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第一章 物料输送机械与设备发展农产品加工业的意义：是丰富人民生活、改善人们食物结构的重要环节；也是发展乡镇企业的主力；更是促进农村脱贫致富的有效途径。农产品加工，是大农业的延伸发展；是高效农业的保证； 农产品的加工过程。初加工和深加工两个不同的加工过程。初加工是指对农业原料进行诸如清理、分级、分离、尺寸减少、干燥和冷藏等直接的、简单的加工处理过程，所采用的加工技术和工艺设备一般比较简单。它主要表现为加工过程产生的是物理变化。深加工是指对初加工产品作进一步的再加工或者对原料直接进行多层次的精细加工。它主要表现为加工过程除了产生物理变化以外，还参与着化学变化和生物特性的变化。实现农产品加工机械化意义：实现农产品加工机械化是提高产品质量、劳动生产率和降低生产成本是实现农产品加工业现代化的重要环节和可靠保证。采用先进的技术装备武装农产品加工业，已成为发展我国农业生产、应对经济全球化（国际贸易）一项非常重要且十分紧迫的任务。为此，我们开设这门选修课，以满足目前经济发展对人才的需要。 农产品加工机械的发展历程 ：形成于20世纪80年代，目前已进入产品结构调整，提高开发能力时期。1998年用于农产品加工机械的产值为140亿元。在短短的20余年取得了很大的进步，技术水平有很大的提高，可以向农产品加工企业提供一大批水平较高的成套设备或单机。 主要差距：1、单机多，成套流水线少。2、通用机型多，专用机型少。3、结构简单、技术含量低的产品多，高技术附加值、高生产率的产品少。4、主机多，辅机少。5产品可靠性差。基础件和配套件寿命短。6、造型落后，外观粗糙。7、高新技术应用少，自控技术差，生产线自动化程度低。课程的主要学习内容主要涉及以下几方面典型机械的主要内容：1、物料输送机械 2、清洗、清理与分级机械 3、分离机械 4、切碎、磨碎机械 5、干燥机械 6、冷冻（藏）机械 讲授重点：农产品加工机械的工作原理、工作过程、主要组成、构造和性能等内容。通过学习，在掌握有关基础理论知识的基础上，对农产品加工机械的选型、正确安装、使用具备一定的能力；了解典型加工机械的一般设计方法，主要参数的确定与选择，了解这一领域有关的最新技术成果和发展趋势。 食品工业中，存在着大量的物料输送问题，为了保证卫生要求，提高劳动生产率和减轻劳动强度，需要采用各式各样的机械来完成物料的输送。尤其是自动化食品生产线中，输送机械是连接各个生产工序必不可少的重要环节。食品工厂的原料、燃料、容器及各种辅助材料都是通过各种运输工具进行输送的。输送机械的作用：组成流水线和自动化不可缺少的重要环节，构成了生产中的中间媒介和衔接纽带；降低产品成本、保证食品卫生、减少人身和产品的事故；食品加工工序的重要组成部分，有时还在输送中对物料进行某种工艺（如干燥、混合等）操作。被输送的物料有固体物料（成件的、成块的、粉末状的等）和液体物料及气体物料。所用的输送设备有：固体物料输送机械、流体物料输送机械、气力输送机械第一节 固体物料输送机械与设备固体物料的形态多样，包括粉末状、颗粒状、大粒状、块状等等，对于不同形态的固体物料应采用不同的输送方式及设备。固体物料输送机械与设备主要有：带式输送机、斗式输送机、螺旋输送机、振动输送机。