DOC-食品機械與設(shè)備實驗指導(dǎo)書

1、食品機械與設(shè)備實驗指導(dǎo)書農(nóng)業(yè)工程系機械與電子工程學(xué)院二00五年四月實驗一 農(nóng)產(chǎn)品清理分級設(shè)備實驗一、 實驗?zāi)康霓r(nóng)產(chǎn)品的清理和分級是對農(nóng)產(chǎn)品進一步加工前必須進行的操作，它會直接影響農(nóng)產(chǎn)品成品的品質(zhì)和商業(yè)等級。本實驗的目的是熟悉農(nóng)產(chǎn)品清理和分級的一般方法、設(shè)備的種類、結(jié)構(gòu)、工作原理。二、 實驗設(shè)備1. 振動篩一臺；2. 比重去石機一臺；3. 種子清選機一臺；4. 窩眼精選機一臺。三、 實驗內(nèi)容（一） 清理分級的基本概念、基本方法和原理：清理機械主要用于谷物和堅果。為了使農(nóng)產(chǎn)品的規(guī)格和品質(zhì)指標達到標準，需要對物料進行清理和分級。清理是指清除物料中的異物及雜質(zhì)；分級是指對清理后的物料按其尺寸、形狀、密

2、度、顏色或品質(zhì)等特性分成等級。清理和分級作業(yè)的工作原理和方法有不少共同之處，往往是在同一個設(shè)備上完成的。按照物料及雜質(zhì)物理性質(zhì)的不同，清理作業(yè)一般采用下列原理和方法：（1） 依物料空氣動力特性的不同采用氣流情選法；（2） 依尺寸的不同采用篩選法；（3） 依形狀的不同采用精選法；（4） 依比重的不同采用重力分選法；（5） 依磁性的不同采用磁選法；（6） 依強度的不同采用撞擊法；（7） 依顏色的不同采用光電分選法。（二） 振動篩的結(jié)構(gòu)和工作原理振動篩是糧食加工中應(yīng)用最廣的一種篩選與風(fēng)選相結(jié)合的清理設(shè)備，多用于第一道清理工序，清除大、小及輕雜質(zhì)。1. 振動篩結(jié)構(gòu) 振動篩主要由進料裝置、，篩體、吸風(fēng)除

3、塵裝置、振動裝置和機架等部分組成。進料裝置的作用是保證進入篩面的物料流量穩(wěn)定并沿篩面均勻分布，以提高清理效率。進料量可以調(diào)節(jié)。進料裝置由進料斗和流量控制活門構(gòu)成。按其構(gòu)造有喂料輥和壓力門進料裝置兩種。喂料輥進料裝置需要傳動，只有篩面較寬時才采用。壓力門進料裝置結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，喂料均勻，特別是重錘壓力門進料裝置，動作靈敏，能隨進料變化自動調(diào)節(jié)流量，故為篩選設(shè)備普遍采用。篩體是振動篩的主要工作部件，它由篩框、篩子、篩面清理裝置、吊桿、限振機構(gòu)等組成。篩體內(nèi)裝有三層篩面。第一層是接料篩面，篩孔最大，篩上物為大型雜質(zhì)，篩下物為糧粒及大雜，篩面反向傾斜。以使篩下物集中落到第二層篩面進料端。第二層是大

4、雜篩面，以進一步清理略大干糧粒的大雜。第三層為小雜篩面，篩孔較小，小雜從篩孔漏下，篩孔易堵塞，為保證篩選效率，所以設(shè)有清理篩面裝置清理篩面裝置有橡皮球式和刷帚式兩種。振動篩的兩種振動機構(gòu)： 1. 曲柄連桿機構(gòu)（見圖1）2. 自衡振動機構(gòu)（慣性振動機構(gòu)）（見圖2）圖3 限振機構(gòu)吊桿是篩體與機架的彈性連接桿，一般用板彈簧制造。限振裝置是降低篩體振動的裝置，因為篩體的工作頻率一般是在超共振頻率內(nèi)，這種篩子在啟動或停車通過共振區(qū)時，篩體的振幅會突然增大，容易損壞機件，因此要設(shè)法消除在啟動或停車時產(chǎn)生的共振現(xiàn)象。常用的限幅減振裝置有彈簧式或橡皮頭緩沖式。2. 工作原理圖 圖3為偏心振動機構(gòu)驅(qū)動篩體的示意

