食品机械考研资料ppt课件.ppt

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1、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4.1粉碎机械的基本知识一、粉碎的概念二、粉碎的目的（1）有利于不同组分物料的均匀混合。混合物料所用的各种原料的粒度越小、越接近，混合的均匀度越高，效果越好。（2）选择性破碎，以分别进行不同成分的利用、剔除或分离。例如玉米的脱胚、小麦的制粉、淀粉的制取等。（3）破坏细胞壁结构，便于胞内产物排出，如淀粉和

2、蛋白的提取。（4）增大比表面积．加快反应速度三、粉碎的方法1、食品原料的粉碎方法(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

3、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.物料的力学性质包括四种:硬度、强度、脆性和韧性。（1）硬度：是根据物料弹性模量大小来划分的性质，有软硬之分。硬度越高表明物料抗弹性变形的能力越强。物料的硬度是确定粉碎作业程序、选择设备类型和尺寸的主要依据。(2)强度：是根据物料弹性极限应力的大小来划分的性质，有强和弱之分。物料的弹性极限应力越强其抗塑性变形的能力越大。(3)脆性：是根据物料塑性区域长度进行划

4、分的性质，可分为脆性和可塑性。(4)韧性：是一种抗物料裂缝扩展能力的性质，韧性越大，裂缝末端的应力集中越容易得到缓解。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物料粉碎至少需要两方面的能量：一是裂解发生前的变形能，这部分能量与颗粒的体积有关；二是裂解发生后出现新表面所需的表面能，这部分能量与

5、新出现表面积的大小有关。由于脆弱的断裂线和瑕疵点对粒度较大的颗粒存在可能性大，因此大颗粒裂解所需的临界应力比小颗粒小，消耗的变形能也较少。这就是粉碎操作为什么随着粒度减小而变得更加困难的原因。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

6、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

7、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、粉碎比意义：衡量粉碎机的粉碎效果。平均粉碎比公称粉碎比：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

8、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：五、粉碎的级数湿法粉碎：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