清洗和原料预处理机械食品伙伴网关注食品

第二章 清洗和原料预处理机械
第一节 清洗机械
一、空灌清洗机（镀锡薄钢板） 1、工作过程：清洗圆盘由连杆3调整固定至天花板。

空罐从二楼仓库或摩擦式生送机送到进灌槽1，再进入到星形轮10中（逆时针旋转），热水通过星形轮的中心轴借八个分配管把水送入喷嘴，喷出的热水对空灌内部进行冲洗，10转过315o 空灌进入第二星形轮，由此轮轴的喷嘴喷出的蒸汽进行消毒，再转过225o 进入第三个星形轮5，排往下罐坑道进入装罐工段，喷嘴与轴一起旋转，空罐在清洗机中回转时应有一些倾斜，以便使罐内水流出，生产能力与清洗时间和星形轮的齿数有关，还与罐的污染程度有关。

2、特点
结构简单，生产能力较大，占地面积小，易于调节操作，用水和蒸汽较少而清洗率高，缺点：多罐型生产时适应性较差。

3、生产能力计算
2. 生产能力计算
若以n 表示星型轮10的转数，z 表示齿数，则生产能力M 为： M=nz (罐/分)
则空罐在星型轮10中只转过α角后就进入星型轮4中 ， 因此空罐的实际清洗时间为： t = 360
60α⨯n (秒) 则 n= t
36060α = t 6α （转/分） 将公式2-2带入公式2-1中得
M = t z
6α (罐/分)
二.全自动洗瓶机（用于玻璃瓶及回收瓶）
1、分类：单端：进、出瓶口在一侧
双端：进、出瓶口在两侧
2、优缺点：双端易组成连续生产流水线。

单端空间利用率高，但易污染清洗后的瓶子两种结构的工作原理相同。

3、简单工艺过程
输送带上的瓶子→进瓶装置→瓶托→预泡槽（35～40℃）→蒸汽雾45℃→碱水池（碱液浓度视浸泡时间、温度有关，温度一般为70～75℃）→碱液上下喷淋，喷出内部杂质→碱液二次浸泡→热水喷射55℃上下洗掉碱液→温水喷射→冷水喷射至常温→清水再次清洗→出口。

4、总体结构：
（1）去掉残余物与预热部分
瓶子在此预热消毒，去掉瓶子上大部分的松散杂质，使后面浸泡槽洗液吸附的杂质尽量减少，瓶子得到充分预热，温度30～40℃。

（2）洗液浸泡部分
瓶子洗涤效果主要取决于瓶子在这里停留的时间和洗液的温度，杂质须溶解，脂肪必须乳化。

在9位置瓶子倒过来，排出污物，10处喷头对瓶子进行大面积的喷洗温度70～75℃。

（3）洗液喷射75℃冲洗浸泡出来的杂质，压力在2.5大气压，压力过大会产生大量泡沫，影响清洗效果。

（4）热水喷射部分去掉瓶子上的洗涤液，同时瓶温降低或浸泡在热水中。

（5）温水喷射对瓶子内外进行喷射，将瓶温进一步降低35～40℃
（6）冷水喷射部分进一步降低室温，冷水应进行氯化处理，以防再污染已清洗好的瓶子。

5.有关参数
（1）温度
（2）水流
水的用量较大，水必须回用，应尽量减少各个槽中流出的水量，可通过延长放水时间和在机器上部各个喷射区之间装设良好的分离隔板等办法来达到。

水在瓶子中的流动是这样进行的：新鲜水→冷水池3→温水池5→热水池6→预泡槽1→排水沟
（3）洗液
一般用碱液（NaOH）浓度与温度和清洗时间有关，最低标准：浓度1.0～1.5%温度70～80接触时间5～8分钟。

