分選、分級(jí)機(jī)械與設(shè)備PPT課件

1、-,1,食品工廠機(jī)械與設(shè)備,第四章分選、分級(jí)機(jī)械與設(shè)備,-,2,第四章分選、分級(jí)機(jī)械與設(shè)備,第一節(jié)概述第二節(jié)篩分機(jī)械與設(shè)備第三節(jié)形狀分級(jí)機(jī)械與設(shè)備第四節(jié)光電分選分級(jí)機(jī)械與設(shè)備第五節(jié)其他分選技術(shù)與設(shè)備,-,3,食品原料多為農(nóng)副產(chǎn)品，除帶有各種異雜物外，還會(huì)存在多方面的差異。為了提高食品的商品價(jià)值、加工利用率、產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，在加工或進(jìn)入市場(chǎng)前，多數(shù)食品原料需要進(jìn)行分選和分級(jí)。加工的半成品和成品會(huì)因多種原因而不合格，這些不合格的半成品或產(chǎn)品在進(jìn)入下道工序或出廠以前應(yīng)盡量從合格品中加以選別剔除。,第一節(jié)概述,-,4,一、食品分選、分級(jí)的作用,為了使農(nóng)產(chǎn)品的規(guī)格和品質(zhì)指標(biāo)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，需要對(duì)物料進(jìn)行分

2、選和分級(jí)。作用：保證產(chǎn)品的規(guī)格和質(zhì)量指標(biāo)。降低加工過(guò)程中原料的損耗率，提高原料利用率，降低產(chǎn)品的成本。提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，改善工作環(huán)境。有利于生產(chǎn)的連續(xù)化和自動(dòng)化。,-,5,分選,分選是將不合格個(gè)體及異雜物從食品物料中剔除的操作。食品物料可以是原料，也可以是未包裝或已經(jīng)包裝的半成品。個(gè)體合格與否可用各種標(biāo)準(zhǔn)判斷，如物料的完好程度、顏色、質(zhì)量、質(zhì)地、是否含異雜物等。食品物料的異雜物通常指枝葉、包裝物碎片、金屬碎片等。,-,6,分級(jí),分級(jí)一般指按照品質(zhì)指標(biāo)將食品物料分離成不同等級(jí)的操作。品質(zhì)指標(biāo)可包括個(gè)體尺寸、質(zhì)量、形狀、密度、外表顏色以及內(nèi)在品質(zhì)等。,-,7,二、食品分選、分級(jí)常用的方法,按物料的寬

3、度分選、分級(jí)按物料的長(zhǎng)度分選、分級(jí)按物料的密度分選、分級(jí)按物料的流體動(dòng)力特性分選、分級(jí)按物料的電磁特性分選按物料的光電特性分選按物料的內(nèi)部品質(zhì)分級(jí)按物料的其他性質(zhì)分級(jí),-,8,按物料的寬度分選、分級(jí),按物料的寬度分級(jí)一般可采用篩分。圓形篩孔只限制籽粒的寬度，寬度大的籽粒不能穿過(guò)篩孔，而對(duì)長(zhǎng)度和厚度沒(méi)有限制。長(zhǎng)形篩孔篩孔只限制谷粒的厚度，厚度大的籽粒不能穿過(guò)篩孔，而谷粒的長(zhǎng)度和寬度不受限制。篩孔長(zhǎng)度一般為谷粒長(zhǎng)度的23倍。,-,9,圓形篩孔,圓形篩孔按谷粒寬度分離圓形篩孔只限制谷粒的寬度，而對(duì)長(zhǎng)度和厚度沒(méi)有限制。篩分時(shí)，谷粒必須豎立起來(lái)才能穿過(guò)篩面。但是，當(dāng)谷粒的長(zhǎng)度大于篩孔直徑的兩倍以上時(shí)，盡

4、管谷粒的寬度小于篩孔的直徑，谷粒也不能穿過(guò)篩面，而只能在篩面上水平運(yùn)動(dòng)。這是因?yàn)楣攘５闹匦臎](méi)有在篩孔圓內(nèi)，谷粒不能豎立起來(lái)。,在生產(chǎn)中，多用圓形篩孔分離比谷粒寬度大和比谷粒長(zhǎng)得多的大雜質(zhì)，以及比谷粒寬度小的小雜質(zhì)，或按谷粒的寬度進(jìn)行分級(jí)。,-,10,長(zhǎng)形篩孔,長(zhǎng)方形篩孔按粒度厚度不同分離：篩孔只限制谷粒的厚度，而谷粒的長(zhǎng)度和寬度不受限制，谷粒不需要豎立起來(lái)即可通過(guò)篩孔，篩面只需作水平振動(dòng)即可。在實(shí)際應(yīng)用中，多用長(zhǎng)方形篩孔分離厚度與谷粒厚度相差較大的雜質(zhì)，或按厚度不同對(duì)谷粒進(jìn)行分級(jí)。試驗(yàn)證明，增加這種篩孔的長(zhǎng)度可提高其篩分效率，但增加到一定程度后，篩分效率提高很少。篩孔長(zhǎng)度一般為谷粒長(zhǎng)度的23倍

