食品機械與設(shè)備粉碎切割機械第五章

食品機械與設(shè)備粉碎切割機械第五章第1頁，共55頁，2023年，2月20日，星期二第五章粉碎切割機械

食品加工中，涉及大量將原料或中間產(chǎn)品的尺寸減小的操作，這些需要應(yīng)用各種粉碎或切割機械設(shè)備。物料經(jīng)過粉碎或切割等處理后，可以獲得所需的加工物性或產(chǎn)品形狀。第一節(jié)粉碎機第二節(jié)切割碎解機械第2頁，共55頁，2023年，2月20日，星期二粉碎

粉碎——是用機械力的方法克服固體物料內(nèi)部凝聚力達到破碎的單元操作。在食品工業(yè)中占有非常重要的地位，主要表現(xiàn)在：（1）適應(yīng)某些食品消費和生產(chǎn)的需要，例如小麥以面粉形式食用，巧克力配料粉需碾碎至足夠細小顆粒才能保證最終產(chǎn)品的品質(zhì)。（2）增加表面積以利于后道工序處理的順利進行，例如果蔬干燥前需將大塊物料粉碎成小塊物料。（3）工程化和功能性食品的生產(chǎn)需要各種配料粉碎后才能混合均勻，粉碎對終產(chǎn)品品質(zhì)影響很大。

第3頁，共55頁，2023年，2月20日，星期二切割切割——是利用切割器具（如切刀等）與物料的相對運動時產(chǎn)生的剪切力達到切斷、切碎效果的單元操作。食品切割目的主要有：（1）獲得一定形狀的產(chǎn)品單體，如切絲、切丁、切片。（2）獲得質(zhì)地組成均一化的產(chǎn)品，如通過斬拌和擂潰等操作，得到組成均一、質(zhì)地細膩的產(chǎn)品。第4頁，共55頁，2023年，2月20日，星期二第一節(jié) 粉碎機粉碎機可以根據(jù)成品粒度分為普通（成品粒度≤80目）、微(80％成品粒度≥80目）和超微（成品平均粒度≥200目）粉碎機。從粉碎作用形式看，最常用的粉碎機包括沖擊式和研磨式粉碎機等。一、沖擊式粉碎機二、轉(zhuǎn)輥式粉碎機三、磨介式粉碎機第5頁，共55頁，2023年，2月20日，星期二一、沖擊式粉碎機兩大類沖擊式粉碎機（一）機械沖擊式粉碎機（二）氣流式粉碎機

第6頁，共55頁，2023年，2月20日，星期二1.1機械沖擊式粉碎機類型與特點類型：錘擊式和盤擊式。優(yōu)點：（與其它型式粉碎機比）具有單位功率粉碎能力大，粉碎粒度易于調(diào)節(jié)，應(yīng)用范圍廣，占地面積小，易實現(xiàn)連續(xù)化的閉路粉碎等優(yōu)點。缺點：由于部件的高速旋轉(zhuǎn)及與顆粒的沖擊或碰撞，不可避免地會產(chǎn)生磨損問題，因而不適宜用來處理硬度太大的物料。第7頁，共55頁，2023年，2月20日，星期二兩大類沖擊式粉碎機機械沖擊式粉碎機——依靠高速旋轉(zhuǎn)的棒或錘等部件沖擊或打擊顆粒，使其粉碎。氣流磨——利用高速空氣流或過熱蒸汽，使顆粒加速產(chǎn)生相互沖擊力、碰撞力或與器壁發(fā)生沖擊碰撞作用而被粉碎。第8頁，共55頁，2023年，2月20日，星期二1．錘擊式粉碎機這種粉碎機利用高速旋轉(zhuǎn)的錘頭或錘片產(chǎn)生的作用力使物料粉碎，既適用于脆性物料，也可用于部分韌性物料甚至纖維性物料的粉碎，所以常被稱為萬能粉碎機。第9頁，共55頁，2023年，2月20日，星期二錘擊式粉碎機的應(yīng)用

錘擊式粉碎機的應(yīng)用十分廣泛。許多食品原料及其中間產(chǎn)品的加工過程中均用到它，例如薯干、玉米、大豆、咖啡、可可、蔗糖、大米、麥類以及各種飼料等的粉碎均可使用錘擊式粉碎機。第10頁，共55頁，2023年，2月20日，星期二錘式粉碎機的類型第11頁，共55頁，2023年，2月20日，星期二主要工作元件

