4.切割与粉碎机械课件

1、了解物料破碎度的测定和表示方法 掌握常见切割和粉碎原理及主要机械类型应用特点 掌握切割和粉碎机械主要类型及其性能特点 掌握常见切割和粉碎机械作业构件的基本结构及其应用特点 了解提高切割质量和粉碎机械效率的途径,第四章切割和粉碎机械,4.1 概述 4.1.1 目的 4.1.2 基本方法及适用性 4.1.3 常见食品物料尺度的表示及其测定方法 4.2 切割机械 4.2.1 切割原理 4.2.2 切割器的基本类型与刀片性能分析 4.2.3 生产中常见刀片结构形式 4.2.4 典型切割机械,4.3 粉碎机械 4.3.1 粉碎理论与工艺 4.3.2 冲击式粉碎机 4.3.3 研磨式粉碎机,4.1概述,4

2、.1.1 目的 切割与粉碎的目的: (a)改善原料加工性能,便于后续加工; (b)破坏细胞壁结构,便于胞内物溶出; (c)增大比表面积,扩大食物与消化液接触面积, 提高食物消化吸收率; (d)选择性破碎,便于不同成分利用,剔除或分离; (e)改善产品感官质量; (f)便于充填,包装.,4.1概述,4.1.2基本方法及适用性 基本方法:挤压,剪切,冲击,研磨,劈裂,折 断,锯切等.,4.1.3.1 食品物料尺度表示方法 块状产品:三维尺寸(长宽高): 片状产品:厚度; 粉料:目数英制定义每平方英寸筛面 上筛孔数量,公制定义每30mm筛面上具有筛 孔数量; 浆料类:过网规格(目数); 茎秆,叶类碎

3、段为碎段长度.,4.1概述,4.1.3.2粉料测定方法 粉料测定方法: a.显微镜法; b.筛分法; c.沉降法; d.透过法; e.吸附法; f.激光衍射法.,显微镜法,筛 分 法,沉 降 法,透 过 法,吸 附 法,激光 衍射 粒度 测定 仪器,切割机械是通过对物料进行机械剪切,从 而得到所需形状和尺寸 的产品,可应用于加工工 艺不同工序.,锯割机械,锷式破碎机,圆锥破碎机械,粉 碎 机 械,球磨机,锤片式粉碎机,齿爪式粉碎机,4.2 切割机械,4.2.1切割原理 4.2.1.1 砍切,滑切与斜切 切割时,在切割平面内切割方向上刀片 与物料相对运 动,完成切入直 至切断.,4.2 切割机械

4、,4.2.1.1 砍切,滑切与斜切 动刀片刃口某点与物料间相对运动在 切割平面上的分速度与其在刃口于该点处平 面上投影间夹角称为滑切角. tg=vt/vn,tg tg称为滑切系数,它取决于动刀片自身刃 口形状,动刀片安装位置及切割过程中物料 在切割平面上的运动.,4.2 切割机械,a.砍切:=0时的切割形式称为砍切,切割 阻力大,切割过程中物料变形较大,物料汁液 流失较多.,4.2 切割机械,b.斜切:当0(:刀片与物料间磨 擦角)时,tg=costg,:刀片结构刃角, 即刃口法平面与两平面形成的交线间夹角,而 :刀片实际切割工作刃角, ,较省 力,常用斜置刃口逐渐完成对于整个切割断面 切割而

5、 形成斜 切.,4.2 切割机械,c.滑切:当时,呈滑动切割,呈锯切割, 切割过程中物料变形小,所得片状物料厚度均 匀,失水少.该切割器在切割过程中滑切作用的 大小,滑切系数越大,滑切作用越越强,切割越 省力.,4.2 切割机械,4.2.1.2 钳住条件 钳住角动刀片刃口切割点处刃口线 与定刀片刃口线间的夹角,与刀片位置有关. 改善钳住性能采用适当的动刀刃口线形状,动 刀刃口结构及动 定刀配置.,4.2 切割机械,4.2.2 切割器基本类型与刀片性能分析 4.2.2.1 按切割方式分 有支撑切割器和无支撑切割器两种.,4.2 切割机械,4.2.2切割器基本类型与刀片性能分析 4.2.2.1按切

6、割方式分 支撑切割器:切割点附近有支撑面,切割物 料起阻止物料沿 刀片刃口运动方 向移动作用;,4.2 切割机械,4.2.2 切割器基本类型与刀片性能分析 4.2.2.1按切割方式分 无支撑切割器指物料被切割时,物料自身 惯性和变形力阻止其 沿切割方向移动,它只 包含有一个动刀,而无 定刀.用于要求不高的 场合.,4.2 切割机械,4.2.2.2 按结构形式分 切割器:盘刀式,滚刀式和组合式三种形式. a.盘刀式切割器:直刃口,凸刃口和凹刃口. b.滚刀式切割器:直刃口,螺旋刃口和组合 刀式等.,4.2 切割机械,4.2 切割机械,4.2.3 常见刀片结构形式 切割坚硬和脆性物料,用两侧有磨刃

7、斜面 锯齿圆盘刀; 切割塑 性和非纤维 性物料,用光 滑刃口圆盘 刀.,4.2 切割机械,4.2.3 常见刀片结构形式 圆锥形切刀刚度好,切割面积大,用于切割 脆性物料;梳齿刀刃口,切下产品呈长条状;波浪 形鱼鳞刃口刀切下的产品断面半圆形,完好无 损;带锯齿刀用于 切割塑性和韧性 较强物料,如用于 切割枕形面包的 切片.,4.2 切割机械,4.2.4 典型切割机械 4.2.4.1 切段机械 用于将细长形物料切割成有一定长度碎 段的机械.这种机械要稳定喂料,并保持切割 过程中能够稳定地压紧物料,使得碎段长度均 匀一致,产品断口整齐。,多功能切菜机,切碎后的产品,4.2 切割机械,高效多功能切菜机