5、。另外，篩孔過(guò)長(zhǎng)，篩面強(qiáng)度和剛度將被削弱。,-,11,按物料的長(zhǎng)度分選、分級(jí),利用旋轉(zhuǎn)工作面上的袋孔（一般稱為窩眼）對(duì)物料進(jìn)行分選和分級(jí)，長(zhǎng)顆粒的重心不能進(jìn)入袋孔而跌出，短顆粒則被袋孔帶上去另行倒出。,-,12,3.按物料的密度分選、分級(jí),用于顆粒的粒度或形狀相仿但密度不同的物料，利用顆粒群的相對(duì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的離析現(xiàn)象（或稱自動(dòng)分級(jí)）進(jìn)行分選和分級(jí)，顆粒群的相對(duì)運(yùn)動(dòng)可以由工作面的搖動(dòng)或氣流造成。,-,13,4.按物料的流體動(dòng)力特性分選、分級(jí),利用物料的流體動(dòng)力特性的差別，在垂直、水平或者傾斜的氣流或水流中進(jìn)行分選和分級(jí)，實(shí)際上是綜合了物料的粒度、形狀、表面狀態(tài)以及密度等各種因素進(jìn)行的。其中水

6、流分級(jí)主要用于不溶性物料，如淀粉制造，小麥去石。,-,14,5.按物料的電磁特性分選,用于食品原料中去除鐵性雜質(zhì)。,-,15,6.按物料的光電特性分選,利用物料的表面的顏色差異，分出物料中的異色物料。,-,16,7.按物料的內(nèi)部品質(zhì)分級(jí),根據(jù)物料的質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行分選和分級(jí)，一般采用無(wú)損檢測(cè)的各種方法，內(nèi)部品質(zhì)的分選和分級(jí)比其他方法更具有廣泛的意義，但分選難度更大。,-,17,8.按物料的其他性質(zhì)分級(jí),根據(jù)物料的質(zhì)量指標(biāo)相關(guān)聯(lián)的物理方法檢測(cè)物料并分選和分級(jí)，一般采用各種傳感器來(lái)檢測(cè)物料。此方法技術(shù)難度較大。,-,18,第二節(jié)篩分機(jī)械與設(shè)備,1.篩分的基本知識(shí)1）篩分：將粉粒料通過(guò)一層或數(shù)層帶孔的篩

7、面，使物料按寬度或厚度分成若干個(gè)粒度級(jí)別的過(guò)程。2）篩分原理：根據(jù)物料粒度（厚度、寬度）或形狀的不同配備適當(dāng)?shù)暮Y孔，使物料與篩面充分接觸，并且具有適當(dāng)?shù)南鄬?duì)運(yùn)動(dòng)速度實(shí)現(xiàn)物料分選。,-,19,3）篩分效率,從數(shù)量上來(lái)評(píng)定篩分過(guò)程的指標(biāo)篩過(guò)物（篩下物）：已通過(guò)篩面的篩孔落下的物料篩余物（篩上物）：未通過(guò)篩孔余留在篩面上的物料篩分效率篩過(guò)物/理論可篩過(guò)物G/G*X,-,20,4）篩面組合,篩余物法（篩余物送至下道篩面）特點(diǎn)：先提細(xì)粒，后提粗粒優(yōu)點(diǎn)：粗粒料篩分路線長(zhǎng)，篩面的檢查、清理維護(hù)方便缺點(diǎn)：篩面易磨損，粗粒料阻礙細(xì)粒料接觸篩面，降低篩分效率篩過(guò)物法（篩過(guò)物送至下道篩面）特點(diǎn)：先提粗粒，后提細(xì)粒優(yōu)

8、點(diǎn)：篩面的負(fù)荷減輕，提高篩分效率，篩面配置空間較緊密?；旌戏ňC合前兩種方法的優(yōu)點(diǎn),-,21,5）開(kāi)孔率,概念：指篩孔所占面積與整個(gè)篩面面積的比值。（開(kāi)孔率愈大，篩分效率就愈高。但過(guò)大會(huì)影響篩子的強(qiáng)度，一般以50%60%為宜。）篩孔的排列方式：有正方形、矩形和正三角形等排列方式，以正三角形為佳。正三角形排列的有效面積系數(shù)較正方形排列增大，可增加16%；并且它的篩孔是錯(cuò)開(kāi)的，分級(jí)效率和生產(chǎn)率都較高。,-,22,二、篩面的種類和結(jié)構(gòu),1.柵篩面篩面用一定截面形狀的棒料，按一定的間隔排列制成。用于物料去雜粗篩。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，粗柵篩面很容易制造。,-,23,曲篩,曲篩（弧形篩）在淀粉加工中，曲篩可用來(lái)

