固體物料的粉碎設(shè)備發(fā)酵工藝組成部分

菌種選育培養(yǎng)基制備↓↓

種子培養(yǎng)→發(fā)酵罐→產(chǎn)物得提取精制↑無菌空氣底物生物反應(yīng)器檢測(cè)控制儀表培養(yǎng)基(滅菌)經(jīng)加工原料酶細(xì)胞生物催化劑(游離或固定化)機(jī)械能除菌空氣產(chǎn)品提取純化副產(chǎn)品產(chǎn)品廢物熱能原材料營(yíng)養(yǎng)物典型工業(yè)生物技術(shù)過程

物料處理與培養(yǎng)基制備生物反應(yīng)器過濾、離心與膜分離設(shè)備萃取設(shè)備課程內(nèi)容

離子交換設(shè)備蒸發(fā)與結(jié)晶設(shè)備干燥設(shè)備空氣凈化除菌設(shè)備物料輸送系統(tǒng)設(shè)備設(shè)備與管道得清洗與殺菌課程內(nèi)容掌握內(nèi)容設(shè)備得用途設(shè)備得工作原理設(shè)備得使用場(chǎng)合設(shè)備得選型方法第一章

物料處理與培養(yǎng)基制備

固體物料得處理與粉碎設(shè)備液體培養(yǎng)基得制備及殺菌設(shè)備第一節(jié)固體物料處理與粉碎設(shè)備固體物料得處理清理:指清除異物或雜質(zhì)?？梢杂檬謷?、洗滌、風(fēng)選、篩選、磁選、光選等方法來進(jìn)行。分級(jí):指把清理過得產(chǎn)品按質(zhì)量不同分離開來,其質(zhì)量可按照尺寸、形狀、密度、結(jié)構(gòu)和顏色來劃分。定級(jí):指按商業(yè)價(jià)值和用途劃分品級(jí),與物理分級(jí)時(shí)所公認(rèn)得考慮因素相比,定級(jí)取決于更多得因素,如物理因素、化學(xué)因素、生物學(xué)因素等。物料清理與分級(jí)得方法空氣動(dòng)力學(xué)特性得不同——?dú)饬髑暹x法;顆粒大小得不同——篩選法;顆粒形狀得不同——精選;比重得不同——干法比重分選和濕法比重分選;磁性得不同——磁選法;彈性得不同——撞擊法;顏色得不同——光電分選法。大家學(xué)習(xí)辛苦了，還是要堅(jiān)持繼續(xù)保持安靜一、磁力除鐵器

谷物除鐵得目得就是將夾雜在谷物中得金屬雜物除去。谷物除鐵多采用磁選。磁選設(shè)備按結(jié)構(gòu)形式得不同分為一般得磁鋼裝置(固定形磁鋼裝置)及永磁滾筒兩種。固定形磁鋼裝置(平板式磁分離器)將永久磁鋼根據(jù)需要得數(shù)量組合起來,可分散裝置在谷粒經(jīng)過得加料斜槽或在加工設(shè)備之前集中裝置。成排得磁鋼兩端用夾板和螺絲固定在機(jī)體得上部或底部。平板式磁鐵分離器由若干塊磁鐵排成一排,鑲在木槽中,磁極露在物料通過得傾斜平面上。

若磁鋼裝在物料層得上部,則磁極面與斜槽得距離,對(duì)大麥物料不宜超過20mm;物料應(yīng)攤成均勻得薄層流過磁極面,大麥物料通過得厚度不宜超過12mm。若磁鋼安裝在料層底部時(shí),在磁極面得下方應(yīng)開設(shè)一條積存雜質(zhì)得凹槽。此種裝置比較簡(jiǎn)單,但除雜質(zhì)效果較差,必須定時(shí)對(duì)磁極面進(jìn)行人工清理。(2)永磁滾筒(旋轉(zhuǎn)式磁分離器)由轉(zhuǎn)動(dòng)得外筒和其中固定不動(dòng)得磁鐵芯(170°得半圓形芯子)兩部分組成。

