食品机械与设备 实验指导书 农业工程系 机械与电子工程学院 二00五年四月
食品机械与设备 实验指导书 农业工程系 机械与电子工程学院 二 00 五年四月
实验一农产品清理分级设备实验 实验目的 农产品的清理和分级是对农产品进一步加工前必须进行的操作,它会直接影响农产品成 品的品质和商业等级。本实验的目的是熟悉农产品清理和分级的一般方法、设备的种类、结 构、工作原理。 二、实验设备 1.振动筛一台 2.比重去石机一台 3.种子清选机一台 4.窝眼精选机一台。 实验內容 (一)清理分级的基本概念、基本方法和原理: 清理机械主要用于谷物和坚果。为了使农产品的规格和品质指标达到标准,需要对物料 进行清理和分级。清理是指清除物料中的异物及杂质:分级是指对清理后的物料按其尺寸、 形状、密度、颜色或品质等特性分成等级。清理和分级作业的工作原理和方法有不少共同之 处,往往是在同一个设备上完成的 按照物料及杂质物理性质的不同,清理作业一般采用下列原理和方法: (1)依物料空气动力特性的不同采用气流情选法 (2)依尺寸的不同采用筛选法 (3)依形状的不同采用精选法 (4)依比重的不同采用重力分选法; (5)依磁性的不同采用磁选法 (6)依强度的不同采用撞击法 (7)依颜色的不同采用光电分选法。 (二)振动筛的结构和工作原理 振动筛是粮食加工中应用最广的一种筛选与风选相结合的清理设备,多用于第一道清理 工序,清除大、小及轻杂质 1.振动筛结构振动筛主要由进料装置、,筛体、吸风除尘装置、振动装置和机架等部 分组成。 进料装置的作用是保证进入筛面的物料流量稳定并沿筛面均匀分布,以提高清理效率
1 实验一 农产品清理分级设备实验 一、 实验目的 农产品的清理和分级是对农产品进一步加工前必须进行的操作，它会直接影响农产品成 品的品质和商业等级。本实验的目的是熟悉农产品清理和分级的一般方法、设备的种类、结 构、工作原理。 二、 实验设备 1. 振动筛一台； 2. 比重去石机一台； 3. 种子清选机一台； 4. 窝眼精选机一台。 三、 实验内容 （一） 清理分级的基本概念、基本方法和原理： 清理机械主要用于谷物和坚果。为了使农产品的规格和品质指标达到标准，需要对物料 进行清理和分级。清理是指清除物料中的异物及杂质；分级是指对清理后的物料按其尺寸、 形状、密度、颜色或品质等特性分成等级。清理和分级作业的工作原理和方法有不少共同之 处，往往是在同一个设备上完成的。 按照物料及杂质物理性质的不同，清理作业一般采用下列原理和方法： （1） 依物料空气动力特性的不同采用气流情选法； （2） 依尺寸的不同采用筛选法； （3） 依形状的不同采用精选法； （4） 依比重的不同采用重力分选法； （5） 依磁性的不同采用磁选法； （6） 依强度的不同采用撞击法； （7） 依颜色的不同采用光电分选法。 （二） 振动筛的结构和工作原理 振动筛是粮食加工中应用最广的一种筛选与风选相结合的清理设备，多用于第一道清理 工序，清除大、小及轻杂质。 1. 振动筛结构 振动筛主要由进料装置、，筛体、吸风除尘装置、振动装置和机架等部 分组成。 进料装置的作用是保证进入筛面的物料流量稳定并沿筛面均匀分布，以提高清理效率
进料量可以调节。 进料装置由进料斗和流量控制活门构成。按其构造有喂料辊和压力门进料装置两种。喂 料辊进料装置需要传动,只有筛面较宽时才采用。压力门进料装置结构简单,操作方便,喂 料均匀,特别是重锤压力门进料装置,动作灵敏,能随进料变化自动调节流量,故为筛选设 备普遍采用 筛体是振动筛的主要工作部件,它由筛框、筛子、筛面清理装置、吊杆、限振机构等组 筛体内装有三层筛面。第一层是接料筛面,筛孔最大,筛上物为大型杂质,筛下物为粮 粒及大杂,筛面反向倾斜。以使筛下物集中落到第二层筛面进料端。第二层是大杂筛面,以 进一步清理略大干粮粒的大杂。