8、:定长切割机械.主切割 器:由切片(段)刀片,切丝刀片和切条刀片构成 复合型盘刀式切割器,完成各种细长形和块状 蔬菜切片,切条和切丝作业. 副切割器 为双圆盘刀组 ,用于完成肉块 等柔软物料切 片.,切 菜 机 刀 具,切 菜 机,4.2 切割机械,主切割器系统,主轴上配 置有三种切割刀片,分别切片 ,切条和切丝刀片.主轴的旋 转在喂入口处对物料进行切 割.,4.2 切割机械,切(段)片刀片直刃口盘刀; 切丝刀与切片刀联合完 成切丝,切片刀切割时,切丝刀 对物料沿垂直切片方向划切 ,切丝刀片切割时,物料呈丝状 被割下,三种刀片安装在主轴 上,根据所切割产品需要,通过 快速连接机构将不同刀片完成

9、 切割.,4.2 切割机械,喂入机构:喂入皮带和 浮动皮带压紧机构.物料被 夹持于喂入皮带和浮动皮 带压紧机构间被喂入切割 器完成切割.浮动压紧机构 由拉力弹簧控制,保持作业 中物料有效压紧,实现物料 进给和切割.,4.2 切割机械,电动机动力由皮带调 速机构分流,一路由蜗轮蜗 杆减速器,齿轮调速器和双 万向节轴传入喂入皮带,由 同步链传动至浮动皮带压 紧机构.,4.2 切割机械,电动机动力由皮带调 速器分流,另一路由离合器 传至主切割器主轴,经微调 手轮调整传入喂入机构皮 带轮及主轴皮带轮直径,改 变喂入机构与切割器主轴 间速度关系.,4.2 切割机械,无级调整切割产品厚 度或长度:由调节喂

10、入机构 前方齿轮调速器可有级(两 层)调节碎段长度,即粗调. 主切割器前方离合器用于 临时切断主轴动力.,4.2 切割机械,副切割器由皮带传动, 牙嵌式离合器将电动机动 力传入圆盘刀组,两组圆盘 刀等相向转动,切制出的刀 片由档 梳强制 卸出.,4.2 切割机械,4.2 切割机械,切菜机,多用切菜机,4.2 切割机械,切丝机,切菜机,4.2 切割机械,4.2.4.2 切片机械 切片机械:指将物料切割成厚度均一片状 产品的机械.切片机需通过喂入机构沿切片厚 度方向稳定的定量进给,再由切割器完成切割.,切 片 机,4.2 切割机械,4.2.4.2 切片机械 a.离心式切片机:有立式和卧式两种结构.

11、 通用型离心式切片机主要由圆锥形机壳, 回转叶轮和安装在机壳内壁定刀片组成.,切 片 机,4.2 切割机械,立式结构:机壳及回转叶轮的 轴线与水平 面垂直,原料经料斗进入切片室,高速旋转的回 转叶轮绕机壳内壁转动,离心力和叶片驱动作 用压紧于机壳内壁 ,被内侧定刀片切成 一定形状和厚度的 片状,再由缝隙排出.,4.2 切割机械,回转叶轮的叶片呈后倾结构,物料经离心 力和叶片压力作用贴紧机壳内壁,避免叶轮外 缘线速度过高引起产品折断. 刃口沿机壳母线平行方向或相交固定于 筒壁,并伸入机壳内壁内侧,滚刀式切割器.刀 片间隙为刃口与机壳内壁在半径上的距离,该 间隙可由调节刀片刃口伸入量调整.刃口形状

12、 规格由切片而定.可切出平片,纹波片,V形丝等.,4.2 切割机械,这种切片机械结构简 单,生产能力较大,具有良好 的通用性,适用于苹果,土 豆,萝卜.,切片机,4.2 切割机械,b.蘑菇定向切片机:蘑菇呈伞状,由菇盖 和菇柄组成.蘑菇定向切片机由定向供料装置, 切割装 置和卸 料装置 等构成.,蘑菇定向切片机,4.2 切割机械,切割装置:一组旋转按一定间距组装的圆 盘刀和橡胶垫辊,圆盘刀可按切割厚度调节,在 切割处淋水用于降低 切割过程中磨擦阻力. 卸料装置:包括挡 梳板,安装于圆盘刀之 间,固定不动.,4.2 切割机械,定向供料装置:曲柄连杆机构,料斗,滑槽, 供水管等.滑槽横截面 为弧形

13、,其曲率半径 菇盖半径,整体呈下倾 布置.供水管供水可减 少蘑菇在滑槽内滑动 阻力.,4.2 切割机械,蘑菇送入料斗,由压板控制蘑菇单层排 列定量进入滑槽,曲柄连杆机构使滑槽轻微振 动.供水管连续向滑槽供水.蘑菇重心靠近盖 一端,滑槽和水流等使蘑菇呈菇盖朝下稳定向 下滑动,定向进入圆盘刀 组,被定向切割成数片,再 由卸料装置从刀片间取 出,并将正片和边片分开 ,从出料斗排出.,4.2 切割机械,切片机圆盘刃口锋利,滑切作用强,切割时正压力小, 物料不易破碎; 切片厚度均匀 ,断面质量好.,4.2 切割机械,c.圆盘刀片式肉用切片机:由圆盘刀,支 撑托板,夹持装置,非对称往复机构构成.,羊 肉

14、切 片 机,圆 盘 刀,4.2 切割机械,碟形圆盘刀片由电动机驱动高速旋转,中 心圆低于刃口平面.刀片上方由机架固定有导 向圆盘,用于防止物料 切割断面与刀盘间的 磨擦.在新型盘刀式肉 用切片机上,采用滑切 性能优良螺线形盘刀 完成切割.,4.2 切割机械,用步进电机驱动进给机构,由计算机控制, 对于-4的非冻结肉 料或火腿等熟肉制品的 切片,其厚度在030mm 连续可调,切片能力为 150片/min.,4.2 切割机械,d.面包切片机:由进料 斗,锯齿刀片,导轮,刀片驱 动辊,传动系统,机架 等组成.,切片面包,4.2 切割机械,上下两刀片驱动辊上交叉缠绕若干条带 锯齿刀片,每个刀片被两对导

