第二章 物料预处理及输送设备.ppt

1、第二章 物料预处理及输送设备第一节 固体物料的预处理第二节 固体物料的输送,第一节 固体物料的预处理 一、固体物料的除杂与筛选设备 （一）粗选机振动筛 （二）磁力除铁器 （三）精选设备 二、固体物料的粉碎设备 1.锤式粉碎机 2. 双转子锤式粉碎机 3.辊式粉碎机 4.圆盘钢磨（磨盘机） 三、固体物料的加水粉碎（混法粉碎） 1.砂轮磨,第一节 固体物料的预处理 一、固体物料的除杂与筛选设备(p162) 发酵工厂以初级粮食为原料的生产中，谷物原料含有泥土、砂石、草籽、杂谷、金属等杂质，必须对原料进行筛选和除杂处理。 粗选机（除石、草、土块、小草籽、沙石和灰尘等） 磁铁分离器（除磁性金属、铁钉、铁

2、屑、铁丝等） 精选机 （除圆形杂粒、半粒及分级等） 分级筛（平板分级筛、圆筒分级筛）,（一）粗选机振动筛 1、功能：振动筛是原料处理中应用最广的一种筛选与除尘结合的清理设备，通过筛面水平做倾斜往复运动来清除杂质。 如：10吨大麦粗选机,2、振动筛的主要组 成部分： 进料装置：使调节物料流量 均匀分布 筛 体：分三层筛选 吸风除尘装置：除尘 自衡振动装置：电机、吊杆,3、筛选工作原理： 第一层为接料筛，筛孔最大、筛面较短、反向倾斜60 第二层为分级筛，筛孔比所选原料稍大，正向倾斜100 第三层为精选筛，筛孔小于所选原料，正向倾斜120 第一层上留下的为大杂质（如草杆、泥块）； 第二层上留下的是稍

3、大于原料的中级杂质； 第三层上留下的是所选原料； 第三层下穿过的是小于原料的泥沙、杂草种子等小杂质。,操作,大麦进入料斗1内，以自重压开进料压力门2。均匀料层经进口吸风道3除轻杂质和灰尘，进入筛体的第一层筛面5，又称接料筛面或初清筛面； 筛上物为大杂质（草杆、泥块等），从大杂收集槽6排出；大麦等穿过筛孔进入第二层筛面7筛理，筛出稍大于麦粒的中级杂质由中杂收集槽16排出； 大麦继续穿过筛孔进入第三层面筛8（精选筛面）清理，麦粒作为筛上物排出，经出口吸风道13再次吸除轻质杂质后流出机外。 穿过第三层筛孔的泥沙、杂草种子等小杂质，由小杂收集槽14排出。,4、吸风除尘装置： 进料吸风道 相对密封 前后

4、沉降室 风机 集尘器 出料吸风道 杂质沿四壁 下沉至底面 达到一定厚度 推动活瓣（密闭） 收集槽排出,5、SZ型震动筛的技术参数,（二）磁力除铁器 1、固定型磁钢装置 永久性磁铁或电磁铁，数块磁钢排在一起，两极间用薄木片 衬隔。物料需薄层通过。 特点：装置简单，除杂效果 差，需定时对磁面进行清理。,CXY-25型永磁滚筒的结构 1上机体 2磁铁滚筒 3-下机体 4-涡轮减速器 5- 电动机 6-铁隔板 7- 拨耻 8-观察窗 9-大麦出口 10- 盛铁盒,2、永久磁滚 上机体（进料装置） 组成 磁铁滚筒、磁芯 部分 下机体 传动装置 1）上机体： 进料口： 淌 板：物料导向 压力门：控制进料量

5、，使形成均匀 入料层落到磁铁滚筒上 观察窗 ：,2）磁铁芯子：固定中心轴上1700 永久磁铁：锶钙铁氧体48块8组排列 铝质鼓轮 外筒：装拨齿。转动（磁铁芯 子不转动）。 3）下机体： 出料斗 ：接出料管道 盛铁盒 4）传动装置 电机 蜗轮减速器,（三）精选设备 1、碟片精选机,碟片精选机的结构 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长粒物料出口 12淌板,工作原理： 碟片的两侧工作面制成许多特殊形状的袋孔，当碟片在粮堆中转动时： （1）短粒物料被嵌入袋孔而被带到较高位置，由于孔底逐步向下倾斜，短粒物料受本身重力作用再从袋孔中倒出，落入收集槽。

