第二章--分级分选机械与设备共75页
食品加工机械与设备
第二章 原料预处理机械与设备
本章主要讲述食品加工过程中需要用的 各种原料预处理设备。
• 第一节 清洗机械与设备 • 第二节 分级分选机械与设备 • 第三节 果蔬原料预处理设备 • 第四节 肉类原料预处理设备
第一节 清洗机械与设备
本节主要讲述食品加工过程中常用的各种清洗 机械与设备。
一、原料清洗机械 食品原料在生长、成熟、运输以及贮藏过程中，会受
1、浮洗机 浮洗机主要用来洗涤水果类原料，该设备一般配备流
送槽输送原料，主要由洗槽、滚筒输送机、机架及传动装 置构成。
水果原料经流送槽预洗后，由提升机送入洗槽的前半 部浸泡，然后经翻果轮拨入洗槽的后半部分，此处装有高 压水管，其上分布有许多距离相同的小孔，高压水从小孔 中喷出，使原料翻滚并与水摩擦，原料间也相互摩擦，从 而洗净表面污物，由滚筒输送机带着离开洗槽，经喷淋水 管的高压喷淋水再度冲净，进入检选台检出烂果和修整有 缺陷的原料，再经喷淋后送入下道工序。
二、容器清洗机械
1、容器清洗的基本方法 容器清洗的方法基本分为浸泡、喷射和刷洗三种。
（1 ）浸泡 将瓶子浸没于一定浓度、一定温度的洗涤剂或烧碱中，
利用它们的化学能和热能来软化、乳化或溶解粘附于瓶上 的不洁物，并加以杀菌。其中浸瓶时间对清洗效果的影响 较大。
浸瓶操作时要注意两点：①利用NaOH浸泡玻璃容器
到尘埃、砂土、微生物及其他污物的污染。因此，在加工 前必须进行清洗。而进行清洗所用到的设备就是原料清洗 机。 二、容器清洗机械
容器清洗机械用于对食品加工过程中用到的各种容器 进行清洗。具体的容器清洗方法可分为浸泡、喷射和洗刷 三种。
一、原料清洗机械
原料清洗机械主要有浮洗机、洗果机、鼓风式清洗机 和滚筒式清洗机等。
《食品加工机械与设备》清洗与分选机械
（二）包装容器清洗机械——洗罐机
实罐清洗机
工作原理：由热水洗罐机、三刷擦罐机、擦干机及实罐烘干机组
成。清洗时实罐以滚动方式连续经过洗涤剂溶液浸洗、三刷擦洗、 热水冲淋去污、布轮擦干和蒸汽烘干等过程处理，以去除实罐表 面油污及黏附物。
（三）加工设备清洗机械
• CIP（cleaning in place），就地清洗或现场清洗，是指 在不拆卸、不挪动机械设备的情况下，利用清洗液在封闭 的清洗管线中流动冲刷及喷头喷洗作用，清洗输送食品的 管线及与食品接触的机械表面。
（一）原料清洗机械
毛刷式清洗机
工作原理：原料在多组毛刷辊带动下不断滚动，物料间相互摩擦
且被毛刷刷洗，同时又受一定压力的水流冲洗，物料表面粘有的 汁液、泥土及其他污物被清洗干净后由螺旋输送辊推送至出料口。
毛刷式清洗机主 要部件为喷淋设 备、清洗毛刷辊、 动力装置、水箱
以及螺旋输送辊。
（一）原料清洗机械
（二）包装容器清洗机械——洗瓶机
双端连续式全自动洗瓶机
工作原理：传动链条带动瓶套在箱体内做周期转动，使 瓶子完成预冲洗→预浸泡→洗涤剂浸泡→洗涤剂喷射→ 热水预喷射→热水喷射→温水喷射→冷水喷射→出瓶流 程。
（二）包装容器清洗机械——洗瓶机
单端式全自动洗瓶机
工作流程：瓶子→预泡槽→第一洗涤剂浸泡槽→改向滚筒→洗
含表面活性剂清洗剂的去污理论， 遵循三个基本机理
卷离机理 溶解机理 乳化机理
（一）原料清洗机械
清洗在食品加工中非常重要，通常采用紊流或 机械力（如摩擦力、振动力）使粘附在原料表面的污 物脱落。
原料清洗效果与清洗工艺、清洗介质、清洗条件 及清洗对象等密切相关，其影响因素有：清洗时间、 温度、清洗力作用方式，以及清洗液体的pH值、矿 物质含量等。
食品工厂机械设备重点答案