9、分離、洗滌胚芽和粗、細(xì)纖維，回收淀粉。曲篩的篩面呈弧形，由梯形不銹鋼條拼制而成，鋼條間構(gòu)成細(xì)長(zhǎng)的篩縫，常用的曲篩篩面弧形角為60和120。,-,24,2.板篩面（沖孔篩面）,薄金屬板沖孔而成（0.51.5mm）僅用于處理顆粒料；常采用圓孔和長(zhǎng)孔，還有三角孔和異性孔；篩孔沖成錐形，錐角為7安裝時(shí)應(yīng)大端向下，以減少堵塞優(yōu)點(diǎn)：孔眼固定不變，分級(jí)準(zhǔn)確，堅(jiān)固、剛硬、使用期限長(zhǎng)。缺點(diǎn)：有時(shí)篩板產(chǎn)生波形，使篩面上各點(diǎn)流量不均勻，影響功效。,-,25,3.金屬絲編織篩面（篩網(wǎng)）,由金屬絲編織而成常為方孔或矩形孔，尺寸46m25mm以上，可用于粉粒料篩分和過(guò)濾作業(yè)。優(yōu)點(diǎn)：輕便價(jià)廉，篩面利用系數(shù)大，有利于物料的離

10、析，顆粒通過(guò)能力強(qiáng)。缺點(diǎn)：剛度、強(qiáng)度差，易于變形破裂，只適合于負(fù)荷不太大的場(chǎng)合。編織方法120目以下:平紋120目以上:斜紋,-,26,4.絹篩面(篩絹),由絹絲編織而成材料為蠶絲、錦綸絲和尼龍主要用于粉料篩分一般大于40目缺點(diǎn)：絹絲在篩面中極易移動(dòng)而改變篩孔尺寸，使用時(shí)必須用大框架繃緊。,-,27,三、篩面的運(yùn)動(dòng)方式,靜止傾斜篩面:物料靠自重在篩面作向下直線滑動(dòng)，小顆粒通過(guò)篩孔進(jìn)行分離。改變篩面的傾角可以改變物料在篩面上的速度和逗留時(shí)間，篩分效率較低。往復(fù)運(yùn)動(dòng)篩面:篩面作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，物料沿篩面作往復(fù)滑動(dòng)。篩程較長(zhǎng)。可用來(lái)清除物料中流動(dòng)性好而細(xì)小雜物，其篩分效率及生產(chǎn)率均較高。,-,28,三

11、、篩面的運(yùn)動(dòng)方式,垂直圓運(yùn)動(dòng)篩面：篩面在垂直平面作圓形或橢圓形運(yùn)動(dòng)，物料在篩面上作小的跳動(dòng)，可破壞物料的離析現(xiàn)象，顆粒不易堵塞篩孔。適宜處理難篩粒含量多的物料，流動(dòng)性差的細(xì)顆粒物料。平面回轉(zhuǎn)篩面：篩面在水平面內(nèi)作圓運(yùn)動(dòng)。物料在篩面上作相應(yīng)的螺旋運(yùn)動(dòng)，篩程最長(zhǎng)，不易堵塞篩孔，生產(chǎn)率均較高。適于流動(dòng)性差，自動(dòng)分級(jí)差物料。,-,29,三、篩面的運(yùn)動(dòng)方式,旋轉(zhuǎn)篩面：篩面呈圓筒形或多角筒形，繞一水平軸或傾斜軸旋轉(zhuǎn)，物料在篩筒內(nèi)作翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而被篩選。因物料只與部分篩面接觸，因而生產(chǎn)率低，但適用于難篩粒含量高的物料，在糧食加工廠常用來(lái)處理下腳料。,-,30,第三節(jié)形狀分級(jí)機(jī)械與設(shè)備,形狀分級(jí)機(jī)械設(shè)備是根據(jù)物料

12、幾何形狀及其粒度差異，用帶有孔眼的篩面對(duì)物料進(jìn)行分選的機(jī)器，應(yīng)用極為廣泛。機(jī)械篩分的對(duì)象物可小至面粉、乳粉，大到蘑菇、柑橘等。（一）滾筒式分級(jí)機(jī)（二）三輥式果蔬分級(jí)機(jī)（三）精選機(jī)（四）帶式分級(jí)機(jī),-,31,（一）滾筒式分級(jí)機(jī),結(jié)構(gòu)工作原理柑橘用滾筒分級(jí)機(jī)滾筒式分級(jí)機(jī)的還有一種變形結(jié)構(gòu)，它是將多個(gè)滾筒同軸相套（或上下排列），篩孔尺寸由內(nèi)向外（或由上至下）逐漸增大。,-,32,結(jié)構(gòu)如圖4.1所示。主要由進(jìn)料斗、滾筒、摩擦輪、收集料斗和機(jī)架等構(gòu)成。滾筒由摩擦托輪支承在機(jī)架上。集料斗設(shè)在滾筒下面，其數(shù)目與分級(jí)的數(shù)目相同。,滾筒分級(jí)機(jī)的結(jié)構(gòu),-,33,滾筒,滾筒是一變孔徑的筒狀篩，沿軸向從進(jìn)口到最后出口