6、 （2）长粒物料则因其长度较袋孔长，虽有可能进入袋孔，但其重心在袋孔之外，当碟片还未带到一定高度，即从袋中滑落。 绞龙：推进作用,2、滚筒精选机 袋孔在内表面 滚筒倾斜 短粒嵌入袋孔位置深，带上去从中部落下，由绞龙送出。 长粒在未送上之前落下，依靠筛转圆筒的倾斜度从下面出,四、分级设备 1.平板分级筛 筛面作往复运动，筛孔从上到下依次减小。 从上部 连续进料，分别从不同的筛面出不同级别的物料。,2.圆筒分级筛 筛筒倾斜角度为3-5； 筛筒直径与长度之比为1：46； 圆周速度约为0.71.0m/s，速度太快，粒子反而难以穿过筛孔，使生产率下降。 筛分的原料由分设在下部的两个螺旋输送机分别送出，未

7、筛出的一级大麦从最末端卸出。 优点：设备简单，电动机传动方便。 缺点：筛面利用率小，仅为整个筛面的五分之一。,二、固体物料的粉碎设备 粒度变小，提高原料的利用率，表面积增大使能充分水解 （一）物料粉碎的力学分析：,挤压破碎 冲击破碎 研磨破碎 剪切破碎 劈裂破碎,对坚硬和脆性的物料，挤压和冲击很有效。 对韧性物料剪切力作用较好。 对方向性物料则以劈碎为宜。 各种粉碎机所产生的作用不是单纯的一种力，往往是几种力的组合。但对于特定的粉碎设备，以一种作用力为主。,（二）物料的粉碎度（粉碎比），以 X 表示。 X = 可见：粉碎比表示粉碎操作中物料粒度变小的比例。 对于一次粉碎后的粉碎比： 粗碎 x

8、= 26 中、细碎 x = 550 磨碎 x 50 总粉碎比是表示经过几道粉碎步骤后的总结果。,D1,D2,D1-粉碎前的平均粒度 mm,D2-粉碎后的平均粒度 mm,（三）粉碎机械： 1、锤式粉碎机：瓜干、高粱、玉米、粉渣等的中碎和细碎。尤其适用于干脆性的物料。 锤式粉碎机的作用力主要为冲击力， 干脆性 物料抗冲 击性较弱。,主轴 不运转时，下垂 构造： 锤刀 运转时，由于离心力 的作用成辐射状 筛网 工作原理：物料从料斗进入机内， 受到高速旋转的锤刀的强大 冲击 力的冲击而被击碎。 小于筛孔直径的物料落入出料口。 大于筛孔直径的物料受锤刀冲击后， 由于惯性四散 再次被锤 刀冲击， 直到落下

9、筛孔。,矩形 锤刀 带角矩形 斧形 安装：严格对称安装，保证主 轴的动平衡。 两头 反正可调换。,锤式粉碎机优点： 构造简单、紧凑、物料适 性强，粉碎度大、生产能力大。 缺点：磨损较大，能耗高。,生产能力的计算： 圆孔筛：设一个圆筛孔排出的产品定量V0（m3) V0 = D02.d. （m3) D0 -筛孔直径， m; d -产品粒度， m； -排料的不均匀系数，一般取0.7。 若转子上有 k 排锤刀，则转子转一周锤刀就扫过k 次。 若转子转速为n ( r / min) ，筛孔总数为Z个，则每小时排出量为： V = 60 D02 . d . . Z . k . n ( m3 / h) 或：Q

10、= V . = 15 D02 d Z k n （-比重 T/ m3 ） （长方形筛孔可类推）,4,4,单转子：由于物料环流，不仅严重影响颗粒的分级，也极大地削弱了锤刀的冲击效果，造成很高的能量损失。 双转子：轴转方向相反，无环流，减少了动力消耗。,两辊式粉碎机 1 弹簧 2滚筒 3机座,2.辊式粉碎机 （1）双辊式粉碎机 适用：大麦、大米的粉碎、 中碎和细碎。 滚筒 ：长1500mm ，一 个可移动。 弹簧 ：调间距控制粉碎 粒度 构造 机座 传动装置 （电机、皮带 轮） 安全罩,（2）四辊式粉碎机：为了用一台粉碎机 达到粉碎粒度和产量 要求，采用多辊。 四滚式粉碎机构造： 入料口 两对轧辊（