篩網(wǎng)：材料通常為冷軋鋼板。篩網(wǎng)對轉(zhuǎn)子的包角α隨進料方式不同而異，切向喂入式粉碎機的α≤180°，軸向喂入式的α=360°，徑向喂入式的α<360°，物料粉碎的粒度取決于篩網(wǎng)孔徑的大小。錘片：主要易損元件，一般壽命為200-500h，形狀很多。工作菱角多，粉碎能力強，但耐磨性較差，多堆焊碳化鎢合金，壽命延長2-3倍。第12頁，共55頁，2023年，2月20日，星期二錘片的種類和形狀錘片是主要的易損件，一般壽命為200~500h，為了延長使用壽命，通常需進行熱處理。錘片的形狀很多，其基本類型如圖5.2所示。第13頁，共55頁，2023年，2月20日，星期二工作過程

物料從進料口進入粉碎室后，便受到隨轉(zhuǎn)子高速回轉(zhuǎn)的錘片的打擊，進而飛向固定在機體上的篩板（或篩網(wǎng)）而發(fā)生碰撞。落入篩面與錘片之間的物料則受到強烈的沖擊、擠壓和摩擦作用，逐漸被粉碎。當粉粒體的粒徑小于篩孔直徑時便被排出粉碎室，較大碎粒繼續(xù)粉碎，直至全部排出機外。第14頁，共55頁，2023年，2月20日，星期二特點優(yōu)點：錘擊式粉碎機具有構(gòu)造簡單，用途廣泛，生產(chǎn)率高，無空轉(zhuǎn)損傷等優(yōu)點。缺點：粉碎過程基本上沒有選擇性，粉碎粒度不能嚴格控制。在不同的粉碎條件下，粉碎比可以在很大的范圍內(nèi)變化。第15頁，共55頁，2023年，2月20日，星期二（二）氣流式粉碎機

氣流式粉碎機是比較成熟的超微粉碎設(shè)備。它使用空氣、過熱蒸汽或其它氣體通過噴嘴噴射作用成為高能氣流。高能氣流使物料顆粒在懸浮輸送狀態(tài)下相互之間劇烈的沖擊、碰撞和摩擦等作用，加上高速噴射氣流對顆粒的剪切沖擊作用，使物料得到充分研磨而成超微粒子。第16頁，共55頁，2023年，2月20日，星期二氣流粉碎機的形式氣流粉碎機有不同形式，常見的有：立式環(huán)形噴射式氣流粉碎機對沖式氣流粉碎機超音速氣流噴射式粉碎機第17頁，共55頁，2023年，2月20日，星期二氣流式粉碎機原理氣流式粉碎機是比較成熟的超微粉碎設(shè)備。它使用空氣、過熱蒸汽或其它氣體通過噴嘴噴射作用成為高能氣流。高能氣流使物料顆粒在懸浮輸送狀態(tài)下相互之間發(fā)生劇烈的沖擊、碰撞和摩擦等作用，加上高速噴射氣流對顆粒的剪切沖擊作用，使物料得到充分研磨而成超微粒子。第18頁，共55頁，2023年，2月20日，星期二氣流粉碎機的特點（1）能獲得50μm以下粒度的粉體；（2）粗細粉粒可自動分級，且產(chǎn)品粒度分布較窄，并可減少因粉碎中操作事故對粒度分布的影響；（3）由于噴嘴處氣體膨脹而造成較低溫度，加之大量氣流導入產(chǎn)生的快速散熱作用，因而用于低熔點和熱敏性材料的粉碎；第19頁，共55頁，2023年，2月20日，星期二氣流粉碎機的特點（4）由于主要采用物料自磨原理，故產(chǎn)品不易受金屬或其它粉碎介質(zhì)的污染；（5）可以實現(xiàn)不同形式的聯(lián)合作業(yè)，例如，用熱壓縮空氣實現(xiàn)粉碎和干燥聯(lián)合作業(yè)，在粉碎的同時可與別的外加粉體或溶液進行混合等；（6）可在無菌情況下操作；（7）結(jié)構(gòu)緊湊，構(gòu)造簡單，沒有傳動件，故磨損低，可節(jié)約大量金屬材料，維修也較方便。第20頁，共55頁，2023年，2月20日，星期二氣體介質(zhì)由于欲粉碎的食品物料熔點大多較低或者不耐熱，故通常使用空氣為介質(zhì)。被壓縮的空氣在粉碎室內(nèi)膨脹，產(chǎn)生的冷效應(yīng)與粉碎時產(chǎn)生的熱效應(yīng)相互抵消。第21頁，共55頁，2023年，2月20日，星期二1．立式環(huán)形噴射氣流粉碎機主要由立式環(huán)形粉碎室、分級器和文丘里加料器等組成。工作過程第22頁，共55頁，2023年，2月20日，星期二工作過程

