食品工厂机械与设备(第二版)
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第一节 固体物料输送机械

食品生产过程中,固体物料以散装或包装的形式进行输送。目前食品工厂应用最广泛的固体物料输送设备有带式输送机、斗式提升机和螺旋输送机三类。此外,还有气力输送设备、刮板式输送机、振动输送机、辊轴输送机、悬挂输送机和流送槽等。

一、带式输送机

带式输送机常用于块状、颗粒状及整件物料的水平或倾斜方向运送。许多加工过程设备,如检选操作线、灌装线、连续干燥机、连续速冻机等,均采用带式输送装置。

(一)结构原理

带式输送机的基本构成及传输原理如图2-1所示,工作原理是,绕两滚筒(或齿轮)的输送带,在驱动滚筒(或齿轮)的摩擦力(齿链传动)作用下,产生连续运动,使物料借助摩擦力随输送带从一端输送到另一端。

图2-1 带式输送机基本构成

常见带式输送机的输送带输送方向如图2-2所示。

图2-2 带式输送机的输送方向

(二)输送带

常用于食品的输送带一般可以分为挠性带、链带和扣带三类,前两类输送带构成的输送机,以适当方式间隔一定距离在输送带加上垂直横条,可构成所谓的刮板输送机。

1.挠性带

挠性带由鼓形轮驱动,主要有橡胶带、塑料带、帆布带和钢带等。对这类输送带的一般要求是强度高、挠性好、本身重量轻、伸长率小、吸水性小、抵抗分层现象性能和耐磨性好。

(1)橡胶带 橡胶带是由2~10层棉织品或麻织品、人造纤维的衬布用橡胶加以胶合而成。其外表面附有覆盖胶作为保护层。橡胶带中间的衬布可给予输送带以机械强度和用来传递动力。橡胶带可用于散装原辅料和包装物的装卸和输送,也可用作输送式检选台、预处理台的输送带。

(2)塑料带 塑料带分整芯式和多层芯式两种。整芯式塑料带制造工艺简单、成本低、除挠性较差外其余性能较好。多层芯塑料带在强度方面和普通橡胶带相似。塑料带具有耐磨、耐酸碱、耐油、耐腐蚀和适用于温度变化大场合的优点。塑料带的使用场合与橡胶带的类似,并趋于替代更多的橡胶带。例如,可用于分割线的物料输送[图2-3(1)]。

(3)帆布带 帆布带主要用于饼干成型前面片和饼坯的输送,如面片叠层、加酥辊压、饼干成型过程中均用帆布作为输送带[图2-3(2)]。帆布带主要特点为抗拉强度大,柔性好,能经受多次反复折叠而不疲劳。

(4)钢带 钢带具有机械强度大,不易伸长,耐高温,不易损伤等优点。钢带在食品工业中最典型的应用是连续式烤炉中的输送装置[图2-3(3)]。钢带局限性表现在:因其刚度大,而需要采用直径较大的滚筒;对冲击负荷很敏感,且要求所有的支承及导向装置安装较准确。因此,食品工厂一般情况下不采用钢带输送。

图2-3 食品加工中应用的挠性带

2.链带

这类输送带一般由侧面的两条链和齿轮驱动,主要有钢丝网带和铰链板带和链辊带等。

(1)钢丝网带 钢丝网带由(不锈)钢丝编制而成,通常依靠横向穿网而过的一系列钢条承重,钢条两端固定在两条平行链上[图2-4(1)],链条由驱动齿轮牵引传动。

图2-4 链带

钢丝网带因具有网孔、强度高且耐高温等特点,因而常用于边输送边对料物进行加工处理的场合。食品加工应用钢丝网带的输送的例子:果蔬清洗设备、连续式油炸机、速冻设备、烘烤设备等。

