第四章 食品粉碎机械与设备

特点：结构简单、生产率较高、产品均匀，耗能较低，
但通用性小。作业噪音较大，物料升温较高。 常适用于饲料、谷物等的粉碎操作。
2、压碎机械 v鄂式压碎机
结构：（如图）
工作原理：工作时，电动机通过皮带轮带动偏心轴旋转，使动颚
周期地靠近、离开定颚，从而对物料有挤压、搓、碾等多重破碎， 使物料由大变小，逐渐下落，直至从排料口排出。
第四章 食品粉碎机械与设备
第一节 概述 第二节 干法粉碎机械与设备 第三节 湿法粉碎机械与设备 第四节 果蔬破碎机械与设备
第一节 概述
v目的
Ø减少粒度。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、糖的粉碎 Ø控制多种物料相近的粒度。防止各种粉料混合后再 产生自动分级的离析现象。如调味粉、乳饮粉等 Ø进行选择性粉碎使原料颗粒内的成分分离。如玉 米脱胚、小麦提粉 Ø减小体形加快干燥脱水速度 Ø保证其容积重量。不影响包装容积
Ø折断 物料在两个破碎工 作面间如同承受载荷的两 支点（或多支点）粱，除 了在外力作用点受劈力 外，还承受弯曲压力，超 过强度极限后发生弯曲折 断。多用于硬、脆性大块 物料的破碎，如玉米穗、 榨油残渣饼（提取蛋白 质）。
Ø磨碎 物料在两工作面或各 种形状的研磨面之间受到摩 擦、剪切作用（过程较复 杂）而被磨削成为细粒。多 用于小块物料或韧性物料的 粉碎。
扎辊调整机构
传动机构
磨辊
磨辊的表面可以是光滑的也可以是锯 齿形状 齿辊的技术特性： Ø磨辊齿数 以磨辊表面单位圆周长度 上的拉丝数目，即每厘米或每英寸圆 周长度内的齿数来表示的。 Ø磨齿角度 磨辊表面经拉丝机刀头切 削后，磨齿两斜面的夹角。 Ø磨齿斜度 为了增强破碎和剥刮能 力，降低能耗，提高面粉质量，磨辊 表面的齿纹必须与圆柱体母线有一个 倾角α。 Ø磨齿排列 两根磨辊以不同的速度运 转，由于辊齿有锋角和钝角之分，因 此有四种不同的排列方式
˜转子： 粉碎机内轴头的两端和多个三角 盘均用键固连在主轴上，三角盘 的定位由轴套分隔。在每个三角 盘由活动绞链接着锤子。 主轴的一端用弹性柱销联轴器与电机连接。由于锤子是活动 地悬挂在三角盘上的。当有坚硬的不能破碎的物料落入机内 时。锤子能沿悬挂轴回转让开，因而可避免机器的损伤。 加料斗 ˜ 机壳 内壁有衬板 上机壳 破碎衬板
锤式粉碎机的主要结构
主要由锤片、筛片、进料斗、转子、机壳等组成。
˜ 锤子（片） 锤片是锤式粉碎机中最重要的零件，也是易损件 形状：锤片基本类型很多,以矩形锤片用得最多。
在其工作角上涂焊、堆 焊碳化钨合金 普通，特殊热处理 后，寿命可提高6倍。 在锤片上焊耐磨合 金，其寿命可延长2～ 3倍 梯形，锤片工作棱角 多，粉碎能力较强， 但耐磨性较差
第二节干法粉碎机械与设备
一、粗碎机械
1.冲击式粉碎机
借助高速运动的机械部件（锤片、棒锥）对物料颗粒 的撞击，而使之破碎。 垂片式粉碎机 常用 类型 爪式粉碎机
v 锤式粉碎机械
类型：按进料方向不同，分为:切向式 轴向式 径向式
进料方式特点