一、带式输送机 （一）带式输送机工作原理：带式输送机是一种应用广泛的连续输送机械，适用于块状、颗粒状物料及整件物品的水平或小角度输送。原理：驱动滚筒通过摩擦传动带动输送带，使输送带连续运行而将带上的物料输送到一定的位置。输送物料：块状、颗粒状物料及整件物品等。功能：水平输送、倾斜输送。形式：固定式、移动式。特点：输送量大，动力消耗少，运转连续，工作平稳，输送距离大。（二）带式输送机基本结构 ：它是由环形输送带、驱动装置、张紧装置、托架、装料漏斗、卸载装置等组成。是一种挠性牵引构件的运输机。1.输送带：在带式输送机中，输送带既是承载件又是牵引件，主要用来承放物料和传递牵引力，是带式输送机中成本最高，又是最易磨损的部件。它是绕过主动鼓轮和从动鼓轮的封闭的环形带，是通过传送带的往复运动，而使其上的物料达到向前输送目的的工作面。输送带：按材质分有橡胶带、各种纤维带、钢带、塑料带等。（1）橡胶带：它是最为常用的输送带，是由2-12棉织品、麻织品或人造纤维衬布等材料制成的强力层，用橡胶加以胶合而成的，可以用于传递动力，衬布之间的橡胶层为胶合层。目前，国内胶带已规格化，可输送常温、中性、无腐蚀的固体物料。钢带：它一般厚度为0.6-1.4mm，宽度在650mm以内。它具有机械强度大、不易伸长、耐高温、不易损伤等优点。但因其强度大、挠性差，故应用时需采用直径较大的滚筒，另外它对冲击力敏感，易被刺破和划破。再有它要求所有的支承及导向装置安装较准确。还有它耐腐蚀性差、造价高等缺点。通常在粘性大且灼热的物料不宜用胶带时，方采用钢带。（3）塑料带：它具有耐磨、耐酸碱、耐油、耐腐蚀等优点，现已逐渐被推广，但我国尚未实现系列化。带式输送机对输送带的要求：充当输送的材料应具有强度高、挠性好、本身重量小、延伸率小、吸水性小、对分层现象的抵抗性能好、耐磨性好等特点。同时，用于输送食品的输送带还须满足食品卫生要求。2.驱动滚筒：驱动滚筒是传递动力的主要部件，是由一个或若干个驱动滚筒、减速器、联轴器等组成。输送带借其与滚筒之间的摩擦力而运行。倾斜输送时还应设有制动装置。功能：驱动、张紧、改向。它是使输送带能运动起来的动力。驱动滚筒有光面、木面和胶面之分，木面和胶面与输送带之间的摩擦力较大。一般为鼓形设计。）驱动滚筒的技术要求：、驱动滚筒一般是用钢板焊接而成。、为增加滚筒和输送带间的摩擦力，常在滚筒外表面包有木材、皮革或橡胶带。、滚筒的宽度一般比输送带宽100-200mm、驱动滚筒常做成鼓形（即滚筒的中间直径比两侧的直径稍大），这样滚筒可实现自动纠正胶带跑偏。3.托辊（托架）：其功用是支承运输带及上面的物料，保证带子平稳运行。防止输送带下垂，起支撑作用，多采用辊轮式。托架的组成：由固定支架和托辊组成。托辊的材料和结构：其材料多为铸铁或无缝钢管，托辊的轴承多采用滚动轴承和含油轴承，端部有密封和添加润滑油的沟槽。）托辊的工艺要求：托辊的长度应比输送带的宽度长约100-200mm托辊的间矩和直径应视带宽和物料的性质而定。定型的托辊直径采用89、108、159mm等无缝钢管，如物料为成件的、重量大于20公斤时，则辊间矩不应大于物料在工作段上最小长度的1/2。A、按功能和位置分：上托辊：直接支承物料的承载托辊。下托辊：用于支承返程胶带的空载托辊。下托辊间矩一般为上托辊间矩的二倍。