第一章一、食品加工机械设备的分类目前主要按两种方式进行分类：1.根据原料产品类型分类2.根据设备的操作功能分类二、根据原料或产品分类:可将食品机械分成众多的生产线设备。
例如，制糖机械，豆制品加工机械，焙烤食品机械，乳品机械，果蔬加工和保鲜机械，罐头食品机械糖，果食品机械，酿造机械，饮料机械，方便食品机械调，味品和添加剂制品机械，炊事机械等三、根据机械设备的功能分类：实际上是根据设备的单元操作功能分类。
筛分与清洗机械，粉碎和割机械，混合机械，分级分选机械，成型机械多相分离机械，搅拌及均质机械，蒸煮煎熬机械，蒸发浓缩机械，干燥机械，烘烤机械，冷冻和冻结机械，挤压膨化机械，计量机械，包装机械，输送机械、泵、换热设备容器等四、食品加工机械设备的特点（1）品种多样性（2）机型可移动性（3）防水防腐性（4）多功能性（5）卫生要求高（6）自动化程度高低不一五、不锈钢中国表示形式六、食品安全卫生方面的结构要求结构管道等不应有滞留产品的凹陷及死角。
应采用符合标准要求的不锈钢卫生钢管及其卫生型管件阀门。
密封可靠，以免产品受到外界的污染。
与产品接触的轴承都应为非润滑型。
润滑型轴承须有可靠的密封装置以防止产品被污染。
产品区域应与外界隔离，至少应加防护罩以防止异物落入或害虫侵入。
工作空气过滤装置应保证不得使5μm以上的尘埃通过。
安全卫生的装、卸料装置。
紧固件应可靠固定，防止松动，不应因振动而脱落。
在产品接触表面上黏接的橡胶件、塑料件（如需固定的密封垫圈、视镜胶框）等应连续黏接，保证在正常工作条件(清洗、加热、加压)下不脱落。
七、操作安全对设备结构要求（1）运动部件（2）液压气动电气系统（3）压力与高温设备（4）罐器孔盖（5）外表面（6）运行噪声（7）开关与操纵件计算式其中 N——设备数（台）QT ——平均生产能力（t/h）At ——设计安排的某工段物料处理速率系数（At≥1）Qs ——选型设备的生产能力 (t/h·台)例1-1某罐头生产线的生产能力4t/h, 针对某主要罐型的杀菌工艺公式为升温10min,保温60min，冷却20min。
第二章--分级分选机械与设备
❖ 聚石区：筛面沿石子 运动的方向逐渐收缩。
精选区：在此利用反向气流将 谷粒吹送回去，避免随同石子
问题：为什么聚石区一起设排计出成。梯形？
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比重去石筛面
❖ 单面向上突起阻 止石子下滑作用 较强，双面突起 开孔较大，对气 流的阻力小。
问题：去石筛面上筛孔的作用是什么？
•精选区的筛孔也有两种: 圆形和单面向下突起筛孔。
或形状的不同进行分选。 ❖ 筛选的条件：根据物料粒度大小进行筛选，
须配备适当的筛孔，使物料与筛面充分接 触，并且具有适当的相对运动速度。
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（一）筛选原理
❖ 1.按谷粒厚度不同分离：长方形筛孔是根 据物料厚度不同进行分离的。
❖ 2.按谷粒宽度不同分离：圆形筛孔主要是 根据物料宽度不同进行分离的。
❖ 3.按谷粒的形状不同分离：三角形筛孔主 要根据物料的形状分离。
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选择筛孔的形状 和尺寸，除依靠实 际经验参照常用的 筛孔选定外，合理 的办法是按谷粒和 杂质的筛理曲线来 确定。
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（一）筛选原理
