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第5-6章 研磨和粉碎、脱壳与脱皮机械与设备
s=(vk-vm)l/vm=l(i-1)d1/2 速比i越大,s越大,磨辊齿面对物料的剪切次数越多。
③ 快慢辊辊齿的排列形式
根据磨齿的锋角和钝角及快慢辊的相对运动。
a、锋对锋
b、锋对钝
c、钝对锋
d、钝对钝
研磨作用渐弱,剪切作用增强,耗电量减小 研磨作用和耗电量渐强,剪切作用减弱
第三节 粉碎机械
一、机械冲击式粉碎机
3、剪碎:物料所受压力相当于两支点或多支点梁,物料所受 弯曲应力大于弯曲强度后被折断; 4、击碎:物料在瞬间受到外力冲击而粉碎,主要适用于脆性 物料。 5、磨碎:物料受压力和剪切力作用,剪切力达到物料剪切强 度时,物料被粉碎。
四、物料粉碎理论
1、表面积假说
组成任何纯粹性晶体物质质点之间具有恒定的分子吸引力, 粉碎所消耗的能量与用来拆开分子间吸引力产生新表面所需的能 量有一定关系。 粉碎后产品的比表面积大大增加,输入的粉碎能量越多,产 品的粒度越细。 E∝△S E=K1· 2-1/d1) (1/d 式中:E—粉碎物料所消耗的能量; K1:比例常数; d1、d2:物料颗粒粉碎前后的粒度。 实际中,新生面积的表面能只占全部粉碎能耗的一小部分。 物料粉碎时消耗的表面能、变形功、摩擦损失功、热能等的 总和,与物料粉碎后表面积的增加成正比例。
② 物料在齿辊研磨区的运动
物料与慢辊相对静止,与快辊相对滑动,慢辊相当于托板, 快辊相当于刮刀,把物料刮开。
出辊速度:vp=(vk+vm)/2; 速比:i=vk/vm=nk/nm;
式中:vp—出辊速度,m/s; vk、vm—快、慢辊线速度,m/s。
研磨长度:在研磨区内,快辊面相当于物料的滑动距离,即:
② 工作过程
物料→喷嘴→环形工作室
压缩空气→气流喷嘴 用于物料→颗粒相互冲击、碰撞和摩 擦→分级室→气流离心力场→颗粒分 流(细粒在内层经分离器排出) →气流作
立式环形喷射气流粉碎机
2、对冲式气流粉碎机
① 组成
主要有冲击室、分级室、喷管、喷嘴等组成。
② 工作过程
加料喷嘴/粉碎喷嘴→相向喷射高压气流→粉碎室→撞击粉碎 板而粉碎→粉粒随气流进入分级室→离心力作用下而分级
传动路线:快滚轴→带轮/带→离合器→定量辊→齿轮(中间 设臵过桥齿轮)→分流辊(与定量辊同向转动) 喂料机构的作用:将待加工物料以一定的速度、均匀分布在 磨辊的整个长度方向上,并送入磨辊粉碎区。
喂料机构的要求: ① 能根据物料量的变化,自动调节喂料量 大小,来料多时,自动加厚物料,来料少时,自动减薄物料;
2、入轧条件
入轧点:谷粒刚接触胶辊表面时的两个触点,对应的角为入 轧角。 终轧点:谷粒离开胶辊时的两个触点,对应的角为终轧角。
入轧条件:
② 同步齿形带定速传动机构
轧距调节或磨辊磨损时,传动 中心距变化导致张紧力变化,通过 弹簧加以控制。
同步齿形带定速传动机构
3、轧距调节机构
采用左右两只手轮调节轧距,手轮每转动1周,快慢辊轧距的 变化量为0.02mm。
4、喂料机构
由接料筒、上/下喂料辊、导料板、喂料门、料门控制系统和 喂料辊传动系统组成。
