第四章 食品清理和分选机械与设备

1第四章

食品清理和分选机械与设备浙江农林大学暨阳学院2第一节概述第二节筛分机械与设备第三节形状分级机械与设备第四节光电分选分级机械与设备3食品清理和分级的几个概念清理：指清除异物或杂质。清理工作可以用手拣、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。4(一)物理特性1.含水量；单元尺寸；3.单元重量；4.结构；5.颜色；6.杂质；7.形状(二)化学特性1.成分分析；2.酸败情况，自由脂肪酸指数(用于含油脂的物料)；3.气味和味道。(三)生物学特性1.发芽情况；2.虫害的种类和数量；3.霉菌损害的种类和数量；4.细菌数量定级所考虑的因素可以分类如下:5大米的定级6一、食品分选、分级的作用

为了使食品加工主要来源的农产品的规格和品质指标达到标准，需要对物料进行分选或分级。分选是指清除物料中的异物及杂质；分级是指对分选后的物料按其尺寸、形状、密度、颜色或品质等特性分成等级。食品分选、分级机械的主要作用为：(1)保证产品的规格和质量指标。(2)降低加工过程中原料的损耗率，提高原料利用率。(3)提高劳动生产率，改善工作环境。(4)有利于生产的连续化和自动化。(5)有利于降低产品的成本。第二节筛分机械与设备7常见的分选分级方式按物料的宽度分选、分级按物料的长度分选、分级按物料的密度分选、分级按物料的流体动力特性分选、分级按物料的电磁特性分选、分级按物料的光电特性分选、分级按物料的内部品质分选、分级按物料的其它性质分选、分级形状81.按物料的宽度分选、分级

按物料的宽度分级一般可采用筛分，通常圆形孔可以对颗粒物料的宽度差别进行分选和分级，长形筛孔可以针对颗粒物料的厚度差别进行分选和分级。2.按物料的长度分选、分级按物料的长度分级利用旋转工作面上的袋孔（一般称为窝眼）对物料进行分选和分级，长颗粒的重心不能进入袋孔而跌出，短颗粒则被袋孔带上去另行倒出。93.按物料的密度分选、分级按物料的密度分选和分级主要用于颗粒的粒度或形状相仿但密度不同的物料，利用颗粒群的相对运动过程中产生的离析现象（或称为自动分级）进行分选和分级。颗粒群的相对运动可以由工作面的摇动或气流造成。104.按物料的流体动力特性分选、分级利用物料的流体动力特性的差别，在垂直、水平或者倾斜的气流或水流中进行分选和分级，实际上是综合了物料的粒度、形状，表面状态以及密度等各种因素进行的分选和分级。其中水流分级主要用于不溶性物料，如淀粉制造，小麦去石等。115.按物料的电磁特性分选按物料的电磁特性分选主要用于食品原料中去除铁杂质。6.按物料的光电特性分选、分级按物料的光电特性分选和分级是利用物料的表面的颜色差异，分出物料中的异色物料，如花生仁光电色选机、大米色选机和果蔬分选机等。如图所示。/v_show/id_XMTExODgxNTg4.html127.按物料的内部品质分级按物料的内部品质分选和分级是根据物料的质量指标（如水分、糖度、酸度等化学含量）进行分选和分级，采用的方法往往是物料的某些成分对光反射、透射和吸收、对电特性的影响、对磁特性的影响、对力学特性的影响、对温度特性的影响等无损检测的方法。从食品的安全性和营养性考虑，内部品质的分选和分级比其他的分选和分级更具有广泛的意义，但由于涉及的相关领域的技术较多，因此分选和分级的难度更大，其关键问题是如何获得可靠的信息和对获得的信息的提取与处理。动画13一、筛分机械的基本知识筛分是将粉粒料通过一层或数层带孔的筛面，使物料按宽度或厚度分成若干个粒度级别的过程。每一层筛面都可以将物料分成筛过物（也叫筛下物）和筛余物（也叫筛上物）两部分。1415（三）开孔率（筛面利用系数、筛孔系数）开孔率:（筛面利用系数）是指整个筛面上筛孔所占的面积与总面积之比。对于编织筛面有：1617二、筛面的种类和结构18192021三、筛面的运动方式

