生物工程设备第一章生物质原料处理过程与设备

图1-27
搅拌槽式混合机
图1-29 回转原板式混合机
ZX型双锥高效混合机
CH-系列单浆槽式 混合机
CH-系列双浆槽式 混合机


锥形混合机：锥形内的螺旋推进器既公转也自转。自转使物料自 底部上升，公转作用使物料全范围内产生漩涡和上下循环运动。 流动型混合机：高速回转的搅拌叶对物料产生剪切和离心作用， 形成对流混合。
力大于所受的离心力时落下，对物料产生撞击，同时靠近筒 壁的物料也可为圆球所研磨，转速过快和过慢都没有撞击作
用，粉碎效果差。
通常，球磨机的合适转速可按下式求得：
n
32 D
D —— 转筒直径（m）用鹅卵石。
球磨机
湿法粉碎设备


剪切面 (a)
循环 流
扩散
剪断面 输送 (b)
循环流
图1-25 混合器内混合机理
（2）混合设备 a.回转型混合机

水平圆筒型混合机与倾斜圆筒型混合机
水平圆筒型
倾斜圆筒型
V型
双锥型
立方体型
图1-26
回转型混合机的型式
水平圆筒型混合机仅靠扩散作用混合，效率低。倾斜圆筒型 混合机混合效果较好，有两种倾斜方式，两轴心重合并与水平面 成一定角度，物料作螺旋混合。另一种是圆筒轴和旋转轴成一角 度，物料呈复杂的环状移动。

生物质原料为什么要进行预处理?预处理 包括哪些内容?
机械粉碎的5种形式（5种粉碎力）：挤 压、冲击、研磨、劈力和剪切。 常用的粉碎设备 筛选除杂设备


再见！
第一篇 生物质原料处理设备
第一章 生物质原料处理过程与设备
内容

第一节 生物质原料筛选与分级
第二节 生物质原料的粉碎 第三节 生物质原料固体间的混合


第一节 生物质原料筛选与分级
1、生物质原料筛选与分级设备
1.1 磁力除铁器 （1）永磁溜管 2～3个盖板，每个盖板上装有两组前后错开的磁铁。 连续磁选、拆板清理。
产能与动力消耗计算

产能：
圆孔 V0=π/4*d02dμ d0-筛孔直径，m； d-产品粒度，m； μ-排料系数 方孔： V0=LCd μ 总产能： V=60V0KnZ K-锤刀排数；n-转速， r/min； Z-总孔数 动力消耗：N＝AD2Ln A-系数；D-锤刀末端直径，m； L-转子轴向长度，m；n-转速，r/min；

功率计算： N=0.735KG/dn
K-系数，取100~110； G-产能，t/h； d-麦芽腹径，cm； N-滚筒转速，r/min；
超细粉碎

理化性质改变大 生物材料难处理 应用有限，发展迅速
超微粉碎机械

超微粉碎振动磨
胶体磨 冲击式超微粉碎机


JTM-系列胶体磨

大型超细搅拌磨 气流超细粉碎机

超微粉碎.原料粒度0.5～5mm，成品粒度＜10～25μm

粉碎比（粉碎度），粉碎前后的粒度比。 d1 x d2
粉碎比，粗碎为2～6，中、细碎为5～50，磨碎为50 以上。 总粉碎比是经过几道粉碎步骤后的总结果。 根据物料的特性，以及粉碎要求选择合适的粉碎方法。 任何一种粉碎机，都是几种方法的结合。

（2）盘磨机 两个带沟纹的圆盘，一个和轴一起转动，另一 个固定在外壳上，物料由料斗进入圆盘中心，由 于离心力的作用，物料在两个圆盘缝隙中向外甩 出，并受到圆盘的研磨和剪切作用而被粉碎，间 隙可调。 若两圆盘同时反向旋转，则研磨剪切作用更强。
盘磨机
（3）球磨机
由转筒和硬质球体组成。球体随筒旋转而升起，当球的重
快开螺栓 加料盖 夹套 电机
混合室 排出阀
搅拌叶
排出口 底座 皮带
图1-28 锥型混合机
图1-30 流动型混合机