第三层为小杂筛面,筛孔较小,小杂从筛孔漏下,筛孔易堵 塞,为保证筛选效率,所以设有清理筛面装置清理筛面装置有橡皮球式和刷帚式两种 体 O= y 48=L CD=EF= 或 图1偏心振动机构工作示意图 图2自衡振动机构工什示意图 振动筛的两种振动机构: 1.曲柄连杆机构(见图1) 2.自衡振动机构(惯性振动机构)(见图2) 吊杆是筛体与机架的弹性连接杆,一般用板弹簧制造 限振装置是降低筛体振动的装置 因为筛体的工作频率一般是在超共振频 SNAMWIWIW 率内,这种筛子在启动或停车通过共振 区时,筛体的振幅会突然增大,容易损 坏机件,因此要设法消除在启动或停车 时产生的共振现象。常用的限幅减振装 vmmmmIIII 置有弹簧式或橡皮头缓冲式。 图3限振机构 2.工作原理图图3为偏心振动机构驱动筛体的示意图。由于筛体的吊杆及曲柄连杆 驱动机构的连杆较曲柄的长度大得多,可以认为筛体上各点均作直线简谐运动。 当振动筛的筛面作周期性往复振动时,可能出现下列不同情况:①物料相对筛面静止 ②物料沿筛面向下滑动:③物料沿筛面向上滑动:④物料在筛面上跳动。振动筛要求物料在 筛面上作上、下往复滑动且向下滑的距离大于向上滑的距离。 (一)重力分选设备 重力分选分干法重力分选及湿法重力分选。干法重力分选是应用振动和气流作用原理
2 图 3 限振机构 进料量可以调节。 进料装置由进料斗和流量控制活门构成。按其构造有喂料辊和压力门进料装置两种。喂 料辊进料装置需要传动，只有筛面较宽时才采用。压力门进料装置结构简单，操作方便，喂 料均匀，特别是重锤压力门进料装置，动作灵敏，能随进料变化自动调节流量，故为筛选设 备普遍采用。 筛体是振动筛的主要工作部件，它由筛框、筛子、筛面清理装置、吊杆、限振机构等组 成。 筛体内装有三层筛面。第一层是接料筛面，筛孔最大，筛上物为大型杂质，筛下物为粮 粒及大杂，筛面反向倾斜。以使筛下物集中落到第二层筛面进料端。第二层是大杂筛面，以 进一步清理略大干粮粒的大杂。第三层为小杂筛面，筛孔较小，小杂从筛孔漏下，筛孔易堵 塞，为保证筛选效率，所以设有清理筛面装置清理筛面装置有橡皮球式和刷帚式两种。 振动筛的两种振动机构： 1. 曲柄连杆机构（见图1） 2. 自衡振动机构（惯性振动机构）（见图2） 吊杆是筛体与机架的弹性连接杆，一般用板弹簧制造。 限振装置是降低筛体振动的装置， 因为筛体的工作频率一般是在超共振频 率内，这种筛子在启动或停车通过共振 区时，筛体的振幅会突然增大，容易损 坏机件，因此要设法消除在启动或停车 时产生的共振现象。常用的限幅减振装 置有弹簧式或橡皮头缓冲式。 2. 工作原理图 图 3 为偏心振动机构驱动筛体的示意图。由于筛体的吊杆及曲柄连杆 驱动机构的连杆较曲柄的长度大得多，可以认为筛体上各点均作直线简谐运动。 当振动筛的筛面作周期性往复振动时，可能出现下列不同情况：①物料相对筛面静止； ②物料沿筛面向下滑动；③物料沿筛面向上滑动；④物料在筛面上跳动。振动筛要求物料在 筛面上作上、下往复滑动且向下滑的距离大于向上滑的距离。 （一） 重力分选设备 重力分选分干法重力分选及湿法重力分选。干法重力分选是应用振动和气流作用原理
按物料组成的密度不同进行分选的方法 干法重力分选的典型设备是比重去石机和重力分选机。重力分送往往在筛选之后进行, 可分离按尺寸分选法所不能分离的一些杂质。 比重去石机 比重去石机是专门清除密度比粮粒大的并肩石(石子大小类似粮粒)等重杂质的一种先 进设备 (1)构造比重去石机由进料装置、筛体、风机、传动机构等部分组成。传动机构常 采用曲柄连杆机构或振动电机两种。 进料装置包括进料斗、缓冲匀流板、流量调节装置等组成 筛体与风机外壳固定连接,风机外壳又与偏心传动机构相连,因此,它们是同一振动体。 筛体通过吊杆支承在机架上 去石筛面一般用薄钢板冲压成双面突起鱼鳞形筛孔。