1 第三章 分离机械与设备 第一节 分离机械与设备 一、剥壳去皮机械 （一）剥壳去皮的目的和要求 （二）剥壳去皮的方法 1、撞击法剥壳原理 借助打板或壁面的撞击作用使壳破开 如：离心式剥壳机剥葵花 籽壳。 2、碾搓法剥壳原理 借助粗糙面的碾搓作用破碎皮壳 如：用圆盘式剥壳机剥去棉籽外 壳、用搓板式去皮机去掉大豆皮。用胶辊砻谷机砻掉稻壳等。 3、剪切剥壳原理 借助锐利面的剪要作用使壳破碎。如：核桃剥壳机剥核桃壳。刀 板式剥机剥棉壳等。 4、挤压法剥壳原理 借助轧辊的挤压作用使壳破碎。如：轧辊式剥壳机剥薇麻籽壳等。 注：任何剥壳机往往是一种剥壳方法为主的几种剥壳方法的综合 作用结果。 二、剥壳去皮机械 （一）胶辊砻谷机 砻谷：在稻谷加工过程中，剥除颖壳的过程。 （1）构造：由喂料机构、胶辊、轧距调节机构、谷壳分离机构 及传动机构等组成。 A 进料机构 ①进料斗和流量控制机构
1 第三章 分离机械与设备 第一节 分离机械与设备 一、剥壳去皮机械 （一）剥壳去皮的目的和要求 （二）剥壳去皮的方法 1、撞击法剥壳原理 借助打板或壁面的撞击作用使壳破开 如：离心式剥壳机剥葵花 籽壳。 2、碾搓法剥壳原理 借助粗糙面的碾搓作用破碎皮壳 如：用圆盘式剥壳机剥去棉籽外 壳、用搓板式去皮机去掉大豆皮。用胶辊砻谷机砻掉稻壳等。 3、剪切剥壳原理 借助锐利面的剪要作用使壳破碎。如：核桃剥壳机剥核桃壳。刀 板式剥机剥棉壳等。 4、挤压法剥壳原理 借助轧辊的挤压作用使壳破碎。如：轧辊式剥壳机剥薇麻籽壳等。 注：任何剥壳机往往是一种剥壳方法为主的几种剥壳方法的综合 作用结果。 二、剥壳去皮机械 （一）胶辊砻谷机 砻谷：在稻谷加工过程中，剥除颖壳的过程。 （1）构造：由喂料机构、胶辊、轧距调节机构、谷壳分离机构 及传动机构等组成。 A 进料机构 ①进料斗和流量控制机构
2 ②喂料机构 作用：控制流量，使谷粒按自身长轴方向均匀，快速、准确地进 入两胶辊间的工作区内，以便脱壳。有两块淌板，具有整流、加 速和导向、使稻粒沿轴向均匀排列前进，准确地使谷粒进入两胶 辊之间，第一块倾角小，长度短，一般不超过 35°，第二块倾角 较大对稻谷起整流、加速、导向作用，上窄下宽（60°～70°）。 且倾角可调，使淌板的末端始终对准两胶辊的接触线，从而保证 淌板的准确导向作用。 B 胶辊 两个，铸铁辊筒上覆盖一层一定厚度的橡胶（聚氨酯），两辊转 速不同，形成剪切力，有一移动辊，一为固定辊。 C 辊压调节及松紧辊机构 用以调节两胶辊之间的间隙 ①手控压砣自动紧辊机构 ②电控压砣自动紧辊机构 （2）工作过程 ①谷粒被夹入轧距的条件 谷粒受本身重力 mg 的作用而垂直下落，当与两辊表面接触， 即受到正压力 P1 与 P2，摩擦力 F1与 F2 的作用。接触点 A1与 A2称之为起轧点，起轧点与辊筒中心连线构成的角α1与α2称为 起轧角（或称夹入角）。 根据已知条件： P1=P2=P ；F1=F2=F； α1＝α2＝α； 若将两 P 力合成，便得一垂直向上的合力 P 合， 其值：P 谷＝2Psina。 因该值大大超过谷粒本身重力 mg，故 mg 可忽略不计，则谷粒
