固体物料的粉碎设备

固体物料的粉碎设备第1页，课件共103页，创作于2023年2月生物工程设备

第2页，课件共103页，创作于2023年2月发酵工艺组成部分

菌种选育培养基制备↓↓

种子培养→发酵罐→产物的提取精制↑无菌空气第3页，课件共103页，创作于2023年2月底物生物反应器检测控制仪表培养基（灭菌）经加工原料酶细胞生物催化剂（游离或固定化）机械能除菌空气产品提取纯化副产品产品废物热能原材料营养物典型工业生物技术过程第4页，课件共103页，创作于2023年2月

物料处理与培养基制备生物反应器过滤、离心与膜分离设备萃取设备课程内容第5页，课件共103页，创作于2023年2月

离子交换设备蒸发与结晶设备干燥设备空气净化除菌设备物料输送系统设备设备与管道的清洗与杀菌课程内容第6页，课件共103页，创作于2023年2月掌握内容设备的用途设备的工作原理设备的使用场合设备的选型方法第7页，课件共103页，创作于2023年2月第一章

物料处理与培养基制备

第8页，课件共103页，创作于2023年2月

固体物料的处理与粉碎设备液体培养基的制备及杀菌设备第9页，课件共103页，创作于2023年2月第一节固体物料处理与粉碎设备第10页，课件共103页，创作于2023年2月固体物料的处理清理：指清除异物或杂质。可以用手拣、洗涤、风选、筛选、磁选、光选等方法来进行。分级：指把清理过的产品按质量不同分离开来，其质量可按照尺寸、形状、密度、结构和颜色来划分。定级：指按商业价值和用途划分品级，与物理分级时所公认的考虑因素相比，定级取决于更多的因素，如物理因素、化学因素、生物学因素等。第11页，课件共103页，创作于2023年2月物料清理与分级的方法空气动力学特性的不同——气流清选法;颗粒大小的不同——筛选法;颗粒形状的不同——精选;比重的不同——干法比重分选和湿法比重分选;磁性的不同——磁选法;弹性的不同——撞击法;颜色的不同——光电分选法。第12页，课件共103页，创作于2023年2月一、磁力除铁器

谷物除铁的目的是将夹杂在谷物中的金属杂物除去。谷物除铁多采用磁选。磁选设备按结构形式的不同分为一般的磁钢装置（固定形磁钢装置）及永磁滚筒两种。第13页，课件共103页，创作于2023年2月固定形磁钢装置（平板式磁分离器）将永久磁钢根据需要的数量组合起来，可分散装置在谷粒经过的加料斜槽或在加工设备之前集中装置。成排的磁钢两端用夹板和螺丝固定在机体的上部或底部。第14页，课件共103页，创作于2023年2月平板式磁铁分离器由若干块磁铁排成一排，镶在木槽中，磁极露在物料通过的倾斜平面上。第15页，课件共103页，创作于2023年2月

第16页，课件共103页，创作于2023年2月

若磁钢装在物料层的上部，则磁极面与斜槽的距离，对大麦物料不宜超过20mm；物料应摊成均匀的薄层流过磁极面，大麦物料通过的厚度不宜超过12mm。若磁钢安装在料层底部时，在磁极面的下方应开设一条积存杂质的凹槽。此种装置比较简单，但除杂质效果较差，必须定时对磁极面进行人工清理。第17页，课件共103页，创作于2023年2月（2）永磁滚筒（旋转式磁分离器）由转动的外筒和其中固定不动的磁铁芯（170°的半圆形芯子）两部分组成。第18页，课件共103页，创作于2023年2月

磁钢的排列第19页，课件共103页，创作于2023年2月

CXY－25型永磁滚筒的结构1.上机体2.磁铁滚筒3.下机体4.蜗轮减速器5.电动机6.铁隔板7.拨齿8.观察窗9.大麦出口10.盛铁盒第20页，课件共103页，创作于2023年2月永磁滚筒第21页，课件共103页，创作于2023年2月二、精选及分级设备