5、圖。由于篩體的吊桿及曲柄連桿驅(qū)動機構(gòu)的連桿較曲柄的長度大得多，可以認為篩體上各點均作直線簡諧運動。當(dāng)振動篩的篩面作周期性往復(fù)振動時，可能出現(xiàn)下列不同情況：物料相對篩面靜止；物料沿篩面向下滑動；物料沿篩面向上滑動；物料在篩面上跳動。振動篩要求物料在篩面上作上、下往復(fù)滑動且向下滑的距離大于向上滑的距離。（一） 重力分選設(shè)備重力分選分干法重力分選及濕法重力分選。干法重力分選是應(yīng)用振動和氣流作用原理，按物料組成的密度不同進行分選的方法。干法重力分選的典型設(shè)備是比重去石機和重力分選機。重力分送往往在篩選之后進行，可分離按尺寸分選法所不能分離的一些雜質(zhì)。1. 比重去石機 比重去石機是專門清除密度比糧粒大的

6、并肩石（石子大小類似糧粒）等重雜質(zhì)的一種先進設(shè)備。（1） 構(gòu)造 比重去石機由進料裝置、篩體、風(fēng)機、傳動機構(gòu)等部分組成。傳動機構(gòu)常采用曲柄連桿機構(gòu)或振動電機兩種。進料裝置包括進料斗、緩沖勻流板、流量調(diào)節(jié)裝置等組成。篩體與風(fēng)機外殼固定連接，風(fēng)機外殼又與偏心傳動機構(gòu)相連，因此，它們是同一振動體。篩體通過吊桿支承在機架上。去石篩面一般用薄鋼板沖壓成雙面突起魚鱗形篩孔。篩面向后逐漸變窄，后部稱作聚石區(qū)，篩面與其上部的圓弧罩構(gòu)成精選室，改變圓弧罩內(nèi)弧形調(diào)節(jié)板的位置，可改變反向氣流方向，以控制石子出區(qū)含糧粒數(shù)。魚鱗形沖孔去石篩面的孔眼均指向石子運動方向（后上方），對氣流進行導(dǎo)向和阻止石子下滑，它并不起篩理作

7、用。吹風(fēng)系統(tǒng)包括風(fēng)機、 導(dǎo)風(fēng)板、勻風(fēng)板、風(fēng)量調(diào)節(jié)裝置等。氣流進入風(fēng)機，經(jīng)過勻風(fēng)板、去石篩面，穿過物料后，排放到機箱內(nèi)循環(huán)使用。（2） 工作原理 比重去石機工作時，物料不斷地進入去石篩面的中部，由于物料各成分的密度及空氣動力特性不同，在適當(dāng)?shù)恼駝雍蜌饬髯饔孟?，密度較小的谷粒浮在上層，密度較大的石子沉入底層與篩面接觸，形成自動分層。由于自下而上穿過物料的氣流作用，使物料之間孔隙度增大，降低了料層間的正壓力和摩擦力，物料處于流化狀態(tài)，促進了物料自動分層。因去石篩面前方略微向下傾斜，上層物料在重力、慣性力和連續(xù)進料的推力作用下，以下層物料為滑動面，相對于去石篩面下滑至凈糧粒出口。與此同時，石子等雜物逐

8、漸從糧粒中分出進入下層。下層石子及未懸浮的重糧粒在振動及氣流作用下沿篩面向后上滑，上層物料也越來超薄，壓力減小，下層糧粒又不斷進入上層，在達到篩面末端時，下層物料中糧粒已經(jīng)很少了。在反吹氣流的作用下，少量糧粒又吹回，石子等重物則從排石口排出。比重去石機工作時，要求下層物料能沿傾斜篩面向后上滑而又不在篩面上跳動，因此，其曲柄連桿機構(gòu)的工作轉(zhuǎn)速（或振動電機的振動頻率）應(yīng)在及之間選擇（參照振動篩所述）。2. 重力分選機（種子精選機） 重力分選機的主要工作部件為振動網(wǎng)面和風(fēng)機（見圖5）。振動網(wǎng)面由鋼絲編織而成，網(wǎng)面呈雙向傾斜狀態(tài)，縱向（即向）傾角為，橫向（即向）傾角為。網(wǎng)面由振動電機作往復(fù)振動，振動方

