物料管理_食品工程設備教材

1 食品工程設備 數(shù)理與生物工程院學院蔣海明jhmhn 2 課程安排課堂講授 32課時學習要求課堂出勤率和課堂紀律成績評定標準 平時30 期末考試70 參考教材許學勤主編 食品工廠機械與設備 第一版 中國輕工業(yè)出版社 2014年 食品工程設備 課程簡介 3 課程授課內容 物料輸送機械清洗機械與設備分選分離機械與設備粉碎切割機械混合均質機械與設備熱交換熱處理機械與設備濃縮設備干燥機械與設備包裝機械設備 4 第一章物料輸送設備 5 授課內容 固體物料的輸送設備帶式輸送機斗式提升機螺旋輸送機氣力輸送系統(tǒng)其它輸送設備液體物料的輸送設備離心泵往復泵旋轉泵氣體輸送設備空氣壓縮機離心式通風機離心鼓風機 6 第一節(jié)固體物料輸送機械與設備 帶式輸送機斗式提升機螺旋輸送機氣力輸送系統(tǒng)其它輸送設備 7 食品工廠中應用最廣泛的一種連續(xù)輸送機械 輸送物料 塊狀 顆粒狀物料及整件物料 功能 水平輸送 傾斜輸送 特點 一 帶式輸送機 輸送量大 動力消耗少 運轉連續(xù) 工作平穩(wěn) 輸送距離大 8 一 帶式輸送機構造與工作原理 構造 輸送帶 滾筒 料斗 托輥 卸料裝置 驅動裝置 1 輸送帶 2 上托輥 3 緩沖托輥 4 導料板 5 加料斗 6 改向滾筒 7 張緊裝置 8 尾架 9 空段清掃器 10 下托輥 12 彈簧清掃器 13 頭架 14 傳動滾筒 15 頭罩 圖1 1帶式輸送機結構示意圖 9 大傾角帶式輸送機 移動帶式輸送機 水平帶式輸送機 10 主要構件 1 輸送帶 特點 牽引和承載功能的構件 輸送帶應具有強度高 質量輕 延伸率小 吸水性小 耐磨性好特點 材料 食品工業(yè)常用橡膠帶 纖維編織帶 網(wǎng)狀鋼絲帶及塑料帶 工作表面有平向和花紋兩種 后者適宜于內摩擦力較小的光滑顆粒物料的輸送 還常采用不銹鋼帶 其強度高 耐高溫 耐腐蝕 適用于邊輸送 邊清洗 瀝水 炸制 通風凍結 干燥的場合 11 1 橡膠帶 橡膠帶是由若干層纖維帆布作為帶芯 層與層之間用橡膠加以粘合而成的其上下兩面和左右兩側還附有橡膠保護層帆布帶芯是膠帶承受拉力的主要部分 而橡膠保護層的主要作用是防止帆布磨損及腐蝕橡膠帶按其用途不同可分為強力型 普通型和耐熱型三種帶寬也有一系列的規(guī)格尺寸 200 250 300 400 450 500 650 800 1000 1200 1600mm等 橡膠帶越寬 帆布層越多 承受的總拉力越大 但隨著帆布層數(shù)的增多 其柔性變小 12 2 鋼帶 鏈節(jié)式 便于維護 成本低 衛(wèi)生條件差 整體式 成本高 難維護 衛(wèi)生條件好 3 鋼絲網(wǎng)帶 耐磨 耐酸堿 耐油 耐腐蝕 不適用溫度變化范圍大一般有單層和多層結構 多層結構塑料帶與普通型橡膠帶相似 造價高 4 塑料帶 13 2 驅動裝置 傳動滾筒和改向滾筒 驅動裝置包括電動機 減速器 驅動滾筒 驅動滾筒是傳遞動力的主要部件 其長度略大于帶寬 呈鼓形結構 即中部直徑稍大 用于自動糾正輸送帶的跑偏 轉向滾筒 改向 14 3 托輥 作用 用于承托輸送帶及其上面的物料 避免作業(yè)時輸送帶產(chǎn)生過大的撓曲變形 托輥分為上托輥 即載運托輥 和下托輥 即空載托輥 兩種上托輥 平托輥和凹面托輥 又有單輥式和多輥 下托輥 平托輥托輥間距 一般0 4 0 5m物料輕取1 2m 20kg成件品間距 