固体物料分选机械课件.ppt

闽北职业技术学院食品与生物工程系,第二节 分级分选机械与设备,三、色选机械、重力分选机械、磁选机械,一、筛分机械 摇动筛 振动筛 回转筛,二、形状分级机械 滚筒式形状分级机 颗粒形状分级机,使用分级分选机械可以保证产品的规格和质量指标；降低加工过程中原料的损耗率，提高原料利用率，降低产品的成本，提高劳动生产率，并有利于生产的连续化和自动化。,闽北职业技术学院食品与生物工程系,（一）筛分效率 筛分效率是评价筛分操作质量好坏的指标。它是指筛分时实际筛下的筛下级别物料质量与原物料含同一级别物料质量之比，用下式计算：,一、筛分的基本知识,闽北职业技术学院食品与生物工程系,解：b=65%,c=10%，故：,已知原始给料中应通过第一级筛孔的物料含量为65%，仍留在筛面上应通过筛孔而未通过筛孔的占筛面物料量的10%，其余已过筛，问第一级的分级效率？,闽北职业技术学院食品与生物工程系,影响筛分效率的因素（1）筛面上物料层厚度 料层越薄，筛下颗粒通过此层的时间越短，每一颗粒接触到筛孔的机会越多，筛分效率就越高。（2）筛下颗粒百分含量、颗粒级配和形状 筛下颗粒的百分数越高，物料被筛落的速度越快，料层减薄得越快，筛分效率就越高。筛下颗粒中粒度小于筛孔直径3/4的易筛粒越多，难筛粒越少，筛分效率就越高。球形颗粒比扁平、不规则的颗粒容易筛落。若颗粒过于细微，由于凝聚力、附着力作用，筛分效率很低。,闽北职业技术学院食品与生物工程系,（3）物料含水量 物料不够干时，粉状颗粒受凝聚力、附着力作用，易结成团堵塞筛孔，筛分效率大降。但当含水量超过一定值时，使干粉料变为湿泥浆而达到湿筛条件时，筛分效率便超过干筛。此外，筛孔形状、筛面种类、筛分机械的运动方式、加料量的多少及均匀程度也直接影响筛分效率。,闽北职业技术学院食品与生物工程系,（二）筛面 用于筛分操作的筛面，按其构造不同分为三种，即栅筛、板筛和编织筛。,1、栅筛 栅筛结构简单，通常用于物料的去杂粗筛。,闽北职业技术学院食品与生物工程系,2、板筛 板筛是由薄钢板冲孔制成的。孔的形状有圆形、长圆形和方形等几种。筛孔最好是上小下大。稍呈锥形，这样可以减少堵塞。筛孔多采用交错排列，以提高筛分效率。板筛的优点为孔眼固定不变，分级准确，同时坚固、刚硬，使用期限长。,闽北职业技术学院食品与生物工程系,3、编织筛 编织筛又称筛网，它是由筛丝编织而成的。制作筛丝的材料要耐腐蚀，有较好的强度和柔软性。,闽北职业技术学院食品与生物工程系,（三）筛制筛网规格的表示方法有两种：网目以每英寸长度内的筛孔数表示，称为网目数，简称目，以M表示；筛号以每厘米长度内的筛孔数表示，称为筛网的号 数，简称筛号，以N表示。两者之间有如下近似关系：,闽北职业技术学院食品与生物工程系,闽北职业技术学院食品与生物工程系,根据筛面的运动形式分类1、摇动筛2、振动筛3、回转筛,二、筛分机械,筛分机械是用筛面将颗粒大小不同的物料分成若干级别的设备。,闽北职业技术学院食品与生物工程系,（一）摇动筛,1、工作原理在重力、惯性力和物料与筛面之间的摩 擦力的作用下，物料与筛面之间产生不 对称的相对运动而进行连续筛分。2、摇动筛的分类 按筛面的运动规律不同，摇动筛可分为直线摇动筛、平面摇晃筛和差动筛。,（1）直线摇动筛 筛面基本上作直线运动。（2）平面摇晃筛 构造与直线摇动筛类似。（3）差动筛 根据筛面上物料进退运动的不同特征而得名。,闽北职业技术学院食品与生物工程系,筛面固定在一个长方形的筛框上，筛框用拉杆悬挂或用滚轮支承。筛框和筛面由偏心轮机构带动作往复运动。工作过程：物料由筛面的一端加入，筛面下面有容器承接筛下的物料，不能过筛的物料即由筛面的另一端卸出。筛面一般倾斜安装。,直线摇动筛,闽北职业技术学院食品与生物工程系,直线摇动筛1拉杆；2筛框；3筛面；4偏心轮机构,闽北职业技术学院食品与生物工程系,与直线摇动筛的主要差别是平面摇晃筛将筛框的一端直接连在偏心轮上。