《生物加工过程及工程设备》物质原料处理过程与设备

第一篇生物质原料处理设备,第一章生物质原料处理过程与设备,内容,第一节生物质原料筛选与分级第二节生物质原料的粉碎第三节生物质原料固体间的混合,第一节生物质原料筛选与分级,1、生物质原料筛选与分级设备,1.1磁力除铁器（1）永磁溜管23个盖板，每个盖板上装有两组前后错开的磁铁。连续磁选、拆板清理。,（2）永磁滚筒机构包括进料装置、滚筒、磁芯、机壳和传动装置等。磁芯，由锶钙铁氧体永久磁铁和铁隔板按一定顺序排列成170的圆弧形，安装在固定的轴上。磁芯一般固定不动。,RCYG永磁传动滚筒,1.2精选机精选目的：除杂粒，除去伤残粒，因为大麦发芽时伤粒易生霉。精选机适用于颗粒状物料，按颗粒长度分级。精选机理：利用带有袋孔（窝眼）的工作面来分离杂粒物料，袋孔中嵌入长度不同的颗粒，带升高度不同而分离。,（1）碟片式精选机,主要构件是一组同轴安装的圆环形铸铁碟片，其两侧工作面制成许多特殊形状的袋孔，当碟片在粒状物料中转动时，短粒物料就会被嵌入袋孔而被带到较高位置，由于孔底逐步向下倾斜，短粒物料受本身重力作用再从袋孔中倒出，落入收集槽中。长粒物料因其长度较袋孔长，虽有可能进入袋孔，但因其重心仍在袋孔之外，当碟片还未带到一定高度，即从袋孔中滑落，因而达到长短粒物料的分离目的。,(2）滚筒式精选机主要构件是一个表面开有袋孔的旋转圆筒。长粒物料不能进入袋孔，在进料压力和滚筒倾斜的影响下向滚筒另一端移动流出，短粒物料则嵌入袋孔被带到较高位置，落入中央收集槽中，由螺旋输送机送出从而得到分离。,滚筒式精选机,1.3筛选分级设备生产中往往需要将粒度的不同物料分级，来进行不同的处理，这就需要筛选分级。筛选操作筛选设备一般分为振动筛和转筒筛两种。（1）振动筛筛选和风选三级振动筛平面筛,振动筛,DZSF电动振动筛,Sweco圆形筛分机,振动筛生产能力计算,，kg/hB：筛宽，m；q:单位筛宽流量，kg/(m.h)近似计算：，kg/hB0-筛面有效宽度，m;h-筛面物料层厚度，m，h=12d，d为物料最大直径Vcp-物料沿筛面运动的平均速度，m/s-物料松散系数，取0.360.64-物料的密度，kg/m3,（2）转筒筛物料从小孔端进入，由大孔端排出，从而分出三个级粒。倾斜角35圆周速度0.71.0m/s滚筒筛产能：G=qDLq-单位筛面负荷量，kg/m2；D-筛面直径，m；L-筛筒长度，m；-筛面有效系数,2、生物质原料的粉碎,粉碎指大块固体物料破碎成小块物料，或小块物料进一步破碎成粉末状物料。物料粉碎的必要性：溶解、混合和反应。,机械粉碎的5种形式（5种粉碎力）：挤压、冲击、研磨、劈力和剪切。粒径范围:粗碎.原料粒度401500mm，成品粒度550mm中细碎.原料粒度550mm，成品粒度0.15mm微粉碎.原料粒度510mm，成品粒度100m超微粉碎.原料粒度0.55mm，成品粒度1025m,粉碎比（粉碎度），粉碎前后的粒度比。粉碎比，粗碎为26，中、细碎为550，磨碎为50以上。总粉碎比是经过几道粉碎步骤后的总结果。根据物料的特性，以及粉碎要求选择合适的粉碎方法。任何一种粉碎机，都是几种方法的结合。,粉碎设备：（1）锤式粉碎机适用范围:中等硬度物料的中、细碎，脆性物料。锤刀：可拆换，可摆动避开硬物。高碳钢和锰钢，可两头调换使用。工作原理：物料从上方料斗加入，在悬空状态下就被锤的冲击力所破碎。然后物料被抛至冲击板上，再次被击碎。此外物料在机内还受到挤压和研磨的作用。