8-第二次洗涤剂浸泡槽9-第一次洗涤剂喷射槽9/14/201112间歇式洗瓶机瓶套运动是间歇的：停留+运动停留时，装瓶，卸瓶，喷头对瓶口喷射，刷子插入瓶内洗刷，运动时不做上述工作。结构简单，间歇运动，瓶子有冲击连续式洗瓶机瓶套连续运动，无停留时间运动过程中完成瓶子的清洗和进出。为了让瓶子顺利地进出瓶套，需要较复杂的进出瓶装置，为了有效地进行喷射，需要有一机构使喷头移动对准瓶口几秒钟组合式洗瓶机单独采用喷射、刷洗、浸泡中的一种操作，清洗效果往往不佳，达不到清洗要求，一般采用它们的组合式浸泡与喷射组合式，前面两个图就是这种类型9/14/201113全自动洗瓶机组成：输送机、进瓶装置、浸泡槽、喷射系统、出瓶装置、驱动装置等9/14/201114输送机（托架系统）由链、链轮、支承、瓶套和导轨等组成瓶套和导轨为承载构件，当瓶口朝下时由瓶套牵引和承载；当瓶口朝上时由导轨托着瓶套牵引。链条上每隔若干个节距安装一排瓶套。9/14/201115进瓶装置作用：将瓶子送入瓶套内结构：连续式清洗机的进瓶装置9/14/201116进瓶装置工作原理输送链带：多列平顶铰链11，列间有间距，列间直立放置着瓶子队列，由链轮12驱动进瓶机构：凸轮板4和两侧的圆台状支持板9，凸轮板有凸台，厚度小于铰链列间距若每次进瓶N瓶，铰链N+1条，N套进瓶机构在进瓶过程中，为了使瓶子进入瓶套，进瓶机构要与瓶套运动相配合9/14/2011172.1分选、分级机械与设备概述物料分选将一种混合物料按照一定的规则分成两种或两种以上具有不同特点的物料的操作过程分选操作原料预处理成品分离残次品剔除9/14/2011182.1.1固体物料分选的意义保证产品的规格和质量指标，达到标准的要求降低加工过程中原料的损耗率，提高原料利用率便于加工过程的操作，提高劳动生产率，改善工作环境有利于生产的连续化和自动化有利于降低产品的成本9/14/2011192.1.2固体物料分选要素物料分选的基本思路利用物料间在物理、化学、生物性状等方面存在着的差异，加以适用可行的方法进行分选物料分选要素物理性状：水分含量、粒度、重量、表面形状、质地、颜色、磁性化学性状：成分、风味、气味、脂肪酸败度生物性状：发芽情况、虫害、病害、成熟度、含菌数9/14/201120物料分选常用的方法宽度、厚度圆形筛：宽度长形筛：厚度长度袋孔（窝眼）：蝶片精选机、滚筒精选机密度：除石机流体动力特性（综合粒度、形状、表面状态、密度等）气流分级水流分级：淀粉制造电磁特性：除铁机光电特性：花生仁光电色选机、大米色选机内部品质（水分、糖度、酸度）其他性质（味道、纹理、灰度）9/14/2011212.1.3分选机械性能评价分选效率粗粒回收率（筛上效率）：ηc＝A‘中的A质量/A的总质量细粒回收率（筛下效率）：ηf＝B‘中的B质量/B的总质量细粒残留率：ηr＝A‘中的B质量/B的总质量Newton分级效率：ηn＝ηc+ηf-1＝ηc-ηr产品中成分含有率：q＝A‘中的A质量/A’的质量部分回收率ηp生产能力生产率：设备1h处理的原料量9/14/2011222.1.4分选机械分类分类依据分选原理•尺寸、重量、形状、密度•气流、筛分、光学、电磁学分选目的•异物与缺陷清选分离机械•尺寸等级分级机械•品质等级分级机械分选对象返回9/14/2011232.2筛选机械筛分机械的基本知识筛面的种类和结构筛面的运动方式筛面的传动方式摆动筛滚筒分级筛9/14/201124（1）筛分机械的基本知识筛分概念筛分效率筛面组合开孔率物料穿过筛孔的概率9/14/201125筛分概念是将粉粒物料通过一层或数层带孔的筛面，使物料按宽度或厚度分成若干个粒度级别的过程。9/14/201126筛分效率是从数量上来评价筛分过程的指标筛分效率式中：η——筛分效率，％G——筛分物料的总量，kgG′——筛过物料的总量，kgx——可筛过物的质量分数，％x'GG＝9/14/201127筛面组合组合方式优点缺点筛余物法1.粗粒料的筛分路线长2.筛面的检查、清理、维护方便1.筛面易磨损2.低筛分效率筛过物法1.筛面负荷较轻2.