15、轮夹持着扭转 90,刀片刃口均朝向进料口,每条刀片有两个 刃口,两刃口与面包片 间磨擦方向相反,不影 响面包稳定进给.当面 包由进料斗横向进入, 可一次完成切割.切片 厚度由刀片及导轮间 距来实现.,4.2 切割机械,4.2.4.3 切丁机械 指被切成正立方体形状果蔬,肉等. a.切丁机由切片,切条和切丁三个装置构 成.,4.2 切割机械,切片装置:离心式切片机构有:回转叶轮和 定刀片. 切条装置:横切刀驱动装置内设有平行四 杆机构,控制切刀在整个工作中同一方向,保证 两断面间垂直,刀架转速确定着切条宽度. 切丁圆盘刀组中 圆盘刀片按一定间隔 装在转轴上,刀片间 隔决定着丁长度.,4.2 切割

16、机械,工作原理:原料经喂料斗进入切片室,回 转叶片使原料靠紧机壳内表面,并被切成片料. 片料经机壳顶部出口由定刀刃口向外移动.片 料厚度取决于定刀刃和机壳内壁距离,调整定 刀伸入切片室深度,可调整定刀刃口和机壳内 壁间距离,可调整片料厚度.片料伸出切片室机 壳,被横切刀切成条料,再 被纵向圆盘刀,切成立方 体或长方体,由梳状卸料 板卸出.,4.2 切割机械,b. 肉用切丁机 Treif肉用切丁机:进料槽,盖 板和推料杆构成,进料槽与盖板可 形成封闭筒状结构,可一次完成 肉块切丁.,4.2 切割机械,方形进料口,有往复运动的纵向和横向刀 栅.刀栅由刀架和刀片构成.选择不同刀片及间 距挂在接刀架上

17、,刀架由曲柄驱动.刀片设置有 刀片限位架,端面设有纵横向刀槽,刀片在刀槽 内滑动.切断盘刀具呈凸刃口结构,可避免切断 过程中肉块变形而造成产品切断面不齐.切割 构件是快速拆装结构.肉块由活塞稳定强制喂 料,先由纵横刀栅切成条束,再由切断刀片切出 肉丁.,4.2 切割机械,4.2.4.4 切碎机械 切碎机械:指通过切割获得基本组织结构 未被破坏碎的块产品的机械,只对统计尺寸规 格有一 定要求, 无严格 几何形 状要求.,水果破碎机,4.2 切割机械,4.2.4.4 切碎机械 A.水果破碎机:鱼鳞孔刀式, 齿刀式和齿辊式等结构形式.,水果破碎机,4.2 切割机械,(a)鱼鳞孔刀式破碎机:立式水果破

18、碎机: 由破碎刀筒, 驱动叶轮,排料口和 机罩构成. 破碎刀筒用薄不锈钢板制成, 筒壁上冲制有鱼鳞孔,形成孔刀,筒 内为破碎室;驱动圆盘上表面设有 辐射状凸起,其主轴为铅垂方向布 置,由电机直接驱动.,4.2 切割机械,工作原理:物料由料斗喂入破碎室,由驱 动圆盘驱动做圆周运动.由离心力作用而压紧 于固定的刀筒内壁上,进行切割并 折断,破碎的物料穿过鱼鳞刀孔眼 ,在刀筒外侧经排料口排出.孔刀均 匀一致, 碎块粒度均匀;刀筒为薄 壁形结构,易变形,不耐冲击,寿命 短:排料有死角;生产能力低;用于 苹果,梨的破碎.,4.2 切割机械,(b)齿刀式破碎机:多为卧式结构,由筛圈, 齿刀,喂 料螺旋,

19、打板,破 碎室活 门等构 成.,4.2 切割机械,不锈钢筛圈置于机壳内部,筛圈壁下270 处开有轴向排料孔和固定刀片槽,筛圈内为破 碎室.不锈钢矩形齿形刀片两侧长边顺序开有 三角形刀齿,刀齿规格由碎 块粒度而定,刀片以对称结 构固定于筛圈壁长槽内,长 槽限制刀片径向移动,端面 限制刀片轴向移动,刀片磨 损后可翻转使用.,4.2 切割机械,喂料螺旋与打板装于同一转轴上,其前端 位于进料口,后端伸入到破碎室.打板固定于螺 旋轴末端,强制驱动物料沿 筛圈内壁表面周向移动.破 碎室活门可方便打开破碎 室,进行检修,更换刀片.,4.2 切割机械,工作原理:物料从喂料口由螺旋强制推 进破碎室,由螺旋及打板

20、驱动压紧筛圈内壁做 圆周运动,受内壁上固定齿条刀刮剥,折成碎块, 再由筛圈上的长孔排出,经机壳收集到其下方 的料斗内. 破碎机齿条刀片一致,碎 块均匀;齿条刀片刚度好,耐冲 击,寿命长;物料强制喂入,破碎, 排料能力强,生产率高,适于大型果汁厂使用.,4.2 切割机械,b.绞肉机:将肉料切制成保持原有组织结 构细小肉粒机械,即为绞肉机.,4.2 切割机械,绞肉机由进料斗,喂料螺杆,螺 套及十字绞刀,孔板等构成.进料斗为 梯形或U型结构,喂料螺杆为变螺距 结构,将肉料逐渐压入刀孔,螺套内有 防止肉类随螺杆同速转动螺旋形膛 线,有些机型 膛线是可拆卸 的分体结构.,孔板厚1012mm,其上面分布有

21、一定直径的轴向圆孔作定刀,切割时固定不动.大中型绞肉机安装有一把绞刀和两个孔板,其中一个为预切孔板,另一个为细孔板,分别于两孔板结合部进行切割.细切孔板孔径810mm,用于脂肪绞碎或瘦肉粗绞碎,孔 径35mm孔板,用于 细绞碎.孔板孔型是简易 轴向圆柱孔或圆锥孔,进 口端孔径小,通过性能好.,4.2 切割机械,4.2 切割机械,绞刀用工具钢制造,呈十字形,呈刚度和 强度较高辐轮结构,随螺杆一同转动,是动钝 刀,刃角大,刃口为光刃.绞刀前倾直刃口或凹 刃口.绞刀结构有整体结构和组合结构两种, 组合结构切割刀片安装在十字刀架上,可拆换 刀片,切刀与孔板间 依靠锁紧螺母压紧 完成切割.,4.2 切割

