第五章 食品粉碎机械与设备 食品机械 教学课件(共28张PPT)

对某一物料： 压力＞＝某一极值 或间隙＞某一极值
一般性粉碎或选择性粉 碎。由于磨碎工作外表的 差异，可以产生形形色色 (xíng xíng sè sè)的 工艺效果。
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5、冲击(chōngjī)破碎(Shock)
物料在瞬间受到外来(wàilái)的冲击力时，受到 时间极短的变载荷，物料被击碎，也有利用物料 自身高速相对运动而碰撞粉碎。
适用于粉碎物粒度大于10mm的粗碎和中碎的能耗 计算
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〔三〕裂缝(lièfèng)假说
彭德假说〔Bond，1952〕： 认为粉碎能耗与裂缝长度成正比。由于裂缝长度既与体
积有关，也与面积(miàn jī)有关，故推导出： 破碎单位体积物料所需要的功与物料颗粒径〔或边长〕
的平方根成反比。 适用于粒度在1－10mm范围内粉碎物的能耗计算。
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第十七页，共2和一个带尖棱的工作外表挤压物料时，物料 沿压力作用线的方向(fāngxiàng)劈裂，这是由于 劈裂平面上的拉应力到达或超过物料拉伸强度极限。
适用：多用于脆性 物料的破碎。
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3、折断(shé duàn)(Crook)
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常用于需要微粉碎或超微粉碎的场合，一台设备损 伤可获得很大的粉碎比。
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4、闭路(bìlù)粉碎
从粉碎机出来的物料流先经分粒系统，分出过粗的料粒 后重新送入粉碎机。
在这种情况下，粉碎机的工作只是针对(zhēnduì)颗粒 较大的，物料的停留时间短，所以动力消耗可以降低。
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切分机械的工作原理；螺旋式榨汁机的螺杆
结构与运动
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第一节 食品粉碎(fěn suì)理论
粉碎的根本概念 粉碎的目的(mùdì) 粉碎的级别 粉碎比 粉碎工程 粉碎的根本方法 粉碎的能耗 选择粉碎机的要求
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一、粉碎(fěn suì)的概念 〔 Comminutor 〕
利用外力的作用，克服物料分子间的内聚力，使其 分裂的加工过程。根据被处理物料的尺寸的大小 (dàxiǎo)不同，将大块物料分裂成小块者称为 破碎，将小块物料变成细粉者称为粉磨。
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二、粉碎(fěn suì)的目的
1、减小粒度(lì dù)，便于调制时加快溶解速度或提高 混合均匀度，或是重新赋形以改进食品的口感，如 盐、糖。
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物料的力学(lìxué)性质mechanical properties
根据物料应变与应力的关系以及(yǐjí)极限应力 的不同，通常分以下三种： ①硬度—是根据物料的弹性模数的大小来 划分的性质，即硬和软之分。 ②强度—是根据物料的弹性极限应力的大 小来划分的性质，即强和弱之分。 ③脆性—是根据物料塑变区域的长短来划 分，即脆性和可塑性之分。
但凡强度(qiángdù)愈强、硬度愈小、脆性愈小 的物料，所需的变形能就愈多。
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八、选择粉碎(fěn suì)机械的要 求
〔1〕经粉碎后的物料，颗粒大小要均匀 〔2〕已被粉碎的物料，要能立即从轧压部位
(bùwèi)排出 〔3〕尽可能实现操作造化，例如能不断地自动卸
料等 〔4〕可以调节和控制粉碎度。 〔5〕维修方便，易损件更换简单。 〔6〕设有平安装置，发生故障时能自动停车。 〔7〕节能，即每单位产量所消耗的能源要尽最小。
被粉碎的物料相当于承受集中载荷的两支点或多支点梁， 当物料内的弯曲(wānqū)应力到达物料的弯曲 (wānqū)强度极限时而被折断。
适用：大块的长或薄的 脆性物料(wù liào)，粉 碎度较低。榨油残渣 〔饼箔〕、玉米穗等。
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4、磨碎(Grinding)
物料与运动外表(wàibiǎo)之间受一定的压力和剪 切力作用，当剪应力到达物料的剪切强度极限时， 物料就被粉碎。
➢ 粉碎机械传动中的能耗。 ➢ 颗粒在粉碎发生之前的变形能。 ➢ 粉碎产品新增加外表积的外表能。 ➢ 颗粒外表结构(jiégòu)发生变化所消耗的能。 ➢ 晶体结构(jiégòu)发生变化所消耗的能 ➢ 磨介之间的摩擦、振动及其他能耗。
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〔一〕外表(wàibiǎo)积假说
雷廷智假说〔rittinger,1867〕 面积假说，粉碎所需能耗与物料外表积的增加成正比。 组成任何纯粹性晶体物质质点之间具有恒定的分子吸
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四、粉碎(fěn suì)比
在粉碎过程中，粉碎前后物料直径之比，它说明物料粉 碎前后物料粒度的变化程度(chéngdù)。
由于粉碎前后物料粒度大小不均，一般用其最大粒径或 平均粒径之比表示。 i =d max/d’max 或 i =d j/d’j
破碎机的平均粉碎比为3－30 粉磨机的平均粉碎比为300－1000
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1、开路(kāilù)粉碎
物料参加粉碎机中经过粉碎作用(zuòyòng)区即作 为产品卸出，粗粒不作再循环。
由于有的粗粒很快通过粉碎机，而有的细粒在机内停 留时间很长，故产品的粒度分布很宽，能量利用不 充分。
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2、自由(zìyóu)粉碎
物料在作用区的停留时间很短，当与开路磨碎相结 合时，让物料借重力落入作用区，限制了细粒不 必要的粉碎，因而减少了过细粉未的形成。
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A 最大粒径：通常以能通过80%〔破碎〕或 95%〔粉碎〕该物料的正方形筛孔的尺寸表示。
B 平均粒度：首先要用一套标准(biāozhǔn)筛 分级，通过一个筛上的物料算作一级，称出各 级物料的质量，然后计算平均粒径。
dj = dj1 m 1dj2m 2...d .j.m n.n m 1m 2...m .n ..