物料在運輸方向長度1 2 15 帶的四種支撐形式入圖所示 16 4 張緊裝置 功能 調節(jié)輸送帶的松緊程度型式 螺旋式 利用螺桿拉 壓 力重錘式 利用懸垂重物的重力 圖1 3張緊裝置簡圖 17 5 卸料擋板 型式 犁式 18 6 清掃器 為了清除卸料后仍粘附在輸送帶上的粉狀物料 要安裝清掃器 一般輸送帶的工作面用彈簧清掃器 非工作面用刮板清掃器 刮板清掃器的結構和工作原理與刮板卸料器相似 19 二 主要參數(shù)的確定 1 輸送能力 連續(xù)輸送散狀物料 1 1 輸送成件物品 式中Q 輸送能力 t h m 單件物品質量 kg v 帶速 m s L 帶上物品的間距 m 1 2 20 2 輸送帶寬度 輸送散物料時帶寬可由下式求出 式中 Q 輸送能力 t h B 輸送帶寬 m Ks 截面系數(shù) 物料在帶上的容積密度 t m3 v 帶速 m s c 輸送機傾斜度修正系數(shù) 求出B值后 圓整為整數(shù) 再從帶寬系列中選用標準值 1 3 輸送成件物品時 帶寬應比物品的寬度尺寸大50 100mm 21 3 帶速的確定 通過對輸送能力的討論可知 帶速越高 輸送能力越大 但是帶速過大 輸送帶的抖動也越大 物料容易從帶上拋出 而且 輸送帶也容易因磨損而損壞 所以 合理地選擇帶速很重要 一般可根據(jù)下列原則選定帶速 1 較長及水平輸送機 可選用較高的帶速 2 輸送易揚塵的粉狀物料 應使 1m s 3 刮板卸料時 一般 2m s 4 人工檢選時 0 3m s 5 輸送成件物品時 1 25m s 22 三 帶式輸送機的使用與維護 1 加料要均勻 料應加在輸送帶的中心線附近 防止帶的振動或走偏 2 盡量使加料的初速方向與帶的運動方向相同 減小加料高度 以減輕對帶的沖擊 3 輸送散物料時 注意清掃輸送帶的正反兩面 保持帶與滾筒及托輥間的清潔 減少磨損 4 保證潤滑 及時加注潤滑劑 以減小摩擦阻力 5 向上輸送物料的傾角過大時 最好選用花紋輸送帶 以免物料滑下 6 經(jīng)常檢查和調整帶的張緊程度 防止帶過松而使輸送帶產(chǎn)生振動或走偏 23 二 斗式提升機 結構簡單 占地面積小 提升高度大 一般12 20m 最高可達30 60m 密封性好 不易產(chǎn)生粉塵 定義 在帶或鏈等撓性牽引件上 均勻地安裝著若干料斗用來連續(xù)運送物料的運輸設備稱為斗式提升機 用途 主要用于垂直 傾斜連續(xù)輸送散狀物料 優(yōu)點 缺點 料斗和牽引件易磨損 對過載的敏感性大 一 斗式提升機的定義 用途及優(yōu)缺點 24 二 構造和工作原理 類型 立式傾斜式 構件 牽引件 傳動滾筒 張緊裝置 料斗 加料及卸料裝置和驅動裝置等組成 整個裝置封閉在金屬外殼內 一般傳動滾筒和驅動裝置放在提升機的上端 25 26 2 料斗 承載部件 1 深斗流動性好 干燥物料 2 淺斗 多用 潮濕 流動差物料 3 三角形斗定向自流式卸料 1 牽引件膠帶 中小生產(chǎn)能力 中等提升高度 較輕料 鏈帶 提升高度高 重物料 27 三 裝料與卸料方式 1 斗式提升機的裝料方式 1 挖取法 物料加到提升機底部 被運轉著的料斗的料斗直接掏取而提升 適用 適合于小或磨蝕性小的粉狀物料 特點 其運行阻力較小 故料斗的速度較高 2 撒入法物料直接由裝料口加到運行的料斗中 適用 適用于料塊較大及磨蝕 28 2 卸料方式 1 離心式利用離心力提升速度快場合 2 無定向自流式離心力 