食品机械与设备第3章 清洗、分选及分级机械与设备

第三章 清洗、分选及分级机械与设备
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பைடு நூலகம்
第一节 块状果蔬清洗机
一、洗涤的作用原理
各种块状果蔬产品在拣选前进行清洗并结合化学消毒处理。 一般洗涤分三步进行： 初洗 消毒 刷洗。 常用的洗涤方法 (1)静水、流动水或其他液体中浸泡; (2)喷水; (3)刷子清洗; (4)鼓风清洗; (5)振动清洗等。 常用的清洗设备有： 旋转滚筒式清洗机 刷式清洗机 振动式清洗机 鼓风式清洗机 超声波清洗机 组合式清洗机。 食品工程教研室
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第三节 往复直线振动筛
一、结构和工作原理 筛面做往复直线运动，物料沿筛面做正反两个方向的 滑动，筛面的往复运动能促进筛上物料的自动分级，物料 相对于筛面运动的总路程较长，可以得到较高的筛分效率。 往复直线振动筛是适应性最强、应用最广的筛分机械。
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振动电动机(图3—7)属于专用电动机，具有两个轴伸， 在每个轴伸上都装有用于产生激振力的偏重块。每个轴伸上 的偏重块由两块构成，其中靠外侧的一块是可以沿圆周方向 调整相位的，即调整两偏重块的相对位置，以改变合成偏重 的大小。对两个轴伸上的偏重块必须进行相同的调整。这样， 电动机旋转时，两轴伸上偏重旋转惯性力的合力便作用在电 动机轴线的中垂面内，形成了振动电动机的激振力。 食品工程教研室
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(5)洗液喷冲装置 洗液喷冲一般均采用加压喷冲装置，喷头以强有力的喷 冲除去瓶内的污物。喷冲压力偏低，瓶中污物不易除掉；喷 冲压力过高会产生大量的泡沫。喷冲压力一般控制在0.25 MPa以上。 (6)热水、温水、冷水喷冲装置 为了将瓶子上洗液除去，需用热水进行喷洗，并使瓶温有 所降低。也有的机器不用热水喷洗而用热水浸泡，同样也可达 到目的。经热水喷洗后的瓶子，要经温水喷洗，再度降温后， 才能用净化冷水喷洗，使瓶温完全降低，达到洁净的效果。 (7)排出装置 排出装置是将洗净的瓶子从托架系统中脱落后，把 瓶推出的装置。 (8)驱动装置 全机的驱动装置主要由电动机以及进瓶、排瓶机构 等组成。
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(2)振动体惯性力的平衡 由于食品机械中振动筛 筛体的质量一般只有数百千克，质量不大，所 以，曲柄连杆机构传动时常采用配重平衡方法。 配重平衡方法，就是在曲柄上添加一块或数块 配重，使配重产生的惯性力Pp与振动体的惯性 力Pz平衡。 振动体的配重平衡的具体做法是：如图3—9所 示，设振动方向与水平方向所夹的锐角为y， 当曲柄处在与连杆共线或重合的相位时，在曲 柄所在相位对面(以振动体处在平衡位置时曲 柄的方位为基准)的水平方位上添加配重Mp， 并使配重质量Mp与其质心半径R之积满足
通常，机架和厂房承受铅垂方向载荷的能力比 承受水平方向载荷的能力要大，因此，这种平 衡方法是有意义的。同时，因为机架和厂房总 会具有一定的承受水平载荷的能力，所以通常 可取
这样，就使振动体惯性力Pz有约30％一40％作用 在水平方向，而将约60％-70％转换到了铅垂 方向。
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四、双振动电动机传动的自同步原理
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图3—5所示为TQLZ型 振动筛的外观图和纵向 剖面图，它是一种比较 现代的振动筛。主要由 筛体、进出料装置、传 动及支承装置、机架等 部分组成。筛体支承在 4个橡胶弹簧上(图3— 6)，利用双振动电动机 驱动筛体运动。
TQLZ型振动筛的工作过程：原料管从进料管5进入，进料管的内部有一 偏心锥管，用以控制原料流至分料板6上的落点；分料板随筛体一起 振动，原料均衡下落。原料进入筛面之前，经过进料压力门7的阻挡， 使物料沿筛宽方向均匀分布。第一层筛面除大杂，筛上物为大杂。第 二层筛面除小杂，筛下物为小杂。清理过的物料从两层筛面之间流出 振动筛，进入垂直吸风道11，轻杂质被垂直气流带走，干净的物料从 吸风道下部排出。 该振动筛主要的结构特点：采用金属丝编织筛面；筛体全封闭；振动电 动机驱动和橡胶弹簧支承；吸风系统为独立的垂直吸风道，吸风速
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(3) 预洗装置