11、光面轧辊） 两个筛子 细粉 出料口 皮壳 细粒,（3）五辊式粉碎机 前三个辊筒是光辊，组成两个磨碎单元； 后两个辊筒是丝辊，单独成一磨碎单元。 通过筛选装置的配合，可以分离出细粉、细粒和皮壳， 特点：性能很好。如在啤酒加工过程中应用，通过调节可以应用于各种麦芽。,（4）六辊式粉碎机 该机性能与五辊式相同。由三对辊筒组成。 前两对用光辊，主要以挤压作用粉碎原料，可以使得生物质原料的皮壳不致粉碎得太细而影响后一工序的操作，如啤酒厂的麦芽汁过滤。 第三对辊筒用丝辊，将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。,辊式粉碎机生产能力的计算：,Q = 60 D1 n bL (Kg / h)

12、 D1 - 轧辊直径，m ; n- 棍子转速 ，r / min ; b - 两辊间距，m; L- 辊长度 ， m ; - 被粉碎物料的视密度； - 松散系数，（大麦 = 0.50.7）与物料性质及操作均匀 度有关，准确数据可在生产实践中查得。,3.圆盘钢磨（磨盘机） 粉碎小麦、玉米、大豆、大米等。 单转盘构造： 两个带沟槽的圆盘，一个固定， 一个 转动；进料口在圆盘中心； 圆盘缝隙可调。 物料进入后受离心力作用，在缝隙间 向外甩出，并受到圆盘沟槽的研磨和剪 切作用而被粉碎。 双转盘圆盘钢磨：两盘都旋转，方向相反 ，剪切作用大，效率更高。,磨盘机,三、固体物料的加水粉碎（混法粉碎） 1、混法粉碎

13、优点 （1）消除了粉尘危害，改善了劳动环境， 降低了原料消耗； （2）粉碎过程中，淀粉已开始吸水膨胀， 提高了蒸煮效果； （3）粉碎后经预热，提高了蒸气的利用 率； （4）由于粉碎在有水的情况下运转，使得 机器零件（特别是刀片）的磨损减 少， 节省了设备维修费用。,2.砂轮磨 构造： 进料斗 上砂轮 （静止，碟形） 下砂轮 （转动） 传动系统 （在下面） 出料口,SM-30A型砂轮磨 1-料斗 2-上砂轮 3-下砂轮 4-出料嘴 5-主轴 6-主轴皮带轮 7-底座 8-电机皮带轮 9-V带 10-电机,必须先加水,3. MSG-A系列麦芽湿式粉碎机,四、微细粉碎和超微粉碎 微细粉碎： 0.30

14、.05 mm 超微粉碎： 0.050.001 mm 球磨机,第二节 固体物料的输送 一、 机械输送设备（p422) 发酵工厂物料输送主要机械及方法有下述四种： （1）斗式提升机（垂直提升物料）； （2）皮带运输机（水平或斜向上提升物料）； （3）螺旋输送机（水平或斜向上提升物料）； 二、气力输送系统（垂直或向上水平提升物料）,一、 机械输送设备（p422) （一）斗式提升机 适用于松散型、小颗粒物料。垂直提升小麦、玉米、高粱等。 构造和原理： 铰带或链条做牵引件，料斗固定在牵引件上，装在机壳内。 顶部主动轮，下部从动轮。 装料： 掏取式、 喂入式或两种同时作用。 卸料： 离心卸料 ：靠离心作用

15、卸松散料 重力卸料： 靠导轮或导槽,料斗的形状 浅斗：潮湿、较粘稠物料 适用 情况 深斗：由于排尽困难，适 用干燥易散的物料 尖角斗：此种料斗安装时 没有间隔，侧壁相接，形 成 一导槽。卸料时物料顺 导槽而下，不易侧滚。 而对于浅斗与深斗安装时，每个相隔2.33h(h为斗深）,物料颗粒越小，速度越快。,斗式提升机生产能力： (Kg/h) V-一个斗子的容量，m3; h-斗子的间距，m ; v-提升机提升速度，m/s; -被提升物料密度，Kg/m3 -斗子的装填系数，其值随 物料而异。,（二）带式输送机 （皮带输送机） 结构和原理： 封闭的环带，两个鼓轮； 主动轮、从动轮、张紧装置； 物料依摩擦

16、力随带前进 特点： 结构简单； 输送能力大，动力消耗低； 倾斜度不大于20度 但改变方向需多台联合使用 。,2.主动轮 3.从动轮 4.托辊 5.加料斗 6.张紧装置,带式输送机的生产能力 Q=3.6Av (t/h) Q 生产能力，t/h; A 物料在运输机带上的横截面积, V 运输带的速度, m/s ; 松散物料的平均密度,kg/ 输送系数（可取0.80.85）,(三）、螺旋输送机 适用于松散的粉状或 小颗粒物料。（大米、小麦 高粱、玉米等） 1. 结构： 外壳、转轴、螺旋 螺距：一般为螺旋直径的 0.51.0倍，易损伤 的物料取小值，松 散物料取大值。 全叶式适用于水分大的物料。,2.工作