(2)铰链板带 这种输送带通常由固定于链条节之间的金属条板构成。牵引驱动与钢丝网带情形相似,也以一对齿轮驱动。一些处理设备用链条带做输送件。

(3)链辊带 由固定于链条节之间的辊筒构成。这种输送带可用于输送番茄之类的果蔬,且往往与清洗和挑选操作结合在一起。

3.扣带

这类带由扣接件相互扣在一起成为链带,也依靠传动齿轮驱动,但无需专门的链条牵引。通常有两种形式:第一种为钢丝扣带,如图2-5(1)所示,它由一定强度的不锈钢丝单元相互扣接而成,这种形式的输送带用途类似于钢丝网带。第二种是铰链扣板带,如图2-5(2)所示,它由类似于铰链板的结构单元相互铰接而成。食品行业的铰链扣板带以往常用不锈钢制成,但目前多用工程塑料制成。这种链带常用于包装工段的瓶罐输送,也可用于成品外包装箱盒的输送。

图2-5 扣带

扣带的链接有活动余地,使得这种输送带在水平方向可能以弧线方式或螺旋方式行进。因此,可用于螺旋带式输送机和水平弧转弯的带式输送机。工艺过程时间长的连续式操作(如速冻、烘烤等)采用螺旋带输送可以大大节省占地面积。

最后需要指出,如果倾斜输送的角度过大,则有可能物料与输送带之间的摩擦力不足以使物料保持与输送带的相对静止。这种场合可以沿输送带加装适当高度的拦板(刮板),加了拦板的带式输送机往往称为刮板提升机(如图2-6所示)。一些果蔬加工生产线的预处理段各工序,往往采用刮板提升机衔接传送物料。另外,即使是水平输送,但由于处于水中或者输送速度快,物料受的水平阻力较大,仍然有可能不随带一起向前,这种场合也需要加装刮板。例如,第三章的翻浪式清洗机和第七章的刮板式连续预煮机,采用的正是加刮板的带式输送机。

图2-6 刮板提升机

(三)驱动装置

带式输送机的驱动装置包括电动机、减速器和驱动轮等。用于挠性带输送机的驱动轮多具有空心鼓形结构,其长度略大于带宽。驱动滚筒略呈鼓形,即中部直径稍大,用于自动纠正输送带的跑偏。链带式输送机的驱动轮均为齿轮。

(四)机架和输送带承托机构

带式输送机的机架多用槽钢、角钢和钢板焊接而成。可移式输送机的机架装在滚轮上以便移动。

各种带式输送机的输送带,均需要有一定形式的机构承托。

使用挠性带的带式输送机,一般利用托辊对输送带及其所载物料起承托的作用,使输送带运行平稳。托辊分上托辊(即载运段托辊)和下托辊(即空载段托辊)。上托辊有如图2-7所示的几种形式。槽形托辊主要用于量大散装物料输送,它是在带的同一横截面方向接连安装3~5条平型辊,底下的为水平,旁边的倾斜而成槽形。对于较长的胶带输送机,为了防止胶带跑偏,每隔若干组托辊,须装一个调整辊。这种托辊在横向能摆动,两边有挡板,防止胶带脱出。输送距离不长,并且输送速度不大的场合,柔性输送带可用固定在机架上的托板,替代上托辊。

图2-7 上托辊的形式

使用链带或扣带依靠专门的链条槽、轴槽或托板承托。

(五)张紧装置

有些类型的输送带(如橡胶带、塑料带和帆布带等)具有一定的伸长率,在拉力作用下,本身长度会增大。这个增加的长度需要得到补偿,否则带与驱动滚筒间不能紧密接触而打滑,使输送带无法正常运转。

常用的张紧装置有螺杆式、弹簧螺杆式和重锤式等,如图2-8所示。

图2-8 张紧装置示意图

二、斗式提升机

斗式提升机也称为斗式升送机,多用于将物料从地坪面运送到较高位置或较高楼面,以实现在较低位置投料,在较高位置加工处理。例如,从地面将果蔬提升到投料口较高的热烫机投料,或从一楼将大米送到三楼进行浸泡等,都可采用斗式提升机。