筛面作复杂的平面运动，在与偏心轮连接的一端，运动时有较大的垂直位移。,平面摇晃筛,闽北职业技术学院食品与生物工程系,1筛框2弹性支杆3底座,筛框装在数个斜立的弹性支杆上，弹性支杆用角钢固定在筛框和底座之间，偏心轮机构使筛框水平运动。工作过程：虽然筛面是水平放置的，但由于筛框的运动向与筛面成一定角度，筛面上物料的前进和后退有不同的加速度，从而使筛面上的物料与筛面之间有不对称的相对运动，使筛上料能够移到筛面的另一侧卸出。,差动筛,闽北职业技术学院食品与生物工程系,优点（1）由于筛面是平面的，因而全部筛面都 在工作，工作效率较高。（2）结构简单，制造和安装比较容易，更 换筛面方便。（3）适于多种物料的分级。缺点（1）动力平衡较差，运行时连杆机构易损。（2）噪声较大。,3、摇动筛的特点,闽北职业技术学院食品与生物工程系,4、主要参数的确定,（1）生产能力,闽北职业技术学院食品与生物工程系,（2）功率,闽北职业技术学院食品与生物工程系,（二）振动筛,振动筛是由筛机产生高频振动而实现筛分操作的。由于振动筛筛面具有强烈的高频振动，筛孔几乎完全不会被物料堵塞，故筛分效率高，生产能力大，筛面利用率高。振动筛结构也简单，占地面积小，重量轻，动力消耗省，价格低，应用范围较广，特别适用于细粒物料和浆料的筛分操作。1、振动筛的分类 惯性振动筛、偏心振动筛和电磁振动筛。,闽北职业技术学院食品与生物工程系,（1）惯性振动筛构造和工作原理,构造：筛框安装在弹簧上，带有圆盘的主轴由安装在筛框上的一对轴承座支承，圆盘共有两只，其上装有偏重，构成筛机的振动器。工作原理：当主轴旋转时，由于离心力的作用，使整个传动机构随筛框一起振动，从而使物料在筛面上产生剧烈的相对运动，实现筛分目的。,1筛框2弹簧3圆盘4主轴5偏重6轴承座7筛面8机座,闽北职业技术学院食品与生物工程系,1橡胶立柱2筛架3筛框4振动器5V带6电动机7机架8筛网9带轮,（2）圆形惯性振动筛构造和工作原理,适合筛分料浆,闽北职业技术学院食品与生物工程系,1下偏心块2机座3支架4支承弹簧5细料出口6筛网7上偏心块8筛框9粗料出口10-底座11电动机,（3）双锤振动筛构造和工作原理,适合筛分粉料,闽北职业技术学院食品与生物工程系,双锤振动筛,闽北职业技术学院食品与生物工程系,2、主要参数的确定,（1）振动频率和振幅,a）振动筛的频率 等于振动器的转速。一般为20-34Hz。对于筛分料浆用的振动筛，通常振动频率与配用电动机的转速相同.b）振动筛的振幅 等于振动器的动力矩与振动部分重量之比。通常根据筛孔的大小选择振幅大小，一般为1-5mm。,闽北职业技术学院食品与生物工程系,（2）功率 惯性振动筛所需的功率包括振动部分运动消耗的功率和主轴轴承消耗的功率。功率大小可按下式计算：,闽北职业技术学院食品与生物工程系,（3）生产能力 振动筛的生产能力可用下面的经验公式估算：,闽北职业技术学院食品与生物工程系,3、振动筛的使用（1）刚安装的新筛和长期搁置未用的振动筛在使用前必须检验电动机的绝缘是否良好。（2）筛网一定要在筛框上均匀地张紧，使筛网能和筛框以相同的频率和振幅振动而不发生抖动和筛网的局部下垂，这样可保证良好的筛分效果，同时又可延长筛网的使用寿命。（3）要随时清除筛网上的杂物，下班前要将筛网清理干净。经常检查筛网，发现筛网变形及破损应及时修整、更换。（4）注意进口处物料的分布，尽量减小物料对筛网的冲击，延长筛网使用寿命。,闽北职业技术学院食品与生物工程系,（三）回转筛,回转筛是一种筛面作回转运动的筛分机械。1、构造和工作原理结 构：转筒（六角棱台形），故俗称六角筛。筛面 有倾斜角。工作过程：物料由加料管从转筒的一端加入，通过筛孔 的筛下料会集于料斗中，不能过筛的物料则 由筛面的倾斜面而沿着筛面向转筒的另一端 移动，最后从筛上料卸出溜管卸出。