06 第六章 粉碎与筛分.ppt

第1页：第六章粉碎与筛分封面

第六章粉碎与筛分

第2页：本章学习目的与要求

本章学习目的与要求

• 通过学习本章内容，学生能够根据不同食品材料选择合理的粉碎方法，能估算粉碎能耗和生产参数。
• 要求学生熟悉各种粉碎方法与粉碎原理，掌握粒度分布和粒度的测定方法。
• 掌握筛分机理和方法。
• 了解超微粉碎原理与设备。

第3页：粉碎的基本概念

1 粉碎理论1.1基本概念

• 粉碎：利用机械力克服固体物料内部凝聚力使之破碎成符合要求的小颗粒的单元操作。
• 破碎：大料快变成小料块的过程。
• 粒度：物料颗粒的大小，表征粉碎程度。
• 粉碎分类（根据物料和操作性质）

第4页：粉碎机理

1.2 粉碎理论

• 粉碎机理

第5页：粉碎机械的施力作用

粉碎机械的施力作用

• 压碎
• 劈碎
• 折断
• 磨碎
• 冲击

第6页：物料的力学性质

物料的力学性质

• 硬度：弹性模量
• 强度：弹性极限应力
• 脆度：塑变区域长短
• 韧性：抵抗裂缝扩展

第7页：粉碎能耗假说

物料能耗假说

• 粉碎能耗：粉碎机械传动中的能耗。
• 外力做的功消耗
• 已有假说：
  • 表面积假说
  • 体积假说
  • 裂缝假说

第8页：三种粉碎能耗假说的适用条件

粉碎能耗假说

• 表面积假说（适合微粉碎和超微粉碎）
  • 粉碎能耗与粉碎后物料的新生表面积成正比
• 体积假说（适合于粗中粉碎）
  • 物料粉碎所消耗的能量与颗粒的体积成正比
• 裂缝假说（适合于两者之间1-100 mm）
  • 物料粉碎所消耗的能量与颗粒的体积成正比

第9页：粒度分布与测定的意义

2 粒度的分布与测定

• 评价粉碎工艺和设备性能的重要参数
• 选择分级工艺和设备的依据
• 应用考虑的性能指标

第10页：颗粒群粒度分布的表达方法

2.1 颗粒群的粒度分布

• 列表法
  • 将测定和分析的结果精确地罗列出来
• 图解法
  • 结果绘成颗粒群的粒度组成特性的曲线
  • 频率分布曲线和累计分布曲线
• 函数法
  • 数学法规纳出分布规律的数学表达式

第11页：粒度分布

粒度分布

第12页：粒度测定方法标题页

2.2 粒度测定方法

第13页：粒度测定方法（上）

测定方法

• 离心沉降
• 电沉积筛
• 丝网筛
• 重力沉降

第14页：粒度测定方法（下）

测定方法-续

• 离心沉降
• 库尔特计数器
• 显微镜
• 透过法

第15页：粉碎方法按受力分类

3 粉碎方法

• 冲击力为主
  • 滚筒轧碎法、锤式粉碎法、盘击式粉碎法、气流式超微粉碎法
• 摩擦力或剪切力为主
  • 研磨粉碎法
• 富含纤维等
  • 切割碎解法

第16页：高速机械冲击微粉碎

3. 高速机械冲击微粉碎

• 依靠高速旋转的工件撞击和打击颗粒，并使其在转子与定子间、物料颗粒与颗粒间产生高频度的相互强力冲击、剪切而粉碎。
  • 捶击式微粉碎
  • 盘击式粉碎法
  • 叶轮式超细冲击磨

第17页：锤击式盘击式与叶轮式粉碎机

冲击式粉碎机的型式

• 锤击式
• 盘击式
• 叶轮式

第18页：研磨介质粉碎

3.2 研磨介质粉碎

• 利用运动的研磨介质对颗粒状物料施加冲击、研磨、摩擦、剪切等作用使物料粉碎。
  • 环磨机
  • 震动磨
  • 搅拌磨

第19页：球磨机的结构与技术参数

球磨机

• 结构：筒体、给料、卸料、传动装置
• 粉碎原理：离心力和重力（冲击、研磨、摩擦、剪切等作用）
• 技术参数
  • 转速
  • 磨介尺寸
  • 磨介充填率：球磨机内研磨介质所占截面积与筒体截面积的百分比值