(一)基本结构与类型

斗式提升机有不同类型。各种形式的斗式提升机,主要由料斗、牵引件、驱动装置、机架、进出料部件及机壳等组成。

斗式提升机,根据输送方向和料斗的运行方式,可分为垂直式、倾斜式和诱导式三种形式(图2-9)。

图2-9 斗式提升机类型

(二)垂直式斗式提升机

垂直式斗式提升机的外形如图2-9(1)所示,其提升高度可达50m左右,一般用于跨楼层向上输送流动性较好的物料,食品行业用于谷物原料和中间产品的提升。

1.料斗牵引方式

按牵引方式,垂直式斗式提升机可分为带式牵引和链条牵引两类,后者又可分为双链式和单链式两种形式(图2-10)。按速度,斗式提升机可分为高速和低速两种形式。

斗提机牵引料斗用的胶带与带式输送机挠性带相同。料斗用特种头部的螺钉和弹性垫片固接在牵引带上,带宽比料斗的宽度大30~40mm。胶带作牵引件主要用于中小生产能力的工厂及中等提升高度,适合于体积和相对密度小的粉状、小颗粒等物料的输送。

牵引料斗的链条,通常为套筒链或套筒滚子链。其节距有150、200、250mm等数种。当料斗的宽度较小(160~250mm)时,用一根链条固接在料斗的后壁上;斗的宽度大时,用两条链条固接在料斗两边的侧板上。链条作牵引件则适合于生产率大、升送高度大和较重物料的输送。

2.装卸料方式

垂直式斗式提升机有挖取式(或称吸取式)和撒入式(或称直接装入式)两种装料方式,分别如图2-11(1)和(2)所示。前者适用于粉末状、散粒状物料,输送速度较高,可达2m/s,料斗间隔排列。后者适用于输送大块和磨损性大的物料,输送速度较低(<1m/s),料斗呈密接排列。

图2-10 料斗牵引方式

图2-11 斗式提升机装料形式

斗式提升机的卸料方式主要有三种形式:离心式、无定向自流(重力)式和定向自流(离心重力)式,这三种卸料方式分别如图2-12(1)、(2)和(3)所示,其中前两种形式的斗与斗之间保持一定距离,而最后一种卸料方式提升机的料斗紧密相接。

图2-12 斗式提升机卸料形式

离心式卸料适用于物料提升速度较快的场合,一般在1~2m/s,利用离心力将物料抛出。这种卸料方式适用于粒状较小而且磨损性小的物料。无定向自流式卸料方式适用于低速(0.5~0.8m/s)运送物料的场合,靠重力落下作用实现卸料。它适用于提升大块状、相对密度大、磨损性大和易碎的物料。定向自流式卸料,靠重力和离心力同时作用实现卸料。适用的提升速度也较低,一般在0.6~0.8m/s,适用于流动性不良的散状、纤维状物料或潮湿物料。

3.料斗

料斗是斗式提升机关键部件,它决定了提升机的用途。常见料斗形式有:圆柱形底的深斗、圆柱形底的浅斗和尖角形斗,分别如图2-13(1)、(2)和(3)所示。

图2-13 料斗形式

深斗的斗口呈65°的倾斜,深度较大。用于干燥、流动性好、能很好地撒落的粒状物料的输送。

浅斗的斗口呈45°倾斜,深度小,适用于潮湿的和流动性较差的粒状物料,由于倾斜度较大和斗浅,因此能更好地使斗倾倒。

深斗与浅斗都有圆柱形的底部,它在升送机上的排列要有一定间距,这个间距范围在2.3~2.4hh为斗深)。这种料斗可用2~6mm厚的不锈钢板、薄钢板或铝板等材料,通过焊接、铆接或冲压而成。

尖角形料斗[如图2-13(3)所示]与上述两种斗不同,它的侧壁延伸到板外成为挡边,卸料时,物料可沿挡边和底板所形成的槽卸出,在输送带上布置时一般没有间隔。尖角形料斗适用于黏稠性大和沉重的块状物料用定向自流式卸料的场合。

料斗在牵引带上的布置间距如图2-14所示,可分为稀疏型和密接型两种形式。具体形式根据被运送物料的特性、使用场合和料斗装料和卸料的方法来决定。

(三)倾斜式和诱导式斗式提升机

这两种形式的提升机在食品行业应用时,一般提升高度较低,只在单层楼面上为较高设备供料。这两种提升机的料斗由双链牵引。

图2-14 料斗的布置形式

倾斜式斗式提升机外形结构如图2-9(2)所示。果蔬加工生产线预处理段设备(如打浆机、预煮机、分级机)有时会采用这种形式的斗提机,所用的料斗常用多孔板制作,一般采用密接型料斗,这样可以使进料连续和均匀。从功能上看,倾斜式提升机与刮板式提升机类似,但结构却较复杂,因此,目前在食品加工中较少使用。