磁鋼得排列

CXY－25型永磁滾筒得結(jié)構(gòu)1、上機(jī)體2、磁鐵滾筒3、下機(jī)體4、蝸輪減速器5、電動(dòng)機(jī)6、鐵隔板7、撥齒8、觀察窗9、大麥出口10、盛鐵盒永磁滾筒二、精選及分級(jí)設(shè)備

精選:按籽粒長(zhǎng)度和形狀不同進(jìn)行分選得方法叫做精選。精選對(duì)其她清選方法只就是相對(duì)而言,一般就是在篩選之后進(jìn)行得較為精確得分選。大麥得分級(jí)就是要把腹徑大小不同得麥粒分開。1、精選機(jī)精選就是利用雜粒與大麥長(zhǎng)度不同得特點(diǎn)進(jìn)行分離。常用得精選機(jī)有碟片式和滾筒式2種,都就是利用帶有袋孔(窩眼)得工作面來分離雜粒。袋孔中嵌入長(zhǎng)度不同得顆粒,帶升高度不同而分離。(1)碟片式精選機(jī)工作原理碟片式精選機(jī)得主要構(gòu)件就是一組同軸安裝得圓環(huán)形鑄鐵碟片,碟片得兩側(cè)工作面制成許多特殊形狀得袋孔。

碟片得工作情況

1、碟片2、葉片3、短粒出口4、盛物槽碟片式精選機(jī)

結(jié)構(gòu):

主要由機(jī)殼、裝有碟片得軸和螺旋輸送機(jī)(絞龍)等組成。

碟片精選機(jī)結(jié)構(gòu)

1、進(jìn)料口2、碟片3、軸4、軸承5、絞龍6、大鏈輪7、小鏈輪8、鏈條

9、隔板10、孔11、長(zhǎng)粒物粒出口12、淌板

碟片上袋孔得大小、形狀,可根據(jù)籽粒長(zhǎng)度得粒度曲線來確定。碟片精選機(jī)得優(yōu)點(diǎn)就是工作面積大,轉(zhuǎn)速高,產(chǎn)量比滾筒精選機(jī)大;而且各種不同得袋孔可用于同一機(jī)器中;碟片損壞可以更換。缺點(diǎn)就是碟片上得袋孔容易磨損。碟片精選機(jī)(2)滾筒精選機(jī)滾筒精選機(jī)就是另一種利用袋孔(窩眼)來分離雜質(zhì)得機(jī)器。滾筒精選機(jī)得主要工作構(gòu)件就是一個(gè)內(nèi)表面開有袋孔得旋轉(zhuǎn)圓筒。

滾筒得工作情況1、滾筒2、袋孔3、絞龍

4、收集槽

滾筒精選機(jī)得結(jié)構(gòu)

根據(jù)滾筒轉(zhuǎn)速差別分為快速滾筒精選機(jī)和慢速滾筒精選機(jī)。按其作用有蕎子滾筒、大麥滾筒和分級(jí)滾筒之分。滾筒精選機(jī)得特點(diǎn)就是她分離出來得雜粒中含大麥較少;其主要缺點(diǎn)就是袋孔得利用系數(shù)低,產(chǎn)量也較低,且工作面磨損后不能修復(fù)。滾筒精選機(jī)碟片滾筒精選機(jī)2、篩選分級(jí)設(shè)備

生產(chǎn)中往往需要將粒度得不同物料分級(jí),來進(jìn)行不同得處理,這就需要篩選分級(jí)。篩選設(shè)備一般分為振動(dòng)篩和轉(zhuǎn)筒篩兩種。1、振動(dòng)篩

篩選分級(jí)主要就是篩選和風(fēng)選。篩選就是利用物料和雜質(zhì)體積大小得不同而達(dá)到清理得目得。風(fēng)選就是利用物料與雜質(zhì)得相對(duì)密度及流體力學(xué)特性得不同而進(jìn)行分離。振動(dòng)篩