作用：为使后面的浸泡槽中洗液中杂质尽量减少，可用上 次洗瓶后回收的温水或碱液初步清洗，以除掉瓶上大部分 松散的杂质
4)浸泡池 洗瓶机均需设2个或2个以上的浸泡池。池内为氢氧化钠 溶液，溶液可由蛇形管通入蒸汽或电加热。 通常设有自动控温装置，以免瓶温升过快引起瓶子破裂。 通过浸泡池的瓶子向前运行，在一定的位置倒过来，倒 出污物和水溶液。此后，再对瓶子进行喷冲。
度可调；筛格压紧装置为沿筛格横向压紧。
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横向压紧装置的结构如图 3—8所示，当拧紧螺母7 时，压板将筛格压紧在筛 体上；松开手轮4和螺母7， 推出压板，则使筛格松动。
TQLZ型振动筛性能特点： ①筛面倾角、振幅、振动方向均可调整，从而可以适应不同物料和不 同的筛分要求，通过调整筛体在．机架上的倾角，便调整了筛面倾 角；通过改变—振动电动机激振力和电动机的安装方位，便改变了 振幅和振动方向。 ②金属丝编织筛面表面凹凸不平，有利于促进物料自动分级，提高筛 分效率。 ③由于采用橡胶弹簧支承，整机运转平稳，噪声小；停车时筛体晃动 较小，可以省去振幅过大时的限制装置。 ④密闭性好，灰尘不外逸，有利于保持良好的工作环境和卫生条件。 食品工程教研室 ⑤垂直吸风道有大面积观察玻璃，吸风道风速可以调节，通过观察 来调节轻杂分离效果。 19
第二节 全自动浸泡与喷冲式洗瓶机
含气类饮料、啤酒、牛奶、果汁等常采用玻璃瓶包装。 特别是回收使用的玻璃瓶，因空瓶内残留有饮料、啤酒、 牛奶、果汁等，日久变成了浆状物，干枯后很难除去。若 清洗不净，将严重影响产品的质量。所以洗瓶设备是玻璃 瓶灌装生产线的重要设备之一。
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一、全自动洗瓶机的类型 浸泡 洗瓶设备操作的基本方式： 喷冲 洗刷 近年来我国进口和国产的大型玻璃瓶洗瓶生产线采用浸泡和 喷冲两种方式的结合。
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三、检瓶装置
进入洗瓶机前的预检 洗后的空瓶检查 装瓶后的制品检查 主要检出缺陷瓶、裂隙瓶和有 明显脏污的瓶 主要检出未洗干净的瓶 制品检查主要检查瓶内有无异 物，液面高度及瓶的外观。
(1)光电检查 此法用来检查瓶底，光源在下方，空瓶进入透光底 盘上，光线穿过瓶后由瓶口射出，上方为接受器，利用电压 的变化，将不透光的杂质瓶检出，由真空吸出机构将其与好 瓶分开，其灵敏度可调节，检瓶机也可根据进入机器不同色 泽的瓶子进行自行调节。但由于瓶底厚薄不均及瓶底花纹会 增大误差率。 (2)瓶口缺陷检查的原理 与上述瓶底检查相同，采用光电方式， 在瓶口检查位置附近，装有透过式或反射式的光电开关，以 食品工程教研室 检出瓶口缺陷。
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洗涤的目的: 去除物料或物品表面上的污垢。 液体污垢(动、植物油和矿物油等) 固体污垢(泥土、污物和农药残余物等) 表面实际上总是气相、液相或固相二相之间的界面。粘有 污垢的物料存在4种界面：污垢—物料、污垢—污垢、污垢—空 气以及物料—空气等。若将该物料浸到适当的洗涤液中，则产 生如下的去污过程。
利用双振动电动机驱动筛体做直线振动时，两电动机 同转速反向旋转，偏重旋转惯性力的横向分量互相抵消， 纵向分量互相叠加，形成沿纵向的激振力。但两电动机之 间并没有机械联系，要达到上述目的，必须解决一个关键 问题：两台电动机在运转中必须绝对同步，使偏重的相位 对称于振动方向。 通过分折可知，当两台额定转速相同的异步振动电动 机出现不同步时，将出现振动体整体横向运动的加速度， 产生与加速度反向的惯性力，在这个振动体整体惯性力的 作用下，能够消除振动电动机的不同步，自动保持同步， 使其偏重相位对称于振动方向。
(1)洗涤液到达物料表面的过程
(2)污垢脱离物料表面的过程 (3)污垢悬浮于洗涤液中并被带走的过程
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二、滚筒式清洗机
QSG系列滚筒式清洗机（南宁邦克电 力设备有限责任公司 生产） 应用：主要用于薯类淀粉、酒精加工 中对原料除泥去皮的清洗。 原理：通过鼠笼筒体的旋转，筒内的 螺旋导向板起到输送原料的作用，薯类原 料在运动过程中与筒壁不断的撞击、相互 磨擦向前推进，通过滚筒内的粗洗区、沐 浴区、净洗区，达到对原料除净泥沙和去 皮目的。 特点：1. 可连续工作，对原料的处理 量大，产能高。2. 对薯类原料去皮率 ≥95%。3.设备的操作简便、方便维护。
单端式 浸泡池相对较大，结构紧凑，只需一人
进瓶的方式
操作，但在洗瓶过程中脏瓶容易污染净 瓶，影响洗瓶质量；