22、机械,绞肉时,将小块肉料放入进料斗,料斗底 部螺旋螺杆将肉料向前挤压,通过预切孔板, 被十字切刀切成小块,螺杆 继续进给肉料,部分挤进细 切孔板被十字切刀切断,被 后续肉料挤压经孔道排出 机外.,4.2 切割机械,大块肉需预切,以便于喂入及切割.切刀 应定期刃磨,保证锋利.整 个切割过程,应保证切碎, 而非磨碎.新型绞肉机孔 板孔径更小,达1.2 mm ,以满足更细配料要求.,4.2 切割机械,丹麦富金公司E系列乳化机,由多组十字 切刀与孔板由粗而细串联而成,用双切割结构, 具有强烈的挤压通过能力.有硬质成分(软骨, 骨粒)分离装置,用于剔除肉块中软骨,肌腱, 细切刀端面上开有斜 向导槽,能使

23、硬质成 分产生滑动而肉块不 滑移,轴心部装有中央 骨粒排出管.,4.2 切割机械,切割时,肉骨粒等硬质成分沿细切刀端面 导槽导入中央骨粒排出管排出机外.为避免肉 绞碎切割过程中过度挤压而使其组织结构破 坏,采用斜孔结构(周向倾斜)孔板,可使肉块在 旋转切刀推动下进入刀孔的阻力最小,同时孔 刃的刃角小,降低了切割阻力.内置冷却装置,即 绞肉机进料斗和螺套外围 设置制冷蒸发器,吸收绞肉 中产生的热,整个绞肉过程 低温下进行,避免高温变质.,4.2 切割机械,绞肉机,绞肉机,4.2 切割机械,拌馅机,绞肉机,4.2 切割机械,4.2 切割机械,4.2.4.5 打浆机械 a.果蔬打浆机:用于将质地松弛

24、多汁的果 蔬原料破碎成浆状产品,由进料斗,破碎桨叶,筛 筒,打板,机壳等构成.,单道打浆机,双道打浆机,单道打浆机原理图,4.2 切割机械,破碎桨叶装于物料进口处,与打板同轴,用 于预破碎.筛筒用0.351.2mm不锈钢板制成, 上面冲制0.61.2mm圆孔,具有较好剪切 作用和通过性能.打板通过辐板固定在主轴上, 打板上衬有无毒橡胶刮板,在 主轴上呈螺旋线安装,与轴线 有一1.52的导程角,也可根 据情况调整,打板与筒壁间的 间隙14mm.,4.2 切割机械,工作原理:果蔬由喂入口进入,被破碎桨叶 初破碎,再由打板进一步破碎,沿轴向移动,在筛 筒内壁表面,由打板直接推 动,一边在沿筛筒内表面

25、移 动而被孔刃破碎,一边沿筛 筒轴线方向前移,其合格物 料将通过筛孔,果渣从筛筒 尾端出口排出.,4.2 切割机械,更换筛筒可实现孔径调整;主轴用无级调 速,转速越高,浆料粒度越细,转速600rpm;打 板导程角调整需根据原料状 况和残渣质量.含汁率高的 原料不易压入筛孔易滑过筛 孔,宜用较小值.板筒间隙,含 汁率高时宜小些,3mm. 调节时观察废渣状况,废渣 中汁液含量应少.,4.2 切割机械,生产能力要求高或粒度细,可用多台打桨 机联用,或选用多道打浆机.筛筒组合有串联和 并联.串联即多台打浆机筛筒孔径逐渐变小 (1.1mm0.8 mm0.6mm),前 一级浆料为后一 级的原料,打浆效 率

26、高,比单道打浆 机效率高2.53倍.,双道打浆机,4.2 切割机械,并联:各级筛筒孔径相同,前一级果渣为下 一级的原料,流量逐渐由大变小,采用由大变小 的生产能力的打 浆机组合,结构布 置方便,整体紧凑 ,但效率较低,适于 浆料粒度要求不 同的打浆作业.,双道打浆机,4.2 切割机械,b.刨丝机:锉磨机,用于鲜薯破碎生产淀粉. 利用高速旋转齿刃对鲜薯刨削而破碎的机械.,鲜薯刨丝机,鲜薯刨丝机,4.2 切割机械,转鼓结构:表面装有多齿条,齿厚0.8, 齿高2,齿宽25,齿密 度8齿/.齿条被分割楔 块固定在转鼓上,锯齿高 出楔块1.52 转鼓直 径654mm,转速1450rpm ,外圆线速度50

27、m/s.,4.2 切割机械,转鼓结构:机壳侧 面装有压紧齿刀,由螺栓 调节与转鼓的距离,以调 整破碎程度,机壳下方有 长孔不锈钢筛片,以保证 物料破碎时通过.,4.2 切割机械,工作时,电机带动镶有齿条转鼓转动.鲜薯 从料斗进入,齿刀与转鼓锉擦预破碎,再由高速 转鼓刨削,薯块破碎成糊浆, 通过筛孔排出机外.留在筛 片内侧的大碎块被继续破 碎直到穿过筛孔.淀粉游离 率达95%.,4.2 切割机械,4.2.4.6 斩拌机 斩拌机是将原料肉切割剁碎成肉糜,并将 剁碎的肉料与各种辅料混合,使之达到工艺要 求. 是加工灌肠的关键设备,有真空斩拌机和 非真空斩拌机两种.,真空斩拌机,普 通 斩 拌 机,4

28、.2 切割机械,普通斩拌机:由旋转料盘,剁刀机构,出料 刮板,出料器(减速电机和出料盘),剁刀护盖等 构成.,4.2 切割机械,旋转料盘,旋转剁刀和出料盘等由电动机 驱动.旋转料盘呈环形凹槽结构,电动机通过皮 带,蜗轮减速器和棘轮机构,单向离合器单轴驱 动.旋转剁刀固定支撑,刀片数量36片,按一定 规律组装,相邻两刀片安装相位差180.,4.2 切割机械,出料器可上下左右摆动,斩料时出料盘向 上抬起;出料时,放下摆进料盘凹槽内,将斩拌 完毕肉糜旋出至其他容器加工.需斩拌的物料 盛在料盘内,随料盘旋转,肉料受到高速旋转剁 刀的斩剁和搅拌,斩拌完成后,放上出料器,随 着料盘和出料器 的旋转,肉糜产