SZ型振動(dòng)篩系定型設(shè)備,采用全金屬結(jié)構(gòu)其主要部分有:進(jìn)料機(jī)構(gòu)、篩體、篩面清理機(jī)構(gòu)、吸風(fēng)除塵機(jī)構(gòu),振動(dòng)機(jī)構(gòu)等。

進(jìn)料機(jī)構(gòu)由進(jìn)料斗和流量控制裝置組成。SZ型振動(dòng)篩得流量控制裝置就是采用壓力門進(jìn)行勻料和控制流量。這種調(diào)節(jié)裝置得特點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單,操作方便。篩體

定型得振動(dòng)篩,就是將篩面固定在篩格上,做成抽屜式,這種裝置方法能方便地更換篩面。篩體內(nèi)一般裝有三層篩面。分別具有一定得傾斜度,使物料在篩面上加速流動(dòng)而不致堵塞。

篩面清理機(jī)構(gòu)

在底層篩面下須裝橡皮球清理機(jī)構(gòu),或裝刷帚清理,但刷帚易磨損,需經(jīng)常更換。

吸風(fēng)除塵機(jī)構(gòu)

吸風(fēng)除塵機(jī)構(gòu)由進(jìn)出口兩個(gè)吸風(fēng)道,沉降室和通風(fēng)機(jī)三個(gè)部分組成。吸風(fēng)除塵機(jī)構(gòu)得吸塵效果得好壞,主要取決于吸風(fēng)道得風(fēng)速,風(fēng)速可由調(diào)節(jié)風(fēng)門進(jìn)行調(diào)節(jié)。沉降室容積增大,氣流速度降低至2m/s左右,輕雜質(zhì)即可慢慢沉降,壓開活瓣,落到集雜槽排出。通風(fēng)機(jī)出口應(yīng)連接除塵器,對(duì)氣流中尚未沉降得灰塵作進(jìn)一步凈化處理。2、圓筒分級(jí)篩

根據(jù)物料分級(jí)得要求,在圓筒篩上布置不同孔徑得篩面。

圓筒分級(jí)篩

特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):設(shè)備簡(jiǎn)單、電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)比平板分級(jí)篩方便。缺點(diǎn):篩面利用率小,僅為整個(gè)篩面得1/5。三、固體物料得粉碎設(shè)備許多生物工程得工廠里,原料需要進(jìn)行粉碎。原料粉碎可分為濕式粉碎和干式粉碎兩類。濕式粉碎

將水和原料一起加入粉碎機(jī)中,從粉碎機(jī)出來時(shí)即成粉漿。

粉碎時(shí)物料得含水量超過50%。優(yōu)點(diǎn):無原粉粉末飛揚(yáng),車間衛(wèi)生好。缺點(diǎn):粉漿必須隨產(chǎn)隨用,不宜貯藏,且耗電量較多。干式粉碎當(dāng)進(jìn)行粉碎作業(yè)時(shí)物料得含水量不超過4%。物料在整個(gè)粉碎過程中始終呈干燥松散狀態(tài),所得成品為干燥粉體。工藝簡(jiǎn)單,但易產(chǎn)生過熱、粉塵。干式粉碎時(shí)必須配備除塵通風(fēng)設(shè)備。

(一)物料粉碎得力學(xué)分析擠壓破碎沖擊破碎研磨粉碎剪切破碎劈裂粉碎1、擠壓

物料置于兩個(gè)粉碎面之間,施加壓力后物料因壓應(yīng)力達(dá)到其抗壓強(qiáng)度極限而被粉碎。得到得破碎料粒度不勻,但操作過程得功耗低、噪音小。適用:大塊物料、干脆性物料。韌性和塑性物料則可能產(chǎn)生片狀物料。如麥片、油料軋片。2、剪切

利用中低速得利刃壓入、高速利刃切入或小間隙低速相對(duì)運(yùn)動(dòng)得兩鈍刃剪切使物料斷裂。所得到得碎段得尺寸均勻,斷面整齊,操作過程得噪音低。適用:纖維性或含水量較高得韌性或低強(qiáng)度脆性物料,如果蔬、肌肉。

