第七章送料机械

第七章送料机械物料输送机械食品加工涉及从原料到产品的各种物料的输送。为了提高生产率、减轻劳动强度、提高生产安全性，往往需要采用各种机械设备来完成物料的输送任务。食品工厂输送机械的作用输送机械与设备分类第一节固体物料输送机械第二节液体物料输送机械与设备第三节可压缩流体输送机械与备输送机械与设备分类根据物料形态，可分为固体物料输送机械、液体物料输送设备和气（汽）体输送机械与设备等。根据过程的连续性，可分为连续式和间歇式两大类。按传送时的运动方式可分为直线式和回转式。根据驱动方式又可分为机械驱动、液压驱动、气压驱动和电磁驱动等型式。输送固体物料时，采用各种类型的输送机；输送流体物料时则采用各种形式的泵和气、液流输送装置。食品工厂输送机械的作用按生产工艺的要求将物料从一处输送到另一处（例如，将原料从原料库运到车间加工，将产品从生产车间送到成品库等）；在单机设备或生产线中，利用输送过程实现对物料的工艺操作（例如，连续干燥设备、连续冷冻设备等）；输送工艺所需的工作介质或产生工艺所需的工作环境状态（例如，利用风机提供热空气或冷空气等）。第一节固体物料输送机械食品生产过程中，固体物料以散装或包装的形式进行输送。目前食品工厂应用最广泛的固体物料输送设备有带式输送机、斗式提升机和螺旋输送机三类。此外，还有气力输送设备、刮板式输送机、振动输送机、辊轴输送机、悬挂输送机和流送槽等。一、带式输送机二、斗式提升机三、螺旋输送机四、其它输送机械与装置一、带式输送机带式输送机广泛用于食品工厂的连续输送机械中，常用于块状、颗粒状及整件物料的水平或倾斜方向的运送。许多加工过程的设备，如检选操作线、灌装线、连续干燥机、连续速冻机等，均采用带式输送装置。（一）结构原理（二）主要构件（一）结构原理带式输送机的基本构成（二）主要构件1．输送带2.驱动装置3.机架和托辊4.张紧装置输送带的基本布置形式5.带凹弧凸弧曲线段1.水平2.倾斜3.带凸弧曲线段4.带凹弧曲线段1．输送带对输送带的一般要求是强度高、挠性好、本身重量小、延伸率小、吸水性小、对分层现象的抵抗性能好和耐磨性好。常用输送带：橡胶带、纤维织带（帆布带）、钢带、钢丝网带、链条带、板式带和塑料带等。帆布带特点：抗拉强度大柔性好，能经受多次反复折叠而不疲劳。帆布的缝接通常采用棉线和人造纤维缝合，少数情况下用皮带扣连接。应用：饼干成型前面片和饼坯的输送，如面片叠层、加酥辊压、饼干成型过程中均用帆布作为输送带。塑料带分整芯式和多层芯式两种。整芯式塑料带制造工艺简单，成本低，除挠性较差外其余性能较好。多层芯塑料带在强度方面和普通橡胶带相似。塑料带具有耐磨、耐酸碱、耐油、耐腐蚀和适用于温度变化大场合的优点，所以它已被逐渐推广使用。板式带也称链板式传送带。链板式传送装置中，被送物料的移动由板式关节链牵引件，而支承被送物品的构件则为托板下固定的导板，即链板是在导板上滑行的。应用：灌装和封口设备中的输送带。最后需要指出，如果输送角度过大，摩擦力不能保持物料与输送带相对静止。这种场合可以沿输送带上加装适当高度的拦板（刮板）。有时将加了拦板的带式输送机也称为“刮板”输送机，但在原理上与下面所述的刮板输送机有本质的区别。扣带由不锈钢条或塑料制成也有的直接用较粗的钢丝制整体输送链（不另用链条）。链条的链接有活动余地，使得这种输送带在水平方向可能以弧线方式或螺旋方式行进。应用：在工艺过程时间长的连续式操作中（如速冻，螺旋速冻机），采用螺旋带输送可以大大节省占地面积。弧形和螺旋形带式输送机链条带通常由固定于链条节之间的金属条板构成。牵引驱动与钢丝网带的情形相似，也以一对齿轮驱动。钢丝网带特点：强度高，耐高温。因为它具有网孔，且网孔的大小可按需要选择，网带的长度亦可任意选定，常用于边输送边进行固液分离的场合。应用：连续式油炸机、果蔬清洗设备、烘烤设备等。钢带机械强度大，不易伸长，耐高温，不易损伤。