诱导式提升机,也称为Z形斗式提升机,是一种较新型的提升设备,如图2-9(3)所示。料斗在两链条之间可以转动,在整个运行过程,料斗口始终保持水平向上,只有在卸料位置,由专门机构作用才使其斗翻转卸料,随后又恢复向上状态随牵引链移动。牵引链在固定在机架上牵连槽规定下,以“”形方式,在水平段—垂直段—水平段之间循环。

三、螺旋输送机

螺旋式输送机(俗称绞龙),是一种不带挠性牵引构件的连续输送机械。它主要用于各种干燥松散的粉状、粒状和小块状物料的输送。通过与适当形式的螺旋配合,螺旋输送机还可实现对物料进行压榨、搅拌、混合、加热和冷却等操作。

螺旋式输送机的一般结构如图2-15所示。它利用旋转的螺旋将被输送的物料在固定的机械内推移而进行输送。物料由于重力和对于槽壁的摩擦力作用,在运动中不随螺旋一起旋转,而是以滑动形式沿着物料槽移动,其情况与不能旋转的螺母沿旋转螺杆作平移运动类似(如图2-16所示)。

图2-15 螺旋输送机一般结构

螺旋是螺旋输送机的主要构件,螺旋主体分有轴和无轴的两种形式,如图2-17所示。有轴螺旋的轴,虽然也可采用实心轴,但为了减轻重量,通常采用钢管制成的空心轴[图2-17(1)],并可由长度2~4m的短轴方便地接成长轴。有轴螺旋的叶片大多由厚4~8mm的薄钢板制成,可以焊接、铆接等不同方式固定在螺旋轴上。

图2-16 螺旋输送工作原理

图2-17 两种螺旋形式

螺旋叶片形状如图2-18所示,可以分为实体、带式、叶片式和齿形等。实体螺旋是最常见的型式,适用于干燥小颗粒或粉状物料输送,其螺距为0.8倍螺旋直径。带式螺旋用于输送块状或黏滞状物料,它的螺距约等于螺旋直径。输送韧性和可压缩性物料时,宜采用叶片式或齿形螺旋(螺距约为1.2倍螺旋直径),这两种螺旋往往在运送物料的同时,还可对其进行搅拌、揉捏和混合等工艺操作。螺旋的旋向可以是右旋也可左旋。同一螺旋输送机可由不同旋向的螺旋联接而成,以实现不同输送要求,例如,可将物料从中间输送入到两端出料,也可从两端同时进料输送到中间出料。

图2-18 有轴螺旋的形状

螺旋输送机壳体分圆筒型和槽型两种形式。

圆筒型螺旋输送机可以作水平、垂直、倾斜和弯曲方向物料输送,如图2-19所示,其中最后一种弯曲形的螺旋输送机采用的是挠性无轴螺旋,并且机壳采用的也是挠性管。无轴螺旋有一定挠性,因此,与适当机壳配合可以制成弯曲形螺旋输送机[图2-19(3)]。

图2-19 圆筒型螺旋输机的输送方向

如图2-20所示为两种槽型螺旋输送机,它们主要用于水平方向输送,也可在一定范围内倾斜输送。槽型输送机的机壳截面多为U形,可以加盖,也可敞开。此外,还可将机槽口与其他容器底配合,完成集料出料任务。

螺旋输机的驱动机构(电机和变速器)与螺旋可通过联轴器成直线联接排列,也可以通过齿轮或链条联接,成平行状排列。

螺旋输送机的优点:①构造简单,横截面积尺寸小,因此制造成本低;②便于在若干位置进行中间加载和卸载;③操作安全方便;④密封性好。它的缺点:①在运输物料时,物料与机壳和螺旋间都存在摩擦力,因此单位动力消耗较大;②由于螺旋叶片的作用,可使物料造成严重的粉碎及损伤,同时螺旋叶片及料槽也有较严重的磨损;③输送距离不宜太长,一般在30m以下,过载能力较低。

