食品工厂机械与设备第四章01

1、食品工厂机械与设备第四章 分选分离机械与设备 l 分选目的 n对原料分选可提高食品商品价值、加工利用率、 产品质量和生产效率。 n半成品和成品中不合格品选别剔除。 第一节 分选机械设备 食品工厂机械与设备第四章 分选分离机械与设备 第一节 分选机械设备 一、一、分选概念及其机械设备类型 二、筛分式分选机械设备 三、基于力学的分选机械 四、光学原理分选机械 五、金属及异杂物识别机械 食品工厂机械与设备第四章 分选分离机械与设备 一、分选概念及其机械设备类型一、分选概念及其机械设备类型 (一) 分选概念 l 分选指以分级和选别为目的的分离操作。 l 分级：按照品质指标将食品物料分离成不同等级 的操

2、作。品质指标：个体尺寸、质量、形状、密 度、外表颜色以及内在品质等。 食品工厂机械与设备第四章 分选分离机械与设备 一、分选概念及其机械设备类型一、分选概念及其机械设备类型 (一) 分选概念 l 选别是将不合格个体及异杂物从食品物料中剔除 的操作。 u 食品物料：原料、未包装或已经包装半成品。 u 合格标准：物料完好程度、颜色、质量、质 地、是否含异杂物等。 u 异杂物：常指枝叶、包装物碎片、金属碎片 等。 食品工厂机械与设备第四章 分选分离机械与设备 一、分选概念及其机械设备类型一、分选概念及其机械设备类型 (一) 分选概念 l 分级与选别操作目的不同，但操作原理相同，均 包括分离对象识别和

3、分离动作执行两部分任务。 l 生产规模小，且可直接识别的分选操作一般可由 人工完成。 l 大规模生产或无法直接识别的分选操作，往往需 采用机械设备来完成。 食品工厂机械与设备第四章 分选分离机械与设备 一、分选概念及其机械设备类型一、分选概念及其机械设备类型 (二)分选机械设备类型 l 这类设备的分类依据：识别原理、分选目的和分 选对象。 l 分选机械按对象识别原理可分为筛分、力学、光 学、电磁学等大类，各类又可按照识别参数为分 若干类。 食品工厂机械与设备第四章 分选分离机械与设备 一、分选概念及其机械设备类型一、分选概念及其机械设备类型 (二)分选机械设备类型 食品工厂机械与设备第四章 分

4、选分离机械与设备 二、筛分式分选机械设备 l 筛分机械设备是根据物料几何形状及其粒度差异，用带有 孔眼的筛面对物料进行分选的机器，应用极为广泛。机械 筛分的对象物可小至面粉、乳粉，大到蘑菇、柑橘等。 （一）滚筒式分级机 l 这类分机利用开孔滚筒将不同大小的原料分离开。可以将 不同大小的筛孔开在一个滚筒的不同段，也可以利用多个 同向转动、开有不同大小筛孔的滚筒实现分离。 食品工厂机械与设备第四章 分选分离机械与设备 二、筛分式分选机械设备 l （一）滚筒式分级机 一种滚筒式分级机的结构如图4.1所示，主要由. 等构成。 食品工厂机械与设备第四章 分选分离机械与设备 二、筛分式分选机械设备 （一）

5、滚筒式分级机 l工作原理 n级数筛孔规格数 n进口到出口，小的先出大的后出 食品工厂机械与设备第四章 分选分离机械与设备 二、筛分式分选机械设备 （一）滚筒式分级机 l 滚筒 u是一变孔径的筒状筛，沿轴向从进口到最后出口依孔 径从小到大分为几组，组数为需分级数减1，最后一 级物料直接从滚筒的末端排出。 u滚筒可用不同方式绕其轴转动。但目前多采用摩擦轮 方式驱动。 u为了制造方便，整体滚筒分成几节筒筛，筒筛之间用 角钢连接作为加强圈，如用摩擦轮传动，则又作为传 动的滚圈。 食品工厂机械与设备第四章 分选分离机械与设备 二、筛分式分选机械设备 （一）滚筒式分级机 l柑橘用滚筒分级机 三个多孔 转筒

