3第三章分选分级机械与设备

《农产品加工机械与设计》第三章分选分级机械教师：秦军伟学院：工程学院电话：[phone]邮箱：[e-mail]《农产品加工机械与设计》主要内容•第一节概述•第二节筛分机械与设备•第三节形状分级机械与设备•第四节光电分选分级机械与设备•第五节其他分选技术与设备（略）《农产品加工机械与设计》第一节概述•一分选分级定义•二分选分级作用•三分选分级要素•四分选分级机械性能评价•五分选分级方法《农产品加工机械与设计》第二节筛分机械与设备•一筛分机械基本知识•二筛面种类和结构•三筛面运动方式•四筛面传动方式•五摆动筛•六滚筒分级筛•七回转平面筛（略）《农产品加工机械与设计》第三节形状分级机械与设备•一三辊式分级机•二颗粒形状分级设备•三带式分级机•四窝眼筒精选机（略）•五螺旋精选机（略）《农产品加工机械与设计》第四节光电分选分级机械与设备•一光电分选概述•二光电分选机•三色选机•四内部品质光电检测《农产品加工机械与设计》第五节其他分选技术与设备•一重量分级机•二微细分级技术及设备•三计算机图像处理技术与设备•四人工嗅觉监测系统《农产品加工机械与设计》一分选、分级定义分选：清除物料中的异物或杂质分级：对分选后的物料按照尺寸、形状、密度、颜色等特性划分成一定等级。《农产品加工机械与设计》二分选分级作用保证产品的规格和质量指标；降低原料损耗、提高利用率；提高劳动生产率，改善工作环境；利于生产的连续化和自动化；利用降低产品成本《农产品加工机械与设计》三分选分级要素1分选基本思路：利用物料间在物理、化学、生物性状等方面存在的差异，使用合适的方法进行分选。2分选要素：物理性状：含水量、粒度、重量、表面形状、质地、颜色、磁性。化学性状：成分、气味、酸败度、游离脂肪酸指数。生物性状：发芽情况、病虫害、成熟度、含菌数。《农产品加工机械与设计》四分选机械性能评价•1粗粒回收率•2细粒回收率•3细粒残留率•4Newton分级效率•5产品中的成分含有率•6部分回收率•7生产率《农产品加工机械与设计》五分选分级方法•1按照物料的宽度分选、分级•2按物料长度分选分级•3按物料密度分选分级•4按物料流体动力学特性分选分级•5按物料电磁特性分选分级•6按物料光电特性分选分级•7按物料内部品质分级•8按物料其它性质分级《农产品加工机械与设计》一筛分机械基本知识•1筛分定义•2筛分效率•3筛面组合•4开孔率•5物料穿过筛孔的概率农产品原料多是粉粒料。根据不同的粒度和形状特征进行分选的筛分机械是最常用的机械。《农产品加工机械与设计》二筛面种类和结构•1栅筛面•2板筛面•3金属丝编织筛面•4绢筛面《农产品加工机械与设计》三筛面运动方式•1静止筛面•2往复运动筛面•3垂直圆运动筛面•4平面回转筛面•5旋转筛面筛分过程主要是物料和筛面的相对运动。对于固定筛面，需要物料具有初始速度或借助重力产生的速度；对于大多数筛分机械而言，需要借助筛面运动的速度和加速度来产生物料与筛面的相对速度。《农产品加工机械与设计》四筛面传动方式传统筛面主要应用曲柄连杆传动，但平衡和噪声问题难以解决；自振器可解决平衡和噪声问题，但结构复杂；目前多用振动电动机传动。振动电动机是在异步电动机轴的一端或两端加上偏重旋转件，偏重块以电动机的转动对筛体施加扰力而产生往复运动。《农产品加工机械与设计》五摆动筛•1摆动筛结构特点•2物料在摆动筛上的运动分析•3摆动筛的主要技术参数•4摆动筛惯性力的平衡摆动筛又称摇动筛，在食品工厂中成为振动筛。摆动筛是以往复运动为主，以振动为辅，摆动次数在600次/分钟以下。振动筛是以振动为主，其振动次数800~1500次/分钟，常用于一次筛分产品。