第一章物料的預(yù)處理及輸送

第一章物料的預(yù)處理及輸送2023/12/28第一章物料的預(yù)處理及輸送驗(yàn)收要求：團(tuán)隊(duì)合作(團(tuán)隊(duì)如何分工作為硬性指標(biāo))答辯形式（PPT闡述、現(xiàn)成答疑）得有市場可行性報(bào)告、設(shè)備投入估算及成本分析此項(xiàng)計(jì)入期末成績30%。授予一等：1組（30分）二等：2組（25分）優(yōu)勝獎(jiǎng)：3組（20分）

第一章物料的預(yù)處理及輸送第一章物料預(yù)處理及輸送設(shè)備第一章物料的預(yù)處理及輸送第一節(jié)篩選機(jī)與粉碎機(jī)工廠購回的原料中常?；煊需F屑、石塊、稻草等雜質(zhì)。需要有特定的除雜設(shè)備除掉它們，否則將會損壞后續(xù)的生產(chǎn)設(shè)備。常用的除雜設(shè)備有：磁鐵分離器、除石機(jī)、篩選機(jī)。一磁鐵分離器目的：除去原料中的磁性雜質(zhì)。原理：原料成薄層通過磁鐵分離器，鐵渣及其它磁性雜質(zhì)被吸住，而原料則可自由通過。永久磁鐵：結(jié)構(gòu)簡單、不耗電能、但磁力弱、易退化；電磁鐵：磁力穩(wěn)定、性能可靠、但耗電能、結(jié)構(gòu)復(fù)雜。第一章物料的預(yù)處理及輸送常用的磁鐵分離器有：平板式和旋轉(zhuǎn)式兩種。第一章物料的預(yù)處理及輸送原理：利用不同孔徑的篩子，將粒度不同的物料分離。目的：除去雜質(zhì)，物料分級。目：篩面上一平方英寸面積上的開孔數(shù)。目數(shù)越大，篩上的孔徑越小，所能通過的物料粒度就越小。因此，物料的粒度可用“目”來表示。60目：直徑0.4mm的微粒。二、篩選機(jī)1、大麥粗選機(jī)大麥粗選機(jī)是由上部的風(fēng)選除塵裝置和下部的振動(dòng)篩組合而成。風(fēng)選裝置通過引風(fēng)機(jī)的吸風(fēng)作用將原料中的輕質(zhì)和灰塵吸入風(fēng)道，在沉降室使輕質(zhì)和灰塵沉降，得以和原料分離。風(fēng)速?zèng)Q定了除塵效果的好壞。一般風(fēng)速在4-6米/秒范圍。

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下部的振動(dòng)篩由三層篩各呈不同的角度由粗到細(xì)、上下重疊安裝于一個(gè)整體篩架上，由偏心連桿機(jī)構(gòu)使其作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