双端式
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脏瓶、净瓶从两侧分别进出，卫生条件好，适合 于连续化生产，但占地面积较大，瓶套由出瓶处回 到进瓶处为空载，因而洗瓶空间的利用不及单端式 充分。 根据机器处理玻璃瓶的方式分：浸泡、喷冲和刷洗式。 根据瓶套的传送方式分：连续式和间歇式。
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江苏科威机械有限公司生产） ◇ZXJ型滚筒式清洗机（江苏科威机械有限公司生产 江苏科威机械有限公司生产 工作原理：通过链条由电机链轮带动长轴上链轮再由 过渡轴的链轮和滚筒上的不锈钢链条啮合而使滚筒实 现转动。物料进入滚筒后通过喷淋管冲洗以及板刷刷 洗达到清洗效果，滚筒下方有两个水箱，靠近进料的 清水水箱，进水管接清水，靠近出料边是循环水箱， 从冲孔滚筒洗过物料出来的水源，经过水箱中的过滤 网过滤二次利用。 应用：适用于根菜类蔬菜的清洗。
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二、全自动浸泡与喷冲式洗瓶机
代表了目前国内外洗瓶机发展的方向
浸泡与喷冲式洗瓶机多为自动控制，有单端和双端两种
一个或多个浸泡池 基本构成有两大部分 较多的高压喷冲部分
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(1)进瓶装置 从传送带上送来的瓶子，被旋转式进瓶移送装置整理成与洗 瓶机相同的列数，并准确移送至在机内运转的链条上的瓶套内。 为了使瓶子顺利送入瓶套，单端式采用一种特殊结构，即装 有可移动的进瓶落架，瓶子进入时，落架向下短时间移动，以准 确地进入瓶套。 (2)托架系统 它是由输送链条、瓶套和导轨组成。 输送链条及其上的瓶套由链轮驱动，瓶子由进瓶移送装置进 入瓶套后，瓶子便在瓶套的护送下进入导轨而不致脱落。 瓶套亦称收容罩，使用的瓶型不同，收容罩形状也有差别， 大致分为收容瓶口部的口受式和收容瓶肩部的肩受式两种。口受 式对瓶的兼用范围较广，但对瓶口部不易洗涤，而肩受式瓶口部 较易洗净，但瓶的兼用范围受到一定限制。
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输送装置分成2段： 一段为位于水下部分的水平输送，用于检查和修整原料之用； 另一段为将已清洗好的果蔬输送至出料口的倾斜输送。输送装置的形 式根据不同原料而有差别，两边都采用链条，链条之间可采用刮板、滚 筒或金属丝网承载原料。 食品工程教研室 鼓风机产生的空气由管道送入吹泡管12中，吹泡管安装于输送机的 工作轨道之下。被浸洗的原料10在带上沿轨道移动，在移动过程中在吹 泡管吹出的空气搅动下上下翻滚，达到清洗的目的。 7
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三、鼓风式清洗机
工作原理：鼓风式清洗机是用鼓风机把空气送进洗槽中， 使清洗原料的水产生剧烈翻动，物料在空气对水的剧烈搅 拌下进行清洗。 优点：利用空气进行搅拌，既可加速污物从原料上洗去， 又能使原料在强烈的翻动下而不受到刚性冲击，不会破皮， 即不破坏其完整性。 应用：最适合于块状果蔬原料的清洗。
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三、曲柄连杆机构传动时的平衡
(1)振动体惯性力对机器的影响 筛体做往复直线振动时，周期变化 的惯性力必然反作用于传动机构，这种作用的影响必须予以重视 和研究。假设某筛体质量Mz＝500kg，曲柄转速n＝600r／min， 曲柄半径r＝6．5mm，则筛体惯性力的最大值Pz为
可见，筛体惯性力的最大值Pz比筛体重力大许多，惯性力在(一Pz) 与Pz之间每分钟交变n次，通过传动机构作用于机架和厂房。这 种很大的交变载荷对机器和厂房十分不利，严重时可能导致设备 不能正常工作，大大缩短机器设备和厂房的使用寿命。因此，必 须采取措施消除或减小作用到机架和厂房的交变的惯性力。 振动体惯性力平衡就是使振动体的惯性力完全不传递给机架和厂 房，而在传动机构内部被平衡掉。
二、筛面主要运动参数
二、筛面主要运动参数 筛面主要运动参数为振动圆频率ω、振幅r、振动方向角β和筛面倾 角α。它们在很大程度上决定了物料的运动状况，因而与振动筛 的性能密切相关。 频率ω和振幅r的意义十分明确，以下仅对振动方向角β和筛面倾角 α。做出明确定义： (1)振动方向角β 筛面以下的铅垂线在筛面较低一侧与振动方向线 之间的夹角；当筛面为水平时，为在筛面出料口一侧与振动方向 线之间的夹角。β角的取值范围为0°-180°，对筛面上物料运动 有独特而重要的影响。 (2)筛面倾角α。 筛面与水平面所夹锐角。