,闽北职业技术学院食品与生物工程系,1加料溜管2外壳3筛网4回转筒5主轴6轴承7减速器8电动机9筛上料卸出溜管10料斗,回转筛示意图,闽北职业技术学院食品与生物工程系,回转平面筛 筛面略带倾斜，使物料相对筛面回转的同时向下滑动，这样可增长筛程，提高筛分效率。回转平面筛还广泛用于制粉工业的粉料筛选上。,闽北职业技术学院食品与生物工程系,2、主要参数的确定,（1）转速 回转筛有一个临界转速的问题，当转筒达到临界转速时，物料将贴附在筒壁上随筛面一起转动而不产生相对运动，筛分操作将无法进行。达到高效率筛分并保证生产能力的工作转速可用下式求得：,闽北职业技术学院食品与生物工程系,（2）生产能力,闽北职业技术学院食品与生物工程系,（3）功率 回转筛所需功率：,闽北职业技术学院食品与生物工程系,三、形状分级机械,适用：这种分级机分级效率较高，目前广泛用于蘑菇和青 豆等的分级。原理：滚筒式形状分级设备的主体是几组滚筒，滚筒上分 布有孔眼。每组滚筒上的孔眼直径不同，后组比前 组的孔径大。工作时滚筒转动，使物料在滚筒内滚 转并向出口移动，在移动过程中实现分级。小于第 一组孔的物料从第一组掉出用漏斗收集为一个级 别，以下依此类推。,（一）滚筒式形状分级设备,闽北职业技术学院食品与生物工程系,闽北职业技术学院食品与生物工程系,1、结构及工作原理,其主要构件是圆柱形筒状筛，收集料斗设在滚筒下面，料斗的数目与分级的数目相同。,闽北职业技术学院食品与生物工程系,驱动滚筒转动的方式 摩擦轮式、齿圈式和中心轴式。目前多采用摩擦轮驱动：摩擦轮装在一根长轴上，滚筒两边均有摩擦轮，并且互相对称，其夹角为90度。电动机将动力经减速器、链传动至摩擦轮，主动轴与传动系统相连，另一端装有托轮，不与传动系统相连。主动轴带动其上的摩擦轮转动，摩擦轮紧贴滚圈，滚圈固定在转筒上，摩擦轮与滚圈互相间产生的摩擦力驱动滚筒转动。这种传动方式简单可靠，运转平稳。,闽北职业技术学院食品与生物工程系,2、滚筒式分级机的类型,a并列式、b串列式、c同轴式,闽北职业技术学院食品与生物工程系,滚筒式分级机,闽北职业技术学院食品与生物工程系,3、滚筒式分级机的主要性能参数,（1）技术参数的选取,闽北职业技术学院食品与生物工程系,（2）生产能力,（3）功率计算 对于常用的摩擦轮传动，功率可用下式计算：,闽北职业技术学院食品与生物工程系,（二）滚轴式形状分级设备,滚轴式形状分级设备是按原料直径大小进行分级的设备。主要用于球形体或近似球形的果蔬原料，如苹果、柑橘、番茄和桃子等的分级。,1、三滚筒式分级机结构与工作原理,主要由滚筒、驱动链、链轮、出料输送带、理料辊等组成。,闽北职业技术学院食品与生物工程系,1进料台 2理料辊 3驱动链 4前辊 5中间辊（升降辊）6后辊 7物料 8出料输送带 9驱动轮,辊轴分级机,闽北职业技术学院食品与生物工程系,工作原理,闽北职业技术学院食品与生物工程系,三滚筒式分级机示意图,闽北职业技术学院食品与生物工程系,（三）回转带分级机,闽北职业技术学院食品与生物工程系,（四）颗粒形状分级设备,主要是对谷物颗粒料（如小麦、大麦等）进行精选和分级。按颗粒的长度进行分级，可以除去半粒和杂粒。常用的有滚筒式精选机和碟片式精选机两种。,闽北职业技术学院食品与生物工程系,工作原理：设备上有袋形的凹孔，设备运转时，颗粒会嵌入袋孔中，不同长度的颗粒由于在袋孔中嵌入的深度不同而被带升的高度不同，短小的颗粒被带升到较高的位置才会落下，因此可以将不同长度的颗粒分级。,闽北职业技术学院食品与生物工程系,1、碟片式精选机,结构：金属碟片的平面上有许多袋形的凹孔，孔的大小和形式视分级 条件而定。原理：碟片在粮堆中运动时，短小的颗粒嵌入袋孔被带到较高的位置，因此把收集短小颗粒的斜槽放在适当高度的位置上，就能将短小 颗粒分离出来。,闽北职业技术学院食品与生物工程系,优点：工作面积大、转速高，故工作效率较高。不同规格的袋孔可设在同一台设备中，以适应除去 不同品种杂质的需要。若碟片损坏可以部分更换。缺点：碟片上的袋孔容易磨损。