第二章原料预处理机械与设备.ppt
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食品工艺与设备
（二）-第二章物料预处理机械与设备,食品加工机械与设备,第二章原料预处理机械与设备,食品工艺与设备
（二）-第二章物料预处理机械与设备,本章主要内容,食品工艺与设备
（二）-第二章物料预处理机械与设备,第一节清洗机械与设备,食品加工过程中，需要对包括原料、加工设备、包装容器、加工场所和生产人员等在内的各种对象进行清洗。
清洗是从源头上保证和提高食品质量安全性的重要措施。
导论：
1清洗分类2清洗原理一原料清洗机械二容器清洗机械,食品工艺与设备
（二）-第二章物料预处理机械与设备,1清洗分类,清洗可分为湿洗与干洗。
湿洗：
干洗：
对于各种清洗对象方法进行清洗，但为了提高清洗效率和保证清洗质量，食品加工生产过程应尽可能。
至今为止，食品工厂中可以利用机械设备完成清洗操作的对象主要有：
原料、包装容器和加工设备三大类。
是利用水作清洗介质的清洗过程，就清洗的质量来说，以湿洗的效果最好；,相对于湿洗而言，诸如利用空气流、筛分等方法原理去泥尘、异质物和铁质等污染物的操作都属干洗范畴，干洗效果有局限性，只能作为湿洗的辅助手段。
均可采用人工,采用机械清洗方法,食品工艺与设备
（二）-第二章物料预处理机械与设备,2清洗原理,清洗过程的本质是利用清洗介质将污染物与清洗对象分离的过程。
各种清洗机械与设备一般用化学与物理原理结合的方式进行清洗。
物理学原理：
机械力（如刷洗、用水冲等）将污染物与被清洗对象分开；化学原理：
水及清洗剂（如表面活性剂、酸、碱等）使污染物从被清洗物表面溶解下来。
食品工艺与设备
（二）-第二章物料预处理机械与设备,一原料清洗机械,食品原料在其生长、成熟、采收、包装和贮运过程中，会受到尘埃、砂土、肥料、微生物、包装物等的污染。
因此，加工前必须进行有效的清洗。
（一）浮选机
（二）洗果机（三）鼓风式清洗机（四）滚筒式清洗机,食品工艺与设备
（二）-第二章物料预处理机械与设备,
（一）浮选机,主要用来洗涤水果类原料，该设备一般配备流送槽输送原料，目前果汁生产线上常配此设备。
它主要由洗槽、滚筒输送机、机架及传动装置构成。
结构及清洗原理,食品工艺与设备
（二）-第二章物料预处理机械与设备,1提升机；2翻果轮；3洗槽；4喷淋水管；5检选台；6滚筒输送机；7高压水管；8排水口,食品工艺与设备
（二）-第二章物料预处理机械与设备,
（二）洗果机,洗果机是中小型企业较为理想的果品清洗机，其结构紧凑，清洗质量好，造价低，使用方便。
洗果机主要由洗槽、刷辊、喷水装置、出料翻斗及机架、传动装置等组成。
结构及清洗原理,食品工艺与设备
（二）-第二章物料预处理机械与设备,1进料口；2洗槽；3刷辊；4喷水装置5出料翻斗6出料口,食品工艺与设备
（二）-第二章物料预处理机械与设备,（三）鼓风式清洗机,用途：
鼓风式清洗机适合于果蔬原料的清洗。
其清洗原理是用鼓风机把空气送进洗槽中，使洗槽中的水产生剧烈的翻动，对果蔬原料进行清洗。
特点：
由于利用空气进行搅拌，因而既可加速污物从原料上洗除，又能在强烈的翻动下保护原料的完整性。
结构及清洗原理,食品工艺与设备
（二）-第二章物料预处理机械与设备,1洗槽；2喷水装置；3压轮；4鼓风机；5支架；6链条；7空气输送装置；8排水管；9斜槽；10原料；11输送机,食品工艺与设备
（二）-第二章物料预处理机械与设备,（四）滚筒式清洗机,用途：
滚筒式清洗机适合清洗柑橘、橙、马铃薯等质地较硬的物料，构成：
主要由清洗滚筒、喷水装置、机架和传动装置等组成。
结构及清洗原理,食品工艺与设备
（二）-第二章物料预处理机械与设备,1传动轴；2出料槽；3清洗滚筒；4摩擦滚圈；5进料斗；6传动系统；7传动轮；8喷水管；9托轮；10集水斗,食品工艺与设备
（二）-第二章物料预处理机械与设备,二、容器清洗机械,目前，可用机械方式进行清洗的空包装容器主要有：
玻璃瓶、塑料瓶和制造罐头用的金属空罐等，包装后需要清洗的主要是实罐。
（一）容器清洗的基本方法