切向进料式粉碎机的特点 ①进料口和粉碎室比较 宽，其适应性广，通用性 大，经久耐用和容易操作; ②需要配套 增速传动装 置和风机，结构比较复杂, 体积比较庞大，工作时噪 声和粉尘比较大; ③耗能比较多，加工单 位质量物料的能耗一般比 较高。
v 棒磨机
v轮碾机
大伞齿轮 小伞齿轮
碾轮 磨盘
四、超微粉碎机械 v 胶体磨
结构： (见右图) 工作原理 物料落入两磨盘之 间，磨盘齿形斜面相对 高速运动，物料受到急 大的剪切力和磨擦力， 同时又在高频震动和高 速旋涡等复杂力的作用 下使物料的研磨、乳 化、粉碎、均质，混 合，从而得到精细超微 的效益。
工作原理：
工作时转子高速旋转，通过 研磨介质在磨仓内的狭窄间 隙之间对物料产生强烈的碰 撞、剪切、挤压等综合作用 力来达到对物料的粉碎。
v 低温粉碎系统
低温粉碎的原理
低温粉碎是指用冷媒（液氮或液态天然气等）对物料实 施冷冻，使物料低温脆化后进行深冷粉碎。 其主要依据是物料具有低温脆化的特性，基本原理是预 先将待粉碎的物料用液氮冷却冻结到脆化点以下，然后利 用其低温脆件轻而易举地使物料粉碎。 主要适用与热敏性物料和常温下韧性较大的物料。
v爪式粉碎机
结构：
主要由进料斗、动，定齿盘、环形筛网、主轴、出粉管等组成，
爪式粉碎机
工作原理：
工作时，动齿盘上的齿在定齿盘齿的圆形轨迹线问运动， 物料由入料管轴向喂入时，受到动、定齿和筛片的冲击、 碰撞、摩擦及挤压作用而被粉碎。同时受到动齿盘高速旋 转形成的风压及扁齿与筛网的挤压作用，使符合成品粒度 的粉粒体通过筛网排出机外。
Ø剪切 一种粉碎韧性物料 能耗较低的粉碎方式，一 般果蔬、肉类切片、切 丁、切块、切丝。
Ø击碎（撞击） 物料在瞬间 受到外来的冲击力而被击 碎。（冲击的方法较多，如 在坚硬的表面上物料受到外 来冲击体的打击、高速运动 的机件冲击料块、高速运动 的料块冲击到固定的坚硬物 体上、物料之间的互相冲击 等）物料与工作构件以相对 高速运动撞击时，受短时间 变载荷，物料被击碎，此种 方法多用于脆性物料的粉 碎。
锤筛间隙 Ø指转子运转时锤片顶端到筛片内表面的距离，是 影响粉料效率的重要因素之一 Ø若锤筛间隙过大，由于粉碎机工作时存在气流环流 层，外层粗粒受到锤片打击机会减少，内层小粒受到 重复打击，恶化产品质量，增加电耗 Ø若锤片间隙过小，使环流层速度增大，不仅降低锤片 对物料的打击，而且使物料粉碎后不易通过筛孔，电 耗增加，效率降低，锤片磨损增大，我国推荐谷物△R ＝4～8mm，通用型△R＝12mm。 提高锤片式粉碎机的关键： ü 是提高筛子的筛落能力，以克服其排粉 效率低于粉碎效率的缺点 ü 在结构设计上，尽可能破坏环流层，使 细料及时排出，避免重复无效地过度粉碎 (破碎衬板)
形环
形异
分散器 Ø分散器常见形状有圆盘 形、异形、环形和螺旋沟 槽形， Ø用不锈钢、树脂橡胶、 硬质合金制成。
形盘圆
形槽沟旋螺
搅拌轴 设计成空心的粗轴（因为靠近轴 是一个不活动的碾磨区） 分离器 分离磨介和浆料。分为筛网型和 无网型两类。
工作原理