重力流動性差 潮濕物料 3 定向自流式重力物料沿前一料斗背部落下大塊 比重大 易碎料 29 三 螺旋式輸送機 螺旋輸送機是密封輸送設備 主要用來輸送粉狀或粒狀物料 輸送 混合 擠壓作用 水平 傾斜 20 輸送 優(yōu)點 構造簡單 橫截面尺寸小 制造成本低 密封性好 操作方便 便于改變加料和卸料位置 缺點 輸送過程中物料易過粉碎 輸送機零部件磨損較重 動力消耗大 輸送能力較低 傾斜輸送時傾角小于20 30 一 構造和工作原理 31 1 構件 1 螺旋軸 實體螺旋 帶式螺旋 葉片式螺旋 成型式 實體螺旋構造簡單 效率高 適宜輸送松散 干燥 無粘性的物料 帶式螺旋加工制造較麻煩 強度較低 磨損大 腐蝕性較大及粒度較大的物料葉片式螺旋加工制造麻煩 效率低 用于物料輸送過程中伴隨攪拌及混合等工藝要求的場合 成型式螺旋加工復雜運送韌性 可壓縮物料 32 圖1 11螺旋形狀 a 實體葉片 b 帶狀葉片 c 槳形葉片 d 齒形葉片 全葉式推動力 輸送力大 效率高 帶式適合粘稠物料宜用帶式螺旋 葉片式和成型葉在輸送物料的同時對物料具有攪拌 揉捏及混合作用 33 2 料槽 形狀 密閉 內徑要稍大于螺旋直徑 二者間有間隙 2 工作原理 利用螺旋把物料在固定的機殼 料槽 內推移進行輸送 物料不隨螺旋旋轉 滑動形式移動 34 二 主要參數(shù)的確定 1 輸送能力 2 螺旋軸的轉速 A 物料綜合系數(shù) 書表 D 螺旋直徑 m 35 k 為系數(shù) 查表 3 螺旋軸的直徑 4 功率 36 5 電機功率 式中k0 1 2 1 4 0 90 0 95 1 8 37 三 螺旋輸送機的使用與維護 1 安裝時要特別注意各節(jié)料槽的同軸度和整個料槽的直線度 否則 會導致動力消耗增大 甚至損壞機件 2 開機前應檢查各傳動部件 確保其運轉靈活且有足夠的潤滑油 然后空載運轉 如無異常方可添加物料 3 加料應當均勻 否則會在中間軸承處造成物料的堵塞 使阻力急劇升高而導致完全梗塞 4 定期檢查螺旋的工作情況 發(fā)現(xiàn)部件磨損過大時應及時修復或更換 5 要特別注意轉動部件的密封 嚴防潤滑油外溢污染食品和原料進入轉動部件而導致磨損加劇 6 停機前應先停止進料 待物料排空后再停機 7 停機后應及時清潔機器 加油 以備下次使用 38 四 氣力輸送設備 1 輸送原理 借助空氣在密閉管道高速流動 物料在氣流中被懸浮輸送到目的地 2 氣力輸送的特點 1 優(yōu)點結構簡單 工藝布置靈活 輸送距離大 密封性好 適應性廣 自動化程度高 生產(chǎn)率高 2 缺點動力消耗大 磨損嚴重 不宜輸送濕物料 系統(tǒng)噪音大 3 組成由供料器 輸送管道及管件 卸料器 除塵器 風機等組成 一 氣力輸送設備輸送原理 特點及組成 39 1 吸引式輸送流程 二 氣力輸送設備分類及輸送流程1 分類吸送式 用風機吸入口的負壓 將物料吸入管道壓送式 用風機輸出的高壓氣流 將喂入的物料吹送混合式 吸送和壓送組合的輸送方式 2 輸送流程 40 41 2 壓力式輸送流程 42 羅茨鼓風機 旋風分離器 43 五 其它固體物料輸送設備 一 懸掛輸送設備 懸掛輸送機由閉循環(huán)軌道 懸掛件 牽引鏈和驅動裝置及張緊裝置等構成 軌道可以靈活進行立體布置 在平面方向 它最小可以半徑400mm進行轉彎 最大轉彎角度達它最大可進行180 在垂直方向可進行陡峭的提升 它傾斜度僅僅受輸送器與被輸送物之間的間隙限制 