图2-20 槽型机壳螺旋输送机的两种驱动方式

四、气力输送系统

气力输送系统也称为气流输送系统,是利用气流的动压或静压通过管路输送物料的系统。根据物料的流动状态,气力输送按基本原理可分为悬浮输送和推动输送两大类型。

悬浮输送利用气流的动能进行输送,输送过程中物料在气流中呈悬浮状态,主要适用于干燥小块状及粉粒状物料(如面粉、砂糖、大米、小麦、麦芽和黄豆等),气流速度较高,沿程压力损失较小,但功耗较大,且可能造成物料的破碎。

推动输送利用气体的压力进行输送,物料在输送过程中呈栓塞状态。这种输送形式除能输送粉粒状物料外,还能输送潮湿且黏度不大的物料,特殊构造的系统还能输送空饮料瓶等较大件轻质材料。

食品加工业多采用悬浮气力输送系统,其基本形式有吸送式、压送式和混合式。

(一)吸送式气力输送系统

如图2-21所示,风机(或真空泵)将整个系统抽至一定真空度,由于存在压差,可吸入环境空气,当空气从物料堆间隙透过时,便把物料携带入吸嘴,并沿管输送至分离器,在此,空气与物料分离。物料可由分离器底部的闭风阀连续卸出,含尘气流则经除尘器除尘后由风机(或真空泵)通过消声器排入大气。为了保证风机(或真空泵)可靠工作及减少零件磨损,进入的空气必须预先除尘。

图2-21 吸送式气力输送装置

此种装置的最大优点是供料简单方便,能够同时从若干不同位置处吸取物料。但是,其输送物料的距离和生产能力有限,因为装置系统的压力差不大(即推动力不超过1atm)。其真空度一般不超过0.05~0.06MPa,如果真空度太低,又将急剧地降低其携带能力,以致引起管道堵塞。这种装置对密封性要求很高。

(二)压送式气力输送系统

压送式气力输送装置如图2-22所示,它的工作压力大于0.1MPa。鼓风机把具有一定压力的空气压入导管,被输送物料由供料器供入输料管。空气和物料混合物沿着输料管运动,物料通过分离器卸出,空气则经除尘器净化后排入大气。

此装置特点恰好与吸送式相反,由于它便于装设分岔管道,所以可同时把物料输送至多处,且输送距离可以较长(因为系统的推动力可大于1atm),生产能力较大。此外,系统的漏气位置容易发现,且对空气的除尘要求不高。它的主要缺点是供料装置较复杂,因为物料是由低压环境进入高压输料管的,并且不能或难于同时由几处供料。

(三)混合式气力输送系统

混合式气力输送装置如图2-23所示,它由吸送式部分和压送式部分组成。物料首先由吸嘴从料堆吸入输料管,然后送到分离器,分离出来的物料又被送入压送系统的输料管中继续进行输送。此种形式综合了吸送式和压送式的优点,既可以从几处吸取物料,又可以把物料同时输送到几处,且输送的距离可较长。其主要缺点是含尘的空气要通过鼓风机,从而使系统的工作条件差。

图2-22 压送式气力输送装置

图2-23 混合式气力输送装置

(四)气力输送装置的主要部件

气力输送装置主要由供料器、输送管道系统、分离器、除尘器和风机等部分组成。

1.供料器

供料器的作用是把物料供入气力输送装置的输送管道,造成合适的物料和空气的混合比。它是气力输送装置的“咽喉”,其结构和工作原理与气力输送装置形式和被输送物料性质有关。

(1)吸送式气力输送供料器 吸送式气力输送供料器的工作原理是利用管内真空度将物料连同空气一起吸进输料管。常见吸送式气力输送供料器有吸嘴与喉管两种。吸嘴主要用于车船、仓库及场地装卸粉粒状及小块状的物料。吸嘴的结构形式很多,以单筒吸嘴结构最简单。单筒吸嘴结构如图2-24所示,直管与不同结构形状的下端结构相结合,构成了直口、喇叭口、斜口和扁口吸嘴。

喉管也称为固定式受料嘴,主要用于车间固定地点的取料。例如,可用于直接由料斗或容器端供料到输料管的场合。物料下料量可通过改变挡板开度进行调节。挡板的开度可采用手动、电动或气动操作。固定式受料嘴也有多种形式,常用于粉状物料(如面粉)输送的诱导式固定受料嘴如图2-25所示。