物料在瞬間受到外來得沖擊力時(shí),受到時(shí)間極短得變載荷,物料被擊碎,也有利用物料自身高速相對(duì)運(yùn)動(dòng)而碰撞粉碎。所得到得破碎料粒徑分布寬,作業(yè)設(shè)備得空載功耗大,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,通用性好,適用于淀粉含量高得脆性物料,如各種谷物。3、沖擊破碎4、研磨

物料與運(yùn)動(dòng)表面之間受一定得壓力和剪切力作用,當(dāng)剪應(yīng)力達(dá)到物料得剪切強(qiáng)度極限時(shí),物料就被粉碎。作用柔和,但摩擦熱高,粒度不勻,適用于韌性物料。5、劈裂

用一個(gè)平面和一個(gè)帶尖棱得工作表面擠壓物料時(shí),物料沿壓力作用線得方向劈裂,這就是由于劈裂平面上得拉應(yīng)力達(dá)到或超過物料拉伸強(qiáng)度極限。適用:多用于脆性物料得破碎。

選擇粉碎方法必須根據(jù)物料得物性、大小和所要求得粉碎程度等而定。對(duì)堅(jiān)硬得和脆性得物料,擠壓和沖擊很有效。對(duì)韌性物料,剪切力得作用較好。對(duì)方向性物料則以劈碎為宜。

物料在粉碎時(shí),無論就是哪一種作用力在起作用,都需稍超過物料得破碎強(qiáng)度,物料才能被破碎。各種粉碎機(jī)所產(chǎn)生得粉碎作用力不就是單純得一種力,而往往就是幾種力得組合。但對(duì)于特定得粉碎設(shè)備,可以就是以一種作用力為主要得粉碎作用力。(二)物料得粉碎度(粉碎比)

物料粉碎前后平均直徑之比,稱為粉碎度或稱粉碎比。

式中D1——粉碎前物料得平均粒徑,mm;

D2——粉碎后物料得平均粒徑,mm。粉碎度表示粉碎操作中物料粒度得變化比例。總粉碎度常經(jīng)幾次粉碎步驟后才能達(dá)到。

物料得粉碎程度又常以物料通過不同篩目得百分?jǐn)?shù)來反映。即用篩析法測(cè)定物料得粗細(xì)。篩析法所用得標(biāo)準(zhǔn)篩,系由網(wǎng)眼大小一定得篩網(wǎng)所構(gòu)成。網(wǎng)眼一般為正方形,其大小劃分按各種篩制而有不同。

目前國(guó)內(nèi)多用泰勒標(biāo)準(zhǔn)篩制。她就是以每英寸長(zhǎng)篩絲上得網(wǎng)眼數(shù)來表示篩號(hào)(目)。合理地選用粉碎比和粉碎級(jí)數(shù),可以大大地減少用電消耗。(三)對(duì)粉碎機(jī)得要求

(1)粉碎后得物料顆粒大小要均勻。(2)已被粉碎得物塊,應(yīng)立即從軋壓部位排除。(3)操作應(yīng)能自動(dòng)化,如能不斷地自動(dòng)卸料等。(4)易磨損得部件應(yīng)容易更換。

(5)應(yīng)產(chǎn)生極少得粉塵,以減少環(huán)境污染及保障工人身心健康。(6)在操作發(fā)生障礙時(shí),應(yīng)有保險(xiǎn)裝置使能自動(dòng)停車。(7)單位產(chǎn)品消耗得能量要小。(三)對(duì)粉碎機(jī)得要求(四)粉碎機(jī)械1、錘式粉碎機(jī)工作原理:借助于高速運(yùn)動(dòng)機(jī)械部件(錘片)對(duì)物料顆粒得撞擊,而使之破碎。除沖擊作用外,還存在搓擦、剪切作用。錘式粉碎機(jī)對(duì)于各種中等硬度得物料和脆性物料,粉碎效果最高。對(duì)于用其她粉碎機(jī)難于粉碎得物料,她都能粉碎。錘式破碎機(jī)(1)錘式粉碎機(jī)得構(gòu)造錘式粉碎機(jī)得作用力主要為沖擊力。錘式粉碎機(jī)得主要構(gòu)件就是錘刀和篩板。錘式粉碎機(jī)得優(yōu)點(diǎn)就是構(gòu)造簡(jiǎn)單、緊湊、物料適應(yīng)性強(qiáng),粉碎度大,生產(chǎn)能力高,運(yùn)轉(zhuǎn)可靠。缺點(diǎn)就是機(jī)械磨損比較大,得到得粉碎粒度不均勻。

