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第16章 脱水蔬菜清选、分级、包装设备

一、脱水蔬菜清选、分级设备为了使脱水蔬菜加工厂的原料规格和品质指标达到标准,需要对物料进行清选或分级,清选是指清除物料中的异物及杂质;分级是指对分选后的物料按其尺寸、形状、密度颜色或品质等特性分成等级。清选与分级作业的工作原理和方法虽有不同之处,但往往是在同一个设备上完成的。脱水蔬菜清选、分级设备的主要作用为:①保证产品的规格和质量指标;②降低加工过程中原料的损耗率、提高原料利用率;③提高劳动生产率,改善工作环境;④有利于生产的连续化和自动化;⑤有利于降低产品的成本。

脱水蔬菜原料的清理设备是根据原料中杂物的不同而设计的。脱水蔬菜原料中的杂物多种多样,包括泥土、砂石、金属、毛发、杂草、茎叶、秸秆等。根据脱水蔬菜原料中杂物性质的不同,清理机械可分为:筛选法清理机、除石机、除铁机等。

下面重点对常用脱水蔬菜原料清理及分级设备进行介绍。

(一)筛选法清理机

筛选法清理机广泛应用于食品加工企业,多用于清理含有大杂、小杂及轻杂的颗粒状脱水蔬菜原料。

颗粒物料清杂机,是一种典型的振动清理机。

主要装置有:进料装置、筛体、吸风除尘装置、振动装置和机架等。

被清理物料由进料斗1进入,通过控料闸依次到达三级振动筛的三层筛面上。三层筛面倾斜安装在一个整体筛架上,由振动机构带动作往复振动。当物料到达第一层筛面,由于筛孔较大,物料及粗杂通过筛孔落到第二层筛面上,第一层筛面上为大杂。物料到达第二层筛面并通过筛孔,把粗杂清理出来。物料到达第三层筛面,由于第三层筛孔小,细杂通过筛孔被分离出来。可见三层筛的筛孔依次减小,在吸风除尘装置的配合下,物料中轻质的杂质也能清理出来。该机的清理状态。

筛选法清理机的筛面常用的有编制筛面和板筛面。编制筛面多用金属丝编制成,也有用绢丝编制成的。

(二)除石机

除石机用于除去原料中的砂石。常用的方法由筛选法和比重法等。筛选法除石机是利用砂石的形状和体积大小与加工原理的不同,利用筛孔形状和大小的不同除去砂石。密度除石机是利用砂石与脱水蔬菜原料比重的不同,在不断振动或外力(如风力、水力、离心力等)作用下,出现自动分层现象而除去砂石。

1.颗粒原料密度除石机

常用的QSC型密度除石机,用来对颗粒类物料清除密度比原料大的并肩石(石子大小类似物料等)等重杂质的一种装备。该机主要有进料、筛体排石装置、吹风装置、偏心振动机构等部分组成。

密度除石机由进料装置、筛体、风机、传动机构等部分组成。传动机构常采用曲柄连杆机构或振动电机两种。进料装置包括进料斗、缓冲匀溜板、流量调节装置等组成。筛体与风机外壳固定连接,风机外壳又与偏心传动机构相连,因此,它们是同一振动体。筛体通过吊杆支撑在机架上。除石筛面一般用薄钢板冲压成双面突起鱼鳞形筛孔。密度除石机中的筛孔并不通过物料,而只做通风用,所以筛孔大小、凸起高度不同,出风的角度就会不同,从而会影响到物料的悬浮状态和除石效率。筛面向后逐渐变窄,后部成为聚石区,筛面与其上部的圆弧罩构成精选室,改变圆弧罩内弧形调节板的位置,可改变反向气流方向,以控制石子出口区含粮粒数。鱼鳞形冲孔除石筛面的孔眼均指向石子运动方向(后上方),对气流进行导向和阻止石子下滑,它并不起筛选作用。吹风系统包括风机、导向板、匀风板、风量调节装置等。气流进入风机,经过匀风板、除石筛面、穿过物料后,排放到机箱内循环使用。