,锤式粉碎机,产能与动力消耗计算,产能：圆孔V0=/4*d02dd0-筛孔直径，m；d-产品粒度，m；-排料系数方孔：V0=LCd总产能：V=60V0KnZK-锤刀排数；n-转速，r/min；Z-总孔数动力消耗：NAD2LnA-系数；D-锤刀末端直径，m；L-转子轴向长度，m；n-转速，r/min；,（2）盘磨机两个带沟纹的圆盘，一个和轴一起转动，另一个固定在外壳上，物料由料斗进入圆盘中心，由于离心力的作用，物料在两个圆盘缝隙中向外甩出，并受到圆盘的研磨和剪切作用而被粉碎，间隙可调。若两圆盘同时反向旋转，则研磨剪切作用更强。,盘磨机,（3）球磨机由转筒和硬质球体组成。球体随筒旋转而升起，当球的重力大于所受的离心力时落下，对物料产生撞击，同时靠近筒壁的物料也可为圆球所研磨，转速过快和过慢都没有撞击作用，粉碎效果差。通常，球磨机的合适转速可按下式求得：D转筒直径（m）圆球由硬质耐磨材料制成，如锰钢、铬钢、辉绿岩等，也可选用鹅卵石。,球磨机,湿法粉碎设备,无粉尘分散微粒化、广泛湿式粉碎设备主要包括输料装置、加料器、粉碎机和加热器等几部分可用于生物行业、染料、涂料、颜料、医药、农药、合成纤维、皮革化工及化妆品、电子、食品等行业,（4）辊式粉碎机a.两辊式粉碎机主要工作机构为两个相对旋转的平行装置的圆柱形辊筒，物料通过辊筒对其的摩擦作用而被拖入两辊的间隙中被粉碎。辊筒：有的表面光滑，有的表面有齿、有的表面有凸棱或凹槽。作用力：挤压、剪切和研磨。（等速转动，有转速差）,b.四辊式粉碎机原料经第一对辊筒粉碎后，由筛选装置分离出皮壳排出，粉粒再进入第二对辊筒粉碎。c.五辊式粉碎机前三个辊为光辊，后两个为丝辊。即先挤压破碎，可以使生物质原料的皮壳不致粉碎的太细而影响后序工作最后挤压研磨粉碎成细粒细粉。,d.六辊式粉碎机同五辊式粉碎机，三对辊筒，前两对为光辊，后一对为丝辊。辊式粉碎机生产能力及功率计算,粉碎视频,产能及功率计算,产能计算：Q=120DnLbD-辊筒直径，m；L-辊筒长度，m；n-辊筒转速，r/min；b-隙宽，（0.1-0.15mm）；-物料容量，kg/m3；-填充系数功率计算：N=0.735KG/dnK-系数，取100110；G-产能，t/h；d-麦芽腹径，cm；N-滚筒转速，r/min；,超细粉碎,理化性质改变大生物材料难处理应用有限，发展迅速,超微粉碎机械,超微粉碎振动磨胶体磨冲击式超微粉碎机,JTM-系列胶体磨,大型超细搅拌磨气流超细粉碎机,超微粉碎应用:提升珍珠价值纳诺卡,3.生物质原料固体间的混合固体混合依靠机械作用，粒状成分在混合的同时，因为性质差别，同时伴以分离过程，所以，这种混合只能达到总体的均匀而不能达到局部的均匀性。（1）固体混合的机理对流混合：固体粒子的循环流。剪切混合：粒子间相互滑动和撞击产生。扩散混合：存在状态不同而产生的局部混合作用。,（2）混合设备a.回转型混合机水平圆筒型混合机与倾斜圆筒型混合机水平圆筒型混合机仅靠扩散作用混合，效率低。倾斜圆筒型混合机混合效果较好，有两种倾斜方式，两轴心重合并与水平面成一定角度，物料作螺旋混合。另一种是圆筒轴和旋转轴成一角度，物料呈复杂的环状移动。,V型混合机由两个圆筒V型交叉结合，交角80或81，减小交角可提高混合程度。主要靠粒子反复的分离与合一而达到混合作用。双锥型混合机b.固定型混合机搅拌槽式混合机：螺旋带状搅拌器，中心两端搅拌。回转圆盘型混合机：高速旋转的圆板离心力作用。,ZX型双锥高效混合机,CH-系列双浆槽式混合机,CH-系列单浆槽式混合机,锥形混合机：锥形内的螺旋推进器既公转也自转。自转使物料自底部上升，公转作用使物料全范围内产生漩涡和上下循环运动。流动型混合机：高速回转的搅