精选：按籽粒长度和形状不同进行分选的方法叫做精选。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。大麦的分级是要把腹径大小不同的麦粒分开。第22页，课件共103页，创作于2023年2月1．精选机精选是利用杂粒与大麦长度不同的特点进行分离。常用的精选机有碟片式和滚筒式2种，都是利用带有袋孔（窝眼）的工作面来分离杂粒。袋孔中嵌入长度不同的颗粒，带升高度不同而分离。第23页，课件共103页，创作于2023年2月（1）碟片式精选机工作原理碟片式精选机的主要构件是一组同轴安装的圆环形铸铁碟片，碟片的两侧工作面制成许多特殊形状的袋孔。第24页，课件共103页，创作于2023年2月

碟片的工作情况

1.碟片2.叶片3.短粒出口4.盛物槽第25页，课件共103页，创作于2023年2月碟片式精选机第26页，课件共103页，创作于2023年2月

结构：

主要由机壳、装有碟片的轴和螺旋输送机（绞龙）等组成。第27页，课件共103页，创作于2023年2月

碟片精选机结构

1.进料口2.碟片3.轴4.轴承5.绞龙6.大链轮7.小链轮8.链条

9.隔板10.孔11.长粒物粒出口12.淌板第28页，课件共103页，创作于2023年2月

碟片上袋孔的大小、形状，可根据籽粒长度的粒度曲线来确定。碟片精选机的优点是工作面积大，转速高，产量比滚筒精选机大；而且各种不同的袋孔可用于同一机器中；碟片损坏可以更换。缺点是碟片上的袋孔容易磨损。第29页，课件共103页，创作于2023年2月碟片精选机第30页，课件共103页，创作于2023年2月（2）滚筒精选机滚筒精选机是另一种利用袋孔（窝眼）来分离杂质的机器。滚筒精选机的主要工作构件是一个内表面开有袋孔的旋转圆筒。第31页，课件共103页，创作于2023年2月

滚筒的工作情况1.滚筒2.袋孔3.绞龙

4.收集槽第32页，课件共103页，创作于2023年2月

第33页，课件共103页，创作于2023年2月滚筒精选机的结构第34页，课件共103页，创作于2023年2月

根据滚筒转速差别分为快速滚筒精选机和慢速滚筒精选机。按其作用有荞子滚筒、大麦滚筒和分级滚筒之分。滚筒精选机的特点是它分离出来的杂粒中含大麦较少；其主要缺点是袋孔的利用系数低，产量也较低，且工作面磨损后不能修复。第35页，课件共103页，创作于2023年2月滚筒精选机第36页，课件共103页，创作于2023年2月碟片滚筒精选机第37页，课件共103页，创作于2023年2月2．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。筛选设备一般分为振动筛和转筒筛两种。第38页，课件共103页，创作于2023年2月1．振动筛

筛选分级主要是筛选和风选。筛选是利用物料和杂质体积大小的不同而达到清理的目的。风选是利用物料与杂质的相对密度及流体力学特性的不同而进行分离。第39页，课件共103页，创作于2023年2月振动筛第40页，课件共103页，创作于2023年2月

SZ型振动筛系定型设备，采用全金属结构其主要部分有：进料机构、筛体、筛面清理机构、吸风除尘机构，振动机构等。第41页，课件共103页，创作于2023年2月

第42页，课件共103页，创作于2023年2月

第43页，课件共103页，创作于2023年2月进料机构由进料斗和流量控制装置组成。SZ型振动筛的流量控制装置是采用压力门进行匀料和控制流量。这种调节装置的特点是结构较简单，操作方便。第44页，课件共103页，创作于2023年2月筛体

定型的振动筛，是将筛面固定在筛格上，做成抽屉式，这种装置方法能方便地更换筛面。筛体内一般装有三层筛面。分别具有一定的倾斜度，使物料在筛面上加速流动而不致堵塞。第45页，课件共103页，创作于2023年2月

筛面清理机构

在底层筛面下须装橡皮球清理机构，或装刷帚清理，但刷帚易磨损，需经常更换。第46页，课件共103页，创作于2023年2月

吸风除尘机构

吸风除尘机构由进出口两个吸风道，沉降室和通风机三个部分组成。吸风除尘机构的吸尘效果的好坏，主要取决于吸风道的风速，风速可由调节风门进行调节。沉降室容积增大，气流速度降低至2m/s左右，轻杂质即可慢慢沉降，压开活瓣，落到集杂槽排出。通风机出口应连接除尘器，对气流中尚未沉降的灰尘作进一步净化处理。第47页，课件共103页，创作于2023年2月2.圆筒分级筛

