4.1《食品加工机械与设备》第四章-分选、分级分离机械与设备-2012版-1

第四章

分选、分级、分离机械与设备--1吉林大学农学部军需科技学院高峰一、食品分级、分选的作用（一）分选、分级分选——清除物料中的异物与杂质

分级——对分选后的物料按照其尺寸、形状、密度、颜色、品质等特性分成不同等级。（二）食品分选、分级作用1.保证产品的规格和质量指标的一致性2.降低原料的损耗率，提高利用率，降低产品的成本3.提高劳动生产率，改善工作环境4.有利于生产的连续化和自动化第一节概述二、食品分选、分级常用方法1.按照宽度分选、分级——圆孔筛、长孔筛2.按照长度分选、分级——重心筛分法3.按照密度分选、分级——除石机4.按照流动特性分选、分级——气流分级5.按照电磁特性分选——除铁机6.按照光电特性分选、分级——色选机粗细

第二节筛分机械与设备一、筛分机械的基本知识

筛分——粉料通过一层或数层筛面，按照宽度或者厚度分为若干粒度级别的过程。1.筛分效率

筛分的准确程度，是指实际筛下物量与原始给料物中应含筛下物的比值。

η=G’/Gx

式中：

η-筛分效率（%）G’-筛过物料总量（kg）G-物料总量（kg）x-可筛过物料的质量分数（%）（1）筛面上物料层厚度料层越薄，筛上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η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η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η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η将大幅度降低。（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。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。

影响筛分效率的因素2.筛面组合

(1)组合目的——将各种粒度的混合物通过筛分分成若干个粒度级别，或者是提高总的筛分效率。

(2)组合方法——

①筛余物法:

孔径依次增大，将前道筛面的筛余物送至后道筛面再进行筛分，如图所示筛分产品由Ⅰ-Ⅳ，依次加粗。特点：先提细粒再提粗粒

优点：粗粒筛分线路长，筛面检查清理维护方便。缺点：粗粒流经所有筛面，筛面磨损大，粗颗粒会阻碍细粒与筛面接触，影响筛分效率。ⅠⅢⅣⅡ物料Ⅰ＜Ⅱ＜Ⅲ＜Ⅳ.........................................ⅠⅣⅢⅡⅠⅣⅢⅡⅣⅢⅡⅠ②筛过物法:

孔径依次减小，将前道筛面的筛余物送至后道筛面再进行筛分，如图所示筛分产品由Ⅰ-Ⅳ，依次减小。特点：先提粗粒再提细粒优点：筛面减轻负荷，有助于提高筛分效率。③混合法:筛面组合,结合筛余物法和筛过物法两种方法的优点，根据物料不同、粗细粒含量、筛分要求而在生产中进行确定。Ⅰ＞Ⅱ＞Ⅲ＞Ⅳ二、筛面种类和结构——栅筛、板筛和编织筛（一）栅筛面栅筛面采用具有一定截面形状的棒料，按一定的间距排列而成，通常用于物料的去杂、粗筛。栅筛面的特点：结构简单，制造成本低。（二）板筛面

1.筛面材料：金属薄板冲压而成，金属板厚为0.5～1.5mm。

2.筛孔形状：圆孔和长孔，圆孔按宽度，长孔厚度分级，有时采用三角形孔或异形孔。

3.筛分效率：与孔形状、间距和排列有关，即影响筛分效率的不仅是筛面的开孔率，筛孔的排列也影响到颗粒接触和穿孔的机率。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。

4.优缺点：

优点：孔眼固定不变，分级准确，同时坚固、刚硬，使用期限长。

缺点：只用于处理颗粒，而不能用于处理粉料。（三）金属丝编织筛面金属丝编织筛面由金属丝编织而成，亦称筛网。制作筛丝的材料要耐腐蚀，有较好的强度和柔软性。编织筛网通常为方孔，或矩形孔，孔尺寸大的可在25mm以上，小的可到300目以上。（四）绢筛面绢筛面由蚕丝或锦纶丝，也可用两种材料混织，称筛绢。主要用于粉料的筛分，在面粉工业中粉筛用量最大。缺点：绢丝光滑柔软，在筛面中极易移动而改变筛孔尺寸，使用时必须用框架绷紧。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，简称网目，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：四、筛面运动形式静止倾斜筛面往复振动筛面高速振动筛面平面回转筛面滚动旋转筛面五、摆动筛——摇动筛1、摆动筛的结构及工作原理通常用曲柄连杆机构来传动。

电机通过皮带传动，使偏心轴旋转，然后用连杆带动筛框作定向往复运动，筛框的运动使筛面上的物料以一定的速度向排料端（倾斜端）移动，同时获得筛分。小于第一层筛孔的物料从第一层筛面落到第二层筛面，大于第一层筛孔的物料被截流在第一层筛面上,从筛子的末端排出，并被收集。2、特点:⑴筛面是平的，故全部筛面都在工作；⑵结构简单，制造、安装较容易，调换筛面方便；⑶适用多种物料和同种物料不同规格筛分，颗粒、粉状物料；⑷惯性力平衡困难，连杆易损坏，噪音大。α3、有关参数的确定⑴筛孔的形状和大小