2 ②喂料机构 作用：控制流量，使谷粒按自身长轴方向均匀，快速、准确地进 入两胶辊间的工作区内，以便脱壳。有两块淌板，具有整流、加 速和导向、使稻粒沿轴向均匀排列前进，准确地使谷粒进入两胶 辊之间，第一块倾角小，长度短，一般不超过 35°，第二块倾角 较大对稻谷起整流、加速、导向作用，上窄下宽（60°～70°）。 且倾角可调，使淌板的末端始终对准两胶辊的接触线，从而保证 淌板的准确导向作用。 B 胶辊 两个，铸铁辊筒上覆盖一层一定厚度的橡胶（聚氨酯），两辊转 速不同，形成剪切力，有一移动辊，一为固定辊。 C 辊压调节及松紧辊机构 用以调节两胶辊之间的间隙 ①手控压砣自动紧辊机构 ②电控压砣自动紧辊机构 （2）工作过程 ①谷粒被夹入轧距的条件 谷粒受本身重力 mg 的作用而垂直下落，当与两辊表面接触， 即受到正压力 P1 与 P2，摩擦力 F1与 F2 的作用。接触点 A1与 A2称之为起轧点，起轧点与辊筒中心连线构成的角α1与α2称为 起轧角（或称夹入角）。 根据已知条件： P1=P2=P ；F1=F2=F； α1＝α2＝α； 若将两 P 力合成，便得一垂直向上的合力 P 合， 其值：P 谷＝2Psina。 因该值大大超过谷粒本身重力 mg，故 mg 可忽略不计，则谷粒
3 在 P 合作用下有向上离开起轧点 A1与 A2的趋势。因此，摩擦 力 F 的方向必然是从起轧点 A1、A2沿辊筒的切线方向朝下，若 将它们合成，则得一垂直向下的合力 F 合， 其值：F 合＝2Fcosα， 该力力图将谷粒拉入辊筒的轧距内。 由上分析可知，要使谷粒进入滚筒工作区内，则必须满足下列 条件： F 合≥P 合 即 2 Fcosα≥2Psinα 但 F=fP 所以 f≥tgα,即 tgφ≥tgα φ≥α 即谷使谷粒进入轧距，起轧角就必须小或等于谷粒与辊筒表面的 摩擦角，若两辊筒转速不等，也必须满足这一条件。 (式中，f 为辊筒与谷粒的摩擦系数，若辊筒与谷粒的摩擦角， 若两辊筒转速不等，也必须满足这一条件。) ②脱壳作用过程分析 ＜1＞滚筒转速相等，方向相反。 若 P1=P2=P ；F1=F2=F； P1与 F1和 P2与 F2的合 力 R1、R2，沿 x、y 轴分解， 其中：R1y、R2y的数值相等，方向相同，只能使谷粒跟随辊筒一 起转动。 R1x、R2y的数值相等，方向相反，使谷粒受到挤压，但不能 使谷壳脱开，因此，当两辊在等速运转下，谷粒无法脱壳的。 ＜2＞辊筒圆周速度不等时， R1、R2 值不等，但因橡胶辊筒的轧距小于谷粒的厚度，因此谷 粒在橡胶辊筒的工作区内不能沿 x 轴方向产生位移，即 R1x
3 在 P 合作用下有向上离开起轧点 A1与 A2的趋势。因此，摩擦 力 F 的方向必然是从起轧点 A1、A2沿辊筒的切线方向朝下，若 将它们合成，则得一垂直向下的合力 F 合， 其值：F 合＝2Fcosα， 该力力图将谷粒拉入辊筒的轧距内。 由上分析可知，要使谷粒进入滚筒工作区内，则必须满足下列 条件： F 合≥P 合 即 2 Fcosα≥2Psinα 但 F=fP 所以 f≥tgα,即 tgφ≥tgα φ≥α 即谷使谷粒进入轧距，起轧角就必须小或等于谷粒与辊筒表面的 摩擦角，若两辊筒转速不等，也必须满足这一条件。 (式中，f 为辊筒与谷粒的摩擦系数，若辊筒与谷粒的摩擦角， 若两辊筒转速不等，也必须满足这一条件。) ②脱壳作用过程分析 ＜1＞滚筒转速相等，方向相反。 若 P1=P2=P ；F1=F2=F； P1与 F1和 P2与 F2的合 力 R1、R2，沿 x、y 轴分解， 其中：R1y、R2y的数值相等，方向相同，只能使谷粒跟随辊筒一 起转动。 R1x、R2y的数值相等，方向相反，使谷粒受到挤压，但不能 使谷壳脱开，因此，当两辊在等速运转下，谷粒无法脱壳的。 ＜2＞辊筒圆周速度不等时， R1、R2 值不等，但因橡胶辊筒的轧距小于谷粒的厚度，因此谷 粒在橡胶辊筒的工作区内不能沿 x 轴方向产生位移，即 R1x