根据物料分级的要求，在圆筒筛上布置不同孔径的筛面。第48页，课件共103页，创作于2023年2月

圆筒分级筛

第49页，课件共103页，创作于2023年2月特点优点：设备简单、电动机传动比平板分级筛方便。缺点：筛面利用率小，仅为整个筛面的1/5。第50页，课件共103页，创作于2023年2月三、固体物料的粉碎设备许多生物工程的工厂里，原料需要进行粉碎。原料粉碎可分为湿式粉碎和干式粉碎两类。第51页，课件共103页，创作于2023年2月湿式粉碎

将水和原料一起加入粉碎机中，从粉碎机出来时即成粉浆。

粉碎时物料的含水量超过50%。优点：无原粉粉末飞扬，车间卫生好。缺点：粉浆必须随产随用，不宜贮藏，且耗电量较多。第52页，课件共103页，创作于2023年2月干式粉碎当进行粉碎作业时物料的含水量不超过4%。物料在整个粉碎过程中始终呈干燥松散状态，所得成品为干燥粉体。工艺简单，但易产生过热、粉尘。干式粉碎时必须配备除尘通风设备。

第53页，课件共103页，创作于2023年2月（一）物料粉碎的力学分析挤压破碎冲击破碎研磨粉碎剪切破碎劈裂粉碎第54页，课件共103页，创作于2023年2月1、挤压

物料置于两个粉碎面之间，施加压力后物料因压应力达到其抗压强度极限而被粉碎。得到的破碎料粒度不匀，但操作过程的功耗低、噪音小。

适用：大块物料、干脆性物料。韧性和塑性物料则可能产生片状物料。如麦片、油料轧片。第55页，课件共103页，创作于2023年2月2、剪切

利用中低速的利刃压入、高速利刃切入或小间隙低速相对运动的两钝刃剪切使物料断裂。所得到的碎段的尺寸均匀，断面整齐，操作过程的噪音低。适用：纤维性或含水量较高的韧性或低强度脆性物料，如果蔬、肌肉。第56页，课件共103页，创作于2023年2月

物料在瞬间受到外来的冲击力时，受到时间极短的变载荷，物料被击碎，也有利用物料自身高速相对运动而碰撞粉碎。所得到的破碎料粒径分布宽，作业设备的空载功耗大，结构简单，通用性好，适用于淀粉含量高的脆性物料，如各种谷物。3、冲击破碎第57页，课件共103页，创作于2023年2月4、研磨

物料与运动表面之间受一定的压力和剪切力作用，当剪应力达到物料的剪切强度极限时，物料就被粉碎。作用柔和，但摩擦热高，粒度不匀，适用于韧性物料。第58页，课件共103页，创作于2023年2月5、劈裂

用一个平面和一个带尖棱的工作表面挤压物料时，物料沿压力作用线的方向劈裂，这是由于劈裂平面上的拉应力达到或超过物料拉伸强度极限。适用：多用于脆性物料的破碎。第59页，课件共103页，创作于2023年2月

选择粉碎方法必须根据物料的物性、大小和所要求的粉碎程度等而定。对坚硬的和脆性的物料，挤压和冲击很有效。对韧性物料，剪切力的作用较好。对方向性物料则以劈碎为宜。

第60页，课件共103页，创作于2023年2月

物料在粉碎时，无论是哪一种作用力在起作用，都需稍超过物料的破碎强度，物料才能被破碎。各种粉碎机所产生的粉碎作用力不是单纯的一种力，而往往是几种力的组合。但对于特定的粉碎设备，可以是以一种作用力为主要的粉碎作用力。第61页，课件共103页，创作于2023年2月（二）物料的粉碎度（粉碎比）

物料粉碎前后平均直径之比，称为粉碎度或称粉碎比。

式中D1——粉碎前物料的平均粒径，mm；

D2——粉碎后物料的平均粒径，mm。粉碎度表示粉碎操作中物料粒度的变化比例。总粉碎度常经几次粉碎步骤后才能达到。第62页，课件共103页，创作于2023年2月

物料的粉碎程度又常以物料通过不同筛目的百分数来反映。即用筛析法测定物料的粗细。筛析法所用的标准筛，系由网眼大小一定的筛网所构成。网眼一般为正方形，其大小划分按各种筛制而有不同。第63页，课件共103页，创作于2023年2月