13、依孔徑從小到大分為幾組，組數(shù)為需分級(jí)數(shù)減1，最后一級(jí)物料直接從滾筒的末端排出。滾筒可用不同方式繞其軸轉(zhuǎn)動(dòng)。但目前多采用摩擦輪方式驅(qū)動(dòng)。為了制造方便，整體滾筒分成幾節(jié)筒篩，筒篩之間用角鋼連接作為加強(qiáng)圈，如用摩擦輪傳動(dòng)，則又作為傳動(dòng)的滾圈。,-,34,滾筒式分級(jí)機(jī)的工作原理,物料通過(guò)料斗流入到滾筒，在其間發(fā)生滾轉(zhuǎn)和移動(dòng)，并在此過(guò)程中通過(guò)相應(yīng)的篩孔流出，以達(dá)到分級(jí)。,-,35,柑橘用滾筒分級(jí)機(jī),如右圖所示，用于柑橘、櫻桃等物料的分級(jí)。有若干個(gè)軸線與被分級(jí)物料行進(jìn)方向垂直的多孔轉(zhuǎn)筒，各轉(zhuǎn)筒的開(kāi)孔沿物料行進(jìn)方向自小到大。物料在轉(zhuǎn)筒作用下沿其外表先后經(jīng)過(guò)各轉(zhuǎn)筒，當(dāng)物料小于孔眼時(shí)，便落入相應(yīng)轉(zhuǎn)筒內(nèi)，再流入集

14、料槽。如此可分離得到大小不同的物料。根據(jù)工廠規(guī)模和進(jìn)入原料量不同，轉(zhuǎn)筒的數(shù)目以24個(gè)組合為宜，分級(jí)數(shù)為轉(zhuǎn)筒數(shù)加1。,-,36,（二）三輥式果蔬分級(jí)機(jī),結(jié)構(gòu)（圖4.3）整機(jī)主要由進(jìn)料斗、理料滾筒、輥軸鏈帶、出料輸送帶、升降滑道、驅(qū)動(dòng)裝置等組成。分級(jí)部分為一條由竹節(jié)形輥軸通過(guò)兩側(cè)鏈條連接構(gòu)成的鏈帶，輥軸分固定輥和升降輥兩種連接形式，其中固定輥與鏈條鉸接，位置固定，而升降輥浮動(dòng)安裝于鏈條連接板5的長(zhǎng)孔內(nèi)，升降輥與兩側(cè)相鄰固定輥形成一系列分級(jí)菱形孔(圖4.4)。鏈帶兩側(cè)設(shè)有升降輥用升降滑道9。工作原理特點(diǎn),-,37,三輥式分級(jí)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖,-,38,三輥式果蔬分級(jí)機(jī)的工作原理,鏈帶在鏈輪的驅(qū)動(dòng)下連續(xù)運(yùn)

15、行，同時(shí)各輥軸因兩側(cè)的滾輪與滑道間的摩擦作用而連續(xù)自轉(zhuǎn)。果蔬通過(guò)進(jìn)料斗送上輥軸鏈帶，小于菱形孔的果蔬直接穿過(guò)而落入集料斗內(nèi)。較大的果蔬由理料滾筒整理成單層，果蔬進(jìn)入因升降輥處于低位而在菱形孔處形成的凹坑，隨后被連續(xù)移至分級(jí)工作段，此段內(nèi)的升降滑道呈傾斜狀，使得升降輥逐漸上升，所形成的菱形孔逐漸變大。各孔處的果蔬在輥軸摩擦作用下不斷滾動(dòng)而調(diào)整與菱形孔間的位置關(guān)系，當(dāng)某方向尺寸小于當(dāng)時(shí)菱形孔尺寸時(shí)，即穿過(guò)菱形孔落到下面橫向輸送帶的由隔板分割的相應(yīng)位置上，并被輸送帶送出。大于孔的果蔬繼續(xù)隨鏈帶前移，在升降輥處于高位時(shí)仍不能穿過(guò)菱形孔的果蔬將從末端排出。,-,39,圖4.4三輥分級(jí)原理圖,-,40,特