（4）泡沫
泡沫的影响：a.在浸泡时使洗液不能充满瓶子。

b.泵输送洗液时，输送的空气比流液过多。

c.残留物都聚集在泡沫上，由瓶套及链条带走，使热水带、温水带及冷水带造成污染，
d.微生物在泡沫层中被保护起来，
e.益处的泡沫会影响机器表面涂料的使用寿命
f.溢出的泡沫从槽内把洗液带出造成损失
泡沫形成原因：
a.机械所致
泵：密封不良，泵引入空气
洗液的喷射冲洗：采用高压喷射法
洗标喷射器：泡松的商标以喷射法除下后从瓶套落到洗液液面上，使洗液形成泡沫。

b.外界物质影响所致：
商标：每个贴过商标的瓶子，会给洗液带来100～500克胶质，这些胶质会使洗液产生泡沫
轨道的润滑剂：每千个瓶有约5～10克润滑剂带入洗液槽中，形成泡沫
产品残余物：残余物中糖、淀粉、蛋白质、果胶等会促使泡
沫的形成
c.洗涤剂影响所致
洗涤剂常包含表面活性剂，过多时会减少液体的表面张力而形成泡沫
第二节清理、分级分选机械与设备
一、滚筒式分级机
物料在滚筒内滚转和移动，在这个过程中分级
（一）结构及传送系统
1.结构
滚筒上为圆型筛孔，分为几组，组数为分级数减1，每组孔径不同，同组中孔径一样，物料进口至出口，后组比前组的孔径大，滚筒用厚为1.5～2.0mm的不锈钢板冲孔卷成圆柱形筒状筛，整个分成几节筒筛，之间用角钢连接，作为加强圈，用摩擦轮传动，又作为传动的滚圈，由托轮支承在机架上，收集料斗在滚筒下面，料斗数与分级数相同，不一定与筒节数相同，可以由两节筛筒组成同一个级别，两节筛筒共用一个料斗。

2.转动系统
方式：（1）电动机通过皮带轮、变速箱、链轮及一对齿轮传动，制造麻烦，转动不平稳，污染物料，已被淘汰。

（2）中间轴式传动
滚筒的中心线上设有传动轴，用支臂与滚筒相连，由中心轴带动滚筒转动，结构简单，滚筒较长，中心轴长，在滚筒中间很难设置中间轴承，中轴刚度差，运转不平稳，物料与中心轴及支臂碰撞产生机械伤，目前使用较少。

（3）摩擦轮传动
摩擦轮装在一根长轴上，滚筒两边均有摩擦轮并且互相对称，其夹角为90℃，长轴一端（主动轴）与传动系统相连；另一端装
有托轮，不与传动系统相连，主动轴带动其上摩擦轮转动，摩擦轮紧贴滚圈3，滚圈固接在转筒上，由两者产生的摩擦力驱动滚筒转动，传动方式简单，运转平稳，使用广泛。

3、使用注意事项
物料在滚筒内向出口处的运动靠滚筒内装置螺旋卷带或使滚筒有一倾斜角度来达到。

若物料为圆形或近似圆形时，采用后者为宜。

物料滚动性差的，可采用前一种方法。

滚筒上的小孔易被原料堵塞影响分级，常在滚筒外壁装置木制滚轴，平行于滚筒中心轴线，用弹簧压紧滚筒外壁，由于挤压，把堵塞在小孔中的原料挤进滚筒——清筛装置。

（二）工艺设计计算
1.设计参数的确定
（１）滚筒的倾斜角度取３～５ｏ
（２）滚筒直径与长度之比为１：４～６（用于校核） （３）滚筒上的筛孔排列用正三角形排列
（４）滚筒的转速10～15转／分，一般不超过30转／分，过大料碰撞亦破碎，物粉分级受到影响。

（５）滚筒筛孔直径根据原料情况和分级要求而定。

２．生产能力计算
生产能力G 可由下式计算：
G=1000
10003600⨯z λ m （吨/时） 式中 Z ——滚筒上孔眼总数
λ——在同一秒内从筛孔中掉下物料的系数；与分级机型
式和物料性质不同而异，滚筒式可取1.0～2.5％；
青豆取大些，蘑菇取小些
ｍ——只物料平均质量（克）
３．尺寸设计
Ｇ与Z、 和m成正比，Ｇ由厂方任务书规定，物料一般为已知，可得，再由上式求出得滚筒上所需的总孔数，由于筛孔孔经不同但滚筒直径相同，因此总孔数不能平均分配在各个极中。

