第十六章-粉碎机械与设备

NanjingUniversityofTechnology《食品机械基础》第四篇常用食品机械设备授课教师：仲兆祥第十六章粉碎机械与设备概述12干法粉碎机械与设备4湿法粉碎机械及设备5超微粉碎机械与设备3果蔬破碎机械与设备第一节概述一、粉碎机械的作用固体物料在机械力的作用下，克服内部的凝聚力，分裂为尺寸更小的颗粒，这一过程称为粉碎操作。粉碎操作在食品加工中作用：满足某些产品消费的需要。如小麦磨成面粉、稻谷碾成白米后才能食用；增加固体的表面积，以利于干燥、溶解、浸出等进一步加工。如蔬菜、水果等干燥前大多切成小块；组分的物料粉碎后混合，可以提高混合的均匀度，满足工艺要求。如工程化、功能性食品的生产以及配合饲料的制造，原料粉碎是不可缺少的工序。二、粒度和粉碎方式1.粒度：2.粉碎方式:图6-1粉碎的基本方法（a)挤压;(b)折断;(c)剪切;(d)撞击;（e）劈裂;（f）研磨第一节概述三、粉碎机械的分类粉碎操作可分为干法、湿法及低温三大类。表6-1粉碎机的选择第一节概述四、选择粉碎机械的要求1．经粉碎后的物料，颗粒大小要匀；2．已被粉碎的物料，要能立即从轧压部位排出；3．尽可能实现操作自动化，例如能不断地自动卸料等；4．可以调节和控制粉碎度；5．维修方便，易损件更换简单；6．设有安全装置，发生故障时能自动停车；7．节能，即每单位产量所消耗的能源要尽最小。第一节概述一、锤式粉碎机械及应用工作原理：分类：按粉碎机的进料方向，可分为切向喂料、轴向喂料式和径向喂料式3种，如图6-2所示。第二节干法粉碎机械与设备1－进料斗；2－转子；3－锤片；4－筛板；5－出料口结构：应用：图6-4锤片的种类（a）矩形;（b）、（c）、（d）焊耐磨合金;（e）阶梯形;（f）多尖角;（g）尖角;（h）环形;（i）复合钢矩形第二节干法粉碎机械与设备二、辊式粉碎机械及应用工作原理：挤压；挤压、研磨剪切、挤压、研磨分类：有辊式磨粉机、辊式破碎机、齿辊破碎机、轧坯机、胶辊砻谷机、碾米机等。图6-5MY型辊式磨粉机外形示意图1-喂料辊传动轮;2-轧距总调手轮;3-快辊轴承座;4-轧距单边调节机指示灯;6-上磨门;7-机架;8-下磨门;9-慢辊轴承臂;10-慢辊轴承座链轮箱;12-油缸活塞杆端;13-自动控制装置第二节干法粉碎机械与设备第一节带式输送机MY型磨粉机结构：MY型磨粉机两对磨辊工作过程动力路线：MY型磨粉机自动控制过程：广泛使用的一种粉碎设备，最常见于面粉工业、啤酒麦芽的破碎。第二节干法粉碎机械与设备三、气流式粉碎机械及应用基本原理：利用空气、蒸汽或其他气体通过一定压力的喷嘴喷射产生高速的湍流和能量转换流，物料颗粒在这高能气流作用下悬浮输送，相互发生剧烈的冲击碰撞和摩擦，加上高速喷射气流对颗粒的剪切冲击作用，使得物料颗粒间得到充分的研磨而粉碎成细小粒子。种类：有立式环型喷射式气流粉碎机、叶轮式气流粉碎机、扁平式气流粉碎机、对冲式气流粉碎机、对冲式超细气流粉碎机、超音速气流粉碎机、靶式超音速I型气流粉碎机、流化床逆向喷射气流粉碎机等。应用：气流式粉碎机在精细化工行业应用较广，适用于药物和保健品的超微粉碎。它用于低融点和热敏性物料的粉碎工序，也用于粉碎和干燥、粉碎和混合等联合操作中。1.立式环型喷射式气流粉碎机

工作原理和结构：图6-7立式环型喷射式气流粉碎机结构示意图第二节干法粉碎机械与设备2.叶轮式气流粉碎机

结构和工作原理：图6-8叶轮式气流粉碎机示意图1-机座;2-排渣装置;3-轴承座;4-加料装置;5-加料器;6-加料;7-衬套;8-叶轮;9-撞击销;10-内分级叶轮;11-隔环;12-碟阀;13-机架;14-风机叶轮;15-主轴;16-皮带轮第二节干法粉碎机械与设备3.超音速气流粉碎机