16、點(diǎn),這種分級(jí)機(jī)的生產(chǎn)能力強(qiáng)，因在分級(jí)作業(yè)中，果蔬不斷地改變著菱形孔間的位置關(guān)系，分級(jí)準(zhǔn)確，同時(shí)果蔬始終保持與輥軸的接觸，無(wú)沖擊現(xiàn)象，果蔬損傷小，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)高，適用于大型水果加工廠。,-,41,（三）精選機(jī),精選：按籽粒長(zhǎng)度和形狀不同進(jìn)行分選的方法叫做精選。精選一般是在篩選之后進(jìn)行的較為精確的分選。分類：常用的精選機(jī)有袋孔精選機(jī)和螺旋精選器。袋孔精選機(jī)又分為碟片精選機(jī)和滾筒精選機(jī)。精選機(jī)主要用于從小麥中除去蕎子和燕麥等雜質(zhì)。（一）滾筒精選機(jī)滾筒精選機(jī)按其旋轉(zhuǎn)的速度有快速和慢速之分。,-,42,滾筒式精選機(jī),-,43,滾筒式精選機(jī),-,44,滾筒式精選機(jī),-,45,碟片式精選機(jī),-,46,（

17、四）回轉(zhuǎn)帶分級(jí)機(jī),-,47,第四節(jié)基于力學(xué)的分選機(jī)械,（一）氣流分選機(jī)械（二）重量分級(jí)機(jī),-,48,（一）氣流分選機(jī)械,氣流分選法是指根據(jù)物料顆粒的空氣動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行物料分選的方法。物料在空氣中受到的作用力因其尺寸、形態(tài)、密度等不同而異，以至于其在外力(包括空氣作用力、重力及浮力)作用下表現(xiàn)出不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，從而可利用這種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)差異達(dá)到分選目的?；跉饬鞣诌x原理的分選設(shè)備，可有不同形式以適應(yīng)不同的應(yīng)用。1垂直氣流清選機(jī)2水平氣流分選機(jī),-,49,1垂直氣流清選機(jī),當(dāng)谷物原料由喂料口喂入后，因輕雜物的下降速度小于氣流速度而上升，飽滿谷粒則因下降速度大于氣流速度而下降，兩種物料將在上下兩個(gè)不同的

18、位置被收集起來(lái)，從而實(shí)現(xiàn)谷物與輕雜物的清選分離。通過(guò)調(diào)整不同的氣流速度可對(duì)多種谷物豆類進(jìn)行除雜清理。,-,50,2水平氣流分選機(jī),工作氣流沿水平方向流動(dòng)，顆粒在氣流和自身重力的共同作用下因著陸位置的不同而完成分選。當(dāng)物料在水平氣流作用下降落時(shí)，大的顆粒獲得氣流方向加速度的能力小，落在近處；小的顆粒被吹到遠(yuǎn)處，而更為細(xì)小的顆粒則隨氣流進(jìn)入后續(xù)分離器(如布袋除塵器、旋風(fēng)分離器)被分離收集。,-,51,（二）重量分級(jí)機(jī),重量式分級(jí)機(jī)可根據(jù)水果、家禽、蛋類等的重量不同進(jìn)行分級(jí)。一般有稱重式和彈簧式兩種，前者用得較多。一種稱重式果品分級(jí)機(jī),-,52,稱重式果品分級(jí)機(jī),結(jié)構(gòu)與外形由接料槽、料盤(pán)、固定秤、移

19、動(dòng)秤、輸送輥?zhàn)渔湹冉M成。移動(dòng)秤約4080個(gè)，隨輥?zhàn)渔溤谲壍郎弦苿?dòng)。固定秤有若干臺(tái)(按分級(jí)數(shù)定)，它固定在機(jī)架上，在托盤(pán)上裝有分級(jí)砝碼。工作原理,-,53,圖4.7重量式選果機(jī),-,54,工作原理,移動(dòng)秤在非秤重位置上時(shí)，物料重量靠小軌道支持，使移動(dòng)秤杠桿保持水平。當(dāng)移動(dòng)秤到達(dá)固定秤處進(jìn)行稱重即與小軌道脫離時(shí)，這時(shí)移動(dòng)秤的杠桿與固定秤的分離針6相接觸，物料和砝碼在移動(dòng)秤杠桿的兩端，通過(guò)比較，若物料重量大于設(shè)定值，則分離針被抬起，料盤(pán)隨杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)而翻轉(zhuǎn)，物料被排放到接料槽。如果果實(shí)重量小于測(cè)量設(shè)定值，則移動(dòng)秤繼續(xù)前移，經(jīng)過(guò)分離針，進(jìn)入控制滑道，移向下一個(gè)計(jì)量點(diǎn)。物料由重到輕按固定秤數(shù)量而分成若干等級(jí)