应根据工艺要求决定分成不同直径的多少级别，再依据级数及每级排数，确定同一级中每排筛孔数，若把滚筒展开平面，则每级孔数= 排数×每排孔数
每级长度=（每级筛孔直径×每排孔数）+（筛孔间隙×各排孔数）
滚筒的圆周长度=（排数×各级孔径）+（排数×孔径）
滚筒的直径大小即可求得
装配时，各节的圆周长度进行调整，一般取滚筒中直径最大的一级作为整个滚筒的直径，其他各级直径增大，可多些筛孔或把孔距离适当放大。

校核：
初步确定滚筒的直径和长度后，用直径比长度1：4～6进行校核，若不在这范围内，应重新调整每级排数或孔数，达到此比例范围内为止，若长度大于6倍直径，则可适当增加排数，减少每排孔数；若长度小于4倍直径，则增加每排孔数和减少排数。

4、滚筒转数的确定
滚筒转数直接影响生产能力和分级效率，与直径有密切关系。

当物料与滚筒一起回转时，其受力情况如图图2-8
对物料B,受到重力G和离心力C的作用。

把G分解成Gsinβ和Gcosβ两个分力，前者分力要推动物料从筛面向下滑动，后者则把物料朝筛面上压紧而在物料运动时和离心力一起产生摩擦力T,
T = f。

(Gcosβ+C) (牛)
式中f。

——物料对筛面的摩擦系数
由于T的存在使物料沿筛面向上运动。

物料受到的离心力C 为： C =R
mv 2=gR Gv 2(牛) 式中 m ——物料B 的质量（公斤）
G ——物料B 的重力（牛）
g ——重力加速度（米／秒²）
v ——物料B 运动的线速度（米/秒）
v=602Rn π=30Rn π (米/秒)
式中 n ——滚筒转数（转/分） 将公式中2-7代入2-6中得 C=R Rn g G
2)30
(π⨯=g Rn G 90022π=9002GRn （牛）
当物料B 沿滚筒切线方向的重力分力Gsin β等于或大于摩擦力T 时，即开始向下滑动，此时亦即物料B 处于滚筒内表面的最高点。

即：Gsin β— f 。

（Gcos β+C ）=0时，物料B 处于最高点。

f 。

= tg ϕ（ϕ为摩擦角）
将公式2-8和f 。

= t g ϕ代入简化后得
sin(β—ϕ)=900
sin 2ϕR n 据资料介绍，β角应大于物料对筛面的摩擦角ϕ5～10°才能正常运转，即β—α=5～10°，对蘑菇和青豆f 。

=0.7，则tg ϕ=0.7，ϕ=35°
那么，β=40～45°。

（此为物料升高的最大角度）。

将β和ϕ值代入公式2-9并简化得
考虑到滚筒实际上有一倾角，故通常取
n=R 8～R 14 （转/分）
由此可知，n 与R 成反比，一般情况下，滚筒直径越大，
其转速越小就是这个道理。

5 功率计算
由于传动方式不同，功率计算方法也不同。

对于中间轴式的传动，
其功率N 为： N= (瓦)
式中 n —滚筒转速 （转/分）
M —驱动滚筒转动所需之力矩 （牛•米） M= (牛•米) 式中 D —滚筒直径（米）
G —滚筒本身重量G 1与滚筒内原料重量G 2之和（牛） G 1 = F δγ(牛)
式中 F —滚筒表面积（米²）
δ— 滚筒材料厚度（米）
γ— 滚筒材料重度（牛/米²）
G 2 =ϕγπ12L R (牛) 式中 R —滚筒内半径（米）
L —滚筒长度（米）
γ1—物料重度（牛/米²）
ϕ—物料在滚筒中的充填系数（0.05～0.10） η—传动效率（0.6～0.7）
对于摩擦轮传动，其功率N 可用下式计算
N=η
60)13(21G G Rn + (瓦) 式中符号与前相同 （三）滚筒式分级机讨论
（1）摩擦轮传动产生的铁屑直接污染产品
（2）滚筒上的滚圈或连接圈的椭圆度存在影响分级效率
（3）滚筒内物料升角不高，筛面利用率低
（4）工作平稳，筛孔易堵塞
2GD
η60Mn。