29、品 被卸出料盘.,4.2 切割机械,真空斩拌机:设置有密封罩,盖封后与下 部机体密封,旋转料盘和剁刀真空斩拌,避免 空气进入肉糜氧化脂肪,保证产品风味;可释 放出更多盐溶性蛋白质,乳化效果佳;减少产 品中细菌数量,延长产品贮藏期,稳定肌红蛋 白质颜色和产品色泽,保证肉糜结构致密,避 免产品存在 气孔.,真空斩拌机,4.2 切割机械,斩拌机切割作业特点:环形料槽旋转料盘 能循环连续切割,料盘转速约520rpm;切割速 度约20004000rpm.以肉类物料粘滞性提供 切割所必需支撑,各刀片 组装顺序有利于利用物 料粘滞性,剁刀为曲线形 凸刃口,或折线形凸刃口 便于制造和刃磨.,ZB80A/80B

30、斩拌机,4.2 切割机械,4.3 粉碎机械,4.3.1 粉碎理论与工艺 4.3.1.1 粉碎理论模型 粉碎是通过输入能量使物料比表面积增 大的过程,能量消耗使表面积增大,颗粒变形, 磨擦,组织结构变化等,不同的原料,不同的粉 碎作用,输入不同的能量,粉碎程度不同, 粉碎 粒度受:原料性质和粉碎设备结构与操作参数 的影响.,4.3 粉碎机械,4.3.1 粉碎理论与工艺 4.3.1.1 粉碎理论模型 粉碎破坏模型:体积粉碎, 表面粉碎和均一粉碎模型.,4.3 粉碎机械,a.体积粉碎模型:物料初始粉碎时整个颗 粒全面破坏,生成大多数粒 度较大中间颗粒,随即中间 颗粒又被粉碎成细小颗粒, 粉碎能耗与体

31、积变化成正 比.适用于脆性物料的粉碎.,4.3 粉碎机械,b.表面粉碎模型:物料 粉碎过程是从外层破碎,所 需能量与粉碎后表面积成 正比.适用于各种物料微粉 碎和超微粉碎,为研磨和低 强度冲击粉碎.,4.3 粉碎机械,c.均一粉碎模型:粉碎中输入至物料颗粒 能量直接传递到颗粒各个 部分,颗粒被直接粉碎成均 匀细小状,粉碎能耗与物料 内产生裂纹长度成正比.适 用于低强度脆性物料强力 冲击粉碎.,4.3 粉碎机械,4.3.1.2 粉碎操作工艺 a.自由滞塞粉碎工艺 自由粉碎:物料在重力作用下落入粉碎室, 经短暂简单粉碎后直接排出.不会产生过度粉 碎,能耗低,粒度分布带宽,适用于成品粒度要 求不高或

32、粉碎机外分选成品场合.,4.3 粉碎机械,4.3.1.2 粉碎操作工艺 a.自由滞塞粉碎工艺 滞塞粉碎:指粉碎室出口处设置有筛网等 拦截物,限制物料卸出,物料喂入后,将滞留于 粉碎室内粉碎,只有粒径小于筛孔碎颗粒才能 穿过筛孔,作为成品排出,大颗粒滞留在粉碎室 内继续粉碎.易出现过度粉碎,常用于粒度要求 不高的粗,中粉碎.,4.3 粉碎机械,b.开路与闭路粉碎工艺: 开路粉碎工艺:整个粉碎及成品粒度控制 均由粉碎机完成,不配置专门控制成品粒度的 设备,物料进入粉碎机,粉碎后不经粒度分选 全部作为产品卸出.物料在粉碎区停留及受到 粉碎作用时间及强度不同,产品粒度分布宽;,4.3 粉碎机械,b.开

33、路与闭路粉碎工艺: 闭路粉碎工艺:设置分选装置,用于控制 成品粒度,粉碎物料经粒度分选装置分选,符 合要求的粒度作为成品卸出,粗粒返回再次粉 碎.适用于粒度要求均匀或能耗高的微粉碎及 超微粉碎.,4.3 粉碎机械,c.干法与湿法粉碎工艺: 干法粉碎:物料粉碎过程中始终呈干燥 松散状态,所得成品为干燥粉体. 湿法粉碎:原料悬浮于液态载体(水)中进 行粉碎.适用于超微粉碎或粉碎后需用溶剂浸 出或直接制浆的场合.,4.3 粉碎机械,4.3.1.3 粉碎机分类 按成品粒度分:普通粉碎机(成品粒度 80目),微粉碎机(80%成品粒度80目)和 超微粉碎机(成品平均粒度200目). 按粉碎作用形式:冲击式

34、粉碎机,研磨式 粉碎机等.,4.3 粉碎机械,4.3.2 冲击式粉碎机 4.3.2.1 冲击式粉碎原理及其应用 物料颗粒高速运动, 受到冲击,其内部产生的 最大正应力大于其强度 而发生破碎.,4.3 粉碎机械,4.3.2 冲击式粉碎机 4.3.2.1 冲击式粉碎原理及其 应用 质量为m1和m2的弹性模量分别为E1和 E2,泊松比(物体由拉,压力作用内部产生横向 应变/纵向应变)为1和2的两个物体,以相对 速度v,在曲面的曲率半径r1,r2处发生碰撞, 物体内部产生最大正应力max为:,4.3 粉碎机械,为获得较大正应力: 1)两物体质量应尽量大,常用较重锤片以 获得较好破碎效果. 2)两物体撞

35、击点处曲面曲率半径ri应尽 量小, 常用较薄或较多锐角锤片,有利于提高 粉碎效果,有些锤片通过制造工艺保持较长使 用过程中锤片工作面具有锐角.,4.3 粉碎机械,为获得较大正应力: 3)粉碎机锤片需有足够高运动速度v,物 料以低速度喂入, 通过粉碎室时始终保持较 大相对速度,以保持有效打击破碎, 通过采用 不同结构避免粉碎室内物料沿锤片运动方向 的环流运动速度过快.实际使用的锤片末端线 速度为8090m/s.,4.3 粉碎机械,4)对较脆(i较小,Ei 较大) 物料,更易冲击粉碎 ,原料经干燥或冷冻后有较 大的脆性,可获得较好的破 碎效果,常温下韧性大的物 料可用冷冻粉碎,再进一步 粉碎.冲击