（二）全自动洗瓶机（三）实罐表面清洗机,食品工艺与设备
（二）-第二章物料预处理机械与设备,瓶中的污物:
食物残液、污垢和瓶外的旧商标等。
基本清洗方法:
浸泡、喷射、刷洗。
辅助手段:
加热和洗涤剂等物理和化学手段的辅助。
（一）容器清洗的基本方法,食品工艺与设备
（二）-第二章物料预处理机械与设备,浸泡：
将瓶子浸没于一定浓度、一定温度的洗涤剂或烧碱液中，利用它们的化学能和热能来软化、乳化或溶解粘附于瓶上的不清洁物，并加以杀菌。
浸泡过程中浸瓶时间对清洗效果的影响较大。
浸瓶操作时应注意两点：
（1）利用NaOH浸泡玻璃容器时，其最高浓度为5%，温度6575，超过此温度和浓度则会对玻璃瓶有损害（烧剥）；
（2）当用多个浸泡槽浸泡玻璃容器时，各浸泡槽之间温度差必须在25以下。
如温差过大，玻璃容器可能破损。
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（二）-第二章物料预处理机械与设备,喷射：
洗涤剂或清水在一定的压力（0.20.25MPa）下，通过一定形状的喷嘴对容器的内外进行喷射，利用洗涤剂的化学能和运动能去除污物。
喷射多用于小口径瓶子的清洗机.注意：
在用洗涤剂喷射时，若洗液流量太大,洗涤剂会发泡，此时要添加消泡剂。
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（二）-第二章物料预处理机械与设备,刷洗：
用旋转洗刷将污物刷洗掉。
此法是用机械方法直接接触污物，去污效果好。
刷洗易出现的问题是：
（1）较难实现连续式洗瓶；
（2）转刷遇到油污瓶，会污染刷子；（3）若遇到破瓶，会切断转刷的刷毛，使毛刷失效并污染其他净瓶；（4）须经常更换毛刷。
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（二）-第二章物料预处理机械与设备,
（二）全自动洗瓶机,全自动洗瓶机是靠多次洗液浸泡和多次喷射来获得满意的洗净效果的。
瓶子一般需要经过预浸泡、多次洗液浸泡、洗液喷射、热水喷射、温水喷射、冷水喷射及净水喷射等过程进行洗涤。
全自动洗瓶机多为箱式，按照瓶子进出机器的方式分为单端式和双端式全自动洗瓶机。
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（二）-第二章物料预处理机械与设备,
（1）单端式洗瓶机脏瓶的进入和净瓶的输出都在洗瓶机的同一侧，也叫来回式洗瓶机；,食品工艺与设备
（二）-第二章物料预处理机械与设备,食品工艺与设备
（二）-第二章物料预处理机械与设备,与双端式自动洗瓶机相比，单端式洗瓶机仅需一人操作，输送带在机内无空行程，所以空间利用率较高。
但由于净瓶与脏瓶相距较近，从卫生角度来看，净瓶有可能为脏瓶污染。
所以，现在一般不采用。
单端式洗瓶机特点,食品工艺与设备
（二）-第二章物料预处理机械与设备,
（2）双端式洗瓶机，瓶子是由一端进去从另一端出来，也叫直通式洗瓶机。
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（二）-第二章物料预处理机械与设备,食品工艺与设备
（二）-第二章物料预处理机械与设备,后面的几个喷洗区域采用不同的水温，主要是为了防止瓶子因温度变化过大造成应力集中损坏。
喷洗由靠高压喷头对瓶内逐个进行多次喷射清洗实现的。
可见，这种洗瓶机主要利用了刷洗、浸泡和喷射三种方式对瓶子进行清洗。
由于需要浸泡、并在同一区域进行冲洗，所以瓶子需要在同一截面上反复绕行，因此，设备的高度较高。
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（二）-第二章物料预处理机械与设备,由于进瓶和出瓶分别在机器的两端进行，因此，双端式洗瓶机生产卫生条件较好，且便于生产线的流程安排。
但这种类型的洗瓶机，输瓶带的利用率较低（有的只有一半），因此设备的空间利用率也低，从而占地面积较大。
双端洗瓶机特点,食品工艺与设备