DSH型悬臂非对称双螺旋锥形混合机
DSH悬臂双螺旋锥形混合机A型和B型
GHJ-V系列高效混合机
SYH系列三维运动混合机

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2、生物质原料的粉碎

粉碎指大块固体物料破碎成小块物料， 或小块物料进一步破碎成粉末状物料。 物料粉碎的必要性：溶解、混合和反应。


机械粉碎的5种形式（5种粉碎力）：挤压、冲击、研磨、 劈力和剪切。 粒径范围: 粗碎. 原料粒度40～1500mm，成品粒度5～50mm 中细碎.原料粒度5～50mm，成品粒度0.1～5mm 微粉碎.原料粒度5～10mm，成品粒度＜100μm
(2）滚筒式精选机 主要构件是一个表面开有袋孔的旋转圆筒。长粒物 料不能进入袋孔，在进料压力和滚筒倾斜的影响下向 滚筒另一端移动流出，短粒物料则嵌入袋孔被带到较 高位臵，落入中央收集槽中，由螺旋输送机送出从而 得到分离。
1 2
粒 短
5
3 4
图1-6 滚筒精选机工作示意图
粒 长
滚筒式精选机
1.3 筛选分级设备 生产中往往需要将粒度的不同物料分级，来 进行不同的处理，这就需要筛选分级。
进料
（2）转筒筛

物料从小孔端进入，由大孔端排出， 从而分出三个级粒。


倾斜角3～5°
圆周速度0.7～1.0 m/s 滚筒筛产能：
饲料大麦 Ⅱ级大麦 Ⅰ级大麦 图1-4 圆筒分级筛
G=qπDLφ
q-单位筛面负荷量，kg/m2； D-筛面直径，m； L-筛筒长度，m； φ-筛面有效系数
RCYG永磁传动滚筒
1.2 精选机 精选目的：除杂粒，除去伤残粒，因为大麦发 芽时伤粒易生霉。精选机适用于颗粒状物料， 按颗粒长度分级。 精选机理：利用带有袋孔（窝眼）的工作面来 分离杂粒物料，袋孔中嵌入长度不同的颗粒， 带升高度不同而分离。
3 （1）碟片式精选机 11
2
1
6 1
4
8
4
7 5 12

超微粉碎应用: 提升珍珠价值 纳诺卡
3.生物质原料固体间的混合
固体混合依靠机械作用，粒状成分在混合的同时，因为性 质差别，同时伴以分离过程，所以，这种混合只能达到总体的 均匀而不能达到局部的均匀性。 （1） 固体混合的机理 对流混合：固体粒子的循环流。 剪切混合：粒子间相互滑动和撞击产生。 扩散混合：存在状态不同而产生的局部混合作用。
A
A
A - A 图1-1 永磁溜管
1
（2）永磁滚筒 2 10 机构包括进料装臵、滚筒、磁芯、机壳和传动 装臵等。 3 磁芯，由锶钙铁氧体永久磁铁和铁隔板按一定 9 4 顺序排列成170°的圆弧形，安装在固定的轴 上。磁芯一般固定不动。
5 6 8 7 图1-2 永磁滚筒的结构 进料斗 2-观察窗 3-滚筒 4-磁芯 5-隔板 6-小麦出口 7-铁杂质收集盒 8-变速机构 9-电动机 10-机壳
最后挤压研磨粉碎成细粒细粉。
d.六辊式粉碎机 同五辊式粉碎机，三对辊筒，前 两对为光辊，后一对为丝辊。