36、式粉碎机内所发 生的粉碎均为复合粉碎过 程.,4.3 粉碎机械,冲击式粉碎机:机械冲击式和气流粉碎式两种.,机械冲击式粉碎机,气流粉碎式粉碎机,4.3 粉碎机械,4.3.2.2常见机械冲击式粉碎机 机械冲击式粉碎机高速运动机械部件(如 锤片,棒槌)对物料颗粒撞击,使之破碎.粉碎时 有强烈的冲击,搓擦和剪切作用.,锤片式粉碎机,微粉碎机,叶轮式粉碎机,4.3 粉碎机械,4.3.2.2常见机械冲击式粉碎机 机械冲击式粉碎机:锤片式粉碎机,叶轮式 微粉碎机等.,锤片式粉碎机,微粉碎机,叶轮式粉碎机,4.3 粉碎机械,a.锤片式粉碎机:由进料口,转子辐板,锤片, 筛片及出料口等构成.圆形或方形辐板,转

37、轴及 锤片构成粉碎机转子.,4.3 粉碎机械,a.锤片式粉碎机:辐板与转轴固定连接,锤 片轨迹不重复或少重复,主轴受到的动载荷对 称均匀,锤片磨损均匀,锤片按一定排列规律通 过若干个销轴铰接于转子辐板上,锤片之间由 隔套隔开.设备未运转时,锤片受重力作用呈下 垂状态;运转 时,锤片因离 心力作用呈 辐射状态.,4.3 粉碎机械,工作原理:原料从喂料口进入粉碎室,受到 高速回转锤片及构件冲击和在筛片内壁的搓 擦,摩擦等而破碎,脆质物料靠高速打击,纤维 性物料靠搓擦作用粉碎,粉碎后,小于筛孔的粉 粒通过筛孔排至出料装置,大于筛孔的颗粒留 在粉碎室内 粉碎.直至通 过筛孔.,4.3 粉碎机械,锤片和

38、筛片:锤片式粉碎机主要工作构件. 筛片冲制圆孔形,部分粗粉碎机型冲制成 长孔形,固定于转子外围,形成封闭的粉碎室,筛 面与锤片顶端有一定间隙,筛片所对应的圆心 角为筛包角.筛孔直径取决于产品粒度,对产品 粒度,产量及能耗影响极大.,4.3 粉碎机械,锤片和筛片:粉碎时,筛孔直径只限制最大 排料粒径,多数成品颗粒远小于孔径,选用时需 视具体要求而定.粉碎产品粒度要求较小时,常 用出口设置产品分选设备形成闭路粉碎工艺.,4.3 粉碎机械,筛片包围形式,常见的为同心圆,便于在 粉碎室内形成随转子旋转的环流层,需粉碎的 大颗粒靠近筛面,待排出的细小颗粒远离筛面, 造成过度粉碎,粉碎效率低.偏心圆和水滴

39、形 筛包围有助于破 坏这种环流层,提 高粉碎效率.,4.3 粉碎机械,锤片式粉碎机:卧式和立式两种.按进料方 向:切向喂入式,轴向喂入式和径向喂入式三 种结构类型.,4.3 粉碎机械,(a)切向喂入式:物料由切线方向进入粉 碎室.筛片安装于粉 碎室下半部分呈180 ,粉碎室上部安装有 齿板,筛理面积大,粉 碎效率高.,4.3 粉碎机械,(a)切向喂入式:物料由切线方向进入粉 碎室. 物料由主轴一端进入或由气流吸入粉碎 室,粉碎后的物料通过筛孔下落.依靠转子内安 装的叶片转动产生负压气流吸 入物料, 喂入口小,适宜于粒状 物料,可设置于高处让粉料直接 落入粉料仓.结构对称,转子可正 反两个方向作

40、业.,4.3 粉碎机械,(b)轴向喂入式:喂入口设置 于转子主轴一侧,沿轴向喂料,筛 片包角360,构成圆形或水滴形 环筛,粉碎室宽度小,筛理面积大 ,粉碎效率高.,4.3 粉碎机械,(b)轴向喂入式:物料由主轴 一端进入或由气流吸入粉碎室, 粉碎后物料通过筛孔下落.采用 气流吸入可依靠转子内安装的 叶片转动产生负压气流,所使用 的喂入口小, 适用于与切向喂料 式相同.这种喂入形式多见于小 型粉碎机.,4.3 粉碎机械,(c) 径向喂入:物料由粉碎室正上方进入, 粉碎室宽,筛片包围约 360,筛理面积大,结构 对称,生产能力强. 可自 重进料,常设置于待粉 碎仓下方.,4.3 粉碎机械,(c)

41、 径向喂入:可两个方向转动,减少锤片 安装方向的更换次数,用 于散粒物料粉碎,常见于 大,中型粉碎机,使用时需 要配置卸料装置.为提高 粉碎效率和卸料速度,在 配置机组时,卸料端需配 置排气装置卸除转子产 生风压.,4.3 粉碎机械,(d)立式粉碎机:大型粉碎机,沿转子外圆 设置多个轴向进料口.有四个变频控制喂料器. 四个流量可调进料口,四个 分料口,四个粉碎区,下方 设置四个出料口,破碎后的 粒料直接排出粉碎机,各出 料口均配有筛面.,4.3 粉碎机械,(d)立式粉碎机:物料在粉碎室内停留时 间短,物料颗粒受锤片打击次数少,不会或少产 生过度粉碎,粒径分布窄,大部分粉料粒径接近 中径,保留原

42、料自身组织结 构,细粉少.若用2.5筛 孔,传统卧式锤片粉碎机粉 碎料中有33%颗粒0.4, 立式锤片粉碎机只有15%.,4.3 粉碎机械,物料在重力及转子作用下,通过粉碎室, 过度粉碎少,锤片与物料间磨擦较少,能耗低, 粉碎效率高,与传统卧式锤片粉碎机相比,可降 低能耗25%.物料在粉碎室 停留时间短,温升小,使得水 分损失少,减少了“粉碎干缩”.,4.3 粉碎机械,b.齿爪式粉碎机:由喂料斗,定齿盘,动齿 盘,环形筛片等构成.主要工作构件:定,动齿盘, 由内外不同弧上刚性安装布置的圆形或扁矩 形磨齿.,4.3 粉碎机械,b.齿爪式粉碎机:物料由定齿盘中心孔轴 向喂入,动齿盘磨齿沿定齿盘磨齿

