食品工程原理粉碎与混合.ppt

第四章 尺寸减小机械 第三章 粉碎与混合 第一节　粉碎 一、概述 （一）粉碎的概念 利用机械力将固体物料破碎成符合要求的小块、颗粒或粉末的单元操作。 （二）食品工业中的应用 1、满足进一步加工或食用的需要，如香辛料、面粉。 2、增加物料比表面积，以利于干燥和浸取，如油料破碎。 3、原料经粉碎后可以均匀混合，如固体饮料生产。 二、固体颗粒的粒度及表示法 （一）颗粒大小及形状 1、粒度 表示颗粒的大小的物理量。 2、粒度的测量方法 （1）粗颗粒：直接测量 （2）细颗粒：采用标准筛测量 （3）极细颗粒：显微镜下用光学微米尺测量，取平均值。 3、粒度的表示方法 球形颗粒一般用直径表示。 非球形颗粒以“名义粒度”（以体积、面积为基准）。 常见的名义粒度表示法有 以表面积为基准： 以体积为基准： 4、球形度和形状因数 （1）球形度：表示颗粒接近球体的程度。 值在0～1值之间，越大越接近球形。 （2）形状因数：偏离规则形状的因数，是球形度的倒数。 值在≥1，越小越接近球形或立方体。 5、平均粒度 粉碎后颗粒大小不一，度量颗粒群大小的单位。 算术平均粒度 几何平均粒度 体面平均粒度 三、固体物料的粉碎过程 （一）粉碎比 指物料粉碎前后的粒度之比，也称“粉碎度”。 以χ表示，χ＝d1/d2 可以反映单次粉碎的效果或多次粉碎的效果。 （二）粉碎的类型 按产品粒度大小分为破碎（粗碎和中碎）和磨碎（细碎、超细碎）。 （三）粉碎力与粉碎方法 1、物料的力学性质 硬度：物料抵抗外力压入表面发生变形和破裂的能力； 强度：物料在外力作用下抵抗塑性变形和断裂的能力。 脆性：物料受拉力或冲击时容易破碎的性质。 韧性：物料在外力突然袭击时能及时迅速产生塑性变形的性质。 2、主要粉碎力 （1）挤压：物料在两个工作构件之间受到缓慢增长的压力作用而被粉碎。 应用：脆性物料；若物料具韧、塑性，经挤压可得到片状产品，麦片等。 （3）剪切：物料受到相对运动的两个构件端面的作用而被切断。 应用：韧性物料，一般果蔬、肉类的分切。 （4）折断：物料在两个工作构件间承受弯曲应力而被折断。 应用：硬、脆度大的块状或条状物料，如豆饼。 （5）研磨：物料在两个相对滑动的粗糙工作表面之间受到摩擦、剪切等作用而被磨削成细粒。 应用：小块物料或韧性物料。 3、粉碎方法的选择原则 视粉碎物料的物化性质与所要求的粉碎比而定。 ⑴对特别坚硬的物料用冲击或挤压法； ⑵对韧性特别强的物料选用剪切或研磨法； ⑶对脆性物料选用挤压或冲击的方法； ⑷对强度大、硬度小、脆性小、韧性大的“难”破碎物料选用“组合”方法。 （四）粉碎机理与能耗 1、粉碎机理 常见的有 “裂缝假说” 及“表面积假说”、“体积假说” 。 2、粉碎能耗 粉碎效率偏低，能耗较大，主要消耗有变形能、表面能、局部错位能耗、各种摩擦、噪声损耗。 （五）粉碎操作方法 1、按物料在粉碎过程中所处状态不同 （1）干法粉碎 物料始终干燥松散。 工艺简单，但易过热并产生粉尘。 （2）湿法粉碎 物料悬浮于液体中进行粉碎，后期需分离制品。 更细，无粉尘，无过热；但耗能大，设备磨损严重。 湿法粉碎 2、按工艺流程不同 一级粉碎和多级粉碎。 3、按粉碎过程不同 （1）开路粉碎：简单，不用分级设备；产品粒度分布宽，能量利用不充分。 （2）闭路粉碎：利用分级设备，粗粒重新粉碎，适合粉碎比较大的粉碎过程。效率高，动力消耗低，但设备复杂（需分级和输送设备）。 将开路、闭路粉碎作为基础，可衍生出多种组合粉碎过程。 开路粉碎 “一风吹”粉碎机 闭路粉碎系统 四、粉碎设备 粉碎设备包括破碎机和磨碎机两大类。 （一）破碎机 按所施粉碎力的不同，分为： A：挤压式破碎机：通过固定面和活动面对物料的挤压达到破碎。 B：冲击式破碎机：利用高速旋转的转子或锤片来击碎物料。 1、辊式破碎机 （1）特点 又称“滚筒轧碎机”，利用一只或一只以上辊子的旋转进行破碎。常见的是双辊破碎机。 （2）影响粉碎比的因素：开度、辊圆周速度、辊表面形状、物料力学性质。 （3）用途:对谷类、油料、饲料等粗粉。 双辊破碎机 （4）轧片机 ① 用途：油料的轧胚、面带的加工。 ② 特点：双辊，辊子表面光滑，等速反向旋转 轧片机 （5）光辊磨