4 R2y的数值相等，在同一直线上，是一种挤压力，在 y 轴上，R1y、 R2y为大小不等，方向相反不作用在同直线上的变力。 R1y＝R1xtg（φ－αi） R2y＝R2xtg（φ＋αi） αi――轧角，即轧点（在两辊工作区内谷粒与胶辊的接触点）与 辊筒中心连线和两辊筒中心连线之间的夹角。 当谷粒通过工作区上段时 0＜αi＞α1（起轧角） R1y＜R2y 当谷粒通过工作区中点时 αi＝0 R1y＝R2y 当谷粒通过工作区下段时 0＞αi＞α2（终轧角） R1y＞R2y ＜3＞ 脱壳过程 假设稻谷呈单层而无重叠进入辊筒间，则在起轧一瞬间，由于稻 谷处于加速阶段，稻谷速度小于两辊线速度，快、慢辊与稻谷都 有相对滑动，不稻谷被轧住后，由于快、慢辊的两个摩擦力一个 向下，一个向上，对稻谷产生一旋转力矩；若横进，则可能转动； 若直进，则偏转一定角度，稻谷愈细长，偏转角度也愈小，一但 被夹住后，即起轧瞬间，处于加速度阶段，其速度小于两胶辊的 线速度，快、慢辊相对稻粒都有滑动，被轧后，在快、慢辊的摩 擦力作用下，速度很快加速到慢辊的线速度，快辊的摩擦力促使 稻粒继续加速，当摩擦力大于稻壳与糙米的结合力时，稻壳被撕 开（压裂、撕破），在接触快辊一边的稻壳首选脱壳。 稻壳随快辊一道向下运动，与糙米脱离，快辊开始与糙米接触， 因糙米与胶辊的摩擦系数大于糙米与稻壳的摩擦系数，而小于稻 壳与胶辊的摩擦系数，稻壳相对于二胶辊静止。 当通过轧距中点时，糙米的速度介于快、慢辊之间，与快、慢辊 都有相对运动，使稻粒两侧的稻壳同进相对于糙米运动，达到脱 壳。 稻粒通过工作区下段，快辊继续加速糙米，直至与快辊一道运动， 使糙米离开接触慢辊一侧的稻壳，完成脱壳 （3）砻谷工艺效果的影响因素
4 R2y的数值相等，在同一直线上，是一种挤压力，在 y 轴上，R1y、 R2y为大小不等，方向相反不作用在同直线上的变力。 R1y＝R1xtg（φ－αi） R2y＝R2xtg（φ＋αi） αi――轧角，即轧点（在两辊工作区内谷粒与胶辊的接触点）与 辊筒中心连线和两辊筒中心连线之间的夹角。 当谷粒通过工作区上段时 0＜αi＞α1（起轧角） R1y＜R2y 当谷粒通过工作区中点时 αi＝0 R1y＝R2y 当谷粒通过工作区下段时 0＞αi＞α2（终轧角） R1y＞R2y ＜3＞ 脱壳过程 假设稻谷呈单层而无重叠进入辊筒间，则在起轧一瞬间，由于稻 谷处于加速阶段，稻谷速度小于两辊线速度，快、慢辊与稻谷都 有相对滑动，不稻谷被轧住后，由于快、慢辊的两个摩擦力一个 向下，一个向上，对稻谷产生一旋转力矩；若横进，则可能转动； 若直进，则偏转一定角度，稻谷愈细长，偏转角度也愈小，一但 被夹住后，即起轧瞬间，处于加速度阶段，其速度小于两胶辊的 线速度，快、慢辊相对稻粒都有滑动，被轧后，在快、慢辊的摩 擦力作用下，速度很快加速到慢辊的线速度，快辊的摩擦力促使 稻粒继续加速，当摩擦力大于稻壳与糙米的结合力时，稻壳被撕 开（压裂、撕破），在接触快辊一边的稻壳首选脱壳。 