（二）-第二章物料预处理机械与设备,（三）实罐表面清洗机,实罐表面清洗机又称洗油污机，是罐头生产设备之一。
它的清洗对象是经装罐、排气、封口和杀菌后的实罐。
装罐操作时常会在表面粘附很多油脂、汤汁及罐头的内容物，经过高压杀菌后会呈暗黑色或粘性油腻的条纹和斑点。
在杀菌过程中还可能出现坏罐，其内容物及汤汁渗出罐外会弄脏很多完好的罐头表面。
因此，实罐必须进行清洗，否则会引起油商标等质量事故。
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（二）-第二章物料预处理机械与设备,食品工艺与设备
（二）-第二章物料预处理机械与设备,小结,对各种与食品加工过程相关的对象进行清洗是保证食品质量安全性的重要操作。
大规模生产需要机械方式进行清洗的对象有原料、包装容器和食品加工设备三大类。
各种清洗机械一般运用化学与物理原理结合的方式对清洗对象进行清洗。
常见的原料清洗机械设备有滚筒清洗机、鼓风式清洗机等。
它们分别运用滚筒的转动、空气鼓泡作用，使食物表面污染物剥离，但多需要与浸洗和喷洗结合。
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（二）-第二章物料预处理机械与设备,小结,自动洗瓶机主要用于回收旧瓶清洗，可分为单端式和双端式两种。
清洗流程由冲洗、浸泡等手段选择性组合而成，并且均采用液体温度逐渐升高和降低及能量回收利用的设计模式。
从使用角度看，单端式和双端式特点各有长短。
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（二）-第二章物料预处理机械与设备,思考题,原料清洗机械主要有哪几种？
解释其中一种的工作原理。
全自动洗瓶机分类？
简述其中一种工作原理。
采用浸泡法清洗容器时应注意什么？
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（二）-第二章物料预处理机械与设备,第二节分级分选机械与设备,食品工业中的分级分选一、筛分机械二、形状分级机械三、色选机四、重力分选机械五、磁选设备,食品工艺与设备
（二）-第二章物料预处理机械与设备,一筛分机械,筛分的基本知识摇动筛振动筛,食品工艺与设备
（二）-第二章物料预处理机械与设备,
（一）筛分的基本知识,筛分：
用筛面将颗粒大小不同的物料分成若干级别的操作称为筛分。
筛分机械：
用于筛分物料的机械称为筛分机械。
筛分机械种类很多，按其运动方式，分为摇动筛、振动筛、回转筛等。
1、筛分效率2、筛面和筛制,食品工艺与设备
（二）-第二章物料预处理机械与设备,1筛分效率,筛分效率：
评价筛分操作质量好坏的指标。
它是指筛分时实际筛下的筛下级别物料质量与原物料含同一级别物料质量之比。
影响筛分效率的因素：
筛面上物料层厚度；筛下颗粒百分含量、颗粒级配和形状；物料含水量。
此外，筛孔形状、筛面种类、筛分机械的运动方式、加料量的多少及均匀程度也直接影响筛分效率。
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（二）-第二章物料预处理机械与设备,筛分效率,式中：
筛分效率，%；a筛下料中小于筛孔尺寸的筛下级别物料含量，%；b-原物料中小于筛孔尺寸的筛下级别物料含量，%；c筛上料中小于筛孔尺寸的筛下级别物料含量，%。
在正常情况下，筛面没有破损，物料中的筛上级别部分不会漏入筛下料中，固有a=100%，这样，上式成为：
实际计算时，只要在筛分原料和筛上料中分别取样，精确测定其筛下级别的含量，代入式中即可算出筛分效率。
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（二）-第二章物料预处理机械与设备,这里b=65%,c=10%，故：
例如：
已知原始给料中应通过第一级筛孔的物料含量为65%，仍留在筛面上应通过筛孔而未通过筛孔的占筛面物料量的10%，其余已过筛，问第一级的分级效率？