功率消耗比较大。,闽北职业技术学院食品与生物工程系,2、滚筒式精选机,在筛转圆筒的内表面开有袋孔，长粒的大麦依靠进料位差和滚筒本身的倾斜度，沿滚筒长度方向流动，由另一端流出。而短粒大麦则由于嵌入袋孔的位置较深，被带到较高位置而落入中央槽中，由螺旋输送机排出。,滚筒式精选机工作示意图1袋孔2筛转圆筒3螺旋输送机4中央槽,闽北职业技术学院食品与生物工程系,精选机的使用与维护,（1）精选机的作业场所最好选在室内，机器的停放点地面要平坦，房屋压迫结实。（2）喂料斗里的物料喂完后，特别是在更换品种时，一定要把机器继续运转510min。确定无物料及杂质从几个存积室内流出后，才可将机器停止运转。然后清扫机器。（3）每次作业之前，都应检查各部紧固螺钉是否松动，转动是否灵活，有无不正常的声音，检查三角胶带张力。（4）对润滑点加油时，传动齿轮应注入机油，作业后要及时清扫和检查。,闽北职业技术学院食品与生物工程系,色选机是利用食品物料的光学特性进行无损检测和分选的新型分选机械。,四、其他分选设备,（一）色选机,闽北职业技术学院食品与生物工程系,1、原理 利用紫外、可见、红外等光线和物体的相互作用而产生的吸收、反射和吸收等现象对物料进行非接触式检测的方法，是20世纪60年代开始用于农产品和食品质量检验的新方法。,闽北职业技术学院食品与生物工程系,根据物料的吸收和反射光谱可以鉴定物质的性质,例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。,闽北职业技术学院食品与生物工程系,2、食品物料的光特性应用技术（1）缺陷检测 食品和农产品的光特性已经被用于非破坏检测方面的各种问题。（2）成分分析 快速检测食品中的水分、脂肪、蛋白质、氨基酸、糖份、酸度等化学成分的含量，用于品质的监督和控制。近红外光谱分析技术用于品质检测和控制是近年发展速度很快的一种全新的检测方法。（3）成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品，它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系，并表现出表面或内部颜色的不同。,闽北职业技术学院食品与生物工程系,最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类。自动分类的标准可以是上述三方面应用之一，包括：从合格物料中剔除缺陷品；按物料中某种成分含量进行分类；把成熟度不同的产品进行分类，以便分别贮藏和销售。经过自动分类的合格产品，以获得总体质量等级提高。,闽北职业技术学院食品与生物工程系,花生米色选机,闽北职业技术学院食品与生物工程系,1-传感器2-指示灯3-内部控制器4-控制箱5-送料滑道6-气动控制箱7-进料斗8-杂物出口9-成品出口,全自动色选机外形图,闽北职业技术学院食品与生物工程系,色选机工作原理图,闽北职业技术学院食品与生物工程系,闽北职业技术学院食品与生物工程系,1、供料系统,供料系统由贮料斗、电磁振动喂料器、斜溜槽（立式）或胶带输送器（卧式）组成。其作用是使被分选的物料按所需速率均匀地排成单列，穿过检测位置并保证能被传感器有效检测。色选机系多管并列设置，生产能力与通道数成正比。,闽北职业技术学院食品与生物工程系,2、检测系统,检测系统主要由光源、光学组件、比色板、光电探测器、除尘冷却部件和外壳等组成。检测系统的作用是对物料的光学性质（反射、吸收、透射等）进行检测以获得后续信号处理所必需的受检产品的正确品质信息。光源可用红外光、可见光或紫外光，功率要求保持稳定。检测区内有粉尘飞扬或积累，影响检测效果，可以采用低压持续风幕或定时地高压喷吹相结合以保持检测区内空气明净、环境清洁，并冷却光源产生的热量，同时还设置自动扫帚随时清扫，防止粉尘积累。