通常以45 角度提升 懸掛件的單懸掛重量在20kg以上 典型應用舉例 屠宰生產(chǎn)線 44 a 生豬屠宰線 b 家禽屠宰線 圖1 14懸掛輸送機在屠宰線中應用 45 二 流送槽 利用水力輸送物料的裝置 主要用于塊狀或顆粒狀且可與水分離的物料輸送 由人工或機械把放在堆放場的原料放入水平輸送機 然后由輸送機將物料送到流送槽中 由于水的流動 一方面將物料隨水流輸送到目的地 另一方面可以把原料外表的泥沙雜質等浸泡及沖洗 再經(jīng)過濾篩板濾去泥漿 污水后進入清洗機中 這樣水力輸送就有清洗和輸送的作用 污水從篩板流出 經(jīng)過處理進行循環(huán)使用 例如 番茄 蘋果 蘑菇 菠蘿和其它塊莖類原料的輸送多用流送槽 圖1 15流送槽原理 46 47 第二節(jié)液體輸送裝置 一 真空吸料裝置二 泵 48 一 真空吸料裝置 用途 將流體短距離輸送或提升一定高度 適用 醬類或含固體料液的輸送 避免用泵缺點 效率低輸送距離和高度小 49 1 原理 50 2 特點 優(yōu)點 避免了液料通過泵體而帶來的腐蝕 污染 清洗等問題 由于物料處于抽真空貯罐內 比較衛(wèi)生 同時把物料組織內的部分空氣排除 減少了成品的含氣量 可直接利用系統(tǒng)真空作為動力 簡化了動力裝置 缺點 但輸送距離近 提升高度低 效率較低 只適合于黏度較低的液料 51 二 泵 圖1 17離心泵結構示意圖 一 離心泵依靠高速旋轉葉輪對被泵送液料的動力作用 把能量連續(xù)傳遞給料液 實現(xiàn)連續(xù)地液體輸送 1 種類 52 2 工作原理 53 54 3 適用輸送中低粘度的料液 含懸浮物及腐蝕性也可 4 特點 1 離心泵的優(yōu)點 傳動結構簡單 一般采取二極或四極的電動機直聯(lián) 液體輸出量可任意調節(jié) 操作維修清洗容易 2 離心泵的缺點 泵的安裝要求低于液體貯槽出口之處或預先灌水 因為必須保證泵體內及吸液管內充滿液體才能正常運行 操作不妥或設計不善時 易引起泡沫現(xiàn)象 55 二 齒輪泵1 適用主要用于輸送不含固體的粘稠液體 2 結構多用外嚙合泵 56 3 原理 圖3 19齒輪泵工作原理示意圖 57 4 特點優(yōu)點 結構簡單 重量輕 能自吸 工作可靠 應用范圍較廣 缺點 流量及壓力有脈動 噪聲大 所輸送的液體必須具有潤滑性 以免齒輪磨損 58 三 雙螺桿泵 回轉式容積泵 1 適用用于高黏度液體及帶有固體的料液 2 結構與原理 單螺桿泵為例 圖1 20單螺桿泵結構簡圖 59 雙螺桿泵 圖1 21齒輪泵工作原理示意圖 60 四 往復泵 1 組成 泵缸 活塞 或隔膜 活塞桿及閥門 3 特點往復泵的流量由活塞截面積 活塞沖程及活塞往復次數(shù)所決定 而與系統(tǒng)所需壓頭無關 即流量與壓頭無關 這是往復泵的一大特點 4 應用適合于黏度大 或壓頭需求高的液體 2 工作原理 圖1 22單柱塞往復泵工作原理示意圖 61 雙動往復泵動畫 62 單柱塞往復泵 三柱塞高壓往復泵 流量 85m3 h 壓力 100MPa 63 隔膜泵外觀 64 五 旋渦泵 1 結構旋渦泵外觀上與離心泵差不多 里面的葉輪結構是不同的 流體入口不是在葉輪中心處位置 而是與出口成對稱的泵殼邊緣 65 2 工作原理 圖1 23旋渦泵工作原理示意圖 66 第三節(jié)氣體輸送設備 提供2 3kg cm2 表壓 的壓縮空氣供發(fā)酵罐通氣之用 故常用渦