筛面向后逐渐变窄,后部称作聚石 区,筛面与其上部的圆弧罩构成精选室,改变圆弧罩内弧形调节板的位置,可改变反向气流 方向,以控制石子出区含粮粒数。鱼鳞形冲孔去石筛面的孔眼均指向石子运动方向(后上方), 对气流进行导向和阻止石子下滑,它并不起筛理作用。 吹风系统包括风机、导风板、匀风板、风量调节装置等。气流进入风机,经过匀风板 去石筛面,穿过物料后,排放到机箱内循环使用 (2)工作原理比重去石机工作时,物料不断地进入去石筛面的中部,由于物料各成 分的密度及空气动力特性不同,在适当的振动和气流作用下,密度较小的谷粒浮在上层,密 度较大的石子沉入底层与筛面接触,形成自动分层。由于自下而上穿过物料的气流作用,使 物料之间孔隙度增大,降低了料层间的正压力和摩擦力,物料处于流化状态,促进了物料自 动分层。因去石筛面前方略微向下倾斜,上 层物料在重力、惯性力和连续进料的推力作 用下,以下层物料为滑动面,相对于去石筛H44 面下滑至净粮粒出口。与此同时,石子等杂 物逐渐从粮粒中分出进入下层。下层石子及 未悬浮的重粮粒在振动及气流作用下沿筛 面向后上滑,上层物料也越来超薄,压力减 小,下层粮粒又不断进入上层,在达到筛面 末端时,下层物料中粮粒已经很少了。在反 吹气流的作用下,少量粮粒又吹回,石子等 重物则从排石口排出 图4比重去石机的检查装置 比重去石机工作时,要求下层物料能沿 倾斜筛面向后上滑而又不在筛面上跳动,因此,其曲柄连杆机构的工作转速(或振动电机的 振动频率)应在n2及n3之间选择(参照振动筛所述)。 2.重力分选机(种子精选机) 重力分选机的主要工作部件为振动网面和风机(见图5)。振动网面由钢丝编织而成, 网面呈双向倾斜状态,纵向(即x向)倾角为α,横向(即y向)倾角为β。网面由振动 电机作往复振动,振动方向角(振动方向与水平面间的夹角)为E,网面同时受到自下而上 的气流作用。将物料置于网面上,料层厚度为δ,在机械振动和上升气流的作用下,物料呈 半悬浮状态,不同颗粒会按密度、尺寸、形状等差异沿铅垂方向分层排列。对于形状及尺寸 大致相同的颗粒,则按密度的不同产生自动分层的现象。在适当的振动气流参数下,下层密
3 按物料组成的密度不同进行分选的方法。 干法重力分选的典型设备是比重去石机和重力分选机。重力分送往往在筛选之后进行， 可分离按尺寸分选法所不能分离的一些杂质。 1. 比重去石机 比重去石机是专门清除密度比粮粒大的并肩石（石子大小类似粮粒）等重杂质的一种先 进设备。 （1） 构造 比重去石机由进料装置、筛体、风机、传动机构等部分组成。传动机构常 采用曲柄连杆机构或振动电机两种。 进料装置包括进料斗、缓冲匀流板、流量调节装置等组成。 筛体与风机外壳固定连接，风机外壳又与偏心传动机构相连，因此，它们是同一振动体。 筛体通过吊杆支承在机架上。 去石筛面一般用薄钢板冲压成双面突起鱼鳞形筛孔。筛面向后逐渐变窄，后部称作聚石 区，筛面与其上部的圆弧罩构成精选室，改变圆弧罩内弧形调节板的位置，可改变反向气流 方向，以控制石子出区含粮粒数。鱼鳞形冲孔去石筛面的孔眼均指向石子运动方向（后上方）， 对气流进行导向和阻止石子下滑，它并不起筛理作用。 吹风系统包括风机、 导风板、匀风板、风量调节装置等。气流进入风机，经过匀风板、 去石筛面，穿过物料后，排放到机箱内循环使用。 （2） 工作原理 比重去石机工作时，物料不断地进入去石筛面的中部，由于物料各成 分的密度及空气动力特性不同，在适当的振动和气流作用下，密度较小的谷粒浮在上层，密 度较大的石子沉入底层与筛面接触，形成自动分层。由于自下而上穿过物料的气流作用，使 物料之间孔隙度增大，降低了料层间的正压力和摩擦力，物料处于流化状态，促进了物料自 动分层。因去石筛面前方略微向下倾斜，上 层物料在重力、惯性力和连续进料的推力作 用下，以下层物料为滑动面，相对于去石筛 面下滑至净粮粒出口。