6、 n 用于柑橘、樱桃等物料分级。 n 物料在转筒作用下沿其外表先后经 过各转筒，当物料小于孔眼时，便 落入相应转筒内，再流入集料槽。 如此可分离得到大小不同的物料。 n 根据工厂规模和进入原料量不同， 转筒的数目以24个组合为宜， n 分级数为转筒数加1。 小中大 最 大 食品工厂机械与设备第四章 分选分离机械与设备 二、筛分式分选机械设备 （二）三辊式果蔬分级机（图4. 3） 升降分级辊升降分级辊 固定分级辊固定分级辊 出料输送带出料输送带 食品工厂机械与设备第四章 分选分离机械与设备 二、筛分式分选机械设备 （二）三辊式果蔬分级机 l三辊分级原理图（图三辊分级原理图（图4. 4） 可以落下

7、可以落下不能落下不能落下 分级菱形孔 食品工厂机械与设备第四章 分选分离机械与设备 二、筛分式分选机械设备 （二）三辊式果蔬分级机 l特点特点 n生产能力强， n分级准确， n无冲击现象，果蔬损伤小， n但结构复杂、造价高， n适用于大型水果加工厂。 食品工厂机械与设备第四章 分选分离机械与设备 三、基于力学的分选机械 （一）气流分选机械 气流分选法是指根据物料颗粒的空气动力学特性进行物 料分选的方法。物料在空气中受到的作用力因其尺寸、形态、 密度等不同而异，以至于其在外力(包括空气作用力、重力及 浮力)作用下表现出不同的运动状态，从而可利用这种运动状 态差异达到分选目的。基于气流分选原理的分

8、选设备，可有 不同形式以适应不同的应用。 食品工厂机械与设备第四章 分选分离机械与设备 三、基于力学的分选机械 （一）气流分选机械 1 垂直气流分选机（图4.5） l 轻杂物悬浮速度气流速度,而下 降，从而实现谷物与轻杂物的清选 分离。 l 通过调整不同的气流速度可对多种 谷物豆类进行除杂清理。 原料原料 空气空气+微粒微粒 空气空气 重粒重粒 食品工厂机械与设备第四章 分选分离机械与设备 三、基于力学的分选机械 （一）气流分选机械 1 水平气流分选机（图4.） 空气 空气+微粒 重粒轻粒 原料 食品工厂机械与设备第四章 分选分离机械与设备 三、基于力学的分选机械 （一）气流分选机械 水平气流

9、分选机（图4.） l 颗粒在气流和自身重力共同作用下因着陆位置不同而分 离。 l 大颗粒落在近处，小颗粒被吹到远处，更细小颗粒则随 气流进入后续分离器(如布袋除尘器、旋风分离器)被分 离收集。 l 适合较粗(200m)颗粒分级，不适合凝聚性微粉分级。 l 调整不同的气流速度可对多种谷物豆类进行除杂清理。 食品工厂机械与设备第四章 分选分离机械与设备 三、基于力学的分选机械 （二）重量分级机 l 可对水果、家禽、蛋类等 进行分级。 l 一般有称重式（较多用） 和弹簧式两种。 l 一种称重式果品分级机(图 4.7) 食品工厂机械与设备第四章 分选分离机械与设备 三、基于力学的分选机械 （二）重量分

10、级机 l称重式果品分级机(图4.7) n结构： u由喂料台、固定秤、带料 盘的移动秤、输送辊子链、 移动秤轨道、接料槽等组 成。 u移动秤约4080个，随辊 子链在轨道上移动。 u固定秤按分级数定，它固 定在机架上，托盘上装有 分级砝码。 接料槽 移动秤 食品工厂机械与设备第四章 分选分离机械与设备 三、基于力学的分选机械 （二）重量分级机 l称重式果品分级机(图4.7) n原理：移动盘物料与固定 秤砝码比较，达到设定值 触发分离针出盘，达不到 继续向前。 接料槽 食品工厂机械与设备第四章 分选分离机械与设备 四、光学原理分选机械 l两种类型 n光电测距原理：适用于(如水果、蔬菜等)个体较大且