结构及工作原理：图6-11超音速气流粉碎机1-加料斗;2-出口管;3-分级室;4-循环管;5-粉碎室;6-原料喷出粉碎管;7-旋风分离器第二节干法粉碎机械与设备4、对冲式气流粉碎机

结构及工作原理第二节干法粉碎机械与设备四、振动式粉碎机械1、振动式粉碎的原理:是利用球形或棒形研磨介质作高频振动时产生的冲击、摩擦和剪切等作用力，来实现对物料颗粒的超微粉碎，并同时起到混合分散作用。振动磨是进行高频振动式超微粉碎的专门设备，它在干法或湿法状态下均可工作。2、振动式粉碎的应用：振动磨主要用于微粉碎和超微粉碎，它既可用于干法处理，也可用于湿法处理。工业化应用的一般都是连续式。3、振动式粉碎特点：振动磨优点：①研磨效率高；②研磨成品粒径细；③可实现连续化生产并可以采用完全封闭式操作以改善操作环境；④外形尺寸小，占地面积小，操作方便，维修管理容易；⑤干湿法研磨均可。缺点运转时的噪音大，需使用隔音或消音等辅助设施。第二节干法粉碎机械与设备4、振动磨的种类:(1）按振动特点分为a.偏心振动的偏旋振动磨b.惯性振动磨(2)按工作方式a.间歇式b.连续式(3)按筒体数目a.单筒式b.多筒式之分。第二节干法粉碎机械与设备5.振动磨的工作原理和结构图6-13偏旋振动磨示意图1-电动机;2-挠性轴套;3-主轴;4-偏心重锤;5-轴承;6-筒体;7-弹簧图6-14连续式振动磨的外形结构示意图1-筒体;2-横构件;3-橡胶弹簧;4-主轴;5-偏心重块图6-15惯性振动磨示意图1-筒体;2-振动器;3-弹簧支座;4-支承架;5-电机;6-弹性联轴器

对乳浊液、悬浮液进行边破碎边混合的过程叫均质。通常所采用的机械称为均质机和胶体磨。均质的目的在于既要获得均匀的混合物，又要使得产品的颗粒细微一致，不会产生离析。例：如液体乳制品加工中防止产品脂肪分离与利于消化和吸收。奶粉加工中利于后期雾化。冰淇淋加工获得组织均勺、质地细腻的产品。提高带肉混浊果蔬汁稳定性等。冰淇淋、果汁、番茄制品、豆浆。调味品、布丁等食品加工中。

第三节湿法粉碎机械及设备一、高压均质机设备与应用

（1）剪切

在液体物料高速流动时，若突然遇到狭窄的缝隙，就会造成极大的速度梯度，产生大的剪切力，使物料破碎。（2）冲击

液体物料与均质阀产生高速撞击作用，从而将脂肪球等撞击成细小的微粒。（3）空穴

液体在高速流经均质阀缝隙处时，产生巨大的压力降。当压力降低到液体的饱和蒸气压时，液体开始沸腾并迅速汽化，产生大量气泡。液体离开均质阀时，压力又会增加，使气泡突然破灭，瞬间产生大量空穴。空穴会释放大量的能量，产生高频振动，使颗粒破碎。三种作用协同。不同类型的均质机工作原理各有侧重。第三节湿法粉碎机械及设备（一）均质机工作原理第三节湿法粉碎机械及设备一、高压均质机设备与应用

