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作。品质指标：个体尺寸、质量、

2、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

3、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

4、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）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、

5、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。

6、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

7、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

8、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

9、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

10、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

11、，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

12、、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

13、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

14、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，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

15、）三线圈平衡原理通过产品不含金属时三线圈平衡，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。n

16、 典型检测性能：直径2mm球形非磁性金属&所有直径于1.5mm球形磁性金属颗粒。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 金属颗粒的大小、形状和(相对于线圈的)取向非常重要，金属探测器的灵敏度设置应当考虑这些因素。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 食品种类影响n 有些食品(诸如干酪、鲜肉、热面团、果酱和腌菜)，即使在无金属出现的情况下，所具有的电导率仍然使金属探测器产生信号。

17、这一现象称为“产品效应”。n 有必要了解这一现象，以便与探测器厂商联络，确定补偿产品效应的最佳方案。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 金属探测器与剔除n 探测的最终目的：除去混合入的金属或受金属污染的产品;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

18、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。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

19、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