食品清理和分选机械

筛选法除石机 密度除石机
除石机 除草机 除铁机
风选法 浮选法 磁选法
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第一节 食品原料的清理机械
二、常用食品原料的清理机械
（一）筛选法清理机 （二）除石机 （三）除铁机
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（一）筛选法清理机
作用：用于清理含有大 杂、小杂及轻杂的颗粒 状原料。 结构 工作原理 原料从筛子的一端移动到 另一端过程中，尺寸小于 筛孔的物料落下；而尺寸 大于筛孔的物料经筛面从 筛的另一端排出。
目前，在设计摆动筛时，常常要求物料在筛面上做轻微的跳动，
因此，可根据下式确定曲柄轴的转速：
30 45 n ~ rtyα rtyα
按上式计算的转速通常比较低，因此筛面上的物料并不会出现急 剧地跳动和受到很大的冲击，物料颗粒不易破碎。 通常筛的安装倾角一般在α＝0-10°； 筛的摆幅为4-22mm
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一、振动分选机械的基本知识
筛面组合
1 1 2 3 1 2 3 2 3 4
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（a）筛余物法 将前道筛面的筛余物送 至后道筛面再筛，筛分 产品从 I 到IV依次渐粗。 特点是先提细粒后提粗 粒（筛孔渐大）。
（b）筛过物法 将前道筛面的筛过物送 至下 道筛面再筛。筛分 产品从 I 到IV依次渐细， 先提粗粒后提细粒（筛 孔渐小） 。
而T=f0N，故T=f0 (Gcosβ +C)
由于T的存在使物料随筛面向上运动。 物料受的离心力C为： m v2 Gv2
式中：F0 －物料对筛面的摩擦系数（f0 =tyφ ，φ 为摩擦角）
C
R

gR
式中：m－物料B的质量（kg） g－重力加速度 π Rn V－物料B的线速度（v 2
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G－物料B的重量（N） R－筒内半径(m) π Rn ）
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（二）除石机
密度除石机
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（二）除石机
2. 块根类原料除石机
作用 结构 工作原理
砂石与原料的密度差
比较大，利用它们在 水中不同的沉降速度进行分离。
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（三）除铁机
除铁目的：保护加工机械和人身安全 电磁式 磁体 永磁式 磁力稳定，性能可靠，但必须 保证一定的电流强度。
结构简单，使用维护方便，不耗电能， 但使用方法不当或时间过长磁性会退 化。
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h
i j
（四）平面回转筛面
（五）旋转筛面
四、筛面的传动方式
（a）曲柄连杆
（e）自定中心
（h）平转
（b）自振器 （f）悬吊平衡 （i）转摆
（c）振动电机
（d）偏心
（g）单转
（j）晃动
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五、摆动筛
摆动筛与振动筛的区别：
摆动筛又称摇动筛，是以往复运动为主、以振动为辅的筛分设备，摆
动次数在600次/min以下。
摆动筛面物料下滑的临界条件
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摆动筛面物料上滑的临界条件
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摆动筛面物料不跳离筛面的临界条件
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试推导摆动筛工作时，物料下滑的临界条件（物料与筛面的摩擦角为Φ，曲柄的 角速度为ω，曲柄半径为λ，筛面倾角为α）。
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（四）摆动筛的工作注意事项
（五）摆动筛惯性力的平衡
摆动筛是以偏心曲柄连杆的方式获得轻微振动的。由于筛体在连杆 机构的作用下往复运动，有加速度的存在，故使惯性力很大，使筛体不 平衡。为了平衡惯性力、防止发生剧烈的振动，除了在制造、安装中保 证其精度外，设计上还必须采取措施，通常的方法是采取平衡重平衡， 即在偏心装置上加设平衡重物，或对称平衡，即采取双筛体的方法平衡。
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（一）光与食品物料的相互作用 食品物料的光学特性是指物料对投射到其表面的光产生 反射、吸收、投射、漫射或光照后激发出其他波长光的 性质。
磁选设备有永磁溜管、胶带式除铁机和永磁滚筒等。
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（三）除铁机
1.永磁溜管
永磁溜管
旋转式永磁除铁机
平板式除铁机 的永磁安装
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（三）除铁机
2.永磁滚筒 结构
工作原理
物料均匀地落到正在转动的滚筒 上部磁场区,磁性物质被吸附在 滚筒表面,并随着滚筒一齐转动， 转至非磁场区被卸下。而非磁性
颗粒随滚筒转动时自由排出。