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（二）-第二章物料预处理机械与设备,2筛面和筛制,用于筛分操作的筛面，按其构造不同分为三种，及栅筛、板筛和编织筛。
栅筛：
用于物料的去杂粗筛。
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（二）-第二章物料预处理机械与设备,
（2）板筛板筛是由薄钢板冲孔制成的。
孔的形状有圆形、长圆形和方形等几种。
筛孔最好是上小下大。
稍呈锥形，这样可以减少堵塞。
筛孔多采用交错排列，以提高筛分效率。
板筛的优点为孔眼固定不变，分级准确，同时坚固、刚硬，使用期限长。
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（二）-第二章物料预处理机械与设备,（3）编织筛编织筛又称筛网，它是由筛丝编织而成的。
制作筛丝的材料要耐腐蚀，有较好的强度和柔软性。
编织筛网不仅用于粉粒料筛分，也常用于过滤作业。
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（二）-第二章物料预处理机械与设备,筛制：
板筛和编织筛的规格称为筛制。
筛网规格的表示方法有两种：
一种以每英寸长度内的筛孔数表示，称为网目数，简称网目，以M表示；另一种以每厘米长度内的筛孔数表示，称为筛网的号数，简称筛号，以N表示。
两者之间有如下近似关系：
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（二）-第二章物料预处理机械与设备,
（二）摇动筛,摇动筛的工作原理是在重力、惯性力和物料与筛面之间的摩擦力的作用下，物料与筛面之间产生不对称的相对运动而进行连续筛分。
按筛面的运动规律不同，摇动筛可分为直线摇动筛、平面摇晃筛和差动筛。
摇动筛的特点：
由于筛面是平面的，因而全部筛面都在工作，工作效率较高，同时结构简单，制造和安装比较容易，更换筛面方便，适于多种物料的分级。
其缺点是动力平衡较差，运行时连杆机构易损坏，噪声较大等。
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（二）-第二章物料预处理机械与设备,直线摇动筛：
筛面基本上作直线运动。
结构：
它有一个长方形的筛框，筛面固定在筛框上，筛框用拉杆悬挂或用滚轮支承。
筛框和筛面由偏心轮机构带动作往复运动。
工作过程：
物料由筛面的一端加入，筛面下面有容器承接筛下的物料，不能过筛的物料即由筛面的另一端卸出。
筛面一般倾斜安装。
1拉杆；2筛框；3筛面；4偏心轮机构,食品工艺与设备
（二）-第二章物料预处理机械与设备,（三）振动筛,原理：
振动筛是由筛机产生高频振动而实现筛分操作的。
由于振动筛筛面具有强烈的高频振动，筛孔几乎完全不会被物料堵塞，故筛分效率高，生产能力大，筛面利用率高。
振动筛结构简单，占地面积小，重量轻，特别适用于细粒物料和浆料的筛分操作。
应用较多的是惯性振动筛、偏心振动筛和电磁振动筛。
构造和工作原理,食品工艺与设备
（二）-第二章物料预处理机械与设备,1惯性振动筛构造和工作原理,1筛框；2弹簧；3圆盘；4主轴；5偏重；6轴承座；7筛面；8机座,构造：
筛框安装在弹簧上，带有圆盘的主轴由安装在筛框上的一对轴承座支承，圆盘共有两只，其上装有偏重，构成筛机的振动器。
工作原理：
当主轴旋转时，由于离心力的作用，使整个传动机构随筛框一起振动，从而使物料在筛面上产生剧烈的相对运动，实现筛分目的。
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（二）-第二章物料预处理机械与设备,食品工艺与设备
（二）-第二章物料预处理机械与设备,2振动筛的使用a.刚安装的新筛和长期搁置未用的振动筛在使用前必须检验电动机的绝缘是否良好。
b.筛网一定要在筛框上均匀地张紧，使筛网能和筛框以相同的频率和振幅振动而不发生抖动和筛网的局部下垂，这样可保证良好的筛分效果，同时又可延长筛网的使用寿命。
c.要随时清除筛网上的杂物，下班前要将筛网清理干净。