筛分效率高3.筛面配置空间较紧凑混合法流程灵活多变9/14/201128开孔率也称为筛面利用系数或筛孔系数指整个筛面上筛孔所占的面积与总面积之比与筛孔的间距荷排列形式有关式中：K——开孔率，％b——孔边长，mmd——编织丝直径22d)(bbK9/14/201129物料穿过筛孔的概率提出的原因并不是筛面上所有筛下级别的物料都能通过筛孔通过筛孔的条件接触筛面运动中颗粒的投影完全进入筛孔，或颗粒的中心已进入筛孔概率Q式中：b——筛孔边长，mmd——筛孔间隙，mmD——颗粒直径，mm22d)(bD)-(bQ9/14/201130（2）筛面的种类和结构栅筛面板筛面金属丝编织筛面绢筛面9/14/201131栅筛面采用棒料结构简单9/14/201132板筛面冲孔筛筛孔较粗糙优点孔眼固定不变，分级准确使用期长缺点：易堵孔适用范围：可避免堵孔的振动筛9/14/201133特殊板面筛——鱼眼筛在薄金属板才上冲制出凸起的鱼眼状筛孔。混合物在筛面上只能单向选别，向后推送的能力比较好，结构简单，生产率低，易作下筛。9/14/201134是由冲压而成的鱼鳞筛片和鱼鳞筛孔组合而成。孔口大小可调、不易堵塞、生产率高、适应性强。但结构复杂，在联合收获机上应用较多特殊板面筛——鱼鳞筛9/14/201135金属丝编织筛面也称筛网材料低碳镀锌钢丝高碳钢丝、合金弹簧钢丝不锈钢丝、有色金属优点轻便价廉，筛面利用系数大颗粒通过能力强缺点刚度强度差易于变性破裂适用范围：负荷不大的场合9/14/201136绢筛面也称筛绢材料蚕丝锦纶丝两种混合特点绢丝光滑柔软，筛孔尺寸易被改变，使用时需绷紧适用范围：粉料9/14/201137（3）筛面的运动方式静止筛面往复运动筛面垂直圆运动筛面平面回转筛面旋转筛面9/14/201138（4）筛面的传动方式曲柄连杆自振器振动电机偏心自定中心悬吊平衡单转平转转摆晃动9/14/201139（5）摆动筛摇动筛、振动筛结构特点采用曲柄连杆机构传动机体运动方向垂直于支杆或悬杆的中心线优点制造和安装容易，结构简单，维护方便缺点动力平衡差，连杆机构易损坏，噪声较大9/14/201140物料在摆动筛上的运动分析直线简谐运动筛面运动参数位移S=r·coswt速度v=-w·r·sinwt加速度a=-w·w·r·coswt物料运动相对筛面静止沿筛面向下滑动沿筛面向上滑动在筛面上跳动9/14/201141讨论物料沿筛面下滑的临界条件Qcosa+Gsina≥F物料沿筛面上滑的临界条件Qcosa≥F+Gsina•Q——惯性力•F——摩擦力•G——重力9/14/201142摆动筛主要技术参数筛子型式：钢条制成、金属丝或丝线编织而成、冲孔的薄金属板筛孔：圆形、正方形、长方形生产率G=BqB——筛面宽度，mQ——筛面单位流量，kg/mh物料运动特性正向移动反向移动9/14/201143摆动筛的筛体平衡不平衡的原因：摆动筛的筛体在连杆机构的作用下往复运动，有加速度的存在，就有惯性力，由于加速度的大小和方向在运动中不断变化，筛体本身得不到平衡，产生不平衡不平衡的危害：引起剧烈的振动和噪声，影响零部件寿命筛体平衡方法：平衡重平衡对称法平衡9/14/201144平衡重平衡以平衡轮来平衡单筛体惯性力的方法平衡重装置的方位应与筛体运动方向相平行，当曲柄连杆机构转到水平位置时，平衡重所产生的离心惯性力恰好与筛体产生的惯性力方向相反而起平衡作用，如图4-16（a）所示但是，当转到垂直方向，如图4-16（b）所示的位置，反而会产生不平衡的惯性力9/14/201145对称法平衡该法是在偏心轴上装置两个偏心轮，用两个连杆带动上下筛体运动。同向双筛体一上一下，由于上下两个偏心轮的偏心方向相反，则上下两筛体的运动方向也相反，使筛体水平方向的惯性力得以抵消而平衡。垂直方向的不平衡则不能避免。9/14/201146（6）滚筒分级筛工作原理特点主要结构主要参数9/14/201147工作原理9/14/201148特点优点结构简单分级效率高工作平稳缺点占地面积大筛面利用率低对适用范围窄9/14/201149主要结构滚筒按分级设计几断1.