第二章 食品清理和分选机械

本章需掌握的主要问题 1 什么是分选分级主要作用是什么 2 食品常用的分选与分级方法有哪些 3 简述形状分级机械与设备的种类 4 简述光电色选机的主要构成及各部分的作用

5 简述计算机图像处理系统的基本构成 6 什么是人工嗅觉系统（电子鼻）

第一节 清理机械与设备 食品原料在收集运输和贮藏过程中混入了泥砂石草等杂物在进行产品的加工之前必须对这些杂物进行清理否则会影响成品质量损害人体健康对后序加工设备造成不利影响

分选清除物料中的异物及杂志 分级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

食品原料的清理机械是根据原料中杂物的不同而设计的杂物多种多样例如各种谷物豆类咖啡等粉粒料中含有泥土金属等杂物甜菜糖厂的加工原料甜菜中不仅含有泥土砂石金属等还有杂草茎叶等杂物乳品厂的原料牛乳中可能含有毛毛屑等根据食品原料中杂物性质的不同清理机械可进行如下的分类

食品分选分级的作用 （ 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

常用的分选与分级方法 1 按物料的宽度分选分级 按物料的宽度分级一般可采用筛分通常圆形孔可以对颗粒物料的宽度差别进行分选和分级长形筛孔可以针对颗粒物料的厚度差别进行分选和分级

2按物料的长度分选分级 按物料的长度分级利用旋转工作面上的袋孔（一般称为窝眼）对物料进行分选和分级长颗粒的重心不能进入袋孔而跌出短颗粒则被袋孔带上去另行倒出

3按物料的密度分选分级 按物料的密度分选和分级主要用于颗粒的粒度或形状相仿但密度不同的物料利用颗粒群的相对运动过程中产生的离析现象（或称为自动分级）进行分选和分级颗粒群的相对运动可以由工作面的摇动或气流造成

4 按物料的流体动力特性分选分级 利用物料的流体动力特性的差别在垂直水平或者倾斜的气流或水流中进行分选和分级实际上是综合了物料的粒度形状表面状态以及密度等各种因素进行的分选和分级其中水流分级主要用于不溶性物料如淀粉制造小麦去石等

5 按物料的电磁特性分选 按物料的电磁特性分选主要用于食品原料中去除铁杂质

6 按物料的光电特性分选分级 按物料的光电特性分选和分级是利用物料的表面的颜色差异分出物料中的异色物料如花生仁光电色选机大米色选机和果蔬分选机等

7 按物料的内部品质分级 按物料的内部品质分选和分级是根据物料的质量指标（如水分糖度酸度等化学含量）进行分选和分级采用的方法往往是物料的某些成分对光反射透射和吸收对电特性的影响对磁特性的影响对力学特性的影响对温度特性的影响等无损检测的方法

从食品的安全性和营养性考虑内部品质的分选和分级比其他的分选和分级更具有广泛的意义但由于涉及的相关领域的技术较多因此分选和分级的难度更大其关键问题是的如何获得可靠的信息和对获得的信息的提取与处理

8 按物料的其他性质分级 按物料的其他性质分级是指采用某些与物料的品质指标有关联的物理方法检测物料的内部品质并进行物料的分选分级如采用嗅觉传感器检测物料的味道采用计算机视觉系统检测物料的纹理灰度等

第二节 食品原料的清理机械 食品原料的清理机械是根据原料中杂物的不同而设计的杂物多种多样例如各种谷物豆类咖啡等粉粒料中含有泥土金属等杂物甜菜糖厂的加工原料甜菜中不仅含有泥土砂石金属等还有杂草茎叶等杂物乳品厂的原料牛乳中可能含有毛毛屑等根据食品原料中杂物性质的不同清理机械可进行如下的分类

一 食品原料清理机械的分类 （一）除石机 用于除去原料中的砂石常用的方法有筛选法或比重法筛选法是利用砂石的形状和体积大小与加工原料的不同利用筛孔形状和大小的不同除去砂石比重除石机是利用砂石与原料比重的不同在不断振动或外力（如风力水力离心力等）作用下除去砂石