经常检查筛网，发现筛网变形及破损应及时修整、更换。
d.注意进口处物料的分布，尽量减小物料对筛网的冲击，延长筛网使用寿命。
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（二）-第二章物料预处理机械与设备,食品工业中的分级分选,
（一）分级分选目的
（二）分选概念及其机械设备类型,食品工艺与设备
（二）-第二章物料预处理机械与设备,
（二）分选概念及其机械设备类型,1分选概念2分选机械设备类型,食品工艺与设备
（二）-第二章物料预处理机械与设备,2分选机械设备类型,固体物料的分选机械种类繁多，分类依据多种多样。
最常见的分类依据是分选原理、分选目的和分选对象。
分选机械按对象识别原理分为筛分、力学、光学、电磁学等大类，各类又可按照识别参数分为若干类。
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（二）-第二章物料预处理机械与设备,食品工艺与设备
（二）-第二章物料预处理机械与设备,1分选概念,分选是指以分级和选别为目的的分离操作。
分级与选别操作目的不同，但操作原理相同，均包括分离对象识别和分离动作执行两个因素。
生产规模小且可用直接判断的分选操作一般可由人工完成。
但对于大规模生产或无法直接判断的分选操作，往往需要采用各种机械设备来完成。
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（二）-第二章物料预处理机械与设备,分级,分级一般指按照品质指标将食品物料分离成不同等级的操作。
品质指标可包括个体尺寸、质量、形状、密度、外表颜色以及内在品质等。
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（二）-第二章物料预处理机械与设备,选别,选别是将不合格个体及异杂物从食品物料中剔除的操作。
食品物料可以是原料，也可以是未包装或已经包装的半成品。
个体合格与否可用各种标准判断，如物料的完好程度、颜色、质量、质地、是否含异杂物等。
食品物料的异杂物通常指枝叶、包装物碎片、金属碎片等。
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（二）-第二章物料预处理机械与设备,分级分选目的,食品原料多为农副产品，除带有各种异杂物外，还会存在多方面的差异。
为了提高食品的商品价值、加工利用率、产品质量和生产效率，在加工或进入市场前，多数食品原料需要进行分级和选别。
加工的半成品和成品会因多种原因而不合格，这些不合格的半成品或产品在进入下道工序或出厂以前应尽量从合格品中加以选别剔除。
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（二）-第二章物料预处理机械与设备,二形状分级机械,
（一）滚筒式形状分级设备,食品工艺与设备
（二）-第二章物料预处理机械与设备,
（一）滚筒式形状分级设备,1、结构2、工作原理该种分级设备分级效率较高，目前广泛用于蘑菇和青豆等的分级。
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（二）-第二章物料预处理机械与设备,结构如教材p51所示。
主要由进料斗、滚筒、摩擦轮、收集料斗和机架等构成。
滚筒由摩擦托轮支承在机架上。
集料斗设在滚筒下面，其数目与分级的数目相同。
1滚筒形状分级设备结构,食品工艺与设备
（二）-第二章物料预处理机械与设备,滚筒,滚筒是一变孔径的筒状筛，沿轴向从进口到最后出口依孔径从小到大分为几组，组数为需分级数减1，最后一级物料直接从滚筒的末端排出。
滚筒可用不同方式绕其轴转动。
但目前多采用摩擦轮方式驱动。
为了制造方便，整体滚筒分成几节筒筛，筒筛之间用角钢连接作为加强圈，如用摩擦轮传动，则又作为传动的滚圈。
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（二）-第二章物料预处理机械与设备,2、滚筒式形状分级机的工作原理,滚筒式形状分级设备的主体是几组滚筒，滚筒上分布有孔眼。