需要采用直径较大的滚筒。对冲击负荷很敏感，要求较准确安装。造价较高，一般情况下不采用钢带输送。最典型的应用是连续式烤炉中的输送装置。橡胶带橡胶带是由2~10层棉织品或麻织品、人造纤维的衬布用橡胶加以胶合而成。其外表面附有覆盖胶作为保护层。它起到连接衬布，保护其不受损伤及运载物料的磨损的作用。并防止潮湿及外部介质的侵蚀。工作面的覆盖层厚为3~6mm，而非工作面的为1~3mm。橡胶带中间的衬布可给予输送带以机械强度和用来传递动力。食品工业中，橡胶带可用于散装原辅料和包装物的装卸和输送，也可用作输送式检选台、预处理台的输送带。2.驱动装置包括电动机、减速器、驱动滚筒（齿轮）等，在倾斜式输送机上还设有制动装置。驱动滚筒一般为空心结构，其长度略大于带宽。驱动滚筒略呈鼓形，即中部直径稍大，用于自动纠正输送带的跑偏。链板式、钢丝网带式和辊式输送机中所用的驱动装置为一对链轮。3.机架和托辊机架：多用槽钢、角钢和钢板焊接而成。可移式输送机的机架装在滚轮上。托辊：对输送带及其所载物料起承托的作用，使之运行平稳。托辊分上托辊（即载运段托辊）和下托辊（即空载段托辊）。并非所有的输送带都需要用托辊。例如，如上所述的板式带依靠机架导板承托滑行，钢丝带、链条带则借助于链条滑槽运行。实际上，在输送速度不大和输送距离不长的场合，柔性输送带（如橡胶带、塑料带和帆布带等）大多也不用托辊，而采用托板方式。上托辊的形式（1）平直单辊式（2）平直多节单辊式（3）单辊式（4）双辊“V”式（5）三双辊槽“V”式（6）三双辊“V”式4.张紧装置为什么要设张紧装置：有些类型的输送带（如橡胶带、塑料带和帆布带等）具有一定的延伸率，在拉力作用下，本身长度会增大。这个增加的长度需要得到补偿，否则带与驱动滚筒间不能紧密接触而打滑，使输送带无法正常运转。常见形式张紧装置二、斗式提升机应用结构原理斗式提升机演示斗式提升机应用在食品连续化生产中，将物料从地坪面运送到较高位置或较高楼面，以实现在不同高度对物料进行加工处理。此类输送大多采用斗式提升机（或称斗式升送机）完成。例如蘑菇从料槽升到预煮机、番茄生产流水线等，都采用斗式提升机。结构原理倾斜式与垂直式料斗布置装料方式卸料方式倾斜式与垂直式垂直式料斗布置背部（后壁）固接在牵引带式链条上。双链式斗式提升机的链条有时也可固接在料斗的侧壁上。根据物料特性、使用场合和料斗装料和卸料的方法来决定的。密接料斗可以使进料连续和均匀。（1）（2）装料方式吸取(即挖取)法：适用于粉末状、散粒状物料，输送速度较高，可达2m/s，料斗间隔排列。直接装入(即撒入)法：者适用于输送大块和磨损性大的物料，输送速度较低（1m/s)，料斗呈密接排列。卸料方式离心式：适用于物料提升速度较快的场合，一般在l~2m/s左右，利用离心力将物料抛出。斗与斗之间要保持一定的距离。这种卸料方式适用于粒状较小而且磨损性小的物料。无定向自流式：适用于低速(0.5~0.8m/s)运送物料的场合，靠重力落下作用实现卸料。斗与斗之间紧密相连。它适用于提升大块状、比重大、磨损性大和易碎的物料。定向自流式卸料，靠重力和离心力同时作用实现卸料。适用的提升速度也较低，一般在0.6~0.8m/s，适用于流动性不良的散状、纤维状物料或潮湿物料。三、螺旋输送机•螺旋式输送机（俗称绞龙），是一种不带挠性牵引构件的连续输送机械。它主要用于各种干燥松散的粉状、粒状、小块状物料的输送。通过螺距变化和配合适当的螺旋叶片还可对物料进行搅拌、混合、加热和冷却等工艺。螺旋输送机演示一般结构它利用旋转的螺旋将被输送的物料在固定的机械内推移而进行输送。物料由于重力和对于槽壁的摩擦力作用，在运动中不随螺旋一起旋转，而是以滑动形式沿着物料槽移动，其情况与不能旋转的螺母沿旋转螺杆作平移运动类似。螺旋输送机可以作水平、倾斜或垂直方向的物料输送。特点优点：（1）构造简单，横截面积尺寸小，因此制造成本低。