图2-24 单筒吸嘴形式

(2)压送式气力输送供料器 压送式气力输送装置的供料是在管路中气体处于正压条件下进行的。根据其作用原理可分为旋转式、喷射式、螺旋式和容积式等。

旋转式供料器是一种广泛用于中、低压条件供料装置,一般适用于流动性能较好、磨损性较小的粉粒状及小块状物料。最普遍使用的为绕水平轴旋转的圆柱形叶轮供料器,其结构如图2-26所示。其中的均压管可使叶轮格室内的高压气体转到装料口之前排出,从而使其中的压力降低,便于物料填装。

图2-25 诱导式固定受料嘴

图2-26 旋转式供料器

图2-27 喷射式供料器

喷射式供料器主要用于低压短距离压送装置。其结构如图2-27所示。它的工作原理是收缩状的喷嘴使气流速度增大,造成供料处的静压等于或低于大气压力,从而可使供料斗的物料落入喷嘴段。供料口后有一段渐扩管,在渐扩管中气流速度逐渐减小,静压逐渐增高,达到必要的输送气流速度与静压力,使物料沿着管道正常输送。这种供料器结构简单,尺寸小,不需任何传动机构。但所能达到的混合比小,压缩空气消耗量较大,效率较低。

螺旋式供料器由螺旋输送器与空气混合的混合室构成。其工作原理与螺旋输送器相同,只是它的螺旋是变螺距的,进口端螺距大,排出口端螺距小,因此可使物料获得进入系统所需的压力。

容积式供料器又称仓式泵,有单仓和双仓两种形式,主要用于运送粉状物料的高压压送式气力输送装置。容积式供料器可以从底部也可以从顶部排料,其工作原理均是利用压缩空气使容器内粉状物料流态化后压送入输料管。

容积式供料器的供料是周期性的。一个供料周期有装料、充气、排料、放气四个过程。因此,单仓式只能间歇供料。由两个单仓组合而成的双仓式供料器,可获得近似连续供料效果。

图2-28 单仓容积式供料器

2.输送管及系统部件

输送管系统通过由直管、弯管、软管、伸缩管、回转接头、增压器和管道连接部件等构成。具体可根据工艺需要配置。

输料管的结构及尺寸对系统压力损失、输送装置的生产率、能量消耗和使用可靠性等都有很大影响。所以,在设计输料管及其元件时,必须满足:接头和焊缝的密封性好;运动阻力小;装卸方便,具有一定的灵活性;尽量缩短管道的总长度。

3.分离器

气力输送装置的物料分离,通常是借重力、惯性力和离心力使悬浮在气体中的物料沉降分离出来。分离器通常有容积式和离心式两类。

容积式分离器结构如图2-29所示。其作用原理是:空气和物料混合物由输料管进入面积突然扩大的容器中,使空气流降低到远小于悬浮速度vf(通常仅为0.03~0.1vf)的速度。这样,气流失去了对物料颗粒的携带能力,物料颗粒便在重力的作用下由混合物中分离开来,经容器下部的卸料口卸出。

图2-29 容积式分离器

离心式分离器也称旋风分离器,其结构与工作原理请参见本书第四章的相关内容。

4.除尘器

从分离器排出的气体中尚含有较多粒径范围5~40μm的较难分离的粉尘,为防止污染大气和磨损风机,在引入风机前须经各种除尘器进行净化处理,收集粉尘后再引入风机或排至大气。除尘器的形式很多,但目前应用较多的是旋风分离除尘器和袋式过滤器。关于这两种除尘器的详细结构原理,请参见本书第四章的相关内容。

5.风管及其附件

风管是用来连接分离器、除尘器、鼓风机并作为通大气的排气管。对压送式气力输送装置,从鼓风机至供料器之间也需用风管连接。

风管直径根据风量和气流速度计算确定。分离器至除尘器之间的风管风速一般取14~18m/s,除尘器以后可取10~14m/s。此外,在风管上应装设必要的附件。在压送式装置上,有时需装设止回阀、节流阀、转向阀、贮气罐、油水分离器、气体冷却器和消声器等。在吸送式装置的风管上,有时需装设安全阀、止回阀、转向阀和消声器等。