《农产品加工机械与设计》六滚筒分级筛•1滚筒分级筛工作原理•2滚筒分级筛主要结构•3滚筒分级筛主要参数设计《农产品加工机械与设计》七回转平面筛•略《农产品加工机械与设计》一三辊式分级机•1三辊式分级机基本结构•2三辊式分级机工作原理•3三辊式分级机特点及应用《农产品加工机械与设计》二颗粒形状分级设备•1颗粒形状分级原理•2碟片式精选机•3滚筒式精选机《农产品加工机械与设计》三带式分级机•1带式分级机基本结构•2带式分级机工作原理《农产品加工机械与设计》四窝眼筒精选机•1窝眼筒精选机基本结构•2窝眼筒精选机工作原理略可参阅“碟片式精选机”《农产品加工机械与设计》五螺旋精选机•1螺旋精选机基本结构•2螺旋精选机工作原理《农产品加工机械与设计》一光电分选概述•1光电分选原理•2光与农产品物料的相互作用•3物料的光特性应用技术•4光电检测和分选特点《农产品加工机械与设计》二光电分选机•1光电分选机特点•2双单元同时遮光式光电分选机•3脉冲计数式光电分选机《农产品加工机械与设计》三色选机•1物料色选原理•2检箱式分选器•3光电色选机《农产品加工机械与设计》四内部品质光电检测•1内部品质光电检测原理•2近红外分选机•3紫外线分选机•4X射线分选机沈林生63《农产品加工机械与设计》一重量分级机•1重量分级机概述•2机械式重量分级机•3电子秤式重量分级机沈林生59《农产品加工机械与设计》二微细分级技术及设备•1微细分级技术特点•2微细分级机原理•3微细分级机分级粒径调节《农产品加工机械与设计》三计算机图像处理技术与设备《农产品加工机械与设计》四人工嗅觉监测系统《农产品加工机械与设计》1粗粒回收率ηc也称为筛上成分回收率、筛上效率。此值越接近1，说明A的回收效果越好。的总质量的质量中的AA'Ac《农产品加工机械与设计》2细粒回收率的总质量的质量中的BB'Bfηf也称为筛下成分回收率、筛下效率。《农产品加工机械与设计》3细粒残留率的总质量的质量中BB'Arηf也称为筛下成分回收率、筛下效率。《农产品加工机械与设计》4Newton分级效率rcfcn1ηn不仅与机械本身有关，还受到分选物料的影响，即使是同一台分选机械，其ηn也不同。《农产品加工机械与设计》5产品中的成分含有率的质量的质量中'A'AAqq值越接近于1，说明物料的分级质量越高。《农产品加工机械与设计》6部分回收率•6.1部分回收率•6.2部分回收率曲线《农产品加工机械与设计》7生产率生产时间为1小时时处理的物料的质量。kg/h。《农产品加工机械与设计》1按照物料的宽度分选、分级•1.1圆形筛孔•1.2长形筛孔采用筛分法。筛面多为圆形筛孔和长形筛孔。《农产品加工机械与设计》2按物料长度分选分级利用旋转工作面上的袋孔（窝眼）进行分级分选。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。滚筒精选机1袋孔2滚筒3螺旋输送机4中央槽碟片式精选机《农产品加工机械与设计》3按物料密度分选分级根据物料的粒度或形状相似但密度不同，利用颗粒群的相对运动过程中产生的离析现象（自动分级）进行分选分级。相对密度分级装置《农产品加工机械与设计》4按物料流体动力学特性分选分级利用物料的流体动力学特性的不同，在水平、垂直或倾斜的气流或水流中进行分选分级。其中水流分级主要用于不溶性物料，如小麦去石等。气流分选机《农产品加工机械与设计》5按物料电磁特性分选分级主要是除去物料中的铁磁性杂质。涡电流分选机（Eddy-CurrentSeparation，ECS）是利用物质导电性不同的一种分选技术，其分选原理是利用永久磁石组成的磁石转筒高速旋转，产生一个具有交替变化的磁场，当具有电导度性能的金属经过磁场时。会在金属内感应出涡电流。此涡电流本身会产生交替变换的磁场并与磁石转筒转动所产生的磁场方向相反，而非铁金属（如铝，铜）。则会因相斥作用而沿其输送方向跳出来，因而与其他玻璃，塑料等非金属物质分离开来，达到分选的目的《农产品加工机械与设计》6按物料光电特性分选分级利用物料表面的颜色差异，分离出其中的异色物料。如花生、大米的色选。《农产品加工机械与设计》7按物料内部品质分级根据物料的质量指标（如水分、糖度、酸度等）进行的分选分级。