第一章物料的預(yù)處理及輸送精選是利用雜粒（豌豆、燕麥）與大麥長度不同的特點(diǎn)進(jìn)行分離。常用的有碟片式和滾筒式。碟片式：主要構(gòu)件是一組同軸安裝的圓環(huán)形碟片，碟片的兩側(cè)工作面制成許多特殊形狀的袋孔，袋孔的大小、形狀根據(jù)顆粒長度和粒度曲線來確定。短粒物料可落到袋孔里，帶到指定地點(diǎn)落到盛物槽里，達(dá)到長粒和短粒分離的目的。2、大麥精選機(jī)第一章物料的預(yù)處理及輸送第一章物料的預(yù)處理及輸送滾筒式：主要構(gòu)件是一個(gè)內(nèi)表面開有袋孔的旋轉(zhuǎn)圓筒，當(dāng)物料進(jìn)入滾筒后，短粒物料落在袋孔中，被滾筒帶到較高的位置，落入中央收集槽，而長粒物料沿滾筒長度方向由機(jī)器另一端流出。滾筒式的特點(diǎn)是它分離出來的雜粒中大麥較少，但袋孔利用率低，產(chǎn)量低，工作面磨損后不能修復(fù)。碟片式的特點(diǎn)是工作面積大，轉(zhuǎn)速高，產(chǎn)量大，碟片損壞可以更換。第一章物料的預(yù)處理及輸送3、轉(zhuǎn)筒篩物料從小孔端進(jìn)入，由大孔端排出得以分級。篩筒傾斜安裝，圓周速度不能太快。第一章物料的預(yù)處理及輸送粉碎的目的：為了增大物料與酶或者微生物反應(yīng)的接觸面積，加快反應(yīng)速度。原料的粉碎分為干法粉碎和濕法粉碎。濕法粉碎是將水和原料一起加入粉碎機(jī)，以粉漿狀出料。特點(diǎn)是無粉塵飛揚(yáng)，車間衛(wèi)生，設(shè)備磨損小。但粉漿必須馬上被使用，不然容易酸變，另外耗電量較多。目前，味精廠、啤酒廠采用。干法粉碎是干物料直接送入粉碎機(jī)粉碎，以干粉狀出料，需采用必要的除塵措施。三、粉碎機(jī)第一章物料的預(yù)處理及輸送（一）物料粉碎力學(xué)分析固體物料的粉碎根據(jù)受力情況可分為：擠壓破碎、沖擊破碎、研磨粉碎、剪切破碎、劈裂粉碎。各種粉碎機(jī)所產(chǎn)生的粉碎作用力往往是幾種力的組合，但其中有一種力是主要的粉碎作用力。（二）物料的粉碎度（粉碎比）物料粉碎前后平均粒徑之比，稱為粉碎度或粉碎比。x=D1/D2第一章物料的預(yù)處理及輸送

在進(jìn)行粉碎機(jī)選型時(shí)，所選的粉碎機(jī)應(yīng)符合下述基本要求：1、粉碎后的物料顆粒大小要均勻，并要及時(shí)排除已達(dá)到粉碎要求的粉體；2、操作要連續(xù)、自動(dòng)化；3、操作有故障時(shí)，要有操作保護(hù)措施；4、易磨損的部件應(yīng)容易更換，能耗要低；5、應(yīng)有一定的除塵、回收措施，提高收得率，減少對環(huán)境的污染；（三）粉碎機(jī)械常用的干法粉碎設(shè)備有：錘片式粉碎機(jī)、輥式粉碎機(jī)、渦輪粉碎機(jī)、超微粉碎機(jī)、氣流粉碎機(jī)等。常用的濕法粉碎設(shè)備有：砂輪磨、米磨。第一章物料的預(yù)處理及輸送1、錘片式粉碎機(jī)用于中等硬度的物料的中碎和細(xì)碎。特點(diǎn)：構(gòu)造簡單、緊湊、適用范圍廣、粉碎度大、生產(chǎn)能力大。缺點(diǎn)：機(jī)械磨損較大，物料含水量不應(yīng)超過15%。錘刀：可以更換，也可自由擺動(dòng)以避開過硬的物塊。物料的粉碎是因受到?jīng)_擊、擠壓、研磨的作用，最后通過篩網(wǎng)排出。第一章物料的預(yù)處理及輸送

第一章物料的預(yù)處理及輸送2、輥式粉碎機(jī)用于粒狀物料的中碎及細(xì)碎，常用的有：兩輥式、四輥式、五輥式和六輥式。輥筒分光輥和絲輥。四輥式、五輥式和六輥式除有粉碎的作用外，還有分級物料的作用。