B、按托辊的用途来分：普通托辊：仅仅起支承作用，有平直和槽形缓冲托辊：安装在加料段，起支承和缓冲作用，有橡胶圈和弹簧板式，食品加工很少用。调心托辊：每隔610组设一组调心托辊，防跑偏。C、按托辊的形状分：平直辊、槽形辊 平直辊：一般用于输送成件物品。 槽形辊：一般用于输送散装物料。平直辊：适用于支承平形输送带，通常由单节辊，水平放置。其优点是作用轴承少，运行阻力小，缺点是输送散料时输送带上物料流的横截面小。槽形辊：有一节式、二节式、三节式、五节式一节式：使用轴承少，物料的堆积截面大，但托辊表面上沿轴向直径不同会引起输送带相对滑动，易磨损。仅用于轻物料小量输送。二节式：克服了一节式的缺点，但在负载最大的中间部位却没有支承，带中央横向弯曲较大易弯折损伤，且用轴承多。三节式：槽形最佳，带上料流截面较为理想。但转动件多，使用轴承多。p 多辊式使运输带弯曲呈槽状，运送量大，生产率高，适合运送散粒物料，但运输带较易磨损。4.张紧装置 张紧装置的作用：在安装张紧输送带时，要求能够补偿因输送带伸长而产生的松弛现象，使输送带与驱动滚筒之间保持足够的摩擦力，避免打滑，维持输送机正常运行。 带式输送机中张紧装置中有中部张紧和尾部张紧。常用的尾部张紧装置有重锤式、螺旋式和弹簧调节螺钉组合式。中部张紧和尾部张紧仅适用于距离较短的输送。对于距离较长的输送机，则需设置专用张紧辊。）两种结构的优缺点：螺旋式拉紧装置：优点：外型尺寸小，结构紧凑。缺点：它的拉（压）力不衡定，不能始终保证胶带与滚筒间的紧配合，故应经常观察和张紧。重锤式拉紧装置：优点：拉力衡定，能始终保证胶带与滚筒间的紧配合。缺点：外型尺寸较庞大，拆装劳动强度大。（四）带式输送机的优、缺点和应用范围 1.带式输送机的优点 输送平稳，噪音小，输送中不损伤物料；连续输送能力强，动力消耗小，输送效率高; 输送距离长(可达500010000米)，工作速度范围广(每秒钟0024米)；能倾斜和水平输送；结构简单，工作可靠，使用维修方便；能够向机身任何地方装、卸物料。 2.带式输送机的缺点 输送不密封，输送轻质粉状物料时易飞扬；设备成本高，输送带易磨损 ；即使采用网纹带，也不适于倾角过大的场合 二、斗式提升机：又称斗式升运机，是环绕在驱动轮（头轮）和张紧轮上的环形牵引构件（畚bn斗带或钢链条）上，每隔一定距离安装一畚斗，通过机头（鼓轮、链轮）驱使而带动牵引构件在提升管中运行，完成物料提升的专用设备。、用途：可用来输送块状物料、粉末状物料。2、输送方式：可垂直输送也可倾斜输送。3、优点：占地面积小，可把物料输送到较高的位置，生产率范围较大（3-160米3小时）等。4、缺点：对过栽较敏感，必须均匀供料。（一）分类按安装形式分：移动式、固定式；按畚斗深浅分：深斗型、浅斗型；按牵引构件不同分：链式、带式； 按畚斗底有无分：有底型、无底型.（二）构造和工作原理1、结构畚斗：常用1mm薄钢板冲压、焊接或铆接，近年则采用聚丙烯塑料制成。分深斗、浅斗、无底畚斗和圆形畚斗四种。深斗前臂斜度小，斗口与后壁夹角大（65），斗深且大，适用于输送散落性好的粒状物料。浅斗前臂斜度大，斗口与后壁夹角小（45），斗浅且小，适用于输送潮湿或散落性差的粉料。 无底畚斗 常用于高效提升机上，畚斗510只为一组连续排列，最后一只为有底畚斗。圆形畚斗是一种新型畚斗，容量大，制造方便。