断料松辊 胶辊自动离合机构
④ 稻壳分离装臵
主要由匀料板、可调节的鱼鳞孔淌板、调节风门和垂直风道 等组成。
物料→匀料板→鱼鳞孔淌板→空气由下而上穿过鱼鳞孔→实 现物料分级。
*MLGQ
型 气 压 砻 谷 机
稻壳分离装臵
二、胶辊砻谷机的工作过程
1、脱壳原理
轧距:两辊筒之间的间隙,小于谷粒的厚度。
原理:挤压→线速差→相反方向摩擦力F→搓撕作用→谷壳朝 相反方向撕裂→脱壳。
2、体积假说
物料粉碎所消耗的能量与颗粒的体积成正比,粉碎后物料颗 粒粒度也成正比例减小。
E=K2· 1/d2) ln(d
式中:E—粉碎物料所消耗的能量;K2—比例常数; d1、d2—物料颗粒粉碎前后的粒度。
3、裂缝假说
物料粉碎所消耗的能量与裂缝的长度成正比,与颗粒的体积 和表面积无关。
1 1 E K3 ( ) d2 d1
③ 齿板
阻碍物料环流层运动,降低物料在粉碎室内的运动速度,增 强对物料的碰撞、搓撕和摩擦作用。
二、气流粉碎机
在高速气流(300~500m/s)作用下,物料通过本身颗粒间的撞 击、气流对物料的冲击剪切以及物料与其他构件的撞击、摩擦、 剪切等作用使其粉碎。
1、立式环形喷射气流粉碎机 ① 结构
主要由环形粉碎室、分级器,供料 装臵等组成。
销棒粉碎机结构示意
2、锤式粉碎机
由进料斗、转子、锤片、筛片和排料口等组成。 结构简单、适用范围广、生产率高和产品粒度便于控制等优 点,主要适用于谷物籽粒、咖啡、糖和果蔬等的粉碎。
① 筛片
冲孔筛、圆锥孔筛和鱼鳞筛等。 其中冲孔筛可分为: 小孔:1~2mm; 中空:3~4mm;
粗孔:5~6mm;
大孔:>8mm。
喂料情况差,存在喷粉现象。
二、辊式磨粉 机(MDDK)
封闭、复式、 气压控制全自动磨 粉机,磨辊呈水平 配臵。
1、磨膛吸风系统
驱散堵在磨辊研磨 区的空气,使进料顺 畅。
2、传动及定速机构
电动机→带→快辊→定速机构(螺
快慢辊之间要保持准确的传动比;
能适应磨辊磨损和轧距调节而导致的传动中心距变化; 传动件和轴承应易于拆装,以适应磨辊磨损而拆装的频繁; 较小的噪声和一定的使用寿命。
对冲式气流粉碎机
第四节 切割机械
切割:通过机械的方法克服物料的内聚力,将物料切割成块、 片、条、粒及糜状。
一、刀具运动原理
刃形
直线刃形 曲线韧性 直线往复运动
影响切削力的因素→刀具
运动方式 摆动
旋转运动
1、直线刃形往复运动
斜角切削:刀刃逐渐切入物料, 切削力变化较平缓; 直角切削:刀刃全长同时切入 a、直角切削 b、斜角切削 物料,切削力瞬时变化大。 直线刃形往复运动
结构:由进料结构、推料螺杆、切割系统和传动系统等组成。
a、推料螺杆
输料段,螺距较大,输送速度高;挤压段,螺距较小,产生 较大挤压力。 前后两端制成方头,一端连接传动轴,另一端连接切刀。 螺旋与机筒间隙约为2mm,过小摩擦大,过大易产生倒流。
b、格板:固定在机架上,
并与切刀组成剪切副。
绞肉机结构简图
按配臵形式:
底筛、环筛和侧筛。
立式锤片粉碎机
② 筛片
锤片排列应沿粉碎宽度运动轨迹均匀,物料不被推向一侧。 锤片绕主轴旋转,当遇有坚硬而不能破碎的物料时,锤片能 够绕悬挂轴销回转让开,避免损伤机器。