筛分机械工作过程的基础是物料与筛面的相对运动。对于固定筛面而言，则需要物料具有初始速度或是借重力产生的速度。对于大多数筛分机械而言，则需要借筛面运动的速度和加速度来产生物料与筛面的相对速度（如图4-11所示的各种筛面的运动方式）。（一）静止筛面（二）往复运动筛面（三）垂直圆运动筛面（四）平面回转筛面（五）旋转筛面2223不同的传动方式适合于不同的工艺要求。最传统的要算曲柄连杆传动，但平衡和噪音的问题较难解决；自振器可以解决平衡与噪音的问题，曾经被广泛使用，但结构较复杂；目前的趋势是广泛采用振动电机传动。24五、摆动筛摆动筛又称为摇动筛，在食品工厂中常称为振动筛。从物料在筛面上的受力情况来看，摆动筛与振动筛是不一样的。摆动筛是以往复运动为主，振动为辅，摆动次数在600次/min以下。振动筛在选矿和粮食筛选中，常是一次筛分产品，物料在筛面上是剧烈跳动的，是以振动为主，其振动次数为800-1500次/min。/v_show/id_XNDg2OTA1NTQ0.html/v_show/id_XNTU3MjMyMDA4.html25六、滚筒式分级机——工作原理和特点工作原理：物料通过料斗流入到滚筒，在其间发生滚转和移动，并在此过程中通过相应的筛孔流出，以达到分级。特点：结构简单，分级效率高，工作平稳，不存在动力不平衡的现象。但是机器的占地面积大，筛面利用率低，由于筛筒调整困难，对原料的适应性差。/v_show/id_XNjYzMTI1OTky.html26结构如图所示。主要由进料斗、滚筒、摩擦轮、收集料斗和机架等构成。滚筒由摩擦托轮支承在机架上。收集料斗设在滚筒下面，其数目与分级的数目相同。滚筒分级机的结构27第三节形状分级机械与设备三辊式分级机：主要用于球形体或接近球形的果蔬原料，如苹果、橘子、番茄和桃子等，按果蔬原料直径大小进行分级。

图4—27滚筒输送带及滚筒工作原理

1．滚筒2．驱动轮3．链轮4．出料输送带5．理料辊

28特点这种分级机的特点是分级范围大，分级效率高，物料损伤小。对于球形或近似球形体的果蔬原料如苹果、柑桔、番茄、桃子等，可将其在直径50一100mm的范围分为五个级别。29二、颗粒形状分级设备图4—28精选机工作示意图谷物颗粒料（如小麦、大麦）等必须进行精选和分级，其主要原理是按颗粒长度进行分级，以除去不必要的杂粒。30三、带式分级机图4—31AtlasPacific公司带式分级机

1．选别带2．原料入口3．运输带4-2231分类带式分级机有两种形式：一是使用带有孔眼的带，带孔的带主要用于对圆形物料的分级；一是使用两组带子，调整带与带之间的距离进行分级工作。无孔带子适用于对梨、番茄等物料的分级。32第四节光电分选分级机械与设备一、基本原理利用紫外、可见、红外等光线和物体的相互作用而产生的折射、反射和吸收等现象，对物料进行非接触式检验的方法。(1)既能检测表面品质，又能检测内部品质，而且检测为非接触性的，非破坏性的。(2)排除了主观因素的影响，对产品进行全数（100%）检测，保证了分选的精确和可靠性。(3)劳动强度低，自动化程度高，生产费用低，可实现在线检测。(4)机械的适应能力强，生产能力大，适应了日益发展的商品市场的需要和工厂加工的要求。33二、色选机水果表皮的颜色可以利用光反射特征来鉴别，将一定波长的光或电磁波照射水果，根据其反射光的强弱可以判断其表面颜色。图为蜜桔的光反射光谱，它表示不同颜色的蜜桔在不同波长的照射下的反射强度。图4—24蜜橘的光反射光谱1．黄色果皮2．淡黄色3．黄绿色4．淡绿色5．绿色34二、色选机

色选机是利用光电效应完成分选操作。只要被分选物具有颜色上的差异，都可以用此方法进行分选。从原理上讲，分辨率可达90％以上。故生产率高，效果好，自动化程度高。但色选机结构比较复杂，制造及调试要求高，限制了其使用的广泛性。色选机可以用于花生米、大枣、大米、大豆、苹果、核桃仁、青豆和梨子的分选。35（一）工作原理以花生米色选机的工作原理为例。花生米经由电磁振荡下料机构排列落入光箱，处在比色板与镜头之间时，以浅灰色作为背景的比色板根据落入花生的颜色进行对比。当带皮红色的花生米通过时，颜色比浅灰色深，则产生一个正脉冲信号，由执行机构把花生米吹出，当去皮的白色花生米通过时，颜色比浅灰色浅，则产生一个负脉冲，执行机构不动作，花生米则自动落下，从而达到分级的目的。36（二）主要构成：供料系统、检测系统、剔除系统图4—25光电色选机系统示意图37花生米色选机38三、内部品质光电检测水果内部质量的好坏是难以用人的感官进行判别的，然而可以利用水果的透光特性进行检测。用一定波长的光照射水果时，由于其内部生物组织的不同，其透光程度也不相同。由于OD值除了受光的波长及水果内部质量影响之外，还和水果的形状及大小有关，若用一种波长下的OD值来判别，其精度会受到影响，为了消除水果形状及尺寸对判别精度的影响，采用两种波长的光同时测定。39其它分选技术与设备一、螺旋精选器

多用于从长颗粒中分离出球形颗粒，如从小麦中分离出荞麦、野豌豆等。离心力的不同。图4—37旋转精选器的结