辊式粉碎机生产能力及功率计算
粉碎视频

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产能及功率计算

产能计算： Q=120πDnLbγφ
D-辊筒直径，m； L-辊筒长度，m； n-辊筒转速，r/min； b-隙宽，（0.10.15mm）； γ-物料容量，kg/m3； φ-填充系数
辊筒：有的表面光滑，有的表面有齿、 有的表面有凸棱或凹槽。
作用力：挤压、剪切和研磨。（等速 转动，有转速差）
b.四辊式粉碎机
原料经第一对辊筒粉碎后，由筛选装臵 分离出皮壳排出，粉粒再进入第二对辊筒粉 碎。 c.五辊式粉碎机 前三个辊为光辊，后两个为丝辊。 即先挤压破碎，可以使生物质原料的 皮壳不致粉碎的太细而影响后序工作
V型混合机 由两个圆筒V型交叉结合，交角80°或81°，减小交角可提高混 合程度。主要靠粒子反复的分离与合一而达到混合作用。 双锥型混合机 b.固定型混合机 搅拌槽式混合机：螺旋带状搅拌器，中心两端搅拌。 回转圆盘型混合机：高速旋转的圆板离心力作用。

加料口 加料口 加料口 圆板 上锥形板
出料口 出料挡板 下部圆板 粒子混合区
筛选操作 筛选设备一般分为振动筛和转筒筛两种。
（1）振动筛
筛选和风选
三级振动筛
平面筛
小麦进口
12
11 10 9
1
2 3 8 4 5 6 7
小杂质
小麦 图1-3 振动筛的结构 1-进料斗； 2-吊杆；3-筛体；4-筛格；5-自衡振动器；6-弹簧限振器； 7-电动机； 8-后吸风道；9-沉降室；10-风机；11-风门；12-前吸风道
无粉尘 分散微粒化、广泛 湿式粉碎设备主要包括输料装臵、加料 器、粉碎机和加热器等几部分 可用于生物行业、染料、涂料、颜料、 医药、农药、合成纤维、皮革化工及化 妆品、电子、食品等行业
（4）辊式粉碎机
a.两辊式粉碎机
主要工作机构为两个相对旋转的
平行装臵的圆柱形辊筒，物料通过辊 筒对其的摩擦作用而被拖入两辊的间 隙中被粉碎。
粉碎设备：
（1）锤式粉碎机

适用范围: 中等硬度物料的中、细碎，脆性 物料。 锤刀： 可拆换，可摆动避开硬物。高碳钢和 锰钢，可两头调换使用。 工作原理：物料从上方料斗加入，在悬空状 态下就被锤的冲击力所破碎。然后物料被抛 至冲击板上，再次被击碎。此外物料在机内 还受到挤压和研磨的作用。


锤式粉碎机
3
9 10
2
图1-4 碟片的工作情况 图1-5 碟片精选机结构 1-碟片 2-叶片 3-短粒出口 4-盛物槽 1-进料口 2-碟片 3-轴 4-轴承 5-绞龙 6-大链轮 7-小链轮 8-链条 9-隔板 10-孔 11-长粒物料出口 12-淌板
主要构件是一组同轴安装的圆环形铸铁碟片， 其两侧工作面制成许多特殊形状的袋孔，当碟 片在粒状物料中转动时，短粒物料就会被嵌入 袋孔而被带到较高位臵，由于孔底逐步向下倾 斜，短粒物料受本身重力作用再从袋孔中倒出， 落入收集槽中。长粒物料因其长度较袋孔长， 虽有可能进入袋孔，但因其重心仍在袋孔之外， 当碟片还未带到一定高度，即从袋孔中滑落， 因而达到长短粒物料的分离目的。
振动筛
DZSF电动振动筛
超
Sweco圆形筛分机
振动筛生产能力计算
G Bq ，kg/h B：筛宽，m ； q:单位筛宽流量，kg/(m.h) 近似计算： G 3600B0hVcp ，kg/h B0-筛面有效宽度，m; h-筛面物料层厚度，m， h=1~2 d，d为物料最大直径 Vcp-物料沿筛面运动的平均速度，m/s φ-物料松散系数，取0.36~0.64 ρ-物料的密度，kg/m3