注：原文作「所点截面积」，按「所占截面积」收录。

第20页：棒磨机

棒磨机

• 与球磨机类似
• 钢棒代替球形研磨介质

第21页：高频振动式超微粉碎

高频振动式超微粉碎

• 利用球形或棒形研磨介质作高频振动时产生的冲击、摩擦、剪切等作用力。
  • 原理
  • 类型
  • 粉碎特性

第22页：搅拌磨的结构与型式

搅拌磨

• 结构及粉碎原理
  • 间歇式、循环式和连续式

第23页：研磨介质与产品质量

• 研磨介质与产品质量
  • 介质粒度
  • 介质密度
  • 充填率
• 搅拌磨粉碎系统工艺流程

第24页：行星磨和双锥磨

行星磨和双锥磨

• 行星磨-倾斜式，自转时最大离心力的最外点变化使罐内介质翻动
• 双锥磨-利用两个锥形容器的间隙构成一个研磨区。

第25页：超微气流粉碎的原理

3.3 超微气流粉碎

• 高速气流、颗粒间、冲击或碰撞

第26页：循环管式与圆盘式气流粉碎机

超微气流粉碎机的型式

• 循环管式
• 圆盘式

第27页：辊压式微粉碎与雷蒙机

辊压式微粉碎或超微粉碎

• 转动的辊子与另一相对表面之间摩擦、挤压或剪切等实现。
• 雷蒙机主机
• 总装图

第28页：辊磨机与齿辊参数

辊磨机

• 光辊、齿辊
• 齿辊：齿数、齿型、斜度和排列
  • 要求：牙角，锋角，钝角关系

第29页：辊磨机

辊磨机

第30页：盘式粉碎

3.5 盘式粉碎

• 构造
• 原理：挤压和剪切
• 工作区域：
  • 喂入区
  • 接收区
  • 引入区
  • 研磨区

第31页：超细粉末制备技术研究方向

3.6 超细粉末制备技术研究方向

• 纳米材料
  • 状态：固相法、液相法、汽相法
  • 过程：化学、化学物理、物理
  • 机械粉碎、非机械法

第32页：纳米材料表征

纳米材料表征

第33页：筛分与筛析的基本概念标题页

4 筛分与筛析的基本概念

第34页：筛分筛析的定义与标准筛

• 筛分：利用筛分器将粒度不同的固体颗粒混合物分离成若干部分的单元操作。
• 筛析：利用筛孔大小不同的一套筛子进行粒度分级，测定和分析粉碎产物的粒度组成特性。
• 标准筛：
  • 泰勒标准筛
  • 德国、英国、美国标准
  • 日本标准
  • 中国标准

第35页：筛分机理与筛网空隙率

• 筛网的空隙率：筛孔净面积占筛面总面积的比率。
• 筛分机理
  • 颗粒相对概率
  • 筛分效率
  • 影响因素

第36页：筛分方法的分类

筛分方法

• 物料：干法、湿法、干湿联合
• 运动：固定式、运动式
• 筛面：滚筒、平面

第37页：滚筒筛与摇动筛

筛分设备

• 滚筒筛
• 摇动筛

第38页：思考题（上）

思考题

• 开路粉碎与闭路粉碎在工艺流程上有何不同？各有何优缺点？适用于哪些情况？
• 粉碎过程中物料受到哪几种力的作用？粉碎能耗、物料的破碎强度主要与物料哪些性质相关？
• 工业上怎样表述非球形颗粒的粒度？一定形状的颗粒的球形度与其表面积当量直径及体积当量直径之间存在怎样的关系？

第39页：思考题（下）

思考题-续

• 何谓平均粒度？常用的表达方式有哪些？
• 球磨机、振动磨及搅拌磨在粉碎过程中有哪些异同点？
• 从工作原理看，叶轮式超级冲击磨的粉碎作用是属于机械粉碎还是属于气流粉碎？试比较各种粉碎操作的特点。
• 何谓纳米粉末？如何制备？有和用途？
• 影响筛分效率的主要因素有哪些？

第40页：本章总结与作业

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• 本章总结
• 本章作业