43、所在圆弧的 间隔内运动,物料颗粒进入粉碎室,受到动,定磨 齿打击,齿间剪切及齿与筛片间搓擦而粉碎.,齿爪式粉碎机粉碎作用强度高,产品粒度小且均匀,适用于谷物粉碎,噪音较大,物料温升高,产品中含铁量大. 因磨齿与磨盘间为刚性连 接,过载能力差,使用时须 对进料进行除铁处理,避 免金属异物进入粉碎室, 造成设备损坏.,4.3 粉碎机械,4.3 粉碎机械,c.针磨:冲击磨,撞击磨.在 动磨盘和定磨盘上分别安装 有两排动针和定针,针为圆形, 动针线速度约130m/s.物料从 中心喂入,经离心力作用向四 周高速抛出,受高速运动针柱 反复撞击,经四周波纹环带撞 击回弹破碎.,4.3 粉碎机械,c.针磨:物

44、料猛烈撞击后淀 粉,蛋白质与纤维松脱而游离出 来,韧性好的纤维受剪切力小未 被过分破碎,呈片状结构被分离.,4.3 粉碎机械,d.立式无筛微粉碎机:由喂料器,粉碎器 和分选器.,4.3 粉碎机械,d.立式无筛微粉碎机:喂料器呈螺旋结构 强制均匀喂料.粉碎器包括动齿盘(其周边轴 向装有打击棒或齿爪旋转圆盘,齿爪线速度 约110m/s)和定磨圈(呈环状,表面有齿槽和 光面).,4.3 粉碎机械,分选器为一旋转叶轮, 用于选择达标颗粒, 成品粒度不同,叶轮形式不同.粉碎器和分选器 间设置折浪圈是用于隔离粉碎器和分选器,使 其上下通道与两者共同形成一回路.排料端需 配置高压风机及配套分离卸料装置.,立

45、式无筛微粉碎机,4.3 粉碎机械,工作原理:物料由喂料器送入到粉碎区,在 定齿盘和定磨圈之间受到打击,剪切,磨擦等而 破碎,破碎后的物料经由折流 圈上方通道进入分选区,由高 压风机及分选器共同作用,达 到成品标准的颗粒,通过分选 器排出机外,其余部分通过下 方通道返回粉碎区重新粉碎.,4.3 粉碎机械,工作原理:按被粉碎物料特性及成品标准 的不同,可选用不同结构形式 和运动参数的粉碎器和分选 器.立式无筛微粉碎机适用于 高强度硬质物料的微粉碎或 超微粉碎.,4.3 粉碎机械,e.卧式超微粉碎机:由料斗,进风口,粉碎 室,分选装置,排渣螺旋卸料器等构成,适用于脱 脂大豆,谷物等微粉碎.粉碎室被两

46、锥形套分成 沿轴向排列的三个室:第一粉 碎室,第二粉碎室和风机室.粉 碎室所对应的主轴上安装有 粉碎部件和分选部件,机壳 内壁上有固定磨盘.,4.3 粉碎机械,e.卧式超微粉碎机:第一粉碎室,转子左 端装有5个螺旋升角为60平直叶片,叶片上装 有可拆卸高硬合金磨块劲锤,其外缘线速度45 60m/s,机壳内装有固定磨环 ,开有径向齿槽的环形齿板;转 子右端是分选盘,机壳上有一 轴向可调锥形套管,转子与套 管间隙控制第一粉碎室出口 产品粒径.,4.3 粉碎机械,第二粉碎室的转子装有径向平直叶片,直径比第一粉碎室转子叶片大10%, 粉碎作用强于第一粉碎室;分级盘与锥管形套管间隙小于第一粉碎室.进风口

47、的 风门调节气流速度,用于控制 产品粒度.排渣装置位于两粉 碎室下方,与粉碎室连通,内 有排渣螺旋.,4.3 粉碎机械,第二粉碎室粒径510mm的原料进入 第一粉碎室,受机械冲击粉碎及磨碎,小颗粒受 气流作用通过分级盘与锥形套管进入第二粉 碎室,再更为强烈粉碎,最终成 品经分级盘与锥形套管间隙 进入风机室,由气流排出机外. 高硬度,高密度及大颗粒被离 心力甩进排渣通道,由螺旋排 出机外.,卧式超微粉碎机,4.3 粉碎机械,4.3 粉碎机械,4.3.2.3 气流冲击式粉碎机 气流冲击式粉碎机:用高速气流将物料颗 粒加速,达到高速,经相互间或与器壁间冲击, 碰撞等作用,使物料颗粒破碎.,4.3 粉

48、碎机械,粉碎特点:粉碎比大,进料粒 度不严格,产品平均粒径5m, 压缩空气喷出后膨胀吸收热量, 粉碎在低温中进行,有利于热敏 物料微粉碎.,4.3 粉碎机械,粉碎特点:易实现多元联合操 作,如用热压缩空气可进行粉碎和 干燥处理,能对配比相差很大的物 料进行混合,还能喷入所需的包裹 溶液对粉料进行包埋处理.设备中 接触物料的构件结构简单卫生,易 实现无菌操作.,4.3 粉碎机械,a.超音速喷射式超微粉碎 机:物料从喂料口送入,与压缩 气流混合形成气固两相流,通 过粉碎室周壁喷嘴以2.5马赫 超音速喷入粉碎室,使物料颗粒 间产生强烈碰撞,冲击,磨擦而被 粉碎,粒径可达1m.,4.3 粉碎机械,a.