（2）便于在若干位置进行中间加载和卸载。（3）操作安全方便。（4）密封性好。缺点：（1）物料与机壳和螺旋间都存在摩擦力，单位动力消耗较大。（2）螺旋片的作用可使物料造成严重的粉碎及损伤，螺旋叶片及料槽也有较严重磨损。（3）输送距离不太长，一般在30m以下，过载能力较低。螺旋形状实体螺旋（1）最常见型式，适用于干燥的小颗粒或粉状物料的输送。带式螺旋（2）用于输送块状或粘滞状物料，它的螺距约等于螺旋直径。当运动韧性和可压缩性物料时，叶片式（3）或齿型（4）螺旋(螺距约为1.2直径)，这两种螺旋往往在运送物料的同时，还可对其进行搅拌、揉捏和混合等工艺操作。第二节液体物料输送机械与设备食品加工生产过程往往需要将液体物料从一处输送到另一处。除业已存在位差和压差场合以外，食品料液一般通过由泵、管路、阀门、管件和贮罐等构成的系统完成输送。液体输送系统中的动力设备是泵，而其它部件在整个液体输送系统的投资中有时会占相当大的比例。一、泵二、真空吸料装置三、液体食品输送管路一、泵泵的分类各种液料及输送泵（一）离心泵（二）螺杆泵（三）齿轮泵与转子泵（四）柱塞泵（五）泵的选用泵的分类各种液料及输送泵被输送的液体物料的性质千差万别，食品料液从工艺水、稀溶液、油至高黏度的巧克力浆和糖浆等有不同的黏度；许多液体食品具有复杂的流变学特性；某些食品液料具有一定的腐蚀性，本身容易变质或易孳生微生物等。根据以上特点，除了要求所用的泵须适合被输送料液的流变性质（主要是黏度）以外，还要求与输送液体接触部分的金属结构材料均采用耐腐蚀的不锈钢材料制造。这种泵通常称为卫生泵。因此，食品料液须采用卫生泵输送。（一）离心泵用途，低黏度液料（包括工艺用水）、液体介质（如热水、冷水和冷冻盐水等）常采用离心泵输送。离心泵类型普通离心泵卫生离心泵离心泵类型离心泵分为普通离心泵和卫生离心泵。普通离心泵在食品工厂多用于工作介质的输送，而食品料液则需采用卫生离心泵输送。离心泵有单级和多级之分。单级离心泵能获得的压头有限，一般能满足近距离和没有特别压头要求的输送。一般的卫生离心泵多属单级离心泵。要求由泵提供高压头平稳输送条件时，可以采用多级离心泵。膜分离系统中常采用多级离心泵。普通离心泵原理、分类、特性、安装等在有关（如《食品工程原理》、《化工原理》等）教科书中有较详细的阐述，这里不再介绍。在此仅对输送食品液料的卫生离心泵进行讨论。卫生离心泵外形及结构基本原理是利用离心力增加液体的压强。由叶轮转动中心处进入离心泵的产品，由于受到离心力的作用而运动到叶轮的周缘。在此，产品的压强达到最大，并从出口进入管路。结构特点卫生离心泵外形与结构结构特点卫生离心泵的卫生性主要体现在：（1）泵体所有与食品接触的材料均由不锈钢制成，泵壳、叶轮的结构均从方便清洗角度设计；（2）叶轮形式一般为方便清洗的开启式（一般为二片、三片，也有四片的）叶片；（3）壳泵与背板，进出口管的接头多采用方便开启的箍扣、活接头等形式，从而可以方便地对泵体进行拆洗；（4）密封采用的是符合卫生要求的机械式密封，而不是一般泵的填料式密封。可以方便地对泵体进行拆洗机械式密封（二）螺杆泵螺杆泵利用一根或数根螺杆的相互啮合空间容积变化来输送液体。螺杆泵有多种类型。目前食品工厂中多是单螺杆卧式泵，用于高黏度黏稠液体及带有固体物料的浆料的输送，如在番茄酱连续生产流水线中，常采用这种泵。泵的转子与衬套泵的流量调节泵的吸程与压头螺杆泵类形螺杆泵有单螺杆、双螺杆和多螺杆等几种。按螺杆轴向安装位置，还可分为卧式和立式两种。单螺杆泵是一种内啮合的密闭式泵，它是利用装在橡皮套内旋转的螺杆，使料液由螺杆与橡皮套形成的不断改变大小的空间，通过挤压作用使料液吸入并向泵的另一端压出。泵内的转子与衬套泵内的转子是呈圆形断面的螺杆，多用不锈钢加工制成，常用直径有29及40mm等。偏心距为3~6mm，螺距范围为50~60mm。定子通常是泵体内具有双头螺纹的橡皮衬套，橡皮套内径比