牵引带：带式：料斗用特种头部的螺钉和弹簧垫片固接在带子上，带宽比料斗的宽度大3540mm。带式升运具有结构简单、运转平稳、速度高、噪声小等优点，但适于提升载荷小、不潮湿、温度低的物料。 链条式：常用的是板片或衬套式滚子链条。其节距有150mm、200mm、250mm等，当料斗的宽度为160250mm时，用一根链条固接在料斗后壁上，深斗和浅斗可用角钢以螺钉固接在链上。（三）装料过程 斗式提升装料方式有吸取装入（即挖取法）和直接装入（撒入法）。 挖取法是将物料由底部加入，再被运动着的料斗所挖取提升。这种方法适用于中小块度或磨损小的粒状物料。由于物料的阻力小，故粒度可以有较高的速度（0.8-2.0米秒）撒入法即物料由下部进料口直接加入到运动着的料斗中而提升。这种方法适用于大块和磨损性大的物料，料斗有密封装置，以防物料在料斗之间抛撒料，料斗速度低，一般不超过1m/s。 （四）卸料过程 斗式升运机根据斗的提升速度不同有三种卸料方式：重力式、离心式和混合式。 1.重力式：重力大于离心力，物料沿料斗内壁向外流动。2.离心式：离心力大于重力，物料沿料斗的外壁运动。3.混合式：接近外壁的物料靠离心力抛出，接近内壁的物料靠自重卸出。三 、螺旋式输送机：利用螺旋旋转来推动物料前进的输送设备。它适用于需要密闭运输的物料，如粉状或颗粒状的物料。主要由料槽、输送螺旋、电动机、传动装置、轴承等组成。由两端轴承和中间轴承将螺旋支撑、固定在机壳（料槽）内，在延螺旋的方向上安装多个进料口和出料口，各出料口用平板闸门启闭，其传动装置可安装在槽头或槽尾。有时在一根螺旋轴上，可以设计为一半是左螺旋，一半是右螺旋，来完成从两边向中间送料或从中间向两边送料的工作。1.水平螺旋输送机也称慢速螺旋输送机2.垂直螺旋输送机也称快速螺旋输送机、优缺点：、优点：、结构简单，造价低廉。、便于在若干位置进行中间加载和卸载。、操作安全方便、密封性好。、缺点：、在运输物料时，物料与机壳（料槽）和螺旋间均存在摩擦力，因此单位物料的动力消耗较大。、由于螺旋叶片的作用，可使物料造成严重的粉碎和损伤。、运输距离不宜过长，一般在30米以内，过栽能力较低。二、应用方法：螺旋输送机多用于水平运输，如用于倾斜运输是，其倾角一般不宜过大。三、适用范围：它适用于短距离的粉末状、粒状和小块物料的输送。 第二节 流体输送机械流送槽：它是属于水力输送物料的装置。利用水的压力把原料从原料堆放场地送到清洗车或预煮机中的运送设备。适用于番茄、蘑菇、菠萝和其它块茎类原料的输送。工作原理：利用水在流动时对物料产生的压力而输物料的。构造：流送槽由具有一定倾斜度的水槽和水泵等组成。水槽一般用砖砌和水泥浇灌，也可采用木材或钢材制造，还有聚乙烯板材制造的。、流送槽的作用：它具有对物料的输送和清洗双重作用。一、 概述 1、泵用来增加液体能量，可以输送、提升液体或将液体送入压力容器。食品厂对泵有特殊要求1、对便于拆洗的结构，泵体内无死角，便于清理。2、有防止空气吸入的措施。以免形成大量泡沫影响下一工序的操作。3、与物料接触的部分能耐腐蚀，对物料无不良影响。根据泵的工作原理，泵分为叶片泵、体积泵和其他类型泵(液体动力作用泵、电磁泵)。(一)工作原理叶轮在离心力的作用下，从叶轮中心抛向外周，形成很高的流速（15-20m/s)，随后在壳内减速，经过能量转换，达到较高的压力，然后从排出口进入管路。