第5章--粉碎和切割机械与设备

径向喂入式
① 切向喂入式
• 物料由切线方向进入粉碎室， 喂入口开度较大。
• 筛片安装于粉碎室的下半部分， 筛片包角仅为来自80o，筛理面积较小。
• 优点：通用性好，粒料、块状 料、茎秆料均适用。
• 缺点：结构不对称，其转子只
能一个方向转动，锤片磨损后
(a)切向喂入式
调换方向较为麻烦
1－进料斗；2－转子辐板； • 应用：多为中、小型粉碎机。
1) d1
表面积假说：适于为粉碎和超微粉碎
4、应用结论 体积假说：适于中、粗粉碎
裂缝假说：粉碎物料粒度在1~10mm范围内的粉碎
五、粉碎机械与粉碎操作
粉碎操作可分为干法、湿法及低温三种。
干法粉碎时，物料的水分含量应有一定的限制，水分过高的 物料，须经干燥处理。
湿法粉碎时，物料悬浮于载体液流中进行研磨。 实践证明：湿法比干法易获得更细的制品，在食品的超微粉 碎中应用广泛。 低温粉碎操作是指物料在常温下有热塑性或非常强韧，使粉 碎困难，而冷却到低温，使材料成为脆性后再粉碎。
肉类、水果
辊磨机（光辊或齿辊）
由齿形的不同适于各种用途
小麦、玉米、大豆、油饼、咖啡 豆、花生、水果
挤压剪切
盘磨
可以在粉碎的同时进行混合， 制品粒度分布宽
食盐、调味料、含脂食品
盘式粉碎机
干法、湿法都可用
谷类、豆类
剪切冲击
冲击式机械粉碎机 气流粉碎机
粉碎粒度细小
超微粉碎
第二节 普通粉碎机
普通粉碎机主要有：销棒式粉碎机、锤式粉碎机和辊式粉碎机 三大种类。
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。
（2）特点及应用
• 优点：构造简单、操作方便，通用性强、用途 广泛，生产率高、无空转损伤等。
• 缺点：作用机理复杂， 成品粒度不能严格控制， 粉碎比变化大。
• 应用：食品原料和中间 产品的粉碎，如玉米、 小麦、谷类、食盐、糖。
销棒粉碎机结构示意
工作原理：
工作时，动齿盘高速旋转，产生强大的离心力场，在粉碎腔中心形 成很强的负压区，物料从定齿盘中心吸入，在离心力的作用下，物料由 中心向外扩散，受到内圈转齿和定齿撞击、剪切、摩擦等作用力而被初 步粉碎，在向外圈的运动过程中，线速度逐步增高，受到越累越强的作 用力，进而被粉碎的越来越细，最后在外圈齿与撞击环的作用下，进一 步粉碎达到超细化。
粉碎比：指粉碎前后物料的粒度比，反映粉碎设备的作业情 况，粗粉碎在3~30，超微粉碎在300~1000以上。
总粉碎比：大块物料粉碎成细粉时，需经过几道粉碎步骤才 能完成，各道粉碎比之和。
三、物料粉碎的方法
1、压碎：物料置于两个粉碎面之间，施加压力达到物料抗压 强度之后而被粉碎；
2、劈碎：用带尖棱的工作面挤压物料，物料所受压力达到拉 伸强度后沿压力作用线方向被折断；
• 两对磨辊——分别传动。
（2）工作过程——磨辊
（a）按表面形状分
齿辊：有剪切、挤压和研磨作用。 磨辊 光辊：起挤压和研磨作用。
（b）按表面线速度分
对辊
表面线速度相等（做轧片和轧坯） 快辊
表面线速度不相等（做研磨） 慢辊
（c）要求
足够的强度、刚度和硬度、表面耐磨性、均匀性、导热性。
磨辊配置及辊轴类型
按配置形式：
底筛、环筛和侧筛。
立式锤片粉碎机
② 锤片
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。
（3）结构和工作过程
• 结构：主要由进料斗、转子、锤片、 筛片等组成。
• 工作过程：工作时，原料从喂料口 进入粉碎室，受高速回转的锤片及 其它构件的冲击，以及筛片内壁的 搓擦等作用而细化；粉碎后，小于 筛孔的颗粒被排出粉碎室，大颗粒 继续粉碎直至通过筛孔。
• 对于谷物子粒等淀粉质脆性物料， 粉碎作用主要依赖高速的打击；而 对于纤维质等韧性物料主要依赖搓 擦作用。
（2）工作过程——轧距调节
轧距：两磨辊辊面间的最小距离。
调节轧距——控制被粉碎物料的粒度
调节方式：
两磨辊轴心线的平行度？
（a）松闸：当粉磨机空载时，为避免高速相向旋转的 两磨轮相互摩擦、碰撞，轧距应放大，称为松闸。
（b）合闸：当粉碎机负载时，为了达到研磨效果，两 辊间隙应回到调定的轧距，称为合闸。