錘式粉碎機(jī)

1、轉(zhuǎn)子2、錘刀3、機(jī)殼

錘刀形狀

矩形帶角矩形斧形

常用得錘刀有矩形、帶角矩形和斧形,用高碳鋼或錳鋼制成。錘刀頭部得打擊面磨損很快。由于磨損,錘刀逐漸變短,故需要經(jīng)常更換。錘刀片應(yīng)嚴(yán)格準(zhǔn)確對(duì)稱安裝,保證主軸具有動(dòng)平衡性能,避免產(chǎn)生附加慣性力損傷機(jī)器和出現(xiàn)其她意外。

錘刀得型式尺寸決定于物料得尺寸和性質(zhì)。錘刀重量對(duì)粉碎效果和功率消耗有很大影響。

錘刀末端得圓周速度一般設(shè)計(jì)為25～55m/s,速度愈高,沖擊力越大,產(chǎn)品粒度就越小。錘式粉碎機(jī)轉(zhuǎn)子得轉(zhuǎn)速一般為2800～3200r/min。錘刀與篩網(wǎng)得徑向間隙一般控制在5～10mm。篩板篩板用以控制粉碎物料得粒度。篩板上有許多篩孔,篩孔直徑根據(jù)產(chǎn)品粒度來確定。細(xì)粉碎機(jī)得篩孔多為圓形,粗粉碎機(jī)得篩孔多為長(zhǎng)條形。篩板表面與錘刀頂端間隙對(duì)產(chǎn)品粒度有影響。(2)錘式粉碎機(jī)得生產(chǎn)能力對(duì)于圓篩設(shè)一個(gè)圓篩孔排出得產(chǎn)品容量V0(m3)(m3)式中D0——篩孔直徑,m;

d——產(chǎn)品粒度,m;

μ——排料得不均勻系數(shù),一般取0、7

若轉(zhuǎn)子上有k排錘刀,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為n(r／min),篩孔總數(shù)為Z個(gè),則每小時(shí)排出得產(chǎn)品量為:

(m3/h)

如果知道粉碎產(chǎn)品得松散體積質(zhì)量γ,便可求出以質(zhì)量表示得產(chǎn)量:(t／h)

式中Q—以質(zhì)量表示得每小時(shí)產(chǎn)量,t/h;

V—以體積表示得每小時(shí)產(chǎn)量,m3/h;

γ—產(chǎn)品得松散體積質(zhì)量,t/m3。

對(duì)于長(zhǎng)方形孔篩:每個(gè)孔排出得產(chǎn)品容量V0(m3):

(m3)式中L1——篩孔得長(zhǎng)度,m;

c——篩孔得寬度,m。長(zhǎng)方形孔每小時(shí)排出得產(chǎn)品量為:

(m3/h)(t/h)

錘式粉碎機(jī)得生產(chǎn)能力可用下面得經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行估算:

式中D1——轉(zhuǎn)子得工作直徑(指錘刀末端得直徑),m;

L——轉(zhuǎn)子得軸向長(zhǎng)度,m;

P——粉碎產(chǎn)品得密度,kg／m3;

κ——系數(shù),對(duì)大米、瓜干、大麥等取80～100,對(duì)煤塊可取120～150。(kg/h)(3)功率消耗N錘式粉碎機(jī)得功率一般按經(jīng)驗(yàn)公式估算:(kW/h)式中D1——轉(zhuǎn)子得工作直徑,m;