從若干個噴嘴5噴出的高速壓縮空氣氣流將喂入的物料加速并形成紊流狀，致使物料在粉碎室6中相互高速沖撞、摩擦而達到粉碎。粉碎后的粉粒體隨氣流經(jīng)環(huán)形軌道上升，由于環(huán)形軌道的離心力作用，使粗粉粒靠向軌道外側(cè)運動，細粉粒則被擠往內(nèi)側(cè)?；剞D(zhuǎn)至分級器入口9處時，由于內(nèi)吸氣流旋渦的作用，細粉粒被吸入分級器8中分離而排出機外，粗粉粒則繼續(xù)沿環(huán)形軌道外側(cè)遠離分級器入口處通過而被送回粉碎室6中，再度與新輸入物料一起進行粉碎。第23頁，共55頁，2023年，2月20日，星期二二、轉(zhuǎn)輥式粉碎機

轉(zhuǎn)輥式粉碎機利用轉(zhuǎn)動的輥子產(chǎn)生摩擦、擠壓或剪切等作用力，達到粉碎物料的目的。根據(jù)物料與轉(zhuǎn)輥的相對位置，轉(zhuǎn)輥式粉碎機有盤磨機和輥磨機等專用設(shè)備。（一）盤磨機

（二）輥式磨粉機第24頁，共55頁，2023年，2月20日，星期二碾坊與磨第25頁，共55頁，2023年，2月20日，星期二（二）輥式磨粉機

輥式磨粉機是食品工業(yè)廣泛使用的粉碎機械，特別在面粉工業(yè)中早已是不可缺少的關(guān)鍵設(shè)備，其它如啤酒麥芽的粉碎、油料的軋坯、巧克力的精磨、糖粉的加工、麥片和米片的加工等也都能采用類似的機器。1．輥式磨粉機結(jié)構(gòu)2．磨輥的配置3．齒輥的技術(shù)特性第26頁，共55頁，2023年，2月20日，星期二1．輥式磨粉機結(jié)構(gòu)圖5.9所示為復(fù)式對輥式磨粉機的結(jié)構(gòu)。主要由以下六個部分組成：（１）磨輥（２）傳動部分（３）軋距調(diào)節(jié)機構(gòu)（４）喂料機構(gòu)（５）磨輥的清理機構(gòu)（６）吸風裝置第27頁，共55頁，2023年，2月20日，星期二(1)磨輥輥式磨粉機的主要工作機構(gòu)是磨輥，一般有一對或兩對磨輥，分別稱為單式和復(fù)式輥式磨粉機。在復(fù)式磨粉機中，每一對磨輥組成一個獨立的工作單元。物料從兩磨輥間通過時，受到磨輥的研磨作用而被破碎。磨輥在單式磨粉機內(nèi)呈水平排列，在復(fù)式磨粉機內(nèi)，有水平排列的（如美國的磨粉機），也有傾斜排列的（如歐洲和我國使用的大、中型磨粉機）。第28頁，共55頁，2023年，2月20日，星期二(2)傳動部分傳動部分主要給磨輥提供工作動力，使兩磨輥作相對方向的轉(zhuǎn)動，其中一個為快輥，另一個為慢輥。因為以同一速度相向旋轉(zhuǎn)的磨輥對小麥只能起到軋扁、擠壓作用，得不到良好的研磨效果；只有當兩磨輥以不同速度相向旋轉(zhuǎn)時，才能對小麥起到研磨作用。傳動部分的作用就在于保證磨輥按照一定的速度轉(zhuǎn)動，而且快慢輥之間要保持一定的轉(zhuǎn)速比。第29頁，共55頁，2023年，2月20日，星期二（3）軋距調(diào)節(jié)機構(gòu)兩磨輥之間的徑向距離稱為軋距。用來調(diào)節(jié)兩磨輥距離的機構(gòu)稱為軋距調(diào)節(jié)機構(gòu)。缺少這一機構(gòu)，磨粉機就不能與各種粒度的研磨物相適應(yīng)，也不能根據(jù)工藝要求隨時改變磨粉機的研磨強度。傾斜排列的磨輥，上輥為快輥，它的軸承因固定在磨粉機的機殼上，故位置不能移動；下輥為慢輥，它的軸承裝在可以上下移動的軸承臂上，軸承臂通過彈簧與軋距調(diào)節(jié)機構(gòu)相聯(lián)，因此慢輥的位置可調(diào)節(jié)改變。改變兩輥間的軋距以達到一定的研磨效果，是軋距調(diào)節(jié)機構(gòu)的主要作用。第30頁，共55頁，2023年，2月20日，星期二（4）喂料機構(gòu)設(shè)在磨輥的上方，由貯料筒、料斗、喂料輥及喂料活門等組成。喂料輥有兩個：定量輥和分流輥。定量輥——直徑較大而轉(zhuǎn)速較慢，主要起撥料及向兩端分散物料的作用，并通過扇形活門形成的間隙完成喂料定量控制。分流輥——直徑較小，轉(zhuǎn)速較高，其表面線速度為定量輥3~4倍，其作用是將物料呈薄層狀拋擲于磨輥研磨區(qū)。