密度除石机工作时,物料不断地进入除石筛面的中部,由于物料各成分的密度及空气动力特性不同,在适当的振动和气流作用下,密度较小的物料颗粒浮在上层,密度较大的石子沉入底层与筛面接触,形成自动分层。由于自下而上穿过物料的气流作用,使物料之间空隙度增大,降低了料层间的正压力和摩擦力,物料处于流化状态,促进了物料自动分层。因除石筛面前方略微向下倾斜,上层物料在重力、惯性力和连续进料的推力作用下,以下层物料为滑动面,相对于除石筛面下滑至净料粒出口。与此同时,石子等杂物逐渐从物料颗粒中分出进入下层。下层石子及未悬浮的重颗粒在振动及气流作用下沿筛面向后上滑,上层物料也越来越薄,压力减小,下层颗粒又不断进入上层,在达到筛面末端时,下层物料中物料颗粒已经很少了。在反吹气流的作用下,少量物料颗粒又被吹回,石子等重物则从排石口排出。密度除石机工作时,要求下层物料能沿倾斜筛面向后上滑而又不在筛面上跳动。

2.块根类原料除石机

块根类原料除石机是用来除去块根类脱水蔬菜原料中的石块泥砂。某甜菜糖厂用来除去夹杂在甜菜中砂石的转筒式除石机。其工作原理是砂石与甜菜的密度差较大,从而利用它们在水中不同的沉降速度进行分离。

该除石机由两段组成,前段为扬送轮,后段为转鼓。扬送轮外安装有小斗,作除砂用。扬送轮内有大斗,作去石用。转鼓上有晒孔,转鼓的内外壁上都有螺旋带,分别用来输送石块和泥沙。当菜水混合物由流送槽1进入转鼓4后,甜菜继续向前流送,而夹杂在甜菜中砂石因密度较大而沉降到转鼓内螺旋带上,随着螺旋带旋转向菜水混合物相反的方向移动,落入扬送轮的大斗内,被提升后由砂石出口排出。通过筛孔的泥砂由转鼓外壁的螺旋带推至前段,经扬送轮外小斗撮起,在转动中滑入轮内大斗与石块一起排除。

为了防止甜菜下沉到转鼓壁上,该机还安装由水泵,使流送水循环,加大水流速度。生产中为了加强除石效果,转筒式除石机可串联两台或两台以上,除石效率可达92%以上,且对甜菜流送过程影响较小,所以得到广泛应用。

3.除铁机

除铁机用于除去原料中的铁质磁性杂物,如铁片、铁钉、螺丝等。常用的方法是磁选法,利用磁力作用除去夹杂在脱水蔬菜原料中的铁质杂物。由电磁式和永磁式两种形式。

脱水蔬菜原料在加工前必须经过严格的磁选,除去夹杂在原料中的铁性杂质,脱水蔬菜原料中混入的磁性金属杂质,因其危害较大,为了保护加工机械和人身安全,保证消费者身体健康,所以必须用除铁机去除。除铁机又称磁力除铁机,它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,磁体分为电磁式和永磁式两种形式。电磁式除铁机磁力稳定,性能可靠,但必须保证一定的电流。永磁式除铁机结构简单,使用维护方便,不耗电能,但使用方法不当或时间过长磁性会退化。

磁选设备有永磁溜管、胶带式除铁机和永磁滚筒等。

(1)永磁溜管

永磁溜管的永久磁铁装在溜管上边的盖板上,一般在溜管上设置2~3个盖板,每个盖板上装有两组前后错开的磁铁。工作时,原料从溜管上端流下,磁性物体被磁铁吸住。工作一段时间后进行清理,可依次交替地取下盖板,除去磁性杂质。溜管可连续地进行磁选,永磁溜管结构简单,不占地方。为提高分离效率,应使流过溜管的物料层薄而均匀。

磁铁可安装一排或多排。脱水蔬菜原料通过倾角30°~40°倾斜面时,铁杂被磁极吸住。当设备停止使用时,被吸住的铁杂人工取下,再用铁板将两个磁极盖住,以保存磁性。

旋转式永磁除铁机,主要是由半圆形磁铁芯与旋转滚筒组成,磁芯与滚筒的间隙小于2毫米。当物料落在由非磁性材料(1Cr18Ni9Ti)制成的滚筒上时,物料随滚筒一起转动,而后自由排出,而夹杂在脱水蔬菜原料中的铁杂被吸附在滚筒表面,当滚筒转至磁场作用之外时,自动落入盛铁盒。