❖ 筛孔面积百分率：筛孔面积占整个筛面面积 的百分比。
❖ 筛理曲线：以标准筛的各层筛孔直径为横坐 标，以各层筛上物占物料总重量的百分比为 纵坐标绘出的曲线图叫筛理曲线。
4
(二) 水平气流：
常用水平气流作用力与重力的
比值表示物料在其中的空气动
力学特性，并称其为物料的飞
行系数，即
tgPKaF(VaVx)2
G
G
飞行系数越大，物料被气流带走的距离就越远。由于物 料与杂质的飞行系数不同，其飞行的轨迹和距离就不同，从 而达到分离的目的。
问题：如何提高飞行系数？
5
(三) 倾斜气流:
❖由于水的密度和粘度比空气大得多，体积相同密 度不同的颗粒，其密度比值及自由沉降速度在水 中比在空气中差别更大。
选矿学1课后习题总结
1.什么是矿石、矿物、岩石？三者关系如何?岩石是组成地壳的天然矿物集合体。
矿物就是在地壳中由于自然的物理化学作用或生物作用所生成的具有固定化学成分和物理性质的天然化合物或自然元素。
凡是地壳中的矿物自然集合体，在现代技术经济水平条件下，能以工业规模从中提取国民经济所必需的金属或其他矿物产品者，称为矿石。
其中无用的矿物称为脉石。
选矿就是把矿石加以破碎,使之彼此分离，然后将有用矿物加以富集，无用的脉石抛弃的工艺过程。
第一章碎散物料的粒度组成与粒度分析1．常用的粒度分析方法有哪几种?各方法的用途和适用的粒度范围如何筛粉分析法:利用筛孔大小不同的一系列筛子对散料筛分,N层子可把物料分成(N+1)个粒级.测定0.04~100mm的散粒的粒组成。
水力沉降分析法:根据不同粒度在水介质中沉降速度不同而分成若干粒级.测定1~75um细粒物料的粒度组成.显微镜分析法:利用显微镜观察微细颗粒的大小和形状,可检查分选产品或校正水力沉降分析结果.适应于0.1~50um的物料。
2．累积粒度特性曲线的形状有几种类型?它们对粒度组成的大致判断情况如何?有三种：上凹进,下凸起，直线。
由曲线的形状可大致判断物料的组成的情况,对于正累积曲线的粒度特性曲线,若曲线想向左下角凹进,表明物料中细粒级含量多；若曲线向右上角凸起,表明粗粒级含量多;若曲线近似直线,则表示粗细粒度的分布均匀。
3．正、负累积粒度特性曲线的交点所对应的产率是什么?正负累积粒度特性曲线是相互对称的,若绘制在一张图纸上,它们必交于物料产率为50%的点上。
第二章筛分及筛分机械1．试叙述在不同生产工艺流程中筛分作业的作用和工艺目的。
(1)独立筛分:生产不同粒级的筛分,产品可直接供给用户使用。
(2)准备筛分:提供不同粒级的入选矿.对于煤炭工业,选煤设备供应给适应粒级的原煤,,过粗的大块不能分选,,过细的微粒难以回收.(3)预先筛分与检查筛分：为了避免物料的过度破碎,提高破碎设备的生产能力和减少动力消耗.检查筛分从破碎设备的产物中,将粒度不合格的大块筛出,以保证产品不超过要求的粒度上限.(4)脱水筛粉:将拌有大量的碎散物料筛分,以脱除其中液相.(5)脱泥筛分和脱介筛分:提高产品质量,减少运输.(6)选择性筛分,将碎散物料按几何尺寸分离.2．按工艺目的的不同筛分作业有哪儿种?1)辅助筛分，这种筛分主要用在选矿厂的破碎作业中，对破碎作业起辅助作用。
分选分级机械与设备
6. 按物料的光电特性分选
利用物料的表面的颜色差异 ，分出物料中的异色物料。
7.按物料的内部品质分级
根据物料的质量指 标进行分选和分级 ，一般采用无损检 测的各种方法，内 部品质的分选和分 级比其他方法更具 有广泛的意义，但 分选难度更大。
8. 按物料的其他性质分级
根据物料的质量指标相关联的物理方法检 测物料并分选和分级，一般采用各种传感 器来检测物料。此方法技术难度较大。