第31頁，共55頁，2023年，2月20日，星期二（５）磨輥的清理機構(gòu)磨輥的清理機構(gòu)用于清除其所黏附的粉層，保證其運轉(zhuǎn)平穩(wěn)。清理磨輥粉層常用刷帚或刮刀，它們一般安裝在磨輥的下方。刷帚以鵝翎或豬鬃、棕毛制成，用彈簧壓緊在輥面上用以清理齒輥表面。刮刀用于清理光輥表面，它安裝在鉸支的杠桿上，靠配重壓在輥面上，當磨粉機停車時有一金屬鏈將配重拉起，刮刀離開輥面以避免輥和刀接觸處的磨蝕。第32頁，共55頁，2023年，2月20日，星期二（６）吸風裝置該裝置有以下3個作用：用以吸去磨輥工作時產(chǎn)生的熱量和水蒸氣，降低磨下物的溫度，提高研磨物料的篩理性能。冷卻磨輥、降低料溫。使磨粉機內(nèi)的粉塵不向外飛揚。目前大多數(shù)面粉廠采用氣力輸送來垂直提升各道磨粉機研磨后的物料。提升管通過溜管與磨粉機出口相接，已具備相對于磨膛的吸風作用，故不需再單獨安裝吸風管。第33頁，共55頁，2023年，2月20日，星期二復(fù)式對輥式磨粉機示意圖第34頁，共55頁，2023年，2月20日，星期二2．磨輥的配置（1）形式最簡單，小型磨粉機、軋片機等都采用這種型式，它的喂料、排料及傳動裝置都容易做到合理安排，工藝操作和裝拆磨輥也比較方便。（2）配置方式適用于小型的麥芽粉碎機，用三輥代替兩對齒輥。（3）或（4）形式常用于大型磨粉機，為縮小占地面積，這種方式已形成各國磨粉機的共同傳統(tǒng)。但是輥的傾斜角度各有不同，從而導致設(shè)備的結(jié)構(gòu)和作用性能大不一樣，特別是磨輥的拆裝和操作性能。（5）配置方式常用于油料軋片機，因其結(jié)構(gòu)簡單，同時可利用輥身的自重以增加輥間壓力。（6）配置形式用于巧克力精磨機，它研磨的是漿料中的可可粉粒，漿料因黏附在輥面上自下而上輸送。第35頁，共55頁，2023年，2月20日，星期二第36頁，共55頁，2023年，2月20日，星期二3．齒輥的技術(shù)特性主要技術(shù)特性有磨齒的：齒數(shù)、齒形、拉絲斜度和排列四個方面。第37頁，共55頁，2023年，2月20日，星期二齒數(shù)原料粒度d須大于磨齒的齒距t,粗物料齒數(shù)宜少，反之亦然。第38頁，共55頁，2023年，2月20日，星期二齒形磨齒的斷面形狀稱為齒形。鋒面與鈍面所夾的角稱為牙角γ。鋒面與磨輥直徑的角稱為鋒角α。鈍面與磨輥直徑的角稱為鈍角β。以上三角之間的關(guān)系為：γ=α+β。磨齒頂如為尖形，則容易磨損，故一般都有0.1-0.4mm的寬度。同一牙數(shù)下牙越大、齒槽越寬，則剪切力越小而擠壓力越大，若牙角為180°即成為光輥，故牙角大時粉碎程度低且電耗大。在同一牙角的情況下，若鋒角越小鈍角越大，則剪切力越大而擠壓力相對減小。第39頁，共55頁，2023年，2月20日，星期二磨齒的排列磨齒的排列不同對研磨作用的影響與同一牙角下鋒角大小變化的影響相似。如圖5.11所示，磨齒排列有四種方式，即鋒對鋒、鋒對鈍、鈍對鋒和鈍對鈍。鋒對鋒排列時，物料在兩鋒面之間受到擠壓作用，后來則以剪切作用為主。由于兩輥快慢不同，慢輥起托住作用，快輥起擠壓和剪切作用。鋒角越大，剪切力越小而擠壓力越大。當鈍對鈍排列時，作用角為鈍角，物料進入工作區(qū)后受擠壓作用并逐步加強，最后略有剪切作用。第40頁，共55頁，2023年，2月20日，星期二拉絲斜度一對磨輥的拉絲必須有一定的斜度，且互相平行，否則不可能進行平穩(wěn)的研磨。斜度越大（即圖5.11中的牙角越大），粉碎率越低；物料容易克服磨齒上的摩擦阻力而滑向一邊，故切削有困難。相反，斜度越小，則剪切力越大，如果齒形尖時就成為切削作用。因此，斜度一般只能在0-20％范圍內(nèi)變化。第41頁，共55頁，2023年，2月20日，星期二第二節(jié)切割碎解機械一、切片機二、切丁機三、絞肉機四、斬拌機切割碎解機械是一類用于加工高水分含量食品原料的食品機械。這類機械設(shè)備大多利用刀刃切割所產(chǎn)生的局部沖擊力和剪切力對物料進行切割或碎解。由于所處理的原料來源和種類不同，要求得到的產(chǎn)品不同，因此，這類設(shè)備機械種類繁多。常見的切割機械有：切片機、切丁機、切段機等。常見碎解機械設(shè)備有：用于肉類制品的絞肉機和斬拌機等。第42頁，共55頁，2023年，2月20日，星期二一、切片機