六、粉碎(fěn suì)的根本 方法
物料粉碎的根本方法包括压碎、劈碎、折断(shé duàn)、磨碎和冲击破碎等形式。
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1、压碎： (Extrusion)
物料(wù liào)置于两个粉碎面之间，施加压力后物 料(wù liào)因压应力到达其抗压强度极限而被粉 碎。
适用：大块物料、干脆 性物料。韧性和塑性物 料那么可能产生片状物 料。如麦片 (màipiàn)、米片、 油料轧片。
如超音速喷射粉碎机。
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七、粉碎(fěn suì)的能耗
(Energy requirements for comminution)
物料粉碎时，当作用力超过颗粒之间的结合力时产 生(chǎnshēng)粉碎，外力做的功称为粉碎 能耗或简称粉碎能。
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粉碎能消耗于以下(yǐxià)几方面：
此法在动力消耗方面较经济，但由于(yóuyú)有些 大颗粒迅速通过粉碎区，导致粉碎物的粒度分布 较宽。
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3、滞塞进料粉碎(fěn suì)
在粉碎机的出口处插入筛网，以限制物料的卸出。 对于给定的进料速率，物料滞塞于粉碎区直至 粉碎成能通过筛孔的大小为止。
因为停留时间过长，使得(shǐ de)细粒受到过度 粉碎，且功率消耗大。
粗粉碎(fěn suì) 物料被粉碎(fěn suì)到 5－ 0.7mm
细粉碎(fěn suì) 将物料中的90%以上粉碎(fěn suì)到能通过200目〔mesh〕的标准筛网。
微粉碎(fěn suì) 将物料中的90%以上粉碎(fěn suì)到能通过325目〔mesh〕的标准筛网。
超微粉碎(fěn suì) 将全部物料粉碎(fěn suì)到 微米级的粒度。
第五章 食品粉碎机械与设备(shèbèi) 食品机械 教学课件
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主要(zhǔyào)内容、重 点与难 点
主要内容：
粉碎的概念(gàiniàn)和方法；干法与湿法
粉碎机械、食品切分机械、果蔬破碎机械
重点：
锤片式粉碎机、食品切分机械、螺旋式榨汁
机的工作原理、结构及其特点和应用；
难点：
2、控制多种物料相近的粒度，防止各种粉料混合后 再产生离析现象〔自动(zìdòng)分级〕，如调味 粉、代乳粉、饮料粉、饲料等等。
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二、粉碎(fěn suì)的目的
3、进行选择性粉碎，以便对原料颗粒内的成分进行别 离，例如玉米脱坯，小麦提粉，碾米等。
4、减小体型，便于加快枯燥脱水速度。 5、保证粉料和粒料的容积重量(zhòngliàng)，容重影
响包装容积、速溶性和调理性等。
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三、粉碎(fěn suì)的级别
根据粉碎的粒度(lì dù)大小，可以将粉碎分成如下7个 级别：
粗破碎 物料被粉碎到 200－100mm 中破碎 物料被粉碎到 70－20mm 细破碎 物料被粉碎到 10－5mm
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三、粉碎(fěn suì)的级别
其中 djn= (dn+1+dn)/2
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五、粉碎(fěn suì)工程
从其粉碎方法上可分为：干法粉碎、湿法粉碎 干法粉碎：当进行粉碎作业时物料的含水量不超过
4%。 湿法粉碎：将原料(yuánliào)悬浮于载体液流
〔常用水〕中进行粉碎，粉碎时物料的含水量 超过50%。 干法粉碎又可分为： 开路粉碎、自由粉碎、滞塞进料粉碎、闭路粉碎
引力，粉碎所消耗的能量与用来(yònɡ lái)拆开 分子间吸引力产生新外表所需的能量有一定的关系。 适用于微粉碎和超微粉碎的能耗计算
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〔二〕体积(tǐjī)假说
基尔皮切夫假说〔1874〕：也译成基克法那么(nà me)
体积假说，将物料粉碎成与原物体几何相似的成品 时所需的功成物体的体积或重量成正比。