4. 绢筛面(筛绢)
由绢丝编织而成 材料为蚕丝、锦纶丝和尼龙 主要用于粉料筛分 一般大于40目
缺点：绢丝在筛面中极易移动而改变筛孔尺寸， 使用时必须用大框架绷紧。
三、筛面的运动方式
静止倾斜筛面:
物料靠自重在筛面作向下直线滑动，小颗 粒通过筛孔进行分离。改变筛面的倾角可 以改变物料在筛面上的速度和逗留时间，
紧密。
混合法 综合前两种方法的优点
5）开孔率
概念：指筛孔所占面积与整个筛面面积的比值。
（开孔率愈大，筛分效率就愈高。但过大会影响筛子的强度 ，一般以50%～60%为宜。）
筛孔的排列方式：有正方形、矩形和正三角形等 排列方式，以正三角形为佳。
正三角形排列的有效面积系数较 正方形排列增大，可增加16%； 并且它的筛孔是错开的，分级效 率和生产率都较高。
筛分效率＝筛过物/理论可筛过物
η＝G’/G*X
4）筛面组合
筛余物法（筛余物送至下道筛面）
特点：先提细粒，后提粗粒 优点：粗粒料筛分路线长，筛面的检查、清理维护方便 缺点：筛面易磨损，粗粒料阻碍细粒料接触筛面，降低筛
分效率
筛过物法（筛过物送至下道筛面）
特点：先提粗粒，后提细粒 优点：筛面的负荷减轻，提高筛分效率，筛面配置空间较
分选分级机械与设备课件
润滑
按照设备说明书的要求， 对需要润滑的部位进行润 滑，保证设备正常运行。
定期保养
定期更换易损件
如轴承、链条、刀具等， 根据使用情况及时更换， 保证设备的稳定性和使用 寿命。
检查紧固件
对设备的螺丝、螺母等紧 固件进行检查，确保无松 动或脱落现象。
清洗设备
对设备进行全面清洗，清 除内部的杂物和污垢，保 证设备的正常运行。
THANKS
感谢观看
优点
结构简单，操作方便，处理量大。
应用
主要用于矿石、煤炭、粮食等物料的初步筛选，根据比重 差异将物料分成不同等级。
缺点
精度相对较低，对于比重相近的物质分离效果不佳。
气流分级机械
原理
气流分级机械利用气流将颗粒按大小进行分离。通过调整气流的速度 和方向，使颗粒在气流中受到不同的作用力，从而实现分级。
应用
磁力分选机械
磁力分选机械是利用磁场对物料进行分选的设备。
磁力分选机械主要针对具有磁性的物料，通过磁场的作用将物料分成磁性和非磁性两部分。磁力分选机械广泛应用于冶金、 矿山、环保等领域，可根据不同需求选择不同类型的磁力分选机械，如永磁分选机、电磁分选机等。
光学分选机械
光学分选机械是利用光学原理对物料进行分选的设备。
新型材料应用
智能化控制技术
引入先进的智能化控制技术，实现设 备的自动化和智能化运行，提高生产 效率。
利用新型材料，如高强度轻质材料， 提高设备的耐用性和性能。
应用领域的拓展
农业领域
拓展在农业领域的应用，如种子 分选、果蔬分级等，提高农产品
质量和附加值。
环保领域
应用于固体废弃物的分选和资源化 利用，推动环保产业的发展。
第二章固体物料分
二、筛选机械
1．筛分原理及筛面
• 筛分机械是根据颗粒的几何形状及粒度，利用带孔筛面对 物料进行分选，具有除杂、分级两个功能。
• 用途：一般适用于散粒体。 （1）筛面结构
用于筛分操作的筛面，按其构造不同分为三种：栅筛、冲 孔筛、编织筛。 • 栅筛 栅筛结构简单，通常用于物料 的去杂粗筛。
• 冲孔筛
特点：
简单易造，开孔率高；
但网丝易滑动，引起筛孔变形，影响筛分的准确性。
• 物料一般由长、宽、厚三维尺寸组成，一般是长＞宽＞厚。 • 长方形筛孔按谷粒厚度不同分离