切片機械是將物料切割成厚度均勻一致的片狀產(chǎn)品的機械。切片機可有不同形式，有些對原料的適應(yīng)性較強，如離心式切片機，有些則專用于某種物料，如蘑菇定向切片機。（一）離心式切片機（二）蘑菇定向切片機第43頁，共55頁，2023年，2月20日，星期二（二）蘑菇定向切片機蘑菇定向切片機一般用于片裝蘑菇罐頭的菇切片。它可以滿足厚薄均勻、切向一致，并且邊片要分開的切片要求。結(jié)構(gòu)如圖5.17所示。主要由定向供料裝置、切割裝置和卸料裝置等構(gòu)成。第44頁，共55頁，2023年，2月20日，星期二第45頁，共55頁，2023年，2月20日，星期二性能這種切片機圓盤刀的刃口鋒利，滑切作用強，切割時的正壓力小，物料不易破碎；切片厚度均勻，斷面質(zhì)量好；鉗住性能差。對于剛度較大的物料，使用這種數(shù)片同時切割的刀組，刀片對于片料的正壓力較大，切割的摩擦阻力大，強制卸出的片料易破碎。第46頁，共55頁，2023年，2月20日，星期二供料裝置定向供料裝置包括曲柄連桿機構(gòu)、料斗、滑槽、供水管等，滑槽的橫截面為弧形，其曲率半徑略大于菇蓋的半徑，整體呈下傾布置。供水管提供的水流用于減少蘑菇在滑槽內(nèi)滑動的阻力。第47頁，共55頁，2023年，2月20日，星期二第48頁，共55頁，2023年，2月20日，星期二切割裝置和卸料裝置切割裝置——包括一組按一定間距組裝的圓盤刀和橡膠墊輥，兩者均主動旋轉(zhuǎn)，圓盤刀的間距可調(diào)，以適應(yīng)不同的切割厚度要求。淋水管提供的淋水用于降低切割過程中的摩擦阻力。卸料擋梳固定安裝于圓盤刀之間（圖5.18）。第49頁，共55頁，2023年，2月20日，星期二第50頁，共55頁，2023年，2月20日，星