叶轮内的流体被排出后形成真空，泵的入口与叶轮中心处相通，另一端浸没在被输送的液体中，在液面压力和泵内压力的压差作用下，液体进入泵体，填补了被排出液体的位置。 (二)结构：主要由叶轮、泵壳、轴封装置、电动机等组成。 1、叶轮：叶轮是将原动机的机械能传送给液体的部件，提高液体的静压能和动能。 2、泵壳：由活动、固定部分组成，由不锈钢的快拆箍联接。外形为蜗壳形，其内有一个截面逐渐扩大的蜗形通道。 3、离心奶泵的密封装置：安装在转轴与泵体间，可防止液体的泄漏和空气的渗入，同时有适当的润滑性和耐磨性，并符合卫生要求。常用的有不透性石墨和陶瓷。 二、安装注意事项 (1)管道不宜过长，尽量减少弯头，连接处要十分紧密，避免空气进入而产生空气气蚀现象。 (2)管道应单独设立支架，不要把全部质量压在泵上。 三、使用离心泵注意事项 (1)粘度对泵的影响 (2)气蚀现象 (3)泵开动前，必须充满液体 (4)要经常检查密封装置，以防泄漏或渗入 (5)要定期检查、维修和保养电动机。 五、离心泵的操作及故障排除 1、启动及停车 （1）检查电机与离心泵叶轮的旋转方向是否一致。 （2）检查轴承润滑油量是否够，油质是否干净。 （3）检查泵的转动部分是否转动灵活，有无摩擦和卡死现象。 （4）检查各部分的螺栓是否拧紧。 （5）启动前灌泵时应注意将泵及吸入管路的空气排净。 （6）检查轴封装置密封内是否充满液体，防止泵在启动时填料密封或机械密封干磨发生烧损现象。 （7）对于一般离心泵，启动前要关闭出口阀及压力表旋塞。 （8）启动电机并打开压力表旋塞，当离心泵以正常转速运转时，压力表显示适当压力后再打开吸入管路上的真空表旋塞，并打开排出管路上调节阀到需要的开度为止。 （9）停止时要先关闭出口阀及真空旋塞，停电机后再关闭压力表旋塞。若有机械密封装置应最后停冷却及密封液系统。 （10）冬季停止使用的离心泵应将泵内的液体放尽，防止冻裂。 （11）长期停止使用的离心泵应拆卸开，将零部件上液体擦干并涂上防锈油妥善保存。 2、运转时的维护 （1）注意轴承温度最高不能超过75。 （2）检查填料密封是否滴漏，调整填料压盖的压紧程度，以液体一滴一滴的滴漏为好。 （3）定期更换润滑油。稀油应在500h后更换一次，黄油每运转2000h更换一次。 （4）离心泵每经200h工作后应进行周期检查，更换磨损件。 3、常见故障及排除方法 离心泵的故障通常是由于产品质量有问题，造型及安装不正确，操作不当，或者因为长期运转后零件磨损等原因引起的。 回转泵的出现与工业上对液体输送的要求日益多样化有关。 早在1588年就有了关于四叶片滑片泵的记载，以后陆续出现了其他各种回转泵，但直到19世纪回转泵仍存在泄漏大、磨损大和效率低等缺点。 20世纪初，人们解决了转子润滑和密封等问题，并采用高速电动机驱动，适合较高压力、中小流量和各种粘性液体的回转泵才得到迅速发展。 回转泵的类型和适宜输送的液体种类之多为其他各类泵所不及。 螺杆泵 公元前三世纪阿基米德发明的螺旋杆，其原理仍为现代螺杆泵所利用。 1、工作原理：为回转式容积泵，利用装在橡皮套内旋转的螺杆与橡皮套形成的不断改变大小的空间，通过靠挤压作用使料液吸入并由另一端压出。 原理：它是利用一根或数根螺杆的相互啮合而产生容积变化来输送物料的。因此，它是溶剂泵 2、构造组成：螺杆、螺腔、填料函、平行销连杆、套轴、轴承、 机座等。 