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滚筒式分级机筛筒转速直接影响工作效果，如果物料与筛面的摩擦角为α，物料升角 为Φ，筛筒转速为n，筛筒半径为R，筛筒倾角为β，试求筛筒转速与筛筒半径的关系 式。
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滚筒分级机的另一种形式： 物料沿每个转筒外表面输送。原料从转筒上部送入 从小到大的顺序分级
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第四节 光电分选分级机械
一、基本原理
正三角形排列的开孔率比正方形排列 可增加16％，并增加过筛机会。 24
对于编织筛面有：
开孔率与分级效率成正比，而与筛体强度成反比应用时， 一般以开孔率为50～60％为佳。
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一、振动分选机械的基本知识
物料穿过筛孔的概率
对wk.baidu.com编织筛面有：
当直径D越接近孔尺寸b，过筛可能性降低的幅度越大。 一般将粒度达到筛孔孔径0.8～1.0倍的物料称为难筛分物料。
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第二节 振动分选机械
一、筛分分选机械的基本知识 二、筛面的种类和结构
三、筛面的运动方式
四、筛面的传动方式
五、摆动筛
六、滚筒分级筛
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一、振动分选机械的基本知识
振动分选 筛分效率：从数量上衡量筛分过程的指标
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摆动筛分选物料时，已知原始物料中应通过第一级筛孔的物料比例为50%，分级后 仍留在筛面上应过筛而未通过的物料占筛面上物料的5%，其余已过筛，求此级筛 面的分级效率。
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（二）摆动筛的结构特点
⑴、因筛面是平的，故全部筛面都在工作；
⑵、结构简单，制造、安装较容易，调换筛面方便；
⑶、适用于多种物料和同一种物料的不同规格的筛分 ⑷、动平衡困难，连杆易损坏，噪音大。
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（三）摆动筛的主要技术参数
1. 筛子 三种形式：钢条制成、金属丝或丝线编织、冲（钻）孔的薄金
属板
筛孔的形状 筛孔的尺寸 2. 生产率 圆孔：为物料尺寸的1.2—1.3倍 正方形孔：为物料尺寸的1.0—1.1倍 长方形孔：为物料尺寸的1.1 倍
当β 角（物料的升角）大于φ 角5—10°时，才能正常运转，即β -φ ＝5 ～10°，对青豆和蘑菇，f0 =0.7，也就是tyφ =0.7，即φ =35°，则β =40 ～ 45°（为物料升高的最大角度），将β 和φ 的值代入上式得：
（转／分） 从上式可见，n与R成反比，所以一般筒径↑，其转数↓。
由金属丝编织而成，亦称筛网。 编制材料： 低碳镀锌钢丝 高碳钢丝 合金弹簧钢丝 不锈钢丝
有色金属
平纹
斜纹
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（四）绢筛面 由绢丝织成，或称筛绢。用于粉料的筛分。
材料：蚕丝或锦纶丝
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三、筛面的运动方式
筛分机械工作过程的基础是物料与筛面的相对运动。 a （一）静止筛面 （二）往复运动筛面 （三）垂直圆运动筛面 b c ？ d e k f g l
正向移动：使物料沿筛面倾斜方向向下滑动，与倾斜角度有关； 反向移动：使物料沿筛面倾斜方向向上滑动，与振幅、偏心轮转速和筛面倾斜 角度有关。
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4.曲柄转速的确定 根据生产实践中的经验，当物料在筛面上出现正向移动（滑 动）和反向移动（滑动）且正移动大于反移动及有轻微的跳动， 使能获得较高的筛分效果。 使物料产生正向移动的曲柄轴最低回转速度为： ty( φ α ) n1 30 r （转／分） 式中：φ－物料对筛面的摩擦角 α－筛面的倾角 r －曲柄的半径（偏心距） 使物料产生反向移动的曲柄轴最低回转速度为：
生产能力G为 G =Bq
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（三）摆动筛的主要技术参数
3. 物料运动特性
当筛面作周期性往复振动时，物料在筛面上可能出现不同的情况： (a) 相对静止，物料与筛面无相对运动;
(b) 物料沿筛面向下滑动，并与筛面相接触；
(c) 物料沿筛面向上滑动并与筛面相接触； (d) 物料跳离筛面，并沿筛面不断向前作抛物线 运动。 对于摆动筛来说，一般采用（b）、（c）相结合的运动状态来作为筛 选的工作条件。
4.按物料的流体动力特性分选、分级
图4-3 气流分级
4
第四章 食品清理和分选机械与设备
5.按物料的电 磁特性分选、分
级
6.按物料的光 电特性分选、分 级
5
6
第四章 食品清理和分选机械与设备
7.按物料的内部品质分选、分级
8.按物料的其他性质分选、分级
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第一节 食品原料的清理机械
一、食品原料清理机械的分类
n2 30 ty( φ α ） （转／分） r
使物料在筛面上产生轻微跳动的曲柄临界转速为： 30 n3 rtyα （转／分）