①筛孔的形状：圆形、正方形及长方形，用的最多的为圆形孔。

②筛孔的尺寸：应稍大于物料所需分级的尺寸，一般为圆孔：为物料尺寸的1.2—1.3倍；正方形孔为物料尺寸的1.0—1.1倍；长方形孔为物料尺寸的1.1

倍筛面开孔率（即筛面的有效面积系数）＝一般为50—60%，考虑到筛面的强度此值不宜过大。筛面总面积筛孔总面积

③筛孔排列方式：当正三角形排列时，其开孔率：设孔径d与孔隙m相等，即d=m，则以虚线面积为例：

当正方形排列时，其开孔率：

由k1和k2比较可知，在同样的孔径和孔隙时，正三角形排列比正方形排列其筛面的有效面积系数大16%，二错开排列，则物料与筛孔的接触机会多，有利于物料过筛。mdddm⑵曲柄转速

较高的筛分效果必须满足条件：①物料在筛面正向移动（滑动）（物料沿筛面倾斜方向向下）②物料在筛面反向移动（滑动）（物料沿筛面倾斜方向向上）③正移动大于反移动④伴有轻微的跳动使物料产生正向移动的曲柄轴最低回转速度为：

使物料产生反向移动的曲柄轴最低回转速度为：

tan（φ-α）tan（φ+α）φ－物料对筛面摩擦角α－筛面的倾角0-10°r－曲柄的半径使物料在筛面上产生轻微跳动的曲柄临界转速为：

物料颗粒仅作正向移动转速应符合条件：n>n1,同时，n<n2，n<n3

物料在筛面上作正向移动和反向移动转速应符合条件：n>n1，n>n2

，且n<n3

物料在筛面上产生跳动转速必须满足：n>n3

rtan（φ+α）tan（φ+α）n=（40-54）4.影响摆动筛分级效果因素

⑴原料性质

①颗粒几何形状原料颗粒的几何形状的不同，影响其在筛面上的流动情况，因而分级效果也不同。如圆形比不规则物料分级效果好。

②物料在筛面上受振动而产生自动分级现象上层：大、轻、粗粒；中层：混合；下层：小、重、光滑性,对摆动筛分级有利。如筛面料层较厚、单位流量较大时，更易产生自动分级。

③含水量物料含水量对分级效果的影响：如干的易分，湿的难分。

④粉状物料物料中粉状成分过多，影响分级效果。

⑵物料在筛面上运动状态

为使物料充分接触筛面，即正常工作的必要条件使：正向位移>反向位移，但必需有反向位移，因为有它存在才能使物料有更多地机会通过筛孔和使物料保持轻微的跳动。

①筛面倾角倾角越大，物料运动速度越大，这可使物料层下落，过筛的机会增多，但需加长筛面，否则会使一部分来不及过筛。同时倾角大，减少了筛孔的投影面积，和减小反向移动，而减少与筛面的接触机会。故倾角不能过大。

②转速的影响倾角越大，振动越大（跳动越大），物料的运动速度越大，筛分的效果越差．所以为了物料产生正向移动又有轻微的跳动，则转速不能太快．

③振幅

与转速有关。当转速高时，振幅可取小些。相反，则应取大一些。5.生产能力计算

G=B×q式中：G－生产能力（kg/h）B－筛面的宽度（600－1200mm）

q－筛面单位流量（kg/m·h）因此，欲提高生产能力G，可以增加：

1.筛面的宽度B，但是筛宽过大，结构过于庞大，物料也不容易均匀散落。

2.筛面单位流量q，但是流量过大，则物料在筛面上流速太快，物料来不及过筛而进入另一段。六、滚筒式分级机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。适用：这种分组机分级效率较高，目前广泛用于蘑菇和青豆等的分级。1、结构进料斗滚筒滚圈摩擦轮铰链集料斗机架传动2、工作过程物料料斗滚筒滚转、移动孔流出集料斗④传动装置：摩擦轮传动，两侧摩擦轮对称，夹角90°⑤支撑装置：由组成，滚圈焊接在滚筒上，将滚筒重量通过摩擦轮传递给机架。①滚筒：

各段孔径不同，进口段最小，出口段最大。1.5-2.0mm的不锈钢②收集料斗：

安装与滚筒下面，数量与分级数目相同③清筛装置：

滚筒外壁安装紧贴筒壁平行于滚筒中心轴线的木质滚轴，借助其挤压，将堵塞筛孔的物料挤压回滚筒内部。滚筒收集料斗机架滚圈摩擦轮4.特点

工作转速低、连续运转、操作平稳，可安装在建筑物的高层；筛孔易堵塞、筛分效率低、筛面的利用率不高，只有1/8--1/6的筛面参与工作。

当滚筒等速转动时，物料在筒内，由于摩擦力的作用，而被带动外举一定高度，然后由于重力的作用，则沿筒壁向下滚动……，