9、向角（振動方向與水平面間的夾角）為，網(wǎng)面同時受到自下而上的氣流作用。將物料置于網(wǎng)面上，料層厚度為，在機械振動和上升氣流的作用下，物料呈半懸浮狀態(tài)，不同顆粒會按密度、尺寸、形狀等差異沿鉛垂方向分層排列。對于形狀及尺寸大致相同的顆粒，則按密度的不同產(chǎn)生自動分層的現(xiàn)象。在適當(dāng)?shù)恼駝託饬鲄?shù)下，下層密度大的顆粒受到網(wǎng)面作用而沿縱向（）上滑，上層密度小的顆粒不與網(wǎng)面接觸，沿物料層縱向下滑，形成了不同密度物料的縱向分離。由于網(wǎng)面橫向傾斜角加之物料不斷從高端喂入，使縱向分離的、不同密度的顆粒沿不同軌跡作橫向（向）流動。不同密度物料的縱向、橫向運動的軌跡不同，結(jié)果在網(wǎng)面出料邊的不同位置上獲得密度不同的各種顆粒

10、。這是一種較為有效的密度分選方法，它廣泛用于種子精選上。種子在按尺寸分選之后，再用重力分選機按密度不同進行分選，以除去病蟲害籽粒及并肩石等雜物。（二） 窩眼精選機的結(jié)構(gòu)和工作原理精選對其他清選方法只是相對而言，一般是在篩選之后進行的較為精確的分選。按顆粒長度不同分選常采用窩眼筒精選機及蝶片精選機，按形狀不同分選常采用螺旋精選器。窩眼筒精選機的工作部件是窩眼筒，其結(jié)構(gòu)如圖6所示。圓筒內(nèi)壁上有許多均勻分布的圓形窩眼（也稱袋孔）。物料從轉(zhuǎn)動的窩眼筒一端喂入，其中長度小子窩眼的物料容易進入窩眼，并隨窩眼筒回轉(zhuǎn)至較高的位置后，落入窩眼筒中部的承種槽2內(nèi)，由槽中螺旋輸送器3推出；長度大于窩眼的顆粒不易進入

11、窩眼，由筒底的螺旋輸送器4 推出。窩眼筒常用于種子按長度分級或清選上。四、 實驗報告要求根據(jù)實驗內(nèi)容，認真撰寫實驗報告。報告的重點是基本概念、設(shè)備的結(jié)構(gòu)和工作原理。實驗二 螺旋壓榨設(shè)備實驗一、 實驗?zāi)康膲赫シ忠毫赫ズ吐菪龎赫ィ咴谵r(nóng)產(chǎn)品及食品加工中被廣泛使用。其中螺旋擠壓是一種重要的加工方法，在榨油、果蔬榨汁、肉類加工、食品和飼料成形等多種設(shè)備中被廣泛采用。本實驗的目的是熟悉螺旋壓榨機的的結(jié)構(gòu)、工作原理。二、 實驗設(shè)備螺旋榨油機一臺三、 實驗內(nèi)容1. 螺旋壓榨設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)小型螺旋榨油機由料斗、榨螺、調(diào)整機構(gòu)、榨籠、接油盤、驅(qū)動變速機構(gòu)等組成。壓榨部件是由帶螺紋的榨螺、榨籠和出餅圈組成。榨

12、條圍成的圓筒稱作榨籠，油可以從榨條之間的縫隙中流出。出餅圈為襯套式，磨損后可以更換。調(diào)節(jié)榨螺與出餅圈的間隙，可改變榨膛內(nèi)的壓力。榨螺(圖7)：有整體式和套裝式兩種。整體式制造方便，磨損后報廢，多用于小型榨油機。套裝式結(jié)構(gòu)復(fù)雜，磨損后可以更換，多用于大、中型榨油機。榨條（圖8）：是構(gòu)成榨籠的零件。多采用條形榨條，分甲型、乙型，當(dāng)二者配合使用時，榨條之間即可形成油縫隙。2. 工作原理螺旋榨油機工作時，油料從加料斗送入榨膛。由于榨螺的旋轉(zhuǎn)運動，帶動油料在榨膛內(nèi)運動，互相摩擦而升溫。又由于榨螺根部直徑不斷變粗，榨膛容積越來越小，壓力越來越高，油脂從油料中被擠出，經(jīng)榨條之間的縫隙流至接油盤，油餅從出餅圈