筛孔只限制谷粒的厚度，而谷粒的 长度和宽度不受限制，谷粒不需要竖 立起来即可通过筛孔，这样，筛面只 需作水平振动即可。 应用长方形筛孔时，筛孔长边应于 物料运动方向也即筛面振动方向相同。 在实际应用中，多用长方形筛孔分 离厚度与谷粒厚度相差较大的杂质， 或按厚度不同对谷粒进行分级。
第二章固体物料分
第二节 散粒体物料分选机械
一、气流分选机械
• 气流分选法是指根据物料颗粒的空气动力学特性 进行物料分选的方法。
• 物料的空气动力特性常常用悬浮速度表示。 • 悬浮速度：即气流速度va =颗粒沉降速度vt
时的气流速度。 • 物料悬浮速度愈小其获得气流方向加速度的能力
愈强。因此，可以利用物料与杂质悬浮速度的不 同进行分选。
• 因轻杂的悬浮速度小于气流速度而上 升，饱满谷粒则因悬浮速度大于气流
2、水平气流分选机
• 用途：适合较粗颗粒 (≥200μm)的分级，不适于具 有凝聚性的微粉的分级。
• 原理：工作气流沿水平方向流 动，颗粒在气流和自身重力的 共同作用下因着陆位置的不同 而完成分选。
• 当物料在水平气流作用下降落 时，大的颗粒获得气流方向加 速度的能力小，落在近处，小 的颗粒被吹到远处，而更为细 小的颗粒则随气流进入后续分 离器(如布袋除尘器、旋风分 离器)被分离收集。
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(二) 水平气流：
常用水平气流作用力与重力的
比值表示物料在其中的空气动
力学特性，并称其为物料的飞
行系数，即
tgPKaF(VaVx)2
G
G
飞行系数越大，物料被气流带走的距离就越远。由于物 料与杂质的飞行系数不同，其飞行的轨迹和距离就不同，从 而达到分离的目的。
问题：如何提高飞行系数？
(三) 倾斜气流:
度。筛分时，谷粒必须竖立起 来才能穿过筛面。但是，当谷 粒的长度大于筛孔直径的两倍 以上时，尽管谷粒的宽度小于 筛孔的直径，谷粒也不能穿过 筛面，而只能在筛面上水平运 动。
在生产中，多用圆形筛孔分离比谷粒宽度大和比谷粒长 得多的大杂质，以及比谷粒宽度小的小杂质，或按谷粒的宽 度进行分级。
（一）筛选原理
或形状的不同进行分选。 筛选的条件：根据物料粒度大小进行筛选，
须配备适当的筛孔，使物料与筛面充分接 触，并且具有适当粒厚度不同分离：长方形筛孔是 根据物料厚度不同进行分离的。
2.按谷粒宽度不同分离：圆形筛孔主要 是根据物料宽度不同进行分离的。
3.按谷粒的形状不同分离：三角形筛孔 主要根据物料的形状分离。
1.长方形筛孔按粒度厚度不同分离。
问题：振动方向如何确定？
筛孔只限 制谷粒的厚度， 而谷粒的长度 和宽度不受限 制，谷粒不需 要竖立起来即 可通过筛孔， 这样，筛面只 需作水平振动 即可。
（一）筛选原理
在实际应用中，多用长方形筛孔分离厚度 与谷粒厚度相差较大的杂质，或按厚度不同 对谷粒进行分级。
散粒体具有自动分级的性质。由粒度和比重 不同的颗粒组成的散粒体，其各种颗粒相互 均布，在受到振动或以某种状态运动时，散 粒体的各种颗粒会按它们的粒度、比重、形 状和表面状态的不同而分成不同的层次。
（一）筛选原理
比重小、颗粒大而扁、表面粗糙的颗粒浮于 上层；比重大、颗粒小而圆、表面光滑的颗粒 趋于最下层；中间层为混合物料。物料颗粒之 间的摩擦力越小，空隙度越大，越易形成自动 分级；物料的比重、粒度、形状和表面差别越 大，分级而形成的层次越清楚，反之，各层界 限就不十分明显，特别是中间层。
倾斜气流与水平气流的 分离原理基本相同，但分离 效果较水平气流好。气流的 作用力与重力的比值为：
tg Px Pcos GPy GPsin
(四）气流分选设备
