1、第一章第一章 預處理機械預處理機械清理：清理：指清除異物或雜質。清理工作可以用手揀、洗滌、風選、篩選、磁選、光選等方法來進行。分級分級：指把清理過的產品按質量不同分離開來,其質量可按照尺寸、形狀、密度、結構和顏色來劃分.原料清洗原料清洗：如洗水果機；：如洗水果機；包裝容器清洗：包裝容器清洗：如空瓶清洗機；如空瓶清洗機；第一節第一節 分選機械設備分選機械設備l 固體物料的分選機械種類繁多，分類依據多種多樣。l 最常見的分類依據是分選原理、分選目的和分選對象。l 分選機械按對象識別原理分為篩分、力學、光學、電磁學等大類，各類又可按照識別參數為分若干類。第一節第一節 分選機械設備分選機械設備一、一、

2、 分選概念分選概念l 分選是指以分級分級和選別選別為目的的分離操作。l 分級與選別操作目的不同，但操作原理相同，均包括分離對象識別和分離動作執行兩個因素。生產規模小且可用直接判斷的分選操作一般可由人工完成。但對于大規模生產或無法直接判斷的分選操作，往往需要采用各種機械設備來完成。分級分級l 分級一般指按照品質指標將食品物料分離成不同等級的操作。品質指標可包括個體尺寸、質量、形狀、密度、外表顏色以及內在品質等。選別選別l 選別是將不合格個體及異雜物從食品物料中剔除的操作。食品物料可以是原料，也可以是未包裝或已經包裝的半成品。l 個體合格與否可用各種標準判斷，如物料的完好程度、顏色、質量、質地、是

3、否含異雜物等。食品物料的異雜物通常指枝葉、包裝物碎片、金屬碎片等。分離分選目的分離分選目的l 食品原料多為農副產品，除帶有各種異雜物外，還會存在多方面的差異。l 為了提高食品的商品價值、加工利用率、產品質量和生產效率，在加工或進入市場前，多數食品原料需要進行分級和選別。l 加工的品和成品會因多種原因而不合格，這些不合格的半成品或產品在進入下道工序或出廠以前應盡量從合格品中加以選別剔除。二、篩分式分選機械設備二、篩分式分選機械設備 l 篩分機械設備是根據物料幾何形狀及其粒度差異，用帶有孔眼的篩面對物料進行分選的機器，應用極為廣泛。機械篩分的對象物可小至面粉、乳粉，大到蘑菇、柑橘等。 l 篩選：根

4、據物料粒度的不同，利用一層或數層靜止的或運動的篩面對物料進行分選的方法。v散粒體具有自動分級的性質。由粒度和比重不同的顆粒組成的散粒體，其各種顆粒相互均布，在受到振動或以某種狀態運動時，散粒體的各種顆粒會按它們的散粒體的各種顆粒會按它們的粒度、比重、形狀和表面狀態的不同而分成不同的層粒度、比重、形狀和表面狀態的不同而分成不同的層次次。v比重小、顆粒大而扁、表面粗糙的顆粒浮于上層；比重大、顆粒小而圓、表面光滑的顆粒趨于最下層；中間層為混合物料。二、篩分式分選機械設備二、篩分式分選機械設備（一）篩選原理（一）篩選原理 l 根據物料寬度、厚度或形狀不同進行分離：1.按谷粒厚度不同分離：長方形篩孔是根

5、據物料厚度不同進行分離的。2.按谷粒寬度不同分離：圓形篩孔主要是根據物料寬度不同進行分離的。3.按谷粒的形狀不同分離：三角形篩孔主要根據物料的形狀分離。返 回1 1 篩孔形狀篩孔形狀 長方形篩孔按粒度厚度不同分離： 篩孔只限制谷粒的厚度，而谷粒的長度和寬度不受限制，谷粒不需要豎立起來即可通過篩孔，這樣，篩面只需作水平振動即可。在實際應用中，多用長方形篩孔分離厚度與谷粒厚度相差較大的雜質，或按厚度不同對谷粒進行分級。 試驗證明，增加這種篩孔的長度可提高其篩分效率，但增加到一定程度后，篩分效率提高很少。篩孔長度一般為谷粒長度的23倍。另外，篩孔過長，篩面強度和剛度將被削弱。1 1 篩孔形狀篩孔形狀