13、擠出。螺旋榨油機是靠壓力將油脂從油料中擠出，其壓力主要是壓縮力、出餅阻力及摩擦力。壓縮力是因榨膛內(nèi)容積從進料端到出餅端逐漸縮小，油料在榨膛內(nèi)由進料端到出餅端逐漸被擠壓而產(chǎn)生的；出餅阻力隨出餅間隙大小而變化，間隙越小，餅越薄，阻力越大，則榨膛內(nèi)的壓力也越大；摩擦力是油料在榨膛內(nèi)運動過程中與榨條、榨螺表面的摩擦力以及油料間的相對運動的摩擦力。不同油料榨油，其所需壓力的大小及其在榨膛內(nèi)的變化規(guī)律是不同的，這是設(shè)計及使用螺旋榨油機的主要依據(jù)。四、 實驗報告要求根據(jù)實驗內(nèi)容，認真撰寫實驗報告。報告的重點是設(shè)備的結(jié)構(gòu)和工作原理。實驗三 農(nóng)產(chǎn)品粉碎和磨碎設(shè)備實驗一、 實驗?zāi)康牧私夥鬯闄C和磨粉機的結(jié)構(gòu)和工作原

14、理。二、 實驗設(shè)備1. 錘片式粉碎機一臺；2. 齒爪式粉碎機一臺；3. 小型面粉機一臺。三、 實驗內(nèi)容（一） 粉碎機的分類、錘片式和齒爪式粉碎機的結(jié)構(gòu)和原理根據(jù)原料粉碎后直徑不同，可以分為普通粉碎機、微粉碎機和超微粉碎機。普通粉碎機加工的產(chǎn)品粒度比較大，一般能通過6 60目（目為非法定計量單位）篩孔。微粉碎機所得產(chǎn)品的粒度比較細，一般通過80170目的篩孔。超微粉碎機粉碎后產(chǎn)品的粒度很細，通常通過200325目的篩孔，其粒度甚至可以達到10-1。常用的普通粉碎機主要有錘片式和齒爪式兩種，它們都是采用機械方法對原料以沖擊方式進行粉碎。被粉碎的原料有谷粒類、果蔬類、莖桿類、餅粕類和礦物類等，其適用

15、范圍廣泛，通用性強，而且構(gòu)造簡單，生產(chǎn)效率高。易于控制產(chǎn)品的粒度，使用維護安全、方便、可靠。（二） 錘片式粉碎機錘片式粉碎機主要由進料口、轉(zhuǎn)子、銷連在轉(zhuǎn)子上的錘片、篩片以及出料口等部分組成（見圖9）。按照不同的進料方向，又可以把這類粉碎機分為切向式、軸向式和徑向式三種，前兩種粉碎機一般配用的動力比較小，生產(chǎn)率比較低，多為中、小型粉碎機；后一種粉碎機一般配用的動力比較大，生產(chǎn)率比較高，多為大、中型粉碎機。（三） 齒爪式粉碎機可用于粉碎谷物和果品、蔬菜等。它主要由進料斗、動齒盤轉(zhuǎn)子、定齒盤、包角為360°的環(huán)篩和排料口等組成。定齒盤上有兩圈定齒（見圖10），齒的斷面呈扁矩形，動齒盤上安裝

16、有三圈齒，其橫截面呈圓形或扁矩形。工作時，一動齒盤上的三圈齒在定齒盤的兩圈齒的圓形軌跡線間運動。當(dāng)物料從喂料斗軸向喂入時，受到定、動齒和篩片的沖擊、碰撞與搓擦等作用，最終被粉碎成粉粒狀排出機外。動齒和定齒間的間隙為3.5mm。齒爪式粉碎機的特點是結(jié)構(gòu)簡單，粉碎室比較窄，篩片包角為360°，生產(chǎn)效率比較高，但噪聲和粉塵比較大。（四） 對輥式磨粉機對輥式磨粉機廣泛應(yīng)用于小麥制粉、葡萄破碎、啤酒麥芽軋碎等。小麥制粉用對輥式磨粉機是專門用來生產(chǎn)小麥面粉的。它是利用磨輥上的磨齒將小麥粒剝開，從麩皮上刮下胚乳，并將其細磨成粉狀。根據(jù)使用對象不同，又可分為農(nóng)用小型磨粉機和大、中型磨粉機。前者裝備有一對磨輥，其結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，生產(chǎn)率低；后者配置有兩對磨輥，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，機械化自動化程度高，生產(chǎn)率高。1喂料機構(gòu)其作用是保證小麥粒連續(xù)不斷地以穩(wěn)定的流量進入研磨區(qū)，并且均勻地分布在磨輥的全部長度上，同時要防止物料堵塞和磨輥空磨。常用的流量調(diào)整裝置有兩種，一種是弧形指示器型式，它由小手輪、 流量控制板等部分組成。改變流量控制板和喂料輥之間的間隙，可改變流量的大小，調(diào)節(jié)范圍為06mm。另一