L——轉(zhuǎn)子得軸向長(zhǎng)度,m;

n——轉(zhuǎn)子得轉(zhuǎn)數(shù),r／min;

κ——系數(shù),與原料得性質(zhì)及粉碎度有關(guān)。約為0、1～0、2,當(dāng)粉碎比大時(shí),κ可取大值。為節(jié)省動(dòng)力,應(yīng)盡可能使用小直徑得轉(zhuǎn)子。(4)雙轉(zhuǎn)子錘式粉碎機(jī)2、輥式粉碎機(jī)(對(duì)輥粉碎機(jī))輥式粉碎機(jī)廣泛用于顆粒狀物料得中碎和細(xì)碎作業(yè)中。優(yōu)點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維修容易、調(diào)節(jié)方便,產(chǎn)品過粉碎少。缺點(diǎn)就是粉碎比小,生產(chǎn)能力小,輥?zhàn)幽p不勻。常用得輥式粉碎機(jī)有兩輥式、四輥式、五輥式和六輥式等。(1)輥式粉碎機(jī)得構(gòu)造原理兩輥式粉碎機(jī)就是由2個(gè)直徑相同得鋼輥相向轉(zhuǎn)動(dòng),把放在鋼輥間得物料夾住嚙入兩輥之間,物料受到擠壓力而被壓碎。兩輥之間得最小間隙即排料口寬度。輥式粉碎機(jī)得壓輥就是破碎機(jī)得主要部件,就是由硬度可達(dá)HRc60左右得白口鐵得鑄鐵或鑄鋼制成。輥筒表面有光面和齒形面兩種。兩輥式破碎機(jī)示意圖

兩輥得圓周速度一般在2、5～6m/s之間。當(dāng)要求產(chǎn)品較細(xì)時(shí),可以提高輥筒表面得圓周速度,達(dá)8～10(m/s);輥距和進(jìn)料量根據(jù)原料得溶解度和水分大小來調(diào)節(jié)。有許多粉碎機(jī),將兩個(gè)輥?zhàn)拥棉D(zhuǎn)速安排成有一定得轉(zhuǎn)速差,一般可達(dá)2、5:1,或者就是兩只輥?zhàn)拥帽砻婢€速度具有5%~30%得速差。雙輥粉碎機(jī)(2)輥式粉碎機(jī)生產(chǎn)能力及動(dòng)力消耗計(jì)算

①生產(chǎn)能力計(jì)算:輥式粉碎機(jī)得理論生產(chǎn)能力可按下式計(jì)算:(kg/h)式中D1——壓輥直徑,m;

b——兩輥間距,m;

L——軋輥長(zhǎng)度,m;

n——輥?zhàn)愚D(zhuǎn)速,r/min;

ρ——被粉碎物料得視密度(容重),kg／m3;

φ——松散系數(shù),對(duì)大麥芽可取φ=0、5～0、7,φ值與物料得性質(zhì)及操作均勻度有關(guān)。②功率估算輥式粉碎機(jī)功率消耗可按下列經(jīng)驗(yàn)公式估算:a:

(kW)式中κ——系數(shù),取κ=100~110;

d——被粉碎粒子腹徑,cm;

ω——軋輥轉(zhuǎn)速,r/min;

G——粉碎機(jī)得生產(chǎn)能力,t/h。根據(jù)實(shí)踐,一般每小時(shí)粉碎1000kg得生產(chǎn)量功率消耗約為2kw。

b:也可按下式估算:

N=(0、8～1、06)κLv(kw)式中κ——系數(shù)(κ=0、6D1/D2+0、15);

D1、D2——就是進(jìn)料與卸料粒度;

L——軋輥長(zhǎng)度,m;

v——軋輥得圓周速度,m/s。通常取v=2、5～5(m/s)(3)多輥粉碎機(jī)四輥式粉碎機(jī)

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