食品机械考研资料.pptx

第 4 章 粉碎机械与设备;粉碎:利用机械的方法使固体物料由大块分裂成小块直至细粉的操作。 根据所处理食品物料尺寸的不同，通常将粉碎分为破碎和粉磨。 破碎：将大块物料处理成小块物料 粉磨：将小块物料加工成为细粉的过程 ;二、粉碎的目的;三、粉碎的方法; (1)压碎(挤压）：物料置于两个粉碎面之间，施加压力后物料因压应力达到其抗压强度极限而被粉碎。 (2）劈碎（剪切）：用一个平面和一个带尖棱的工作表面挤压物料时，当劈裂平面上的拉应力达到或超过物料拉伸强度极限，物料沿压力作用线的方向劈裂。 (3)折断（弯曲折断）：被粉碎的物料相当于承受集中载荷的两支点或多支点梁，当物料内的弯曲应力达到物料的弯曲强度极限时被折断。 (4)磨碎（研磨）：物料与运动表面相互运动时，物料表面受一定的压力和剪切力的作用，当剪应力达到物料的剪切强度极限时，物料被粉碎。 (5)冲击破碎（撞击）：物料瞬间受到外来的冲击力而粉碎，它对于粉碎脆性物料最有利。;2. 物料的力学性质; 选择粉碎方法时，需要根据被粉碎的物料的物理化学与所要求的粉碎比而定，尤其是物料的力学性质影响较大，其中物料的硬度和破裂性居于首要位置。 对比较坚硬的物料选用挤压和冲击有效，对韧性物料用研磨和剪切较好，而对于脆性物料则以劈裂、冲击为宜。;3. 物料在粉碎过程中变化; 如果作用力没有超过物料的弹性极限，物料则只是被迫变形或受到压力。当此力被除去时，颗粒即恢复到原来的状态，而变形颗粒中的应力机械能以热的形式表现出来。 当作用力超过弹性极限时，颗粒则会被粉碎。;对任何一种物料的颗粒，都存在一个临界粉碎能量，但粉碎的条件是偶然的，许多颗粒受到的冲击力不足以使其粉碎，而是在特别有力的猛烈冲击下才能粉碎。 因此，最有效的磨碎机只利用了其中很少的能量去粉碎颗粒和使物料产生新表面，其余的能量则消耗在以下几方面: ①未破碎颗粒的弹性变形； ②物料在粉碎室内的来回运转； ③颗粒之间的摩擦； ④颗粒和磨碎机之间的摩擦； ⑤发热； ⑥振动的噪声； ⑦传动机件和电动机的无效能耗。;粉碎的能耗 物料粉碎时，外力做的功称为粉碎能耗或粉碎能，消耗于以下几方面: (1）粉碎机械传动中的能耗； (2）颗粒在粉碎发生之前的变形能； (3)粉碎产品新增加表面积的表面能； (4)颗粒表面结构发生变化所消耗的能，如产生表面活性点、表面形成无定形层或氧化物层； (5)晶体结构发生变化所消耗的能； (6)磨介之间的摩擦、振动及其他耗能。 ;四、粉碎比;公称粉碎比：允许的最大进料口尺寸与最大出料 口尺寸之比。 二者关系：由于实际粉碎时加入物料的最大尺寸总 是小于最大进料口尺寸，所以粉碎机的 平均粉碎比一般小于公称粉碎比。 平均粉碎比＝（70%-90%）公称粉碎比 粉碎比是确定粉碎工艺以及选用粉碎机的重要依据。 一般破碎机械的公称粉碎比为3-10,而粉磨机械则可 达30-1000以上。; 当工艺要求的粉碎比较大时，常采用多级粉碎，使每一级负担一定的粉碎比。 实验证明，粉碎级数在4左右时操作效率最高，而粉磨时的粉碎比则需根据粉磨机械的性能来确定。多级粉碎的总粉碎比为：;湿法粉碎：被处理的原料在悬浮于载体液流中进行磨碎，常用水做载体，水起着硬度降低剂的作用。也可以采用其他表面活性剂做硬度和粘度降低剂。 湿法粉碎比干法粉碎消耗能量大，设备磨损严重，但可获得更细的制品。 干法粉碎：开路粉碎、自由磨碎、压碎等不需要水做载体的粉碎方法。 低温粉碎：指物料在常温下有热塑性或非常强韧性，使粉碎困难，故将物料冷却到低温成为脆性后再粉碎。 ;六、粉碎机类型;1、冲击式式粉碎机这类粉碎机主要有两种类型，即锤片式粉碎机和齿爪式粉碎机。它们是以锤片或齿爪在高速回转运动时产生的冲击力来粉碎物料的。 ;利用高速旋转的锤片对物料施以强烈作用而将物料粉碎的机器。 其作用原理主要是撞击粉碎，同时机器中还存在着强烈的摩擦和剪切作用。 锤式粉碎机既可以用作脆性物料的粉碎，也可以用作一些韧性物料的粉碎，故常被称为万能粉碎机。;;1、主要部件;锤片在转子上的排列方式会影响转子的平衡、物料在粉碎室内的分布以及锤片磨损的均匀程度。 锤片工作应遵循以下原则： ①锤片的运动轨迹尽可能不重复。 沿粉碎室工作宽度，锤片的运动轨迹分布均匀，物料不被推向一侧，有利于转子的动平衡。 ②锤片安装时要使转子轴线对称方向的锤片质量也处于对称状态，力求减小振动和噪声。;（2）