(2)永磁滚筒

CXY型永磁滚筒除铁机主要由进料装置、滚筒、磁芯、机壳和传动装置等部分组成。磁芯由锶钙铁、氧体永久磁铁和铁隔板按一定顺序排列成170°的圆弧行,安装在固定的轴上,形成多极头开放磁路。磁芯圆弧表面与滚筒内表面间隙小而均匀(一般小于2毫米),滚筒由非磁性材料制成,外表面敷有无毒而耐磨的聚氨酯涂料做保护层,以延长使用寿命。滚筒通过蜗轮蜗杆机构由电动机带动旋转。磁芯固定不动,滚筒重量轻,转动惯量小。永磁滚筒能自动地排除磁性杂质,除杂效率高(98%以上),特别适合于除去粒状物料中的磁性杂质。

为了有效地保障安全生产和产品质量,在有些脱水蔬菜原料加工的全过程中,凡是高速运转的机器的前部应装有磁选设备。为了保证磁选效果,物料通过磁极面的速度不宜过快,永磁溜管的物料速度一般为0.15~0.25米/秒,永磁滚筒的圆周速度一般为0.6米/秒左右。

(三)色选机

1.工作原理

脱水蔬菜原料是在自然条件下生长的,它们的叶、茎、秆、果实等在阳光的抚育下,形成了各自固有的颜色。这些颜色收到辐照、营养、水分、生长环境、病虫害、损伤、成熟程度等诸因素的影响,会偏离或改变其固有的颜色。换言之,人们可以通过脱水蔬菜原料的颜色变化,识别、评价它们的品质(包括内部的成分含量,如糖度、酸度、淀粉、蛋白质等成分含量)特性。

色选机是利用光电原理,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)以及外来杂质检测分离的设备。

光电色选机的工作原理如下: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。

2.主要构成

光电色选机主要由供料系统、检测系统、信号处理与控制电路、剔除系统四部分组成。

(1)供料系统供料系统由贮料斗、电磁振动喂料器、斜式溜槽(立式)或皮带输送器(卧式)组成。其作用是使被分选的物料均匀地排成单列,穿过检测位置并保证能被传感器有效检测。色选机系多管并列设置,生产能力与通道数成正比,一般由20、30、40、48等系列。

供料的具体要求:

①计量保证每个通道中单位时间内进入检测区的物料量均匀一致。

②排队保证物料沿一定轨道一个个按顺序单行排列进入检测位置和分选位置。

③均匀为了保证不合格品确实被剔除,物料从检测位置到达分选位置的时间必须为常数,且须与从获得检测信号到发出分选动作的时间相匹配。

(2)检测系统检测系统主要由光源、光学组件、比色板、光电探测器、除尘冷却部件和外壳等组成。检测系统的作用是对物料的光学性质(反射、吸收、透射等)进行检测以获得后续信号处理所必需的受检产品的正确的品质信息。光源可用红外光、可见光或紫外光,功率要求保持稳定。检测区内有粉尘飞扬或积累,影响检测效果,可以采用低压持续风幕或定时地高压喷吹相结合以保持检测区内空气明净,环境清洁,并冷却光源产生的热量,同时还设置自动扫帚装置,随时清扫,防止粉尘积累。

(3)剔除系统剔除系统接收来自信号处理控制电路的命令,执行分选动作。最常用的方法是高压脉冲气流喷吹。它由空压机、贮气罐、电磁喷射阀等组成。喷吹剔除的关键部件是喷射阀,应尽量减少吹掉一颗不合格品带走的合格品的数量。为了提高色选机的生产能力,喷射阀的开启频率不能太低,因此,要求应用轻型的高速、高开启频率的喷射阀。

二、脱水蔬菜包装设备干制品经过必要的处理和分级之后,即可进行包装。包装容器要求能够封盖、防虫、防潮。常用的包装容器有木箱、纸箱、锡铁缸等。在气候干燥地区,也有的采用麻袋包装。近年来,逐渐采用聚乙烯、盐酸橡胶、苯乙烯、聚丙烯等制成的包装材料。使用木箱或纸箱包装时,需铺垫防潮纸和蜡纸,或在容器的内壁涂抹防水材料,如假漆、干酶乳剂、石蜡等。

国外采用葡萄糖氧化酶除氧小袋包装,即将酶和葡萄糖以及缓冲剂装满在水不能渗透但氧气能渗透的小袋中,将这种小袋与干燥的脱水蔬菜一起密封在容器中,小袋中的内容物很快地吸收了容器终稿的氧而剩下无氧的空气,防止对氧化作用敏感的干制品的败坏。应用这种方法贮藏核桃仁,在温度38℃下贮藏1个月不变质。

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