采用方法一般是物料的某些成分对光反射、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方法。《农产品加工机械与设计》8按物料其它性质分级《农产品加工机械与设计》1筛分定义筛分是根据颗粒的几何形状及其粒度，通过一层或多层孔状筛面，使物料按一定宽度或厚度分成若干个粒度级别的过程。《农产品加工机械与设计》2筛分效率每层筛面上的物料分为筛过物（筛下物）和筛余物（筛上物）。筛下级别不可能全部通过筛孔面而进入晒过物，总有一部分留在筛余物中。GxGη——筛分效率（%）G——筛分物总量（kg）G′——筛过物总量（kg）X——可筛过物的质量分数（%）《农产品加工机械与设计》3筛面组合•3.1筛余物法•3.2筛过物法•3.3混合法组合晒面目的：将各种粒度的混合物通过筛分形成若干个粒级，或提高总的筛分效率。因此，要把多个不同晒面组合使用。《农产品加工机械与设计》4开孔率K指整个筛面上筛孔所占面积与总面积的比值。对于编织筛面%100)(22dbbKB——孔边长（mm）d——编制丝直径（mm）开孔率与筛孔间距和筛孔排列形式有关。若孔径和孔隙相同，正三角形排列要比正方形排列的开孔率增加16%。《农产品加工机械与设计》5物料穿过筛孔的概率只有接触筛面而且在运动中颗粒的投影完全进入筛孔，或者颗粒的重心已经进入筛孔才有可能通过筛孔。以编制筛面为例，22)()(dbdbQ《农产品加工机械与设计》1栅筛面栅筛面采用具有一定截面形状的棒料，按一定间距排列而成。多用于去杂粗筛。淀粉生产中的曲筛也属于栅筛面，它由极细的矩形截面不锈钢丝组成弧面，用湿式筛分离淀粉和皮粕。通常，物料顺着筛格方向前进。淀粉用曲筛是个特例，物料与水的混合物垂直于筛格方向前进特点：结构简单，容易制造（淀粉用曲筛除外）。《农产品加工机械与设计》2板筛面由金属薄板（0.5~1.5mm）冲压而成，由于筛孔不能做的很细，故只用于处理粒料，而不宜处理粉料。筛孔形状：圆形孔按颗粒宽度分级，长孔按颗粒厚度分级。也有三角形孔和异形孔。筛分效率：受筛孔的形状、间距、排列方式的影响。特点：孔眼固定不变，分级准确；坚固、使用寿命长；由于加工或使用不当，易形成波形面，使筛板上各点流量不均匀。《农产品加工机械与设计》3金属丝编织筛面由金属丝编织而成，亦称为筛网筛孔形状：方形或矩形。孔尺寸可达25mm，也可小至300目。一般，小于120目的筛网可用平纹织法、大于120目的可用斜纹织法。筛网作用：粉料粒料的筛分，过滤操作。筛网特点：轻便廉价，开孔率大，物料通过能力强；刚度、强度差，易于变形破裂，适于负荷小的场合，需要张紧机构。《农产品加工机械与设计》4绢筛面由绢丝组成，或称筛绢，主要用于粉料的筛分。绢丝材料主要是蚕丝或锦纶丝，也可两种材料混织。筛孔尺寸易变，要使用大框架绷紧。《农产品加工机械与设计》1静止筛面通常是倾斜筛面。改变筛面的倾角可改变物料的速度和逗留时间。但是物料在筛面上的筛程较短，故筛分效率不高。当筛面较粗糙时，物料在运动过程中产生离析。静止筛面《农产品加工机械与设计》2往复运动筛面往复运动晒面筛面作直线往复运动，物料沿筛面作正反两个方向的相对滑动。筛面的往复运动能促进物料的离析作用，且物料相对于筛面运动的筛程较长，故筛分效率较高。《农产品加工机械与设计》3垂直圆运动筛面在其垂直平面内作高频的圆周运动或椭圆形运动。高频振动筛可破坏物料的离析现象，使物料得到强烈翻搅，适宜处理难筛粒含量多的物料垂直圆运动晒面《农产品加工机械与设计》4平面回转筛面筛面在水平面内作圆形轨迹运动，物料也在筛面上作相应的圆运动。平面回转筛能促进物料的离析，物料在筛面上的相对运动路程较长，物料所受水平方向惯性力在360°范围内周期性的变化方向，故不易堵塞筛孔，筛分效率和生产效率高。《农产品加工机械与设计》5旋转筛面旋转的筛面成圆筒形或六角筒形绕水平轴或倾斜轴旋转，物料在筛筒内相对于筛面运动。筛面利用率小，只有小部分筛面接触物料，故生产率低，但适于难筛粒含量高的物料，多用于处理下脚物料。《农产品加工机械与设计》