比重去石机

（二）除草机 用于除去原料中的杂草茎叶等常用的方法是风选法和浮选法风选法是利用杂物与食品原料在空气中的悬浮速度不同通过风力进行除杂的方法浮选法是利用杂草茎叶在水中与食品原料所受的浮力不同把漂浮在水中的轻浮杂物除去

（三）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食品原料中的铁质杂物磁力除铁机有电磁式和永磁式两种形式

（四）过滤器 过滤器用于除去液体食品原料中的杂物如原料乳中的牛毛毛屑等常用方法是过滤法可在容器的入口或出口装上滤网或滤布过滤也可安装过滤器过滤

二 常用食品原料的清理机械 （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食品原料

工作原理 原料从筛子的一端移动到另一端过程中尺寸小于筛孔的物料落下而尺寸大于筛孔的物料经筛面从筛的另一端排出见动画

物料rarr 由进料斗 1rarr 控料闸rarr第一层筛面(筛孔较大 ) rarr 第二层筛面 (筛孔中间 出成品 )rarr 第三层筛面 ( 小 ) rarr 细杂三层筛的筛孔依次减小在吸风除尘等装置的配合下把物料中质轻的杂质也能清理出来

筛选法清理机工作状况图

（二）除石机 1 密度除石机如图所示为豆制品厂常用的

QSC 型密度除石机用来对豆类等物料清除密度比原料大的并肩石等重杂质的一种先进装备该机主要由进料筛体排石装置吹风装置偏心振动机构等部分组成

QSC 型密度除石机

筛孔形状 除石筛面一般用薄钢板冲压成双面突起鱼

鳞形筛孔除石机的筛孔不通过物料只作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影响物料的悬浮状态和除石效率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

鱼鳞筛孔的形状

精选室 筛面向后逐渐变窄后部是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吹风系统包括风机导风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

密度除石机的精选室

2 块根类原料除石机 该机是用来除去块根类原料中的石块泥砂图为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

转筒式除石机

（三）除草机 除草机是用来除去原料中的杂草茎叶麦杆等杂物的设备其形式多种多样图为块根类食品原料在清洗过程中除去杂草的典型设备胶带式除草机

（四）除铁机 原料在加工前必须经过严格的磁选除去夹在原料中的铁性杂质食品原料中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型式

电磁式除铁机磁力稳定性能可靠但必须保证一定的电流强度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 2~3 个盖板每个盖板上装有 2 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

溜管可连续的进行磁选永磁溜管结构简单不占地方

使用平板式除铁机的永磁安装结构示意图磁铁可安装一排或多排食品原料通过倾角为 30deg~40deg的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动的间隙小于 2mm当物料落在由非磁性材料制成的滚筒上时物料随滚筒一起转动而后自由排除而夹杂在食品原料总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

为了保障安全生产和产品质量在食品原料的粮食等物料加工的全过程中凡是高速运转的及其的前部都应装有磁选设备

第三节 振动分选机械 一振动分选机械的基本知识 振动分选一般是通过机械的振动（或其他形式的运动）将原料通过一层或数层带孔的筛面使物料按宽度或厚度分成若干个粒度级别的过程

每一层筛面都可以将物料分成筛过物（也叫筛下物）和筛余物（也叫筛上物）两部分

（一）筛分效率

ηmdashmdash筛分效率 Gmdashmdash筛分物料总量 kg Grsquomdashmdash筛过物料总量 kg xmdashmdash可筛过物的质量百分比

（二）筛面组合将各种粒度的混合物通过筛分分成若干个粒级或提高总的筛分效率

1 筛余物法筛余物法如图 4-5 （ a）所示将前道筛面的筛余物送至后道筛面再筛图中所示筛分产品从 I 到 IV 依次渐粗这种筛面组合的特点是先提细粒后提粗粒它的优点是粗粒料的筛分路线长筛面的检查清理维护方便缺点是所有大粒物料要从每层筛面流过不但筛面易磨损而且多数粗物料阻碍细粒料接触筛孔降低筛分效率