20、。通過(guò)調(diào)整各段砝碼重量，可調(diào)整分級(jí)規(guī)格。,-,55,第五節(jié)光學(xué)原理分選機(jī)械,應(yīng)用光學(xué)原理分級(jí)的兩種類型（一）光電式果蔬分級(jí)機(jī)（二）色選機(jī)（三）其它光學(xué)識(shí)別原理分級(jí)原理,-,56,應(yīng)用光學(xué)原理分級(jí)的兩種類型,食品工業(yè)中應(yīng)用光學(xué)原理對(duì)物料進(jìn)行分選分級(jí)的機(jī)械系統(tǒng)有兩類。一類是基于光電測(cè)距原理，另一類根據(jù)比色原理進(jìn)行分選。光電測(cè)距原理適用于(如水果、蔬菜等)個(gè)體較大且大小差異明顯物料的分級(jí)。比色原理常用于(如花生、葡萄等)個(gè)體較小、粒度均勻、但外表顏色差異可測(cè)物料的選別。雖然在識(shí)別原理上這兩類分選分級(jí)系統(tǒng)有很大差異，但系統(tǒng)構(gòu)成有類似性，基本上由供料、檢測(cè)傳感、信號(hào)處理與控制電路，以及剔除動(dòng)作執(zhí)行系統(tǒng)等

21、四部分構(gòu)成。,-,57,（一）光電式果蔬分級(jí)機(jī),光電式果蔬分級(jí)機(jī)是利用光電測(cè)距原理，對(duì)不同大小物料個(gè)體進(jìn)行選別的設(shè)備。由于光線測(cè)量是非接觸式的，因而減少了物料的機(jī)械損傷，有利于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。1光束遮斷式果蔬分級(jí)機(jī)2脈沖計(jì)數(shù)式果蔬分級(jí)機(jī)3屏障式果蔬分級(jí)機(jī),-,58,光學(xué)式尺寸分級(jí)原理圖,利用光電原理測(cè)量物體的大小有多種方式，常見(jiàn)方式有：遮斷式、脈沖式、水平屏障式和垂直屏障式等(如圖4.8所示)。,-,59,1光束遮斷式果蔬分級(jí)機(jī),如果要將果實(shí)分成n級(jí)，則需要沿輸送帶前進(jìn)方向設(shè)n組雙光束檢測(cè)單元。并且大尺寸的單元在前，小尺寸的單元在后。這種分級(jí)機(jī)適用于單方向尺寸分級(jí)。,有兩對(duì)由L和R構(gòu)成的光電單元，

22、平等橫裝在輸送帶上方，兩者相距d(d由分級(jí)尺寸決定)。隨輸送帶經(jīng)過(guò)分級(jí)區(qū)域的果實(shí)，若經(jīng)過(guò)的果實(shí)尺寸大于d，則會(huì)同時(shí)將兩條光束遮擋，這時(shí)，光電元件可發(fā)信號(hào)給控制系統(tǒng)，使分級(jí)執(zhí)行機(jī)構(gòu)(如推板或噴嘴)工作，將果實(shí)從橫向排出輸送帶，分級(jí)得到尺寸大于d值的果實(shí)。,-,60,2脈沖計(jì)數(shù)式果蔬分級(jí)機(jī),發(fā)光器L和接收器R分別置于果實(shí)輸送托盤(pán)的上、下方，且對(duì)準(zhǔn)托盤(pán)的中間開(kāi)口處。托盤(pán)每移動(dòng)一個(gè)a距離，發(fā)光器發(fā)出一個(gè)脈沖光束，,果實(shí)在運(yùn)行中遮擋脈沖光束次數(shù)為n,則果實(shí)的直徑D=na。測(cè)得的D值通過(guò)微處理機(jī)，與機(jī)器內(nèi)的(一組預(yù)設(shè)的)D值進(jìn)行比較。然后由分級(jí)機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)根據(jù)尺寸級(jí)別指令對(duì)物料進(jìn)行分級(jí)處置。,-,61,3

23、屏障式果蔬分級(jí)機(jī),將多個(gè)由發(fā)光器和接收器構(gòu)成的光偶呈水平狀排成一列，形成光束屏障。隨輸送帶前進(jìn)的果實(shí)經(jīng)過(guò)光束屏障時(shí)，,根據(jù)被遮擋的光束數(shù)可求出果實(shí)的高度，再結(jié)合各光束被遮擋的時(shí)間，經(jīng)積分可求出果實(shí)平行于輸送帶移動(dòng)方向的側(cè)向投影面積。此積分值與設(shè)定值進(jìn)行比較后可得出果實(shí)級(jí)別判斷。從而可以在相應(yīng)位置將果實(shí)被排出，得到不同規(guī)格級(jí)別的水果蔬菜。這種分級(jí)機(jī)的精度也與輸送帶速度有關(guān)。同樣，也可以將光束屏障的光線成垂直方向排列，如圖4.8(4)所示，可以得到相同的測(cè)取水果投影面積的效果。,-,62,（二）色選機(jī),色選機(jī)是利用食品物料顏色差別進(jìn)行分選的一種設(shè)備。色選機(jī)的分選操作也需要兩方面的系統(tǒng)配合。一是對(duì)食