6、圓形篩孔按谷粒寬度分離 圓形篩孔只限制谷粒的寬度，而對長度和厚度沒有限制。篩分時，谷粒必須豎立起來才能穿過篩面。但是，當谷粒的長度大于篩孔直徑的兩倍以上時，盡管谷粒的寬度小于篩孔的直徑，谷粒也不能穿過篩面，而只能在篩面上水平運動。 在生產中，多用圓形篩孔分離比谷粒寬度大和比谷粒長得多的大雜質，以及比谷粒寬度小的小雜質，或按谷粒的寬度進行分級。 1 1 篩孔形狀篩孔形狀2.2.篩面運動方式篩面運動方式 靜止傾斜篩面靜止傾斜篩面: : 物料靠自重在篩面作直線滑動，小于篩孔的顆粒通過篩孔進行分離。這種篩子因物料相對篩面的運動路程（篩程）較短，篩分效率較低。往復振動篩面往復振動篩面: : 篩面作往復直

7、線運動，物料沿篩面作往復滑動。篩程較長。可用來清除物料中細小雜物，其篩分效率及生產率均較高。 2.2.篩面運動方式篩面運動方式高速振動篩高速振動篩：篩面在垂直平面作圓形或橢圓形平動，也可以作直線運動，物料在篩面上作小的跳動，顆粒不易堵塞篩孔。回轉篩面：回轉篩面：篩面在水平面內作圓運動。物料在篩面上作螺旋線運動，篩程最長。篩分效率及生產率均較高。 2.2.篩面運動方式篩面運動方式 旋轉篩面：篩面呈圓筒形或多角筒形，繞一傾斜軸旋轉，物料在篩筒內作翻轉運動而被篩選。因物料只與部分篩面接觸，因而篩分效率較低，適用于物料的初清理。（二）篩選設備（二）篩選設備1.1.回轉平面篩回轉平面篩 回轉平面篩通過偏

8、心機構使篩面上每一點作半徑為R，角速度為的平面圓周運動。 1.1.回轉平面篩回轉平面篩2. 2. 擺動篩擺動篩 擺動篩是利用速度和加速度作周期變化的篩面，使物料在篩面上產生相對運動，篩面配備以適當的篩孔，同時在風道里運用適當的同時在風道里運用適當的氣流速度氣流速度，按谷物和雜質粒度大小和懸浮速度的不同進行分離的。特點：物料在篩面上作往復直線運動，不跳動，篩程長，自動分級好，適于除去大小雜質或按粒度進行分級。篩分效率和生產率較高。2. 2. 擺動篩擺動篩 2 2 擺動篩擺動篩擺動篩工作原理 由于篩體的吊桿及曲柄連桿驅動機構的連桿較曲柄的長度大得多，可以認為篩體上各點均作直線簡諧運動。2 2 擺動

9、篩擺動篩 如果以曲柄OA在最右邊的位置作為篩面位移和時間的起始相位，則篩面的位移、速度和加速度與時間的關系為： 位移 ：速度 ：加速度： trscostrsincos2ra式中 r振動機構的偏心半徑； t時間； 相位角。 t2 2 擺動篩擺動篩 由上可知，當偏心半徑OA處于水平位置時，篩面的速度為零，加速度度最大；當OA處于垂直位置時，篩面的速度最大，而加速度為零。 當振動篩的篩面作周期性往復振動時,物料在篩面上可能出現不同的情況：(a) 相對靜止，物料與篩面無相對運動;(b) 物料沿篩面向下滑動，并與篩面相接觸；(c) 物料沿篩面向上滑動并與篩面相接觸；(d) 物料跳離篩面，并沿篩面不斷向前

10、作拋物線運動。 對于振動篩來說，一般采用（b）、（c）相結合的運動狀態來作為篩選的工作條件。 (1) 物料沿篩面下滑的臨界條件 當曲柄在II、Ill象限時，物料所受的慣性力方向向左,物料有沿篩面下滑的趨勢。物料所受之力有重力，慣性力、篩面約束反力及摩擦力。 trmQcos2sincoscossincos2trmmgQGN)sincoscos(2trmmgtgfNF2 2 擺動篩擺動篩2 2 擺動篩擺動篩 物料沿篩面下滑的臨界條件是 FsinGcosQ)(gtgtcosr2即 1|cos| maxt因30n（n為曲柄每分種轉速），則物料沿篩面下滑的曲柄臨界轉速為： rgtgn2130（r/min