1、高压均质机原理:2、高压均质机主要结构：由柱塞式高压泵和均质阀两部分构成。不同的高压均质机有不同类型的柱塞泵和不同级数的均质阀组成。典型的高压均质机的组合如图6-16所示。图6－16典型的高压均质机组合1—控制盘；2—传动机构；3—均质头；4—泵体；5—高压表；6—电机；7—机座及外壳第三节湿法粉碎机械及设备第三节湿法粉碎机械及设备3、高压泵图6-17高压泵1—进料腔；2—吸入活门；3—活门座；4—排出活门；5—泵体；6—冷却水管；7—柱塞；8—填料；9—垫片3.工作过程：分吸入和排出两过程。当活塞从泵缸的左端向右端移动时，泵缸内工作室的体积逐渐增大，而压力降低。此时，排出阀紧闭，贮液槽中的液体在压力的作用下，通过吸液管并顶开吸入阀进入工作室，直至活塞移动到右端，工作体积达最大值，所吸入的液体达到极限——吸入过程。活塞向左移动时，工作室内液体受到挤压，压力逐渐增高并顶开排出阀，使液体从排出管排出，当活塞移动到左顶端位置时，液体被全部排出——排出过程。第三节湿法粉碎机械及设备4、均质阀1—阀座；2—阀芯；3—挡板环；4—弹簧；5—调节手柄；6—第一级阀；7—第二级阀一种磨制胶体或近似胶体物料的机械。它可以在极短的时间内对悬浮液中的固形物进行超微粉碎，同时兼有混合、搅拌、分散和乳化作用。胶体磨广泛应用于果汁、果酱、植物蛋白、乳品、油脂及一些调味品、添加剂的生产中。第三节湿法粉碎机械及设备（一）胶体磨的工作原理胶体磨的工作构件由固定磨体（定子）和高速旋转的转动磨体（转子）组成，两个磨体之间有可以调节的间隙。当料液通过这个间隙时，由于转子在高速旋转，使附着于转子面上的物料运动速度最大，而附着于定子面上的物料速度为零，使物料受到强烈的剪切、摩擦和湍动作用，物料因而被磨碎、混合、分散和乳化。第三节湿法粉碎机械及设备（二）胶体磨的主要结构胶体磨主要由进料斗、外壳、定子、转子、电动机、调节装置和底座等构成。第三节湿法粉碎机械及设备胶体磨胶体磨具有几方面的特点：①可在极短时间内实现对悬浮液中的固形物进行超微粉碎作用，同时兼有混合、搅拌、分散和乳化的作用，成品粒径可达1μm。②效率和产量高，大约是球磨机和辊磨机的效率的2倍以上。③可通过调节两磨体间隙，最小可达到lμm以下，达到控制成品粒径的目的。④结构简单，操作方便，占地面积小。但是，由于定子和转子磨体间隙极微小，因此加工精度较高。在食品工业中用胶体磨加工的品种有：红果酱、胡萝卜酱、橘皮酱、果汁、食用油、花生蛋白、巧克力、牛奶、豆奶、山楂糕、调味酱料、乳白鱼肝油等。另外，胶体磨还广泛用于化学工业、制药工业和化妆品工业中。第四节果蔬破碎机械与设备一、果蔬打浆机械与设备应用：打浆机主要用于番茄酱、果酱罐头的生产中，它可以将水分含量较大的果蔬原料擦碎成为浆状物料。1—传动轮；2—轴承；3—棍棒（刮板）；4—传动轴；5—圆筒筛；6—破碎桨叶；7—进料斗；8—螺旋推进器；9—夹持器；10—出料漏斗；11—机架工作时，物料由下料斗进入筛筒，螺旋推进器使物料移向破碎桨叶，破碎物料。然后，由于刮板的回转作用和导程角的存在物料沿着圆筒向出料口端移动，在移动的过程中受离心力作用而被擦碎。汁液和浆状肉质从筛孔中漏到收集料斗中。皮和籽等物则从圆筒另一开口端排出，以此达到分离的目的。第四节果蔬破碎机械与设备葡萄破碎除梗机图

葡萄破碎除梗机示意图１．料斗2．带齿磨辊3．圆筒筛４．叶片５．果梗出口6．螺旋输送器7.果汁果肉出口第四节果蔬破碎机械与设备二、果蔬榨汁机械与设备主要用于番茄、菠萝、苹果与橘子等果蔬的榨汁操作。其特点是结构简单，操作方便，榨汁率高，外形尺寸小，在食品厂中应用广泛。1—环状空隙；2—筛筒；3—锥形螺旋；4—料斗；5—螺杆；6—调整装置；7—把手；8—带轮；9—支架；10—出料收集器第四节果蔬破碎机械与设备活塞式榨汁机图5-50活塞式榨汁机基本原理示意图a．填料b．压榨c．松散果渣第四节果蔬破碎机械与设备三、果蔬切割机械与设备

磨菇定向切片机：图6-32磨菇定向切片机1—支架；2—边片出料斗；3—正片出料斗；4—护罩；5—挡梳轴座；6—下压板；7—铰杆；8—定向滑料板；9—上压板；10—铰销；11—进料斗；12—进料斗架；13—偏摆轴；14—供水管；15—电动机；16—垫辊轴承图5-43蘑菇同一个方向切片示意图1．菇盖2．刀片切割方向线3．正片4．边片5．菇柄第五节肉类绞切与粉碎机械与设备1.普通绞肉机2.可编程序绞肉机图6-35绞肉机1．料斗2．螺旋供料器3．十字切刀4．筛板5．固定螺帽6．电动机7．机架8．皮带轮孔板：起定刀的作用（预切孔板；细切孔板）绞刀：起动刀的作用（主体十字型）第五节肉类绞切与粉碎机械与设备第五节肉类绞切与粉碎机械与设备图6-37剁肉机内部结构1—带有罩子的托盘；2—进料斗；3—螺杆；4—装有切刀的槽；5—齿轮箱；6—隔离泡沫塑料；7—冷却管道；8—压缩机；9—冷却风机；10—冷凝器；1