17、原理：当轴旋转时，螺旋把物料沿料槽推动，在运动中物料以滑动形 式沿槽移动。 特点： 结构简单，外形小 便于实现密封，不污染 便于中间卸料和短距离水平卸料 适用于湿度大的物料 但由于推力全摩擦，能量消耗 大，仰角一般不大于200 。,二、气力输送系统及设备 气流输送：又称风力输送，是借助空气在密闭管道内的高速流动，物料在气流中被悬浮输送到目的地的一种输送方式。 目前工厂用于送大麦、大米、高粱、玉米等。 优点： （与机械输送比较） （1）系统密闭，可避免粉尘和有害气体对环境的污染 （2）输送的同时可对物料加热、冷却、混合、粉碎、干燥和分级除 尘等。 （3）容易实现自动化、连续化，改善了劳动条件。

18、（4）可根据建筑物的结构比较随意地布置输送管道。,（一）气流输送原理 1、垂直管中颗粒物料气流输送的流体力学条件 重力 W 恒定 受力 浮力 Fa 阻力 Fs 随气流变化 Fs ： 颗粒与气流相对运动而产生的。,（1）颗粒向下运动：W Fa + Fs ; （2）颗粒相对静止： W = Fa + Fs ; （3）颗粒向上运动： W Fa + Fs ; 对于（3）为气流输送的正常状态， 此时 V气流 V粒子,2、颗粒在水平管中的悬浮 颗粒在水平管中的悬浮（受力）较为 复杂，一般认为是下列几种力作用的结果： （1）湍流时垂直方向上的分速度； （2）中心与管壁间速度呈抛物线，速度差 造成的静压差产生的

19、作用力； （3）麦格纽斯效应，颗粒上下气流速度 差、压强差，指向管中心； （4）颗粒不规则产生的垂直分力； （5）碰撞产生的垂直方向反作用力。,3. 在水平管中的几种状态 （1） 当气流速度很大时，颗粒全部悬浮，均匀分布 于气流中，呈现所谓浮流状态。 （2） 极限状态：上部稀薄，下部密集，两相流动 （3） 团流块：堆积形成“小沙丘”向前推移,（二）气流输送流程 1. 吸引式输送流程（又称真空输送）,流程特点： （1）风机（真空泵）安装在系统尾部； （2）整个系统处于负压（密闭靠闭风器）； （3）连接除尘装置，劳动环境清洁； （4）可从不同的点向一处输送,2. 压送式输送流程 特点： （1）风机

20、在系统的前端； （2）系统处于正压状态； （3）可输送潮湿的物料； （4）输送距离和高度都比吸入式大。,3. 混合气流输送流程,混合式输送流程特点： （1）风机在系统中间，风机前为负压（吸送段）、风机后为正压（压送段）； （2）可以从数点吸入物料，压送较远、较高的地方；（集两种流程优点） （3）装置较复杂，从分离器来的空气含尘多。 4.两种流程的进出料口比较： 见图 加料处 排料处 管道 吸入式 需吸入装置 需排料器 压送式 需加料器 不需排料器 细,几种流程的比较,（1）吸入式流程的加料处，需要吸料装置。而排料处则安装有封闭较好的排料器，以防止在排料时发生物料反吹。由于输送系统为真空,不易发

21、生漏孔. （2）压送式流程在加料处需要安装有封闭较好的加料器，以防止在加料处发生物料反吹，而在排料处就不需要排料器，可自动卸料。 （4）当输送量相同时，压送式流程较吸入式流程采用较细的管道，这是因为它的操作压强差为吸入式的1.5倍左右。 （5）压力系统大约每1kg的空气输送20kg的物料，负压系统约为一半。 （6）当从几个不同的地方，向一个卸料点送料时，采用吸入式气流输送最合适。而从一个加料点向几个不同的地主送料时，采用压送式气流输送最好。,（三）气流输送的主要配套设备 三种流程都包含了如下几种组成设备 进料装置 风机 输料管道 除尘器 分离装置 空气管道 闭风器 ,1.进料装置（吸入式流程）： （1）单管道吸嘴（不能插入物料太深） （2）带