24、品的顏色進(jìn)行識(shí)別的系統(tǒng)；二是根據(jù)識(shí)別信號(hào)對(duì)具體物料進(jìn)行分流的操作機(jī)構(gòu)。一種色選機(jī)系統(tǒng)：從大量散裝產(chǎn)品中將顏色不正?；蚋腥静∠x(chóng)害的個(gè)體(球狀、塊狀或顆粒狀)以及外來(lái)雜質(zhì)。主要由供料系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)、信號(hào)處理與控制電路、剔除系統(tǒng)等部分組成。色選機(jī)工作原理,-,63,-,64,光電色選機(jī)的工作原理,貯料斗中的物料由振動(dòng)喂料器送入通道成單行排列，依次落入光電檢測(cè)室，從電子視鏡與比色板之間通過(guò)。被選顆粒對(duì)光的反射及比色板的反射在電子視鏡中相比較，顏色的差異使電子視鏡內(nèi)部的電壓改變，并經(jīng)放大。如果信號(hào)差別超過(guò)自動(dòng)控制水平的預(yù)置值，即被存貯延時(shí)，隨即驅(qū)動(dòng)氣閥，高速噴射氣流將物料吹送入旁路通道。而合格品流經(jīng)光電

25、檢測(cè)室時(shí)，檢測(cè)信號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)差別微小，信號(hào)經(jīng)處理判斷為正常，氣流噴嘴不動(dòng)作，物料進(jìn)入合格品通道。,-,65,（三）其它光學(xué)識(shí)別原理分級(jí)原理,除了上述兩種以光電學(xué)原理為基礎(chǔ)的食品品質(zhì)識(shí)別系統(tǒng)以外，尚有兩類與光學(xué)有關(guān)的食品分級(jí)識(shí)別系統(tǒng)。一類是無(wú)損傷食品內(nèi)在品質(zhì)識(shí)別系統(tǒng)，另一類是食品外觀識(shí)別系統(tǒng)。這兩種識(shí)別系統(tǒng)與相應(yīng)的控制及執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行結(jié)合，便可制成各種形式的食品識(shí)別分選系統(tǒng)設(shè)備。,-,66,食品外觀識(shí)別系統(tǒng),圖4.10所示是利用電子成像技術(shù)進(jìn)行分選的原理。攝像機(jī)攝取的被測(cè)果實(shí)圖像的模擬信號(hào)，經(jīng)過(guò)處理后成為數(shù)字圖像信號(hào)。數(shù)字圖像再經(jīng)過(guò)處理可得到反映果實(shí)外觀(如大小、形狀、色澤、彎曲情況等)品質(zhì)的若干

26、參數(shù)。由計(jì)算機(jī)將這些參數(shù)與貯存的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果對(duì)分級(jí)執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出相應(yīng)的處置指令，得到分級(jí)處理。,-,67,-,68,無(wú)損傷食品內(nèi)在品質(zhì)識(shí)別系統(tǒng),工作原理是：被測(cè)食物在特定波長(zhǎng)(如紅外或紫外區(qū))處的吸光度(或透光率)，與存儲(chǔ)于系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)級(jí)別食物的吸光度(或透光率)進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果，作出分級(jí)處理的判斷。利用這種原理，可以根據(jù)果實(shí)的糖度、酸度、成熟度等內(nèi)容品質(zhì)進(jìn)行分級(jí)。因?yàn)?，這些內(nèi)存指標(biāo)往往可以通過(guò)特定波長(zhǎng)的吸收或透過(guò)情況得到反映。,-,69,五、金屬及異雜物識(shí)別機(jī)械,食品加工過(guò)程中，不可避免地會(huì)受到金屬或其它異物的污染。為此，在食品生產(chǎn)線中(尤其是自動(dòng)化和大規(guī)模生產(chǎn)過(guò)程中)，

27、由于產(chǎn)品安全、設(shè)備防護(hù)、法規(guī)或(客戶)合同要求等原因，往往需要安裝金屬探測(cè)器或異物探測(cè)器。（一）金屬探測(cè)器（二）X射線異物探測(cè)器,-,70,（一）金屬探測(cè)器,工作原理工作環(huán)境要求金屬探測(cè)器的探測(cè)限食品種類的影響金屬探測(cè)與剔除三種安裝構(gòu)型,-,71,金屬探測(cè)器的工作原理,多數(shù)金屬探測(cè)器利用三線圈平衡系統(tǒng)探測(cè)非鐵性(包括不銹鋼)小顆粒金屬。三個(gè)繞在非金屬框架上的線圈相互平行。中間的線圈是驅(qū)動(dòng)線圈，與高頻電磁發(fā)生器相接，起電磁發(fā)射作用，其兩側(cè)的兩個(gè)線圈是接收器。由于這兩個(gè)線圈是相同的并且距驅(qū)動(dòng)線圈的距離相等，因此它們會(huì)收到相同的信號(hào)，并產(chǎn)生相同的輸出信號(hào)。當(dāng)這兩個(gè)線圈如圖4.11所示那樣兩端相接起來(lái)