兩輥式：兩輥存在轉(zhuǎn)速差，除擠壓作用外，還有剪切的作用。間隙可調(diào)，帶保護(hù)措施。

五輥式：三個(gè)光輥組成兩個(gè)粉碎單元，另兩個(gè)絲輥組成一個(gè)粉碎單元，篩網(wǎng)分級。六輥式：組成三對粉碎單元，前兩個(gè)用光輥，后一個(gè)用絲輥。第一章物料的預(yù)處理及輸送第一章物料的預(yù)處理及輸送第一章物料的預(yù)處理及輸送3、渦輪粉碎機(jī)分普通型和水冷型，其中水冷型利用水循環(huán)冷卻，散熱好，適用于食品、中草藥等熱敏性物料的粉碎。粉碎采用方刀（粗碎）和斜刀（細(xì)碎）的沖擊、剪切作用。粉碎的細(xì)度通過調(diào)節(jié)兩刀之間的距離來得到。粉碎后的物料通過風(fēng)力輸送來收集。產(chǎn)量通過調(diào)節(jié)進(jìn)料口兩側(cè)進(jìn)風(fēng)口的閥門來控制。第一章物料的預(yù)處理及輸送4、微粉碎機(jī)由粉碎機(jī)、風(fēng)選機(jī)、電控三部分組成。負(fù)壓輸送，能及時(shí)帶走熱量，適用于熱敏性物料的粉碎，粉碎粒度可達(dá)320目，內(nèi)裝分級機(jī)構(gòu)，可使粉碎、分級一次完成。主轉(zhuǎn)速4500rpm。5、超微粉碎機(jī)由粉碎機(jī)、風(fēng)選機(jī)、電控三部分組成。負(fù)壓輸送，能及時(shí)帶走熱量，適用于熱敏性物料的粉碎，粉碎粒度可達(dá)1400目，內(nèi)裝分級機(jī)構(gòu)，可使粉碎、分級一次完成。第一章物料的預(yù)處理及輸送WFJ-15型微粉碎機(jī)總功率13.7KWCWFJ-15超微粉碎機(jī)總功率18.67KW第一章物料的預(yù)處理及輸送6、超音速氣流粉碎機(jī)7-10公斤/平方厘米壓力的壓縮氣體通過加料引射器，使自動(dòng)加料器下來的粉體原料（60目以上）均勻連續(xù)地進(jìn)入粉碎機(jī)。同時(shí)，壓縮氣體通過粉碎室外圍的粉碎噴嘴產(chǎn)生高速氣流噴入粉碎室，高速氣體使顆?；ハ嗯鲎?、摩擦而達(dá)到粉碎目的。分級管把較粗的顆粒分離出來，粗顆粒返回粉碎室內(nèi)繼續(xù)粉碎，粉碎后的超微顆粒，大部分在旋風(fēng)分離下部被收集。一部分更細(xì)的顆粒進(jìn)入濾袋捕集器被收集，氣體則透過濾袋排出。第一章物料的預(yù)處理及輸送第一章物料的預(yù)處理及輸送氣流粉碎機(jī)的特點(diǎn)：1、適用于干式超微粉碎，容易獲得1-10個(gè)微米的粒子。2、粉碎機(jī)內(nèi)部有閉路分級機(jī)構(gòu)。因而能獲得粒子均勻、粒徑分布范圍小的制品。3、粉碎時(shí)間短、結(jié)構(gòu)簡單、操作維修方便、占地面積小、低噪音、無振動(dòng)。4、粉碎效率高，能進(jìn)行連續(xù)粉碎。第一章物料的預(yù)處理及輸送在輸送管道中，空氣以高速流動(dòng)，借助高速氣流的動(dòng)能，使物料在氣流中呈懸浮狀態(tài)隨氣流流動(dòng)而實(shí)現(xiàn)輸送。主要用于松散顆粒物料如：大麥、大米、麥芽、地瓜干等的輸送。優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡單，占地面積小，費(fèi)用少；輸送距離和能力的可調(diào)性大；易于連續(xù)化和自動(dòng)化操作；在輸送中可實(shí)現(xiàn)物料的冷卻、加熱、干燥、粉碎等操作。缺點(diǎn)是能耗大、設(shè)備磨損大、不適于輸送潮濕和粘滯的物料。