3、分类：可分为单螺杆、双螺杆、多螺杆或卧式、立式。目前多是单螺杆卧式泵，如：在乳品厂用于向喷雾干燥塔离心盘内输送浓奶以及炼乳的输送等。 单螺杆泵螺杆（转子）呈圆形断面（常用直径有29、40mm等，螺距为50-100mm。）定子为用耐热、耐磨的橡胶制成的带有内螺纹的套（为双头螺纹，螺距为螺杆螺距的二倍，内径比螺杆直径小 1mm）。螺杆在套内作行星运动，其偏心距为3-6mm，螺杆与橡皮套配合形成一个个互不相通的密闭腔。当螺杆转动时，密封腔沿轴向由吸入端向排出端方向运动，密封腔在排出端消失，同时在吸入端形成新的密封腔。当螺杆不断作行星运动时，在排出端就不断的有密封腔消失，在吸入端就不断的有密封腔形成，从而达到输送物料的作用。其输送能力随转数的快慢而异，一般转数为 750-1500转分。 工作要求：在起动前，在泵内必须注满液体，否则内橡胶套会 因摩擦受热而变软直至被破坏。 特点：能连续均匀地输送物料，无脉冲，排出能力强，自吸性 能好，结构简单等。 3、操作注意事项 (1)开泵前需灌满液体。以防发生干磨擦。 (2)无级变速手轮的调节必须在电动机启动情况下进行 (3)安装时注意物料流动方向 面对电动机出轴，若逆时针旋转，靠近电动机端的接口为出料口，此时另一端可真空状态下抽吸物料。反之靠近电动机的接口为进料口。 (4)泵内滚动轴承应定期加润滑油。 (5)橡胶螺套必须定期检查，及时更换。 (6)泵必须经常清洗。 工作原理：它的一对啮合齿轮中的主动轮由电动机带动，从动轮与主动轮啮合而转动。两齿分开侧为吸入端，液体延泵体被齿轮压送到排出端，从而带动输送的目的。 齿轮泵属容积式回转泵的一种，一般用于输送有润滑性能的粘 稠液体。如食品工厂用于输送油类和糖浆等。 其种类很多，按齿轮的啮合方式可分为外啮合齿轮泵和内啮合 齿轮泵。按齿轮的轮齿形式可分为正（直）齿轮泵、斜齿轮泵和人字齿轮泵。 直齿外啮合齿轮泵是最常见的一种，故一般所指的齿轮泵均指 直齿外啮合齿轮泵。 齿轮泵的结构：主要有主动齿轮、从动齿轮、泵体、泵盖等组成。 齿轮靠两端面密封。主动齿轮和从动齿轮由两端轴承支承。齿轮 与泵体及端盖间的间隙很小，径向为0.1-0.25mm，端向为0.04-0.1mm。 特点：体积小、重量轻、制造成本低、工作可靠、维修方便等优点。有效率低、震动噪音大等缺点。 五、滑片泵 滑片泵又叫滑板泵或叶片泵。特点主要特点是结构紧凑、流量 较均匀、运转平稳、脉动和噪音小，效率较齿轮泵高。 结构：主要由转子、定子（泵体）、滑片和两侧盖板等组成。 工作过程：转子偏心安在泵体内，转子由电动机带动旋转，滑片依靠离心力的作用紧压在泵体内壁，前半转时，相邻的两块滑片所包围的空间逐渐增大，形成局部真空而吸入物料，后半转，空间逐渐减小，对被吸入的物料摩擦产生压力，具有一定压力的物料从出料管排出。 螺杆泵 1、工作原理 为回转式容积泵，利用装在橡皮套内旋转的螺杆与橡皮套形成的不断改变大小的空间，通过靠挤压作用使料液吸入并由另一端压出。 第三节 气力输送设备 气力输送：运用风机（或其它动力设备）使管道内形成一定速度的气流，将散粒物料沿一定的管路从一处输送到另一处。如面粉、麦芽、大米等。 气力输送装置的分类：食品工厂中，目前广泛采用的是使散体物料呈悬浮状态的输送方式，按工作原理可分为吸送式、压送式、混合式和循环式。