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欲使物料颗粒仅出现正向移动时，取转速为：n>n1 ,同时，n<n2，
n<n3
n>n1和n>n2 ，且n<n3
要想使物料在筛面上作正向移动和反向移动，其转速应符合条件： 要使物料在筛面上产生跳动，则转速必须满足：n>n3 综上所述：n>{n1,n2,n3}
滚筒的转数直接影响生产能力和分级效率，而且与直径有密切关系，不能 随意确定。 从物料在滚筒中运动时受力分析，可推出转 数的计算公式：如右图所示。 物料与滚筒一起转动时的受力情况： 对物料B：受到重力和离心力的作用，把G分 解为Gsinβ 和 Gcosβ 两个分力，其中：力 Gsinβ 推动物料沿筛面下滑，力 Gcosβ 与离心力一起压向筛面，使物料产生摩擦力T。
筛孔大小、凸起高度不同，出风的角
度就会不同，从而会影响到物料的悬 浮状态和除石效率。除石筛面的孔眼 均指向石子运动方向(后上方)，对气 流进行导向和阻止石子下滑，并不起 筛选作用。
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（二）除石机
聚石区
精选室
调节板
筛面向后逐渐变窄，后部称为聚石区，筛面与上部的圆 弧罩构成精选室，改变圆弧型调节板的位置，可以改变 反向气流方向，以控制石子出口区含粮粒数。
振动筛是以振动为主的筛分设备，振动次数在800~1500次/min。
（一）摆动筛的工作过程
摆动筛通常用曲柄连杆机构来传动，使偏心轴旋转，带动筛体作定
向往复运动，小于第一层筛孔的物料从第一层筛子落到第二层筛面， 而大于第一层筛孔的物料则被截留从第一层筛面的倾斜端排出收集 为一个级别，第二层以下的物料按同样方式进行筛选，从而获得多 种不同级别的物料。
食品清理和分选机械与设备
1
第四章 食品清理和分选机械与设备
分选 分级 食品分选、分级机械的作用
常用的食品分选、分级方法
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第四章 食品清理和分选机械与设备
常用的分选、分级方法： •1.按物料的宽度分选、分级 •2.按物料的长度分选、分级
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第四章 食品清理和分选机械与设备
3.按物料的密度分选、分级
利用紫外、可见、红外等光线和物体的相互作用而产生的折射、反
射和吸收等现象对物料进行非接触式检测
根据物料的吸收和反射光谱可以鉴定物质的性质 ，如利用紫外光作
激励光源照射食品获得食品上的辐射荧光，根据荧光的强度可以判
别食品上附着的微生物的代谢物，检出蛋品中霉菌、花生类干果上 附着的微生物及其代谢物如黄曲霉素。
平衡重平衡
同向双筛体平衡
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六、滚筒分级筛
（一）工作原理和特点 （二）主要构成及各组成部分的作用
滚筒、支承装置、收集料斗、传动装置、清筛装置
1—进料斗；2—滚筒；3—滚圈；4—摩擦轮；5—铰链；
6—收集料斗；7—机架；8—传动系统
滚筒一般有 3~5°的倾角 长径比一般为 4~6∶1
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（三）、滚筒转数的确定
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二、筛面的种类和结构
（一）栅筛面 （二）板筛面
（三）金属丝编织筛面
（四）绢筛面
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（一）栅筛面
采用一定截面形状的棒料，按一定的间距排列而 成，用于去杂粗筛。
栅筛和曲筛
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（二）板筛面
筛面由金属薄板冲压而成，又称冲孔筛面，适宜 处理颗粒物料，不宜于粉料。
板筛面筛孔的排列
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（三）金属丝编织筛面
（c）混合法
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一、振动分选机械的基本知识
开孔率（筛面利用系数、筛孔系数）
开孔率：整个筛面上筛孔所占的面积与总面积之比。 正三角形排列时（设孔径d与孔隙m相等，即d=m）
π d2 π d2 4 K1 3 2 3 (d m) 2 (d m) (d m) 2
正方形排列时：
π d2 2 π d 4 K2 (d m)(d m) 4(d m) 2
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（一）筛选法清理机
第一层筛 孔大，截 留大杂 第二层 截留粗 杂
三层筛的筛孔依次减 小，在吸风除尘等装 置的配合下，把物料
中质轻的杂质也能清
理出来。
第三层漏 除细杂
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（二）除石机
1. 粒状原料密度除石机
作用：清除粒状原料中的并
肩石。
结构 工作原理
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（二）除石机
筛孔形状 筛孔并不通过物料，只是起通风作用，
30
（N
牛顿）
46
故
（N）
当物料B沿滚筒切线方向的垂直分力Gsinβ ≥T时，即开始下滑运动，此 时即处于滚筒内最高点，也就是说Gsinβ -f0 (Gcosβ +C)=0 时，物料B 处于 最高点，如将f0=tyφ 和C值代入，经整理得：
sin(α ±β )＝sinα cosβ ±cosα sinβ 即： （转／分）