第二節(jié)氣流輸送（風(fēng)力輸送）第一章物料的預(yù)處理及輸送一氣流輸送原理物料隨氣流在垂直管和水平管中的懸浮機(jī)理和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是不一樣的。（一）顆粒在垂直管中的懸浮和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)顆粒在靜止氣流中受到重力、浮力和阻力的作用。其合力為F合=F重-F浮-f阻開始時(shí)，f阻=0，即：F合>0，a>0顆粒加速向下運(yùn)動(dòng)；f阻逐漸增加，當(dāng)F合=0時(shí)，a=0顆粒以自由沉降速度（ut）等速降落；第一章物料的預(yù)處理及輸送當(dāng)氣流以u向上時(shí)：(1)若u=ut，顆粒在氣流中靜止，呈流態(tài)化狀態(tài)；(2)若u>ut，顆粒被氣流帶動(dòng)而實(shí)現(xiàn)氣流輸送；第一章物料的預(yù)處理及輸送（二）顆粒在水平管中懸浮和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)1、氣流為湍流時(shí)在垂直方向上的分速度所產(chǎn)生的力；2、氣速分布呈拋物線形，管中心處氣速大于管壁處氣速，由于速度差而引起靜壓差所產(chǎn)生的力；3、由于自身旋轉(zhuǎn)，在顆粒上下方有一個(gè)氣速差，而產(chǎn)生的力；4、由于顆粒形態(tài)不規(guī)則，產(chǎn)生氣流推力的垂直分力；5、顆粒碰撞產(chǎn)生垂直方向上的反作用力。第一章物料的預(yù)處理及輸送顆粒在管中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)當(dāng)氣流速度很大時(shí)，顆粒全部懸浮，均勻分布于氣流中，呈所謂懸浮流狀態(tài)。當(dāng)氣流速度降低時(shí)，一部分顆粒沉降于管下部，但沒有降落于管壁上。管截面上部顆粒稀薄，下部密集的兩相流動(dòng)狀態(tài)，此為懸浮輸送的極限狀態(tài)。當(dāng)氣流速度進(jìn)一步降低，顆粒從氣流中分離出來，沿管底滑動(dòng)并產(chǎn)生堆積，形成團(tuán)塊流。第一章物料的預(yù)處理及輸送二氣流輸送流程根據(jù)設(shè)備組合情況不同，氣流輸送的流程可分為真空輸送、壓力輸送和真空壓力輸送三種形式。1、真空輸送（吸引式氣流輸送）管道內(nèi)呈負(fù)壓狀態(tài)，空氣和物料被吸入輸送管，送到指定地點(diǎn)后，經(jīng)卸料裝置使物料與空氣分離，再經(jīng)閉風(fēng)閥卸出，空氣經(jīng)凈化后排放。特征：動(dòng)力裝置來源于真空泵或引風(fēng)機(jī)，并放置在流程的后部。2、壓力輸送動(dòng)力輸送裝置為鼓風(fēng)機(jī)或空壓機(jī)，放置于流程的最前端，使系統(tǒng)壓力前端高于后端。物料由加料器加入后，輸送到指定地點(diǎn)，分離后卸出。第一章物料的預(yù)處理及輸送3、壓力真空輸送動(dòng)力輸送裝置放置于流程的中部，使得前半部為真空輸送，而后半部為壓力輸送。能集中兩者的優(yōu)點(diǎn)。4、真空、壓力輸送比較a、當(dāng)從幾個(gè)不同的地方向一個(gè)卸料點(diǎn)輸送時(shí)，真空輸送最合適；當(dāng)從一個(gè)加料點(diǎn)向幾個(gè)地方輸送時(shí)，壓力輸送最合適。b、真空系統(tǒng)的供料器結(jié)構(gòu)簡單，而排料要有密封好的閉風(fēng)閥；壓力系統(tǒng)的加料要有密封好的閉風(fēng)閥，而卸料結(jié)構(gòu)簡單。c、壓力系統(tǒng)輸送能力大，距離長；真空系統(tǒng)輸送能力小，距離短。d、真空輸送運(yùn)行清潔，對環(huán)境污染較小。而壓力輸送易將粉塵帶入周圍的環(huán)境。第一章物料的預(yù)處理及輸送三氣流輸送系統(tǒng)的組成設(shè)備（一）進(jìn)料裝置1、吸嘴用于真空系統(tǒng)的進(jìn)料裝置。單管形吸嘴：被大量物料堆積封堵時(shí)，空氣不能進(jìn)入管道而使操作中斷。