2 筛过物法筛过物法如图 4-5 （ b）所示将前道筛面的筛过物送至下道筛面再筛筛分产品从 I 到 IV以次渐细先提粗粒后提细粒它的优点是使筛面的负荷减轻有助于提高筛分效率同时筛面配置空间较紧凑

3 混合法混合法如图 4-5 （ c）所示这种方法综合了前二种方法的优点因此流程可以灵活多变不同的筛分物料都要根据其物料的具体特点粗细粒的含量以及筛分的要求来确定筛面的组合方式

（三）开孔率（筛面利用系数筛孔系数） 开孔率 （筛面利用系数）是指整个筛面上筛孔所

占的面积与总面积之比 对于编织筛面有

式中 Kmdashmdash开孔率 bmdashmdash孔边长 mm dmdashmdash编织丝直径mm

（四）物料穿过筛孔的概率 对于前者以编织面为例直径为 D 的颗粒在筛面上通过筛孔的可能性仅为

当 D 越接近孔尺寸 b时筛过的可能性越是大幅度降低一般可将超过筛孔 08 ～ 10的粒度级称为难筛颗粒

当颗粒虽为筛下级别但它与筛面的相对运动速度达到一定值以上时则完全没有通过筛孔的机会

二 筛面的种类和结构 （一）栅筛面 栅筛面采用具有一定截面形状的棒料按一定的间距排列而成通常用于物料的去杂粗筛

栅筛面的特点是结构简单

（二）板筛面 1 板筛面由金属薄板冲压而成又称冲孔筛面最常用的金属薄板厚度为 05 ～15mm

2 板筛面最常用的筛孔形状是圆孔和长孔圆孔是按颗粒的宽度进行分级长孔是按颗粒的厚度分级也有时采用三角形孔或异形孔

3筛面的筛分效率与孔眼的形状间距和排列有密切关系即影响筛分效率的不仅是筛面的开孔率筛孔的排列也影响到颗粒接触和穿过筛孔的机会

（三）金属丝编织筛面 金属丝编织筛面由金属丝编织而成亦称筛网编织筛网通常为方孔或矩形孔孔尺寸大的可在 25mm 以上孔径小的可到 300目以上

（四）绢筛面 绢筛面由绢丝织成或称筛绢主要用于粉料的筛分在面粉工业中粉筛用量最大由于绢丝光滑柔软所以在筛面中极易移动而改变筛孔尺寸使用时必须用大框架绷紧较大孔的绢筛面都用绞织筛绢的材料为蚕丝或锦纶丝也可用两种材料混织

三筛面的运动方式 筛分机械工作过程的基础是物料与筛面的相对运动对于固定筛面而言则需要物料具有初始速度或是借重力产生的速度对于大多数筛分机械而言则需要借筛面运动的速度和加速度来产生物料与筛面的相对速度（如图 4-11 所示的各种筛面的运动方式）

（一）静止筛面 （二）往复运动筛面 （三）垂直圆运动筛面 （四）平面回转筛面 （五）旋转筛面

四筛面的传动方式 筛面的传动方式是每种筛分机械的主要特征它与支承机构决定了筛面的运动方式同一种筛面的运动方式也可有不同的传动方式

图 4-12 所示为常用的筛子传动方式

五摆动筛 摆动筛与振动筛的区别摆动筛又称摇动筛在食品工厂中常称为振动筛从物料在筛面上受力来看摆动筛与振动筛是不一样的摆动筛是以往复运动为主而以振动为辅摆动次数在 600 次 min以下振动筛在选矿和粮食筛选中常是一次筛分产品物料在筛面上是剧烈跳动的是以振动为主其振动次数为 800 ～ 1500次 min

（一）摆动筛结构特点 特点摆动筛的筛面是平的因而全部筛面都在工作制造和安装都比较容易结构简单调换筛面十分方便适用于多种物料的分级但是其动力平衡较差运行时连杆机构易损坏噪音较大