11、大 小差异明显物料的分级。 n比色原理常用于(如花生、葡萄等)个体较小、粒度均匀、 但外表颜色差异可测物料的选别。 n虽然识别原理上这两类很大差异，但系统构成有类似性， 基本上由供料、检测传感、信号处理与控制电路，以及 剔除动作执行系统等四部分构成。 食品工厂机械与设备第四章 分选分离机械与设备 四、光学原理分选机械 （一）光电式果蔬分级机 利用光电测距原理识别大小。非接触式，物料机械损伤 少，有利于实现自动化。有三种形式： 1光束遮断式果蔬分级机图4.8 (1) d 接收器对 水果 发射器对 输送带 平行光线距离 平行光线：若干对， 前面的距离大，后 面的距离小 如果水果直径d,能同时遮断两

12、束光线，通知执行器采取行 动。否则没有动作，水果继续前行,直到能遮断为止。 食品工厂机械与设备第四章 分选分离机械与设备 四、光学原理分选机械 （一）光电式果蔬分级机 脉冲计数式果蔬分级机图4.8 () 接收器 水果 中间开口的 托盘输送带 脉冲光线 发光器 托盘每移动a距离一个脉冲束 n=果实运行中遮挡脉冲次数 测得的果实直径na 根据“”，由微机与分级 尺寸指标比较，发出动作指 令 食品工厂机械与设备第四章 分选分离机械与设备 四、光学原理分选机械 （一）光电式果蔬分级机 屏障式果蔬分级机图4.8 (3,4) 接收器 水果 输送带 光束屏障 发光器 (3)水平式()垂直式 l原理：根据光束

13、 屏中被遮挡光束数， 可求出果实的高度， 再结合各光束被遮 挡的时间，经积分 可求出果实平行于 输送带移动方向的 侧向投影面积。得 到的面积经微机比 较可以给执行机构 发出分级动作指令。 食品工厂机械与设备第四章 分选分离机械与设备 四、光学原理分选机械 （二）色选机 l利用食品物料颜色差别进 行分选。 l也需要两方面系统配合。 一颜色识别；二是分选分 流操作机构。 l一种色选机系统如图4.9所 示：由.部分组成。 食品工厂机械与设备第四章 分选分离机械与设备 四、光学原理分选机械 （三）其它光学识别原理分级 尚有两类与光学有关的识别系统。 一类是无损伤食品内在品质识别系统，另一类 是食品外观

14、识别系统。 这两类识别系统与相应的控制及执行机构进行 结合，便可制成各种形式的食品识别分选系统设备。 食品工厂机械与设备第四章 分选分离机械与设备 四、光学原理分选机械 （三）其它光学识别原理分级 l食品外观识别系统（图4.10） 识别对象 摄象 将摄取图与转换成数字信号 l采集的数字信 号与标准比较 l根据比较结果 发出控制信号 食品工厂机械与设备第四章 分选分离机械与设备 四、光学原理分选机械 （三）其它光学识别原理分级 l无损伤食品内在品质识别系统原理 n 被测食物在特定波长(如红外或紫外区)处的吸光度(或透光 率)，与存储于系统的标准级别食物的吸光度(或透光率)进 行比较，根据比较结果

15、，作出分级处理的判断。 n 利用这种原理，可以根据果实的糖度、酸度、成熟度等内 容品质进行分级。因为，这些内存指标往往可以通过特定 波长的吸收或透过情况得到反映。 食品工厂机械与设备第四章 分选分离机械与设备 五、金属及异杂物识别机械 食品加工过程中，不可避免地会受到金属或其 它异物的污染。为此，在食品生产线中(尤其是自动 化和大规模生产过程中)，由于产品安全、设备防护、 法规或(客户)合同要求等原因，往往需要安装金属 探测器或异物探测器。 食品工厂机械与设备第四章 分选分离机械与设备 五、金属及异杂物识别机械 （一）金属探测器 l 工作原理 （图4.11）三线圈平衡原理 通过产品不含金属 时