喇叭形雙筒吸嘴：內(nèi)筒吸取物料，內(nèi)外筒之間的環(huán)隙是二次空氣的通道，外筒可調(diào)節(jié)，以獲取最佳操作位置。

固定形吸嘴：通過料斗加入系統(tǒng)。2、旋轉(zhuǎn)加料器（旋轉(zhuǎn)閥、閉風(fēng)閥）在壓力輸送中用作加料器，真空輸送中用作卸料器。工作原理：電機(jī)帶動(dòng)機(jī)殼內(nèi)旋轉(zhuǎn)葉片旋轉(zhuǎn)，葉片之間的空間可裝入一定量的物料，由上方裝入物料后旋轉(zhuǎn)到下部，由卸料口排出。旋轉(zhuǎn)閥的排料量與電機(jī)轉(zhuǎn)速有關(guān)。第一章物料的預(yù)處理及輸送（二）物料分離裝置1、旋風(fēng)分離器工作原理：帶有懸浮顆粒的的氣流，以一定的速度切線進(jìn)入分離器，沿器壁高速旋轉(zhuǎn)，在離心力的作用下，顆粒被拋?zhàn)驳奖谏?，滑落至錐底，由下部排出。氣體折轉(zhuǎn)向上，由中央出氣管排出。進(jìn)口氣速不宜過高，減輕顆粒對器壁的磨損。2、重力式分離器（沉降器）工作原理：帶有懸浮顆粒的氣流進(jìn)入沉降器后，由于管道與沉降器的直徑變化較大，氣速大大降低，物料因自身的重力而沉降，氣體由上部經(jīng)過濾后排出。第一章物料的預(yù)處理及輸送(三)空氣除塵裝置空氣除塵器的作用是：回收粉狀物料；凈化空氣；防止塵粒損壞真空泵。1、旋風(fēng)分離器（同前）進(jìn)口氣速控制在10-25m/s內(nèi)為宜；分離10μm以下的顆粒時(shí)，效率不高。2、布袋除塵器含塵氣流進(jìn)入布袋除塵器后，顆粒被截留在布袋內(nèi)，而清凈的氣體進(jìn)入到布袋內(nèi)由出口排出，粘附在布袋內(nèi)的顆粒受脈沖氣流的振動(dòng)而振落到下部排出。第一章物料的預(yù)處理及輸送3、濕式除塵器原理：利用水來捕集氣流中的粉塵，粉塵被截留在水中，凈化后的氣流由濕式除塵器的上部排出。特點(diǎn)：除塵效果較好，水中的粉塵可以回收，提高了收得率。但需要定期換水，對設(shè)備材質(zhì)要求較高，回收粉塵需要額外增加能耗。形式：水沫除塵、傘形孔板洗滌除塵等。四、氣流輸送系統(tǒng)的計(jì)算1、氣流速度氣流速度應(yīng)大于顆粒的懸浮速度。一般氣流速度范圍15m/s—25m/s。第一章物料的預(yù)處理及輸送2、混合比μs=Ws/Wa氣流輸送系統(tǒng)中，物料的質(zhì)量流量Ws（kg/h）與空氣質(zhì)量流量Wa（kg/h）的比值稱為混合比。反映了每1kg空氣所能輸送的物料量。