二、粉碎的分类
粒度：物料颗粒的大小，是粉碎程度的代表性尺寸。 对于球形颗粒，为其直径；对于非球形颗粒，以面积、体积 或质量为基准的名义粒度。
粗破碎：原料粒度40~1500mm，成品粒度约100~200mm； 中破碎：原料粒度40~1500mm，成品粒度约20~70mm； 细破碎：原料粒度40~1500mm，成品粒度约5~10mm； 粗粉碎：原料粒度5~50mm，成品粒度0.7~5mm； 微粉碎：原料粒度2~5mm，成品粒度0.1mm左右； 超微粉碎：原料粒度小于2mm，成品粒度10~25μm。
工作原理：
锤式粉碎机主要是靠冲击作用来破碎物料的。物料进入锤 式粉碎机中，遭受到高速回转的锤头的冲击而粉碎，粉碎了 的物料，从锤破机锤头处获得动能，从高速冲向架体内挡板， 筛条，与此同时物料相互撞击，遭到多次破碎，小于筛条之 间隙的物料，从间隙中排出，个别较大的物料，在筛条上再 次经锤头的冲击，研磨，挤压而破碎，物料被锤破机锤头从 间隙中挤出。从而获得所需粒度的产品。
锤式粉碎机的分类
按进料方向可分为：切向喂料机、轴向喂料机和径向喂料机三种；
按部件特性可分为：水滴形粉碎室和无筛粉碎机两种形式。
（1）锤式粉碎机的主要构件：进料机构、转子、衬板、筛板、出料机
构和传动机构等部分组成。
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。
• 应用：一般只用于散粒料， 常见于大、中型粉碎机。
3.辊式磨粉机
由一对轴线平行，以不同转速相向高速旋转的圆柱形磨辊对 物料进行研磨的机械。
一、辊式磨粉机的分类
单式磨辊：仅有一对磨辊，适于小型磨粉机
1、按成对磨 辊的数量
复式磨辊：2对磨辊属两个独立单元，适于大、中型磨粉机
八辊磨粉机：先2对并联，再串联，属于两个独立单元
粉碎机械的选择
粉碎力
粉碎机
特点
用途
冲击
挤压 剪切
锤式粉碎机 盘击式粉碎机
适用于硬或纤维物料的中、细
碎，要发生粉碎热
玉米、大豆、谷物、甘薯、甘薯
瓜干、粕料榨饼、砂糖、干蔬菜、
适用于中硬或软质物料的中、
香辛料、可可、干酵母
细碎
滚筒压碎机
适于软质物料的中碎
马铃薯、葡萄糖、干酪
切割机、斩肉机、绞肉机
软质粉碎
第五章 粉碎和切割机械与设备
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
辊式磨粉机工作原理
• 对辊相对运动，物料从狭小轧距离通过而被碾 碎的工作状态。
• 磨辊是磨粉机的主要工作零件。一对磨辊由于 速比和辊面状态不同，粉碎物料的形式也不同。
辊式磨粉机工作原理
同向？ 轧距
• 等速反向旋转的光磨辊以挤压的方式粉碎物料 或使物料变形(成片)，如轧麦片机；
• 差速反向旋转的光磨辊以挤压和研磨2种方式粉 碎物料，如磨面机；
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。
手动：松合闸由人工操作，适于小型磨粉机
2、按磨辊松合闸 的自动化程度
半自动：由人工手动合闸，自动松闸
全自动：自动控制松合闸，有液压和气压全自动
3、按磨辊轴线 的相对位置
水平配置：两磨辊轴线处于同一水平面内，喂料情况好， 便于观察，无喷粉现象，但操作不安全
倾斜配置：两磨辊轴线处于同一倾斜面内，操作安全，但 喂料情况差，存在喷粉现象。
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·(1/d2－1/d1) 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。
12—料门调节螺杆；13—下喂料辊；14—挡板； 15—轧距总调手轮；16—偏心轴；17—上横挡； 18—活动挡板；19—光辊清理刮刀；20—下磨辊；
21—下横挡；22—排料斗
（2）工作过程——磨辊
• MY型磨粉机有两对磨辊，每对磨 辊轴心的连线与水平线夹角呈 45°，中间有隔板。
• 一对磨辊中，上面是快辊，位置 固定；下面是慢辊，慢辊轴承壳 可移动，其外侧伸出如臂，并和 轧距调节机构相联，通过轧距调 节机构将慢辊放低或抬高，即可 调整一对磨辊的间距。