稻壳随快辊一道向下运动，与糙米脱离，快辊开始与糙米接触， 因糙米与胶辊的摩擦系数大于糙米与稻壳的摩擦系数，而小于稻 壳与胶辊的摩擦系数，稻壳相对于二胶辊静止。 当通过轧距中点时，糙米的速度介于快、慢辊之间，与快、慢辊 都有相对运动，使稻粒两侧的稻壳同进相对于糙米运动，达到脱 壳。 稻粒通过工作区下段，快辊继续加速糙米，直至与快辊一道运动， 使糙米离开接触慢辊一侧的稻壳，完成脱壳 （3）砻谷工艺效果的影响因素
5 ①稻谷工艺性质：品种类型、物理结构、水分、粒大小、均匀度 及饱满程度。水分需合适：粳稻 14-16%、籼稻 13-15%。 ②线速、线速差与速比：过高的线速度，撕剥作用过大，会产生 大量的碎米，米粒表面发毛、染黑、橡胶损耗较多。2.5m/s 左右 碎米较少，大于，碎米量增加，小于，要通过减少距提高脱壳率， 碎米增多。 ③轧距、压砣重量：轧距小、压砣重，受到的压力大、摩擦力大， 工作区长，脱壳率高，但碎米多，还会出现黑米、主要是由橡胶 辊筒大量磨损，染黑米粒表面。一般为 0.7mm，实际生产，要 由脱壳率来断定，一般以 75-85%为宜。 ④流量：流量大，使谷粒重叠进入工作区的机会多，或增加稻谷 横卧进入工作区的数量，降低脱壳率，增加碎米。流量的大小由 稻谷谷壳的结构决定。易于脱壳的流量大些，不易于脱壳的流量 小些。 ⑤胶辊硬度及表面性状：硬度低，弹性好，所受挤压力小，不易 磨损米粒，太低，脱壳率低，同摩擦受热 易变软；硬度大，表 面光滑，弹性差，胶辊受力变形小，受力大，碎米多，变形的工 作区短，脱壳率低。常温以硬度 85°左右。硬度随温度、转速都 有关系。 了解：（二）离心式剥壳机 ①结构 ②进料控制机构 ③转盘的型式 （三）搓板式大豆去皮机 （四）刀板式剥壳机 （五）轧辊式剥壳机 （六）锤击式剥壳机 二 果蔬去皮机械 （一）常用方法 机械法去皮、蒸汽加热法去皮、碱液法去皮
5 ①稻谷工艺性质：品种类型、物理结构、水分、粒大小、均匀度 及饱满程度。水分需合适：粳稻 14-16%、籼稻 13-15%。 ②线速、线速差与速比：过高的线速度，撕剥作用过大，会产生 大量的碎米，米粒表面发毛、染黑、橡胶损耗较多。2.5m/s 左右 碎米较少，大于，碎米量增加，小于，要通过减少距提高脱壳率， 碎米增多。 ③轧距、压砣重量：轧距小、压砣重，受到的压力大、摩擦力大， 工作区长，脱壳率高，但碎米多，还会出现黑米、主要是由橡胶 辊筒大量磨损，染黑米粒表面。一般为 0.7mm，实际生产，要 由脱壳率来断定，一般以 75-85%为宜。 ④流量：流量大，使谷粒重叠进入工作区的机会多，或增加稻谷 横卧进入工作区的数量，降低脱壳率，增加碎米。流量的大小由 稻谷谷壳的结构决定。易于脱壳的流量大些，不易于脱壳的流量 小些。 ⑤胶辊硬度及表面性状：硬度低，弹性好，所受挤压力小，不易 磨损米粒，太低，脱壳率低，同摩擦受热 易变软；硬度大，表 面光滑，弹性差，胶辊受力变形小，受力大，碎米多，变形的工 作区短，脱壳率低。常温以硬度 85°左右。硬度随温度、转速都 有关系。 了解：（二）离心式剥壳机 ①结构 ②进料控制机构 ③转盘的型式 （三）搓板式大豆去皮机 （四）刀板式剥壳机 （五）轧辊式剥壳机 （六）锤击式剥壳机 二 果蔬去皮机械 （一）常用方法 机械法去皮、蒸汽加热法去皮、碱液法去皮