目前国内多用泰勒标准筛制。它是以每英寸长筛丝上的网眼数来表示筛号（目）。合理地选用粉碎比和粉碎级数，可以大大地减少用电消耗。第64页，课件共103页，创作于2023年2月（三）对粉碎机的要求

（1）粉碎后的物料颗粒大小要均匀。（2）已被粉碎的物块，应立即从轧压部位排除。（3）操作应能自动化，如能不断地自动卸料等。（4）易磨损的部件应容易更换。

第65页，课件共103页，创作于2023年2月

（5）应产生极少的粉尘，以减少环境污染及保障工人身心健康。（6）在操作发生障碍时，应有保险装置使能自动停车。（7）单位产品消耗的能量要小。（三）对粉碎机的要求第66页，课件共103页，创作于2023年2月（四）粉碎机械1．锤式粉碎机工作原理：借助于高速运动机械部件（锤片）对物料颗粒的撞击，而使之破碎。除冲击作用外，还存在搓擦、剪切作用。锤式粉碎机对于各种中等硬度的物料和脆性物料，粉碎效果最高。对于用其他粉碎机难于粉碎的物料，它都能粉碎。第67页，课件共103页，创作于2023年2月锤式破碎机第68页，课件共103页，创作于2023年2月（1）锤式粉碎机的构造锤式粉碎机的作用力主要为冲击力。锤式粉碎机的主要构件是锤刀和筛板。锤式粉碎机的优点是构造简单、紧凑、物料适应性强，粉碎度大，生产能力高，运转可靠。缺点是机械磨损比较大，得到的粉碎粒度不均匀。

第69页，课件共103页，创作于2023年2月

锤式粉碎机

1.转子2.锤刀3.机壳第70页，课件共103页，创作于2023年2月

锤刀形状

矩形带角矩形斧形第71页，课件共103页，创作于2023年2月

常用的锤刀有矩形、带角矩形和斧形，用高碳钢或锰钢制成。锤刀头部的打击面磨损很快。由于磨损，锤刀逐渐变短，故需要经常更换。锤刀片应严格准确对称安装，保证主轴具有动平衡性能，避免产生附加惯性力损伤机器和出现其他意外。第72页，课件共103页，创作于2023年2月

锤刀的型式尺寸决定于物料的尺寸和性质。锤刀重量对粉碎效果和功率消耗有很大影响。

锤刀末端的圆周速度一般设计为25～55m/s，速度愈高，冲击力越大，产品粒度就越小。锤式粉碎机转子的转速一般为2800～3200r/min。锤刀与筛网的径向间隙一般控制在5～10mm。第73页，课件共103页，创作于2023年2月筛板筛板用以控制粉碎物料的粒度。筛板上有许多筛孔，筛孔直径根据产品粒度来确定。细粉碎机的筛孔多为圆形，粗粉碎机的筛孔多为长条形。筛板表面与锤刀顶端间隙对产品粒度有影响。第74页，课件共103页，创作于2023年2月（2）锤式粉碎机的生产能力对于圆筛设一个圆筛孔排出的产品容量V0（m3）（m3）式中D0——筛孔直径，m；

d——产品粒度，m；

μ——排料的不均匀系数，一般取0.7第75页，课件共103页，创作于2023年2月

若转子上有k排锤刀，转子转速为n（r／min），筛孔总数为Z个，则每小时排出的产品量为：

（m3/h）第76页，课件共103页，创作于2023年2月

如果知道粉碎产品的松散体积质量γ，便可求出以质量表示的产量：（t／h）

式中Q—以质量表示的每小时产量，t/h；

V—以体积表示的每小时产量，m3/h；

γ—产品的松散体积质量，t/m3。第77页，课件共103页，创作于2023年2月

对于长方形孔筛：每个孔排出的产品容量V0（m3）：

（m3）式中L1——筛孔的长度，m；

c——筛孔的宽度，m。长方形孔每小时排出的产品量为：

（m3/h）（t/h）

第78页，课件共103页，创作于2023年2月

锤式粉碎机的生产能力可用下面的经验公式进行估算：

式中D1——转子的工作直径（指锤刀末端的直径），m；

L——转子的轴向长度，m；

P——粉碎产品的密度，kg／m3；

κ——系数，对大米、瓜干、大麦等取80～100，对煤块可取120～150。（kg/h）第79页，课件共103页，创作于2023年2月（3）功率消耗N锤式粉碎机的功率一般按经验公式估算：（kW/h）式中D1——转子的工作直径，m；