工作时，在分散器高速旋转产生的 离心力的作用下，碾磨介质和液体 浆料颗粒冲向容器内壁，产生强烈 的剪切、摩擦、冲击和挤压等作用 使浆料颗粒得以粉碎。
下机壳
出料斗 筛片
工作过程：
物料进入粉碎室，受到锤片的打击，进而飞向筛板（或 筛网）而发生碰撞。落入筛面与锤片之间的物料则受到 强烈的冲击、挤压和摩擦作用，逐渐被粉碎。当粉体小 于筛孔直径时便被排出粉碎室，较大碎粒则继续粉碎， 直至全部排出机外。
偏心打击学说 颗粒物料进入粉碎室后，首先被锤片旋转 时产生的气流所带动，受到锤片的偏心打击，边缘处稍有 破裂，颗粒速度增大，冲向筛板(或衬板)弹间再次受到锤 片的打击，由于此时相对速度很高，颗粒粉碎程度较大。
v悬轴式锥形扎压机
结构：（见右图）
工作原理：工作时，扎头作偏心转动，小物料在扎头与扎 臼之间受挤压力被粉碎，大物料受产生的挤压弯曲力破裂 粉碎。
二、中（细）碎机械
常用的中碎机有圆锥粉碎机、锤碎机和双滚筒扎碎机
v圆锥粉碎机 v 锤碎机
v 双滚筒扎碎机
结构：（见下图） 主要工作部件为一对直径相同的圆滚筒，此外有扎辊调 整机构、传动机构、进出料口和机架等
三、微粉碎机械 v 球磨机
结构：转筒、钢球、驱动装
置、进出料口
工作原理：[球磨机具有一个水平放置的筒体，筒体被隔板（钻有许多
小圆孔的圆板筛板）分成3～4个研磨腔，每个研磨腔内装有一定形状尺 寸的研磨体]，筒体旋转时，物料和研磨体等在摩擦力和离心力的作用下 被筒体提升到一定高度后落下，对物料产生冲击和研磨作用，粉状物通 过卸料箅板排出，完成粉磨作业
˜ 格栅（筛片） 形式：所用的筛片有冲孔筛、圆锥孔筛和鱼鳞筛等。冲 孔筛（圆柱冲孔筛或长孔筛）应用最广。
片筛用常 筛米
粉 筛
筛孔的排列 采用同样大小的筛孔处理同种原 料，更换筛孔为垂直排列的筛板 后，产量可提高10%以上 筛布置形式 n底筛 装于转子四周呈圆弧或圆圈 状。使用较多。 n侧筛 装于侧面，呈平圆形 n环筛
作用
v行星磨
结构
碾磨灌、容器、磨 介、传动齿轮
工作原理：
主轴旋转时，碾磨灌内离心力大部分 产生在水平方向，由于灌的自转其内 椭圆面不断改变，离心力使灌内磨介 和物料上下翻动，在强烈的剪切力、 摩擦力和冲击力的作用下使物料粉 碎。
v双锥磨
结构部件
转子(内锥体) 、定子(外锥 体)、磨介、磨筒、进出料口 和传动系统
滚筒式球磨机 球磨机 振动式球磨机 搅拌式球磨机
搅拌磨的结构
主要构成部件有：研磨容器、分散器、研磨介质、分离 器和输料泵
磨介 Ø磨介通常呈球形，有玻璃 珠、钢珠、氧化铝珠和氧化 锆珠 Ø磨介大小与填充率和成品 粒度成正比，一般要求10倍 于原料直径且均匀一致 Ø高黏度和浓度的浆料应选用密度大的磨介，一般磨介密 度越大碾磨时间越短，生产效率越高，但对碾磨容器的磨 损越大。
轴向进料式粉碎机的特点 带四组锤片的转子，在高速 回转时宛如一台轴流机，物 料从轴向进料口被吸入粉碎 室，经粉碎后从筛孔排出， 故又称其为轴向自吸式粉碎 机。 其特点是粉碎室宽度小，结 构简单，筛片包角比较大， 一 般 为300° 以 上，能自 动 吸料，生产效率比较高。