常见锤片的种类和形状
锤片的形状视需粉碎的物料而定,棱角多,粉碎力强,耐磨 性差,尖角适于纤维性物料,环形锤片不易磨损。
用高速旋转的工作构件对物料施以强烈的冲击、剪切作用, 将物料粉碎。 结构简单,操作容易,粉碎能力大,但零件易磨损,温升高。
1、销棒粉碎机
动齿盘上有三圈截面为圆形或扁矩形 的齿,定齿盘盘上有两圈截面为矩形的定 齿;动齿与定齿交错排列。 动齿盘高速旋转→离心力场→腔内负 压→定齿盘中心吸入物料→离心力使物料 向外扩散→受内圈转齿和定齿撞击、剪切 和摩擦作用初步粉碎→向外圈运动,线速 增高,受到更强烈的冲击、剪切、摩擦和 碰撞作用而粉碎。
改变压砣质量来改变辊间压力。
压砣式辊压调节机构示意
③ 自动松紧辊机构
进料紧辊:物料冲击淌板→打开进料行程开关→电路接通→ 微型电机顺向转动→滚动链子螺母上升→横杆在压砣作用下转动 →活动辊向固定辊靠拢→实现自动紧辊(辊子链螺母上升碰到断 电行程开关,微型电动机停止)→正常工作状态。
进料紧辊
断料松辊:淌板在平衡 砣作用下复位→离开行程开 关触头→微型电机逆向转动 →滚子链螺母下降→链条将 横杆上拉→活动辊离开固定 辊→实现松开。
剪切副
习
题
1、物料粉碎的作用、方法和原理各是什么? 2、简述辊式磨粉机的结构特点、工作原理和磨辊粉碎原理各 是什么?
3、销棒式和锤片式粉碎机的工作原理各是什么?
4、简述气流粉碎机的工作过程是什么?
5、切割机械工作时切刀的基本运动形式有哪些?各有什么优 缺点?
6、绞肉机的供料螺旋有何特点?其作用是什么?其绞肉粉末 的大小如何控制?
八辊磨粉机:先2对并联,再串联,属于两个独立单元 手动:松合闸由人工操作,适于小型磨粉机
2、按磨辊松合闸 半自动:由人工手动合闸,自动松闸 的自动化程度
全自动:自动控制松合闸,有液压和气压全自动
水平配臵:两磨辊轴线处于同一水平面内,喂料情况好, 3、按磨辊轴线 便于观察,无喷粉现象,但操作不安全
的相对位臵 倾斜配臵:两磨辊轴线处于同一倾斜面内,操作安全,但
刀刃通过回转中心,λA=λB=0
刀刃不通过回转中心,λA>λB>0
二、切割机械
肉类和果蔬类切割机械。
1、肉类切割机械
① 切肉机
将分割后的肉切成片、条或丁状。单刀组 需配刀箅进料;双刀组刀片交替排列,能自 动进料。 工作过程:肉被刀片带入并切割。
切肉机结构示意
② 绞肉机
作用:将肉切碎、绞细,用于生产各种肉类食品的馅料。
第五章 食品粉碎机械与设备
粉碎是用机械力克服固体物料内部凝聚力达到使之破碎的单 位操作。 破碎:将大块物料分裂成小块物料的操作; 粉碎:将小块物料分裂成细粉的操作称为磨碎或研磨,两者 合称为粉碎。
第一节 食品粉碎的理论
一、食品粉碎的目的
制取一定粒度的制品,如盐、咖啡、可可等 将固体物料粉碎为细小颗粒,以备加工,如小麦磨粉 把两种或以上的固体物料粉碎,使其均匀混合,如调味粉 把固体物料粉碎后,便于干燥和溶解,如干燥饲料
② 能根据磨辊直径的变化,物料性质的变化相应调整,以达 到最佳喂料效果。
5、磨辊
磨粉机的主要构件,按相向旋转的磨辊辊面和速比不同,粉 碎物料的方法也不同。