每组滚筒上的孔眼直径不同，后组比前组的孔径大。
工作时滚筒转动，使物料在滚筒内滚转并向出口移动，在移动过程中实现分级。
小于第一组孔的物料从第一组掉出用漏斗收集为一个级别,以下依此类推。
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（二）-第二章物料预处理机械与设备,三色选机,色选机是利用食品物料颜色差别进行分选的一种设备。
色选机的分选操作也需要两方面的系统配合。
一是对食品的颜色进行识别的系统；二是根据识别信号对具体物料进行分流的操作机构。
色选机系统：
利用光电原理，从大量散装产品中将颜色不正常或感染病虫害的个体（球状、块状或颗粒状）以及外来杂质。
主要由供料系统、检测系统、信号处理与控制电路、剔除系统等部分组成。
色选机工作原理,食品工艺与设备
（二）-第二章物料预处理机械与设备,食品工艺与设备
（二）-第二章物料预处理机械与设备,食品工艺与设备
（二）-第二章物料预处理机械与设备,光电色选机的工作原理,贮料斗中的物料由振动喂料器送入通道成单行排列，依次落入光电检测室，从电子视镜与比色板之间通过。
被选颗粒对光的反射及比色板的反射在电子视镜中相比较，颜色的差异使电子视镜内部的电压改变，并经放大。
如果信号差别超过自动控制水平的预置值，即被存贮延时，随即驱动气阀，高速喷射气流将物料吹送入旁路通道。
而合格品流经光电检测室时，检测信号与标准信号差别微小，信号经处理判断为正常，气流喷嘴不动作，物料进入合格品通道。
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（二）-第二章物料预处理机械与设备,四重力分选机械,重力分选往往在筛分之后进行，可分离按形状分选法所不能分离的一些杂质。
重力分选是应用振动和气流作用原理，按物料组成的密度不同进行分选的方法。
典型设备：
密度去石机：
专门清除密度比粮粒大的并肩石（石子大小类似粮粒）等重杂质。
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（二）-第二章物料预处理机械与设备,1进料口；2进料斗；3进料调节手轮；4导风板；5出料口；6进风调节装置；7风机；8偏心传动机构；9出石口；10检查装置（精选室）；11吊杆；12匀风板；13去石筛面；14缓冲匀流板,食品工艺与设备
（二）-第二章物料预处理机械与设备,食品工艺与设备
（二）-第二章物料预处理机械与设备,五磁选设备,为了有效地保障安全生产和产品质量，食品原料在加工前必须经过严格的磁选，除去金属杂质，尤其是在高速运转的机器的前部，应装有磁选设备。
磁选设备的主要工作部件是磁体。
每个磁体都有两个磁极，其周围存在磁场。
磁体分永久磁体和电磁体。
谷物清理多采用永久磁体。
磁场要有足够的磁场强度。
（一）永磁溜管
（二）永磁滚筒,食品工艺与设备
（二）-第二章物料预处理机械与设备,
（一）永磁溜管,p59永磁溜管结构简单，占地小，可连续磁选。
如图，永久磁铁装在溜管上边的盖板上。
每个盖板上装有两组前后错开的磁铁。
工作时，散料从溜管上端流下，磁性物体被磁铁吸住。
食品工艺与设备
（二）-第二章物料预处理机械与设备,
（二）永磁滚筒,P59永磁滚筒磁芯由永久磁铁和铁隔板按一定顺序排列成170。
的圆弧形，安装于固定轴，形成多个极头开放磁路。
磁芯圆弧表面与滚筒内表面间隙小而均匀，滚筒由非磁性材料制成。
滚筒通过蜗轮蜗杆机构由电机带动旋转，磁芯固定不动。
永磁滚筒自动排除磁性杂质，特别适合于出去粒状物料中的磁性杂质。
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（二）-第二章物料预处理机械与设备,思考题,1食品分级分选的主要作用是什么？
2影响筛分效率的因素有哪些？
3按筛面的运动规律不同，摇动筛可分为？
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