28、時(shí)，則輸出信號(hào)為零。當(dāng)有金屬顆粒物通過(guò)探測(cè)器的線圈時(shí)，會(huì)使所處線圈的頻率場(chǎng)產(chǎn)生擾動(dòng)，從而產(chǎn)生若干微伏的電壓。原來(lái)平衡的狀態(tài)被打破，從線圈組合的輸出電壓不再為零。這就是金屬探測(cè)器的工作原理。,-,72,金屬探測(cè)器的工作環(huán)境要求,金屬探測(cè)器的正常工作，通常要求有一個(gè)無(wú)金屬區(qū)環(huán)境，即裝置周圍一定空間范圍以內(nèi)不能有任何金屬結(jié)構(gòu)物(如滾輪和支承性物)。相對(duì)于探測(cè)器，一般要求緊固結(jié)構(gòu)件的距離約為探測(cè)器高度的1.5倍，而對(duì)于運(yùn)動(dòng)金屬件(如剔除裝置或滾筒)需要2倍于此高度的距離。,-,73,金屬探測(cè)器的探測(cè)限,金屬探測(cè)器對(duì)鐵性的和非鐵性金屬均可以探測(cè)到。探測(cè)的難易程度取決于物體的磁穿透性能和電導(dǎo)率。典型的金屬

29、探測(cè)器可以檢測(cè)到直徑大于2mm的球形非磁性金屬和所有直徑大于1.5mm球形磁性金屬顆粒。一些金屬類型的探測(cè)難易程度。金屬顆粒的大小、形狀和(相對(duì)于線圈的)取向非常重要，金屬探測(cè)器的靈敏度設(shè)置應(yīng)當(dāng)考慮這些因素。,-,74,食品種類的影響,食品的條件對(duì)于金屬的探測(cè)有很大的影響。有些食品(諸如干酪、鮮肉、熱面團(tuán)、果醬和腌菜)，即使在無(wú)金屬出現(xiàn)的情況下，所具有的電導(dǎo)率仍然使金屬探測(cè)器產(chǎn)生信號(hào)。這一現(xiàn)象稱為“產(chǎn)品效應(yīng)”。有必要了解這一現(xiàn)象，以便與探測(cè)器廠商聯(lián)絡(luò)，確定補(bǔ)償產(chǎn)品效應(yīng)的最佳方案。,-,75,-,76,圖4.11金屬探測(cè)器原理,-,77,金屬探測(cè)器與剔除,探測(cè)金屬的最終目的是為了將金屬或受金屬污

30、染的產(chǎn)品從正常產(chǎn)品中除去，而這一操作在自動(dòng)生產(chǎn)線上，通常是由剔除機(jī)械來(lái)完成的。剔除機(jī)械要能保證百分之百將污染物剔除。在此前提下，應(yīng)當(dāng)盡量減少因剔除金屬或金屬污染產(chǎn)品而引起的未受污染的產(chǎn)品損失。被剔除的受污染產(chǎn)品要收集在一個(gè)不再回到加工物流的位置,-,78,三種基本安裝構(gòu)型,金屬探測(cè)器有三種基本的安裝構(gòu)型：管線傳送帶自由落體,-,79,管線,管線探測(cè)器用探測(cè)管路中的金屬污染物。圖4.12所示為一個(gè)管線金屬探測(cè)器的例子。通常將被探測(cè)到含有污染物的物流分流到一個(gè)容器中。,-,80,傳送帶,傳送帶式金屬探測(cè)器應(yīng)用最普遍，探測(cè)器可與各式手動(dòng)、半自動(dòng)和全自動(dòng)的剔除裝置和其它動(dòng)作執(zhí)行機(jī)械組合.與剔除裝置結(jié)合的傳送帶式金屬探測(cè)器噴嘴式可重定位傳送帶式可逆?zhèn)魉蛶饺斯ね瓿商蕹慕饘偬綔y(cè)器。,-,81,圖4.13傳送帶探測(cè)器-剔除裝置組合,-,82,圖4.13傳送帶探測(cè)器-剔除裝置組合,-,83,圖4.13傳送帶探測(cè)器-剔除裝置組合,-,84,-,85,自由落體,自由落體式金屬探測(cè)器通常與快速執(zhí)行閥或折射板及控制機(jī)構(gòu)等組成一個(gè)系統(tǒng)，安裝在供料裝置落下的物料通道上。這種裝置系統(tǒng)的原理類似于前述的色選機(jī)(見(jiàn)圖4.9)原理，所不同的是此處需要識(shí)別并剔除的是金屬異物。這種形式的金屬探測(cè)剔除系統(tǒng)?？膳c干物料充填機(jī)