见图

（三）摆动筛主要技术参数 1 筛子结构主要有三种型式一种为钢条制成的一种是金属丝或丝线编织的一种是冲（钻）孔的薄金属板食品工厂常用最后一种型式为了减少筛孔被堵塞常将筛孔做成圆锥形孔由上向下逐渐增大其圆锥角以 7deg适

2 生产率生产能力 G 为 G=Bq 式中 Gmdashmdash生产能力 kgh Bmdashmdash筛面宽度m qmdashmdash筛面单位流量 kg m h

筛面单位流量主要与物料在筛面上的流速有关流量不能过大因此要提高 G 只能增大 B但筛宽和筛长有一定比例 B过大其结构庞大不便操作物料也不容易沿筛宽均匀散落筛宽一般在600 ～ 1200mm毫米内选取

3 物料运动特性 物料正向移动速度快显然可使物料层处于较薄状态从而增加过筛机会若该速度过快就需要较长的筛面否则就会造成来不及过筛的物料进入另一级中另外由于料层太薄物料在筛面上跳动过大而影响过筛机会

（四）摆动筛工作注意事项 由于摆动筛采用偏心曲轴连杆机构传动筛体往复运动时是变速运动由于加速度的影响使筛体产生的惯性力很大若不采取平衡措施就会造成筛体发生振动和噪音以致影响部件的使用寿命

要使筛体不发生剧烈振动或减少振动必须做到

（ 1 ）筛体的左右吊杆长短要一致（因有倾角存在故前后不一致）同时任何一根都不得扭曲变形

（ 2 ）保证筛面张紧和安装平整筛体不得向两侧倾斜

（ 3 ）偏心机构和连杆应与筛体的长轴线方向一致不得有偏差与扭曲更换偏心套时要成对更换

（ 4 ）偏心轴套与传动轴必须紧密配合不得松动偏心轴套在轴壳内滑动而不发生晃动轴壳与连杆连接处必须紧密平整并且在同一中心轴线上

（五）摆动筛惯性力的平衡 摆动筛中振动和平衡一对矛盾为了防止发生剧烈的振动除了在制造安装中保证其精度外设计上还必须采取措施通常的方法是采取平衡重平衡即在偏心装置上加设平衡重物或对称平衡即采取双筛体的方法平衡

1 平衡重平衡

2对称平衡法

六滚筒分级筛 见动画

1 滚筒 2 支承装置 3 收集料斗 4 传动装置 5 清筛装置

第三节 形状分级机械与设备 一三滚筒式分级机 应用范围主要用于球形体或近似球形的果蔬原料（苹果柑橘番茄桃子等）

全机结构驱动轮链轮出料输送带理料辊 分级原理 这种分级机的特点 工作过程

二颗粒形状分级设备 谷物颗粒料（如小麦大麦）等必须进行

精选和分级其主要原理是按颗粒长度进行分级以除去不必要的杂粒常用的精选机有滚筒精选机和碟片精选机两种其都是利用袋孔中嵌入长度不同的颗粒而带升高度不同的原理制成的如图 4-24和图4-25 所示

三带式分级机 1048708带式分级机工作原理 1048708国外生产的带式分级机有两种形式

第四节 光电分选分级机械与设备

一原理 利用紫外可见红外等光线和物体的相互作用而产生的吸收反射和吸收等现象对物料进行非接触式检测的方法是 20世纪60年代开始用于农产品和食品质量检验的新方法

根据物料的吸收和反射光谱可以鉴定物质的性质 例如利用紫外光作激励光源照射食品获得食品上的辐射荧光根据荧光的强度可以判别食品上附着的微生物的代谢物检出蛋品中霉菌花生类干果上附着的微生物及其代谢物如黄曲霉素

物料的吸收和反射光谱也可用于食品的异物检出用可见光作激励光源加上代替人眼的色彩传感器测定对象物的反射光或透射光可用于果品成熟度的判定谷类种子稻米水果的分选等作业领域

日本美国等正在开发用近红外光谱分析法无损检测水果的糖度和酸度的装置日本近年开发成功的米的食味计就是近红外分光分析仪装置和计算机系统结合的研究成果红外线法是利用红外吸收光谱测定食品的成分量例如牛乳的成分计等