L——转子的轴向长度，m；

n——转子的转数，r／min；

κ——系数，与原料的性质及粉碎度有关。约为0.1～0.2，当粉碎比大时，κ可取大值。为节省动力，应尽可能使用小直径的转子。第80页，课件共103页，创作于2023年2月（4）双转子锤式粉碎机第81页，课件共103页，创作于2023年2月2．辊式粉碎机（对辊粉碎机）辊式粉碎机广泛用于颗粒状物料的中碎和细碎作业中。优点是结构简单、维修容易、调节方便，产品过粉碎少。缺点是粉碎比小，生产能力小，辊子磨损不匀。常用的辊式粉碎机有两辊式、四辊式、五辊式和六辊式等。第82页，课件共103页，创作于2023年2月（1）辊式粉碎机的构造原理两辊式粉碎机是由2个直径相同的钢辊相向转动，把放在钢辊间的物料夹住啮入两辊之间，物料受到挤压力而被压碎。两辊之间的最小间隙即排料口宽度。辊式粉碎机的压辊是破碎机的主要部件，是由硬度可达HRc60左右的白口铁的铸铁或铸钢制成。辊筒表面有光面和齿形面两种。第83页，课件共103页，创作于2023年2月两辊式破碎机示意图

第84页，课件共103页，创作于2023年2月

两辊的圆周速度一般在2.5～6m/s之间。当要求产品较细时，可以提高辊筒表面的圆周速度，达8～10（m/s）；辊距和进料量根据原料的溶解度和水分大小来调节。有许多粉碎机，将两个辊子的转速安排成有一定的转速差，一般可达2.5：1，或者是两只辊子的表面线速度具有5%~30%的速差。第85页，课件共103页，创作于2023年2月双辊粉碎机第86页，课件共103页，创作于2023年2月（2）辊式粉碎机生产能力及动力消耗计算

①生产能力计算：辊式粉碎机的理论生产能力可按下式计算：（kg/h）式中D1——压辊直径，m；

b——两辊间距，m；

L——轧辊长度，m；

n——辊子转速，r/min；

ρ——被粉碎物料的视密度（容重），kg／m3；

φ——松散系数，对大麦芽可取φ=0.5～0.7，φ值与物料的性质及操作均匀度有关。第87页，课件共103页，创作于2023年2月②功率估算辊式粉碎机功率消耗可按下列经验公式估算：a:

（kW）式中κ——系数，取κ=100~110；

d——被粉碎粒子腹径，cm；

ω——轧辊转速，r/min；

G——粉碎机的生产能力，t/h。根据实践，一般每小时粉碎1000kg的生产量功率消耗约为2kw。第88页，课件共103页，创作于2023年2月

b：也可按下式估算：

N=（0.8～1.06）κLv（kw）式中κ——系数（κ=0.6D1/D2+0.15）；

D1、D2——是进料与卸料粒度；

L——轧辊长度，m；

v——轧辊的圆周速度，m/s。通常取v=2.5～5（m/s）第89页，课件共103页，创作于2023年2月（3）多辊粉碎机四辊式粉碎机

l.入料斗2.下料辊3.辊子4.筛选装置第90页，课件共103页，创作于2023年2月六辊式粉碎机结构流程示意图

1.入料斗2.下料辊3.下料斗4.辊子5.筛选装置6.偏心振子

第91页，课件共103页，创作于2023年2月五辊式粉碎机结构流程示意图

1.入料斗2.下料辊3.辊子4.筛选装置

第92页，课件共103页，创作于2023年2月3．圆盘钢磨（盘磨机）1.物料输入2.动磨盘（旋转磨盘）3.静磨盘4.粉粒输出

第93页，课件共103页，创作于2023年2月4.MF－260型钢片式磨粉机1.主轴2.轴承座3.皮带轮4.料斗