散粒体：几何尺寸基本属于同一量二级的、颗筛粒的集合选体。
根据颗粒粒径的大小,可分为粗粒体和粉粒体。
1.基本概念
筛选：根据物料粒度的不同，利用一层或数 层静止的或运动的筛面对物料进行分选的方法。
一、气流清选
气流分选: 利用物料的空气动力学特性特性进行 分选的方法叫气流分选。
空气动力特性：是指不同尺寸、形状、密度的物 料与空气产生相对运动时受到空气的作用力也不同， 以致它们在外力（包括空气作用力、重力及浮力） 作用下表现出不同的运动状态。
物料的空气动力特性常常用悬浮速度表示。
物料悬浮速度愈小其获得气流方向加速度的能力愈 强。因此，可以利用物料与杂质悬浮速度的不同进 行分选。
3. 筛孔形状和尺寸的选择:
筛孔形状和尺寸的选择取决于筛分物料的粒度及其截面形状。
长方形筛孔是按厚度分离的；圆形筛孔是按宽度分离的； 三角形筛孔是按形状分离的；正方形和菱形筛孔是按颗粒 大小分离的，但不能准确按厚度或宽度分级，只用于初清 筛上分离大杂质，或分级要求不高的场合。 各种形状的筛孔，当筛孔面积相同时，长方形筛孔的筛 孔面积百分率最大，其次为正方形，圆形的最小。而且， 长方形筛孔不易堵塞筛孔。
（一）筛选原理
自动分级的特性为筛选和重力分选创造了有 利的条件。
1) 流动的谷粒具有液体的性质，颗粒受浮 力作用，比重小而颗粒大的上浮。
2)谷物在流动时松散，孔隙度变大，颗粒 之间的摩擦力变小使性质不同的颗粒产生分 级。
（一）筛选原理
2.筛孔分离原理
筛选的任务：清理和分级 筛选的原理：根据物料粒度（厚度、宽度）
G
Ka F
问题：为什么物料颗粒在P＝G时处于上下翻腾状态？
（一）气流分选原理
如果物料的颗粒为球形，V α= 2.3 (ρd/K)1/2； 如果颗粒不是球形的，其当量直径为
d‘=1.24 (a b c) 1/3 物料的悬浮速度是气流清选的主要理论依椐。
由于谷粒与杂质的密度、大小和阻力系数不同， 其悬浮速度也不同，因此，只要控制气流速度 大于轻杂质的悬浮速度，而小于谷粒的悬浮速 度，则可将二者分离。
分级分选机械与设备
分级是指对清理后的物料按其尺寸、形状、密度、颜色或 品质等特性分成等级；分选是指清除物料中的异物及杂质。
分级分选方法一般利用下列原理和方法： 1.空气动力学特性的不同--气流分选法; 2.颗粒大小的不同--筛选法; 3.颗粒形状的不同--精选; 4.比重的不同--干法比重分选和湿法比重分选; 5.磁性的不同--磁选法; 6.弹性的不同--撞击法; 7.颜色的不同—色选法。
试验证明，增加这种筛孔的长度可提高 其筛分效率，但增加到一定程度后，筛分效 率提高很少。筛孔长度一般为谷粒长度的2— 3倍。另外，筛孔过长，筛面强度和刚度将被 削弱。
筛分效率：物料经筛选一定时间后，过筛
物的重量占原料中可过筛物料重量的百分
比叫筛分效率。
2.圆形筛孔按谷粒宽度分离 圆形筛孔只限制谷粒的宽
（一）气流分选原理
PK aF(V aV)2 (牛）
当P>G时，d V/d t<0，物料向上运动；
P
当P<G时，d V/d t>0，物料向下运动；
υ
当P=G时，d V/d t=0，物料在气流中既不上升
也不下降，而呈悬浮状态，那么 这时的气流速 度V为该物料的悬浮速度。
M
G
Va
Va
由于筛选和重力分选的主要对象是谷物，就其性质而言， 介于固体和液体之间而被称为散粒体。散粒体具有流动性 和自动分级性能。
（一）筛选原理
二、筛 选
组成散粒体的颗粒都是固体，散粒体能在一 定的限度内保持其原有的形状，这是它与固 体相同之处；散粒体具有流动性，其保持形 状的能力较小，这是它与液体相似之处。