,闽北职业技术学院食品与生物工程系,3、信号处理控制电路,把检测到的电信号进行放大、整形，送到比较判断电路，判断电路中已经设置了参照样品的基准信号。根据比较结果把检测信号区分为合格品和不合格品信号，当发现不合格品时，输出一脉冲给分选装置。,闽北职业技术学院食品与生物工程系,4、剔除系统,作用：接收来自信号处理控制电路的命令，执行分选 动作。最常用的方法是高压脉冲气流喷吹。它由空压机、贮气罐、电磁喷射阀等组成。喷吹剔除的关键部件是喷射阀，应尽量减少吹掉一颗不合格品带走的合格品的数量。,闽北职业技术学院食品与生物工程系,光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点，具有明显的优势：（1）检测和分选均为非接触性、非破坏性的，既能检测表面品质，又能检测内部品质；（2）排除了主观因素的影响，对产品进行逐个检测，保证了分选的精确和可靠性；（3）劳动强度低，自动化程度高，生产成本降低；（4）机械的适应能力强，通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料，生产能力大，适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求。,闽北职业技术学院食品与生物工程系,（二）重力分选机械,重力分选往往在筛选之后进行，可分离按形状分选法所不能分离的一些杂质。重力分选是应用振动和气流作用原理，按物料组成的密度不同进行分选的方法。,典型设备是密度去石机。专门清除密度比粮粒大的并肩石（石子大小类似粮粒）等重杂质。,闽北职业技术学院食品与生物工程系,1、结构 由进料装置、筛体、风机、传动机构等组成。进料装置：包括进料斗、缓冲匀流板、流量调节装置等。去石筛面：一般用薄钢板冲压成双面突起的鱼鳞形筛孔，筛面向后逐渐变窄，后部称作聚石区，筛面与 其上部的圆弧罩构成密度去石机的分捡装置，鱼鳞形冲孔去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。,闽北职业技术学院食品与生物工程系,吹风系统：包括风机、导风板、匀风板、进风调节装置 等。气流进入风机，经过匀风板、去石筛 面，穿过物料后排放到机箱内循环使用。传动机构：常采用曲柄连杆机构和振动电动机两种。,闽北职业技术学院食品与生物工程系,1进料口 2进料斗3进料调节手轮4导风板 5出料口6进风调节装置7风机8偏心传动机构9出石口10检查装置（精选室）11吊杆12匀风板13去石筛面14缓冲匀流板,闽北职业技术学院食品与生物工程系,2、工作原理,物料不断地进入去石筛面的中部，在适当的振动和气流作用下，密度较小的谷粒浮在上层，密度较大的石子沉入底层与筛面接触，自动分层。由于自下而上穿过物料的气流作用，促进了物料自动分层。因去石筛面前方略微向下倾斜，上层物料在重力、惯性力和连续进料的推力作用下，以下层物料为滑动面，相对于去石机筛面下滑至净粮粒出口。,闽北职业技术学院食品与生物工程系,同时，石子等杂物逐渐从粮粒中分出进入下层。下层石子及未悬浮的重粮粒在振动及气流作用下沿筛面向后上滑，上层物料也越来越薄，压力减小，下层粮粒又不断进入上层，在达到筛面末端时，下层物料中粮粒很少。在反吹气流的作用下，少量粮粒又被吹回，石子等重物则从排石口排出。,闽北职业技术学院食品与生物工程系,密度去石机的分捡装置,并肩石,净粮,原料,气流,闽北职业技术学院食品与生物工程系,（三）磁选设备,1、永磁溜管 永久磁铁装在溜管上边的盖板上。每个盖板上装有两组前后错开的磁铁。工作时，散料从溜管上端流下，磁性物体被磁铁吸住。,闽北职业技术学院食品与生物工程系,2、永磁滚筒,永磁滚筒主要由进料装置、滚筒、磁芯、机壳和变速机构等组成。磁芯锶钙铁氧体永久磁铁和铁隔板按一定顺序排列成圆弧形，安装在固定的轴上，形成极头开放磁路。磁芯圆弧表面与滚筒内表面间隙小而均匀。,闽北职业技术学院食品与生物工程系,The End,