16、三线圈平衡，输 出为零，如有产品 含有金属，输出不 为零，发出报警或 其他执行指令。 食品工厂机械与设备第四章 分选分离机械与设备 五、金属及异杂物识别机械 （一）金属探测器 l 工作环境要求 n通常要求有一个无金属区，装置周围一定空间范围内不能 有任何金属结构物(如滚轮和支承性物)。 n相对于探测器，一般要求紧固结构件的距离约为探测器高 度的1.5倍，而对于运动金属件(如剔除装置或滚筒)需要2 倍于此高度的距离。 食品工厂机械与设备第四章 分选分离机械与设备 五、金属及异杂物识别机械 （一）金属探测器 l 检出极限 n 可检出铁性的和非铁性金属。 n 探测性能与物体磁穿透性能和电导率有关。

17、n 典型检测性能：直径2mm球形非磁性金属 n 剔除机械:要能保证百分之百将污染物剔除。 n 在此前提下，应当尽量减少因剔除金属或金属污染产品而 引起的未受污染的产品损失。被剔除的受污染产品要收集 在一个不再回到加工物流的位置 食品工厂机械与设备第四章 分选分离机械与设备 五、金属及异杂物识别机械 （一）金属探测器 l 三种基本安装构型 n 管线式（图4.12) 执行机构 通常将被探测到含 有污染物的物流分 流到一个容器中。 食品工厂机械与设备第四章 分选分离机械与设备 五、金属及异杂物识别机械 （一）金属探测器 l 三种基本安装构型 n 传送带式 u应用最普遍，探测器与 各式剔除装置组合。

18、u一种人工完成剔除的金 属探测器（图4.14）。 食品工厂机械与设备第四章 分选分离机械与设备 五、金属及异杂物识别机械 （一）金属探测器 l 三种基本安装构型 n 传送带式 u与剔除装置结合的传 送带式金属探测器 p喷嘴式(图4.13) 食品工厂机械与设备第四章 分选分离机械与设备 五、金属及异杂物识别机械 （一）金属探测器 l 三种基本安装构型 n 传送带式 u与剔除装置结合的 传送带式金属探测 器 p可重定位传送 带式(图4.13) 食品工厂机械与设备第四章 分选分离机械与设备 五、金属及异杂物识别机械 （一）金属探测器 l 三种基本安装构型 n 传送带式 u与剔除装置结合的 传送带式金

19、属探测 器 p可逆转传送带 (图4.13) 检测到金属, 带子逆转, 金属落入料槽 食品工厂机械与设备第四章 分选分离机械与设备 五、金属及异杂物识别机械 （一）金属探测器 l 三种基本安装构型 n 自由落体式 u通常与快速执行阀或折射板及控制机构等组成一个 系统，安装在供料装置落下的物料通道上。 u类似于色选机(见图4.9)原理，不同处是此处识别并 剔除的是金属异物。 u通常与干物料充填机组合安装，但也适用于其它可 从容器落下物料的探测。 食品工厂机械与设备第四章 分选分离机械与设备 五、金属及异杂物识别机械 （二）X射线异物探测器 l 在食品加工业中应用始于20世纪在70年代后期。 l 随着图像处理技术的发展以及先进快速微处理机 的应用，利用X射线探测器全自动地检测食品已 成为可能。 食品工厂机械与设备第四章 分选分离机械与设备 五、金属及异杂物识别机械 （二）X射线异物探测器 l探测原理 n 基于X射线“成像”比较原理。 n X射线是短波长(10-9m)高能射线，可穿透(可见光不透的) 生物组织和其它材料。 n 透过这些材料时，X射线能量会发生衰减。物体不同, X射线 衰减程度不同. n 检测到的是X射线经处理的二维图像。 n 这种图像与标准图像比较，可判断被测物是否含异常物体。 食品工厂机械与设备第四章 分选分离机械与设备 五、金属及