与此同时，石子等杂 物逐渐从粮粒中分出进入下层。下层石子及 未悬浮的重粮粒在振动及气流作用下沿筛 面向后上滑，上层物料也越来超薄，压力减 小，下层粮粒又不断进入上层，在达到筛面 末端时，下层物料中粮粒已经很少了。在反 吹气流的作用下，少量粮粒又吹回，石子等 重物则从排石口排出。 比重去石机工作时，要求下层物料能沿 倾斜筛面向后上滑而又不在筛面上跳动，因此，其曲柄连杆机构的工作转速（或振动电机的 振动频率）应在 n2 及 3 n 之间选择（参照振动筛所述）。 2. 重力分选机（种子精选机） 重力分选机的主要工作部件为振动网面和风机（见图5）。振动网面由钢丝编织而成， 网面呈双向倾斜状态，纵向（即 x 向）倾角为 ，横向（即 y 向）倾角为 。网面由振动 电机作往复振动，振动方向角（振动方向与水平面间的夹角）为 ，网面同时受到自下而上 的气流作用。将物料置于网面上，料层厚度为 ，在机械振动和上升气流的作用下，物料呈 半悬浮状态，不同颗粒会按密度、尺寸、形状等差异沿铅垂方向分层排列。对于形状及尺寸 大致相同的颗粒，则按密度的不同产生自动分层的现象。在适当的振动气流参数下，下层密
大颗 D、小颗拉 图5重力分级机 .种子按密度分层及上、下层种子的纵间()分离b,种子在网面上的运动路线 L.喂料斗2.振动网面3.风机4出料边 度大的颗粒受到网面作用而沿纵向(x)上滑,上层密度小的颗粒不与网面接触,沿物料层 纵向下滑,形成了不同密度物料的纵向分离。由于网面横向倾斜角加之物料不断从高端喂入 使纵向分离的、不同密度的颗粒沿不同轨迹作横向(y向)流动。不同密度物料的纵向、横 向运动的轨迹不同,结果在网面出料边的不同位置上获得密度不同的各种颗粒。这是一种较 为有效的密度分选方法,它广泛用于种子精选上。种子在按尺寸分选之后,再用重力分选机 按密度不同进行分选,以除去病虫害籽粒及并肩石等杂物 (二)窝眼精选机的结构和工作原理 精选对其他清选方法只是相对而言,一般是在筛选之后进行的较为精确的分选。按颗粒 N 图6窝眼筒 a结构示意图b.种子分级c.种子清选 1.窝眼筒2.承种槽3.短物料螺旋输送器4.长物料螺旋输送器 长度不同分选常采用窝眼筒精选机及蝶片精选机,按形状不同分选常采用螺旋精选器。 窝眼筒精选机的工作部件是窝眼筒,其结构如图6所示。圆筒内壁上有许多均匀分布的 圆形窝眼(也称袋孔)。物料从转动的窝眼筒一端喂入,其中长度小子窝眼的物料容易进入 窝眼,并随窝眼筒回转至较髙的位置后,落入窝眼筒中部的承种槽2内,由槽中螺旋输送器 3推出:长度大于窝眼的颗粒不易进入窝眼,由筒底的螺旋输送器4推出。窝眼筒常用于种 子按长度分级或清选上
4 度大的颗粒受到网面作用而沿纵向（ x ）上滑，上层密度小的颗粒不与网面接触，沿物料层 纵向下滑，形成了不同密度物料的纵向分离。由于网面横向倾斜角加之物料不断从高端喂入， 使纵向分离的、不同密度的颗粒沿不同轨迹作横向（ y 向）流动。不同密度物料的纵向、横 向运动的轨迹不同，结果在网面出料边的不同位置上获得密度不同的各种颗粒。这是一种较 为有效的密度分选方法，它广泛用于种子精选上。种子在按尺寸分选之后，再用重力分选机 按密度不同进行分选，以除去病虫害籽粒及并肩石等杂物。 （二） 窝眼精选机的结构和工作原理 精选对其他清选方法只是相对而言，一般是在筛选之后进行的较为精确的分选。按颗粒 长度不同分选常采用窝眼筒精选机及蝶片精选机，按形状不同分选常采用螺旋精选器。 窝眼筒精选机的工作部件是窝眼筒，其结构如图 6 所示。圆筒内壁上有许多均匀分布的 圆形窝眼（也称袋孔）。物料从转动的窝眼筒一端喂入，其中长度小子窝眼的物料容易进入 窝眼，并随窝眼筒回转至较高的位置后，落入窝眼筒中部的承种槽 2 内，由槽中螺旋输送器 3 推出；长度大于窝眼的颗粒不易进入窝眼，由筒底的螺旋输送器 4 推出。窝眼筒常用于种 子按长度分级或清选上