径向进料式粉碎机的特点 其是粉碎室宽度大，筛片 包角大，一般大于 300°，常用于谷物粉 碎。生产效率较高。
中碎
70-20mm
中磨
100μm
细碎
10-5mm
细磨
Fra Baidu bibliotek10-25μm
v方法
Ø压碎 物料在两平面间受 到缓慢增长的压力作用而 粉碎。对大块物料，第一 步多采用此法处理。仅适 用于脆性物料。食品加工 中常用的是辊式粉碎机， 当对辊的线速度相同时， 则为纯粹的挤压，被处理 物料若是韧性或塑性时， 则可产生片状，如轧制麦 片、米片及油料压片等 Ø劈碎 物料受楔状刀具的 作用而被分裂。多用于脆 性材料的破碎。
v 气流粉碎机
工作原理： 在高速气流(300‾500m/s)作 用下，物料颗粒之间发生强烈 的相互撞击和摩擦，以及气流 对物料的冲击剪切作用，物料 与其他构件的撞击、摩擦、剪 切等作用使物料粉碎。 常见种类的结构与工作过程： 立式环形喷射气流粉碎机
工作过程为：从若干个喷嘴喷出的高速压缩气流将喂人的韧料加速并形成紊 流状，致使物料在粉碎室中相互高速冲撞、摩擦而达到粉碎。粉碎后的粉粒 体随气流经环形轨道上升，出于环形轨道的离心力作用，使粗粉粒靠向轨道 外侧运动，细粉粒则被挤往内侧。回转至分级器入口处时，由于内叹气流旋 涡的作用，细粉粒被吸人分级器中分离而排出机外，粗粉粒则继续沿环形轨 道外侧远离分级器入口处通过而被送回粉碎室中，再度与新输人物料一起进 行粉碎。
v涵义
用机械的方法克服固体物料内部凝聚力并将其分裂。 这一过程称为破碎或粉磨。根据被处理物料尺寸的大 小不同，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。破碎和粉磨统称为粉碎。
v分类
粒度 破碎 粗碎
200－100mm
粉碎
粉磨 粗磨
5-0.7mm
干湿 干法 湿法
水<4% 水>50%
对冲式气流粉碎机 工作部件：冲击室、分级 室、喷管、喷嘴
超音速喷射式粉碎机
第三节湿法粉碎机械与设备
上节所述机械中胶体磨亦适用于湿法粉碎，本节介绍 如下湿法粉碎设备： 搅 行星磨 拌 搅拌磨 机 行星磨 双锥磨 低温粉碎系统 双锥磨 低温粉碎系统
v 搅拌磨
适用与干法粉碎和湿法粉碎，尤其适用于湿法碾磨浆 料。由球磨机发展而来，也称搅拌球磨机
角尖，适于粉碎纤维 性物料 复合钢制成，使用寿 命长、粉碎效率高
环形锤片，粉碎时工 作楞角经常变动，故 磨损均匀，寿命较 长，但结构较复杂
常用锤片
锤片的排列：
螺旋线排列：轨迹均匀，不重 复。 工作时物料将顺螺旋线向 一侧推移，使此侧锤片磨损加 剧。当转子高速旋转时，出现 不平衡力矩，使机器产生振动 对称排列：运转平衡，物料无 侧移现象，锤片磨损也比较均 匀。但锤片密度大些，耗用钢 材多。 交锗排列：对称销轴上离心力合力可相互平衡，转子运转平稳，但工作时物料略 有推移，销轴间隔套品种较多。 对称交锗排列：不仅轨迹均匀、无重复，而且锤片排列左右对称，四根销轴上的 合力作用在同一平面上，对称轴相互平衡，因此平衡性好。