6.气源设备

气力输送装置多用风机作气源设备。对风机的要求是:效率高;风量、风压满足输送物料要求且风量对风压的变化要小;有一些灰尘通过也不会发生故障;经久耐用便于维修;用于压送装置的风机排气中尽可能不含油分和水分。有些场合,也使用空气压缩机和真空泵作气源设备。

有关这些设备的结构原理可参见本章第三节相关内容的描述。

五、其他输送机械与装置

食品行业中,还有不少可用于输送固体物料的装置或系统,以下介绍另外两种输送装置。

(一)流送槽

流送槽是一种利用水力输送的装置,主要用于块状或颗粒状且可与水分离的物料输送。

1.构造及工作原理

流送槽由具有一定倾斜度的水槽和水泵等装置所构成,如图2-30所示。由人工或机械把放在堆放场的原料放入水平输送机,然后由输送机将物料送到流送槽中,由于水的流动,一方面将物料随水流输送到目的地,另一方面可以把原料外表的泥沙杂质等浸泡及冲洗,再经过滤筛板滤去泥浆、污水后进入清洗机中,这样水力输送就有清洗和输送的作用。污水从筛板流出,经过处理进行循环使用。

图2-30 流送槽原理图

水槽可用砖砌、水泥浇灌,也可用钢材、塑料制成。槽内比较平滑,两侧用喷嘴加水(有利于对原料的冲洗和流送),槽底为半圆形或方形(还可设一个假底用于除砂)。

槽的倾斜度(即槽的两端高度差与槽的长度之比)因流送槽用途不同而异。用于输送时,直段取0.01~0.02,转弯处取0.011~0.015;用作冷却槽时取0.008~0.001。转弯处的曲率半径应适当选取,以免输送时造成死角。

2.流送槽的计算

流送槽的生产能力qm(t/h)与流送槽截面A(m2)、水与物料混合物密度ρ(一般取1000kg/m3)、液料比系数m及水与物料的流送速度u(m/s)之间的关系可用下式表达:

式中m为流送槽中水流量qw(t/h)与物料流量qm(t/h)(即流送槽生产能力)之比,即:

m一般取值范围在3~5,也即流送槽的用水流量为原料质量流量的3~5倍。值得一提的是,m是一个最终需要根据系统调试操作确定的参数,其适宜大小与流送槽的表面光滑程度和倾斜度有关,一般而言,槽面光滑、倾斜度大,其值可取小些。水流速度要求在0.5~0.8m/s。可直接利用自来水输送,但是一般都采用离心泵加压。槽中操作水位一般为槽高的75%。

3.流送槽的应用

流送槽可用于将物料从原料堆放场输送到清洗机或预煮机,也可将由清洗机或预煮机出来的物料流送到另一个工段。流送槽有时还可兼起冷却或去杂质的功能。番茄、苹果、蘑菇、菠萝和其他块茎类原料的输送多用流送槽。流送槽用于预煮物料冷却时,可以将流道弯曲安排(如图2-31所示),以保证必要的冷却时间,同时减小流送槽的占地面积。

图2-31 冷却用流送槽流道安排

(二)悬挂输送机

悬挂输送机由循环轨道、悬挂件、牵引链、驱动装置及张紧装置等构成。轨道可以灵活进行立体布置,在平面方向,它的回转半径可小至400mm,能实现多种角度转弯;在垂直方向通常以45°角提升或下降,也可以其他角度升降,升降角度的限制因素主要是输送器具与被输送物之间的间隙。悬挂件的单件悬挂重量在20kg以上。悬挂输送机在其他制造业中有着较广泛应用,它在食品行业最典型的应用是屠宰生产线(图2-32)。

图2-32 悬挂输送机在屠宰线中应用

由于其轨道布置的空间灵活性,容易结合工艺操作过程,因此特别适用于加工过程中用钩子、箱子或篮子传递的产品,例如肉类产品、水果和蔬菜等。

值得一提的是,这种输送装置只适用于卫生要求不太高的场合,而不适合待包装易腐产品的输送,因为悬挂链结构难免积聚灰尘污物,且不易彻底清除。