11、） 2 2 擺動篩擺動篩 (2) 物料沿篩面上滑的臨界條件 當曲柄在、象限時，物料有上滑的可能。其臨界條件是： QcosF + Gsin同理可以求得此時的臨界轉速（r/min） rgtg30n22QFQ2 2 擺動篩擺動篩 (3) 物料不跳離篩面的條件N0即：GcosQsin此時，振動機構的轉速為：rtg30n3（r/min） 對于振動篩，適宜的曲柄工作轉速應在下列范圍：32nnn在實際生產中工作轉速可取為 rtg)6045(n（r/min） 3 3高速振動篩高速振動篩 凡是物料在篩面上產生跳動而進行篩選的稱為高速振動篩。 工作原理: 根據物料與雜質粒度的不同，利用一定規格篩孔的篩面作高速振動

12、進行篩理。特點：物料在篩面上產生劇烈跳動，容易松散，有利于篩去小雜質，而且篩孔不易堵塞。篩分效率和生產率較高。 3 3高速振動篩高速振動篩 高速振動篩的結構類似于振動篩，只是因為其振動頻率較高，為了減小機器振動，篩體常采用彈性支承，并設有自動平衡振動器，使機器在起動或停車時不致產生共振。 高速振動篩的適宜工作轉速n為 式中符號的含義與振動篩的符號含義相同。 rncos)5440(（r/min） 4 4 滾筒分級機滾筒分級機n 如右圖所示，用于柑橘、櫻桃等物料的分級。n 各轉筒的開孔沿物料行進方向自小到大。n 物料在轉筒作用下沿其外表先后經過各轉筒，當物料小于孔眼時，便落入相應轉筒內，再流入集料

13、槽。根據工廠規模和進入原料量不同，轉筒的數目以24個組合為宜，分級數為轉筒數加1。 4 4 滾筒分級機滾筒分級機l結構如圖所示。主要由進料斗、滾筒、摩擦輪、收集料斗和機架等構成。滾筒由摩擦托輪支承在機架上。集料斗設在滾筒下面，其數目與分級的數目相同。4 4 滾筒分級機滾筒分級機4 4 滾筒分級機滾筒分級機u 滾筒是一變孔徑的筒狀篩，沿軸向從進口到最后出口依孔徑從小到大分為幾組，組數為需分級數減1，最后一級物料直接從滾筒的末端排出。u 滾筒可用不同方式繞其軸轉動。但目前多采用摩擦輪方式驅動。u 為了制造方便，整體滾筒分成幾節筒篩，筒篩之間用角鋼連接作為加強圈，如用摩擦輪傳動，則又作為傳動的滾圈。

14、4 4 三輥式分級機三輥式分級機三輥分級原理圖三輥分級原理圖4 4 三輥式分級機三輥式分級機l 結構l 整機主要由進料斗、理料滾筒、輥軸鏈帶、出料輸送帶、升降滑進料斗、理料滾筒、輥軸鏈帶、出料輸送帶、升降滑道、驅動裝置道、驅動裝置等組成。l 分級部分為一條由竹節形輥軸通過兩側鏈條連接構成的鏈帶，輥軸分固定輥和升降輥兩種連接形式，其中固定輥與鏈條鉸接，位置固定，而升降輥浮動安裝于鏈條連接板5的長孔內，升降輥與兩側相鄰固定輥形成一系列分級菱形孔。鏈帶兩側設有升降輥用升降滑道9。特點特點這種分級機的生產能力強，因在分級作業中，果蔬不斷地改變著菱形孔間的位置關系，分級準確，同時果蔬始終保持與輥軸的接觸

15、，無沖擊現象，果蔬損傷小，但結構復雜、造價高，適用于大型水果加工廠。三、重力分選三、重力分選 重力分選分干法重力分選及濕法重力分選。 干法重力分選是應用振動和氣流作用原理，按物料組成的密度不同進行分選的方法。 干法重力分選的典型設備是比重去石機和重力分選機。重力分選往往在篩選之后進行，可分離按尺寸分選法所不能分離的一些雜質。 （）比重去石機（）比重去石機 比重去石機是專門清除密度比糧粒大的并肩石（石子大小類似糧粒）等重雜質的一種先進設備。三、重力分選三、重力分選（）比重去石機（）比重去石機去石篩面 根據作用不同，去石篩面分為以下幾個區段 分離區：等寬部分，物料與砂石在此區作初步分離。 聚石區：為圖中三角形部分，篩面沿石子運動的方向逐漸收縮，其目的是使分離出來的石子和部分谷粒混合物布滿整個聚集段，避免局部篩面被氣流吹穿，使通過篩孔的氣流