3、輸送空氣量和輸送管徑計(jì)算輸送空氣量：V=Ws/μs·

ρa(bǔ)(m3/h)Ws—輸送物料量（kg/h）μs—混合比ρa(bǔ)—空氣密度(kg/m3)輸送管直徑：D=（4V/3600π·ua)0.5ua—空氣流速（m/s）第一章物料的預(yù)處理及輸送

4、壓力損失計(jì)算a、加速段：P1=（C+μs）ρa(bǔ)ua2/2（Pa）b、水平段：P2=αH·λa·L/D·ρa(bǔ)ua2/2（Pa）λa=K(0.0125+0.0011/D)c、垂直管：P3=αV·λa·L/D·ρa(bǔ)ua2/2（Pa）d、彎管：P4=ζe

·μs·ρa(bǔ)ua2/2（Pa）e、重力分離器：P5=(1+0.8μs)·ζW

·ρa(bǔ)ua2/2（Pa）f、旋風(fēng)分離器：P6=ζS

·ρa(bǔ)ua2/2（Pa）c、空氣管：P7=λa·L/D·ρa(bǔ)u2/2（Pa）(直管)P8=ζS

·ρa(bǔ)u2/2（Pa）(彎管)第一章物料的預(yù)處理及輸送

總壓力失:ΔP=P1+P2+P3+P4+P5+P6+P7+P85、風(fēng)機(jī)選型風(fēng)機(jī)功率N=VP/η(W)η=0.5-0.7風(fēng)壓P=（1.1—1.2）ΔP(Pa)風(fēng)量V=（1.1—1.2）Va/3600(m3/s)低壓輸送用離心式通風(fēng)機(jī)；壓力稍高用羅茨鼓風(fēng)機(jī)或離心式鼓風(fēng)機(jī)；高壓用空氣壓縮機(jī)；真空輸送用往復(fù)式真空泵、水環(huán)式真空泵或羅茨鼓風(fēng)機(jī)；第一章物料的預(yù)處理及輸送一、帶式輸送機(jī)用于輸送塊狀和粒狀物料，也可用于整件物料的輸送?？蛇M(jìn)行水平和傾斜方向的輸送。工作原理：由鼓輪帶動(dòng)封閉的環(huán)形皮帶，物料在皮帶上靠摩擦力作用隨帶行進(jìn)，靠自重卸下。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、輸送能力大、動(dòng)力消耗低。但造價(jià)高，改向輸送需多臺機(jī)聯(lián)用。第三節(jié)輸送機(jī)械主要部件：帶、托架、鼓輪、傳動(dòng)裝置、張緊裝置、加料裝置和卸料裝置。帶：橡膠帶、鋼帶、鋼絲帶、塑料帶。托輥：間距與物料有關(guān)。>20kg成件間距不大于物品在輸送方向的長度的1/2。松散物料間距1～1.5m空載拖輥間距2～3m鼓輪：卸料端為主動(dòng)輪，加料端為從動(dòng)輪，起拉緊和轉(zhuǎn)向作用。第一章物料的預(yù)處理及輸送傳動(dòng)裝置：有閉式和開式兩種形式。張緊裝置：有重錘式和螺旋式兩種。加料裝置：有漏斗式和螺旋式加料器。卸料裝置：自重卸料、擋板引導(dǎo)卸料。二、斗式提升機(jī)可垂直和傾斜輸送散狀物料。工作原理：以膠帶或鏈條為牽引件，將一個(gè)個(gè)料斗固定在牽引件上，物料由斗提機(jī)的下部加入料斗，由轉(zhuǎn)鼓帶動(dòng)隨牽引件提升到頂部，繞過轉(zhuǎn)鼓后，由斗內(nèi)卸出，達(dá)到輸送的目的。1、料斗：深斗、淺斗、導(dǎo)槽式斗2、卸料方法：離心式、重力式3、加料方法：掏取式、喂入式4、轉(zhuǎn)鼓：上部主動(dòng)輪，下部從動(dòng)和張緊輪第一章物料的預(yù)處理及輸送

三、螺旋輸送機(jī)主要用于水平方向和傾斜方向松散物料的輸