49、超音速喷射式超微粉碎机: 不同粒径颗粒在旋转气流下分离, 符合要求的小颗粒靠近轴心部位, 通过分级板处间隙进入沉降分离 室排出机外.大颗粒通过粗粒返回 管返回与后续两相流混合再次被 喷入粉碎室粉碎.,超音速喷射式超微粉碎机,4.3 粉碎机械,4.3 粉碎机械,b.对撞式气流粉碎机:两股同压力,同流 量的压缩空气从两侧在同一条直线上沿相反 方向高速喷入粉碎室,物料经 螺旋喂料器进入粉碎室.两股 高速气流夹带着物料在粉碎 室里产生高速对撞,气流中物 料颗粒相互间产生高速冲击 被破碎.,4.3 粉碎机械,b.对撞式气流粉碎机:高速气流连续进 入,粒子受混合气流作用无规则碰撞,并向低压 区移动,大量气

50、固混合物经 上升管进入分级室,经分级 转子分级,满足产品要求的 细粉上浮至产品出口排出, 粗粒下滑经粗粒返回管返 回,与高速气流混合再粉碎.,4.3 粉碎机械,4.3 粉碎机械,4.3.3 研磨式粉碎机 4.3.3.1 齿辊式磨粉式 齿辊式磨粉机:利用表面 有齿形结构的两差速转动辊 对物料进行研磨破碎,齿型及 配置不同,破碎作用方式和强 度也不同,通常称研磨式粉碎 机.,4.3 粉碎机械,4.3.3 研磨式粉碎机 4.3.3.1 齿辊式磨粉式 齿辊式磨粉机:可用于 小麦制粉,啤酒麦芽破碎.粉碎 时,先调湿,改善加工特性才破 碎,提高麦皮韧性,使麦皮易剥 离,富有弹性,韧性而不至于过 度破碎.,

51、a.复式对辊式磨粉机:小麦制粉专用设备.它利用磨辊上的磨齿将小麦粒剥开,从麸皮上刮下胚乳,并将其磨成 细粉.小型磨粉机一般 采用一对磨辊,大,中 型磨粉机则采用复式 磨辊.,对 辊 式 磨 面 机,4.3 粉碎机械,4.3 粉碎机械,基本结构： (a)喂入机构:由扇形活门 及两个喂料辊组成.定量辊直 径大,转速慢,实现拨料及分散 物料,经扇形活门实现定量喂 料,喂料辊直径小,转速高,表面 线速度为定量辊34倍,物料呈 薄层撒于磨辊研磨区.,4.3 粉碎机械,基本结构： (b)磨辊:磨辊外层是耐磨,高强 度,导热性好硬质合金铸铁,内部用 强度低,韧性好,便于加工的灰口铁. 磨辊有光辊和齿辊两种.

52、光辊外表 为光滑圆柱面,有一定斜度齿状和 条纹.齿辊研磨作用强烈,磨出物松 疏,粒度判别明显,能耗少,温升低和干缩少.,4.3 粉碎机械,齿辊技术特征:齿密度,磨齿 角度,磨齿斜度和齿辊配置.齿密 度指磨辊表面单位圆弧长度(1in, 即25.4mm)上的齿数.常用齿密 度1214齿/in.,4.3 粉碎机械,磨齿斜度:指磨辊表面磨齿斜距与磨辊长 度之比,磨齿斜距由齿纹与圆 柱母线夹角形成.该斜度可 避免麸皮被切成细条状,而易 于筛分,避免研磨荷载不匀引 发磨辊振动而降低研磨质量 及设备寿命.磨齿斜度1/10 1/7或倾角1016.,4.3 粉碎机械,磨齿斜度:磨辊安装时需在研磨区处 使两磨辊齿

53、纹相交,两磨辊磨齿倾斜方向 相同.磨齿与物料运动速度不同,且两磨 辊转速不同,分快辊和慢辊, 转速比为2.5:1. 物料经研磨区时其速度介于快慢辊表 面线速度之间,两磨辊对物料研磨作用 的齿面与运动速度方向关系不同,快齿 面为前齿面,慢辊的齿面为后齿面.,4.3 粉碎机械,磨齿排列方式:锋对锋,锋对钝,钝对锋和 钝对钝 四种.,4.3 粉碎机械,锋对锋排列:剪切作用最强 ,产品粉末少,颗粒多;钝对钝排 列挤压作用最强,剪切作用最弱 ,破碎作用和缓,可得到较多粉 末;,4.3 粉碎机械,锋对钝排列:靠挤压 和磨擦作用破碎物料,混 有部分剪切作用,适用于 加工韧性大的物料;,4.3 粉碎机械,钝对

54、锋排列:适用于加 工硬而脆物料.,4.3 粉碎机械,磨辊转速提高,物料经研磨区速度也提高, 在不增加流量的情况下,研磨区内料层变薄,研 磨作用增强,同 时物料的温升 也随之加大。,4.3 粉碎机械,4.3 粉碎机械,(c)轧距控制机构:两辊轴心连线处磨辊 外圆表面间距称轧距,它决定着 磨齿最小间隙和物料颗粒破碎 开始到终了通过距离,研磨作用 强度及时间.若流量及进料粒度 不变,轧距越小,两磨辊对物料研 磨压力越大,研磨作用时间越长 ,物料越易破碎.,4.3 粉碎机械,(c)轧距控制机构: 小型对辊式磨粉机轧距用手 动调节,大型机用液压或气动调 节.未进料时,两辊处于分离状态 .进料时,枝状阀受

55、物料作用下移 ,经连杆控制液压或气动机构使 两磨辊合拢,进入工作位置.,4.3 粉碎机械,b.辊式麦芽粉碎机:麦 芽是生产啤酒主要原料,糖 化前需将麦芽粉碎.麦芽粉 碎机中设置的齿辊数量,有 两辊式,四辊式,五辊式和 六辊式等.,4.3 粉碎机械,b.辊式麦芽粉碎机:如图为五辊式麦芽粉 碎机.前三个辊是光辊.组成两个磨碎单元.后 两辊筒是丝辊.单独构成一磨 碎单元.筛出的粗粒粉碎成细 粉和细粒.以利于糖化时充分 浸出有用物质.通过筛选装置 的配合,可分离出细粉,细粒和 皮壳.该机适用于麦芽的破碎.,对辊式麦芽粉碎机,4.3 粉碎机械,4.3 粉碎机械,4.3.3.2 磨介式粉碎机 磨介式粉碎机:指借助于运动着的,具有 一定形状和尺寸的 研磨介质产生的冲 击,磨擦,研磨等作用 使物料颗粒破碎的 研磨粉碎机.,4.3 粉碎机械,4.3.3.2 磨介式粉碎机 磨介式粉碎机:粉碎效果受磨介尺寸,形状, 配比及运动形式,物料充