（一）光与食品物料的相互作用 食品物料的光学特性 是指物料对投射到其表面上的光产生反射吸收透射漫射或受光照后激发出其他波长的光的性质物料是由许多微小的内部中间层组成的不同食品物料的物质种类组成不同因而在光学特性方面的反映也不尽相同

（二）食品物料的光特性应用技术 1 缺陷检测 食品和农产品的光特性已经被用于非破坏检

测方面的各种问题 2 成分分析 快速检测食品中的水分脂肪蛋白质氨基酸糖份酸度等化学成分的含量用于品质的监督和控制近红外光谱分析技术用于品质检测和控制是近年发展速度很快的一种全新的检测方法1048708

3 成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系并表现出表面或内部颜色的不同

最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

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本章需掌握的主要问题 1 什么是分选分级主要作用是什么 2 食品常用的分选与分级方法有哪些 3 简述形状分级机械与设备的种类 4 简述光电色选机的主要构成及各部分的作用

5 简述计算机图像处理系统的基本构成 6 什么是人工嗅觉系统（电子鼻）

第一节 清理机械与设备 食品原料在收集运输和贮藏过程中混入了泥砂石草等杂物在进行产品的加工之前必须对这些杂物进行清理否则会影响成品质量损害人体健康对后序加工设备造成不利影响

分选清除物料中的异物及杂志 分级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

食品原料的清理机械是根据原料中杂物的不同而设计的杂物多种多样例如各种谷物豆类咖啡等粉粒料中含有泥土金属等杂物甜菜糖厂的加工原料甜菜中不仅含有泥土砂石金属等还有杂草茎叶等杂物乳品厂的原料牛乳中可能含有毛毛屑等根据食品原料中杂物性质的不同清理机械可进行如下的分类

食品分选分级的作用 （ 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

常用的分选与分级方法 1 按物料的宽度分选分级 按物料的宽度分级一般可采用筛分通常圆形孔可以对颗粒物料的宽度差别进行分选和分级长形筛孔可以针对颗粒物料的厚度差别进行分选和分级

2按物料的长度分选分级 按物料的长度分级利用旋转工作面上的袋孔（一般称为窝眼）对物料进行分选和分级长颗粒的重心不能进入袋孔而跌出短颗粒则被袋孔带上去另行倒出

3按物料的密度分选分级 按物料的密度分选和分级主要用于颗粒的粒度或形状相仿但密度不同的物料利用颗粒群的相对运动过程中产生的离析现象（或称为自动分级）进行分选和分级颗粒群的相对运动可以由工作面的摇动或气流造成

4 按物料的流体动力特性分选分级 利用物料的流体动力特性的差别在垂直水平或者倾斜的气流或水流中进行分选和分级实际上是综合了物料的粒度形状表面状态以及密度等各种因素进行的分选和分级其中水流分级主要用于不溶性物料如淀粉制造小麦去石等

5 按物料的电磁特性分选 按物料的电磁特性分选主要用于食品原料中去除铁杂质

6 按物料的光电特性分选分级 按物料的光电特性分选和分级是利用物料的表面的颜色差异分出物料中的异色物料如花生仁光电色选机大米色选机和果蔬分选机等

7 按物料的内部品质分级 按物料的内部品质分选和分级是根据物料的质量指标（如水分糖度酸度等化学含量）进行分选和分级采用的方法往往是物料的某些成分对光反射透射和吸收对电特性的影响对磁特性的影响对力学特性的影响对温度特性的影响等无损检测的方法

从食品的安全性和营养性考虑内部品质的分选和分级比其他的分选和分级更具有广泛的意义但由于涉及的相关领域的技术较多因此分选和分级的难度更大其关键问题是的如何获得可靠的信息和对获得的信息的提取与处理

8 按物料的其他性质分级 按物料的其他性质分级是指采用某些与物料的品质指标有关联的物理方法检测物料的内部品质并进行物料的分选分级如采用嗅觉传感器检测物料的味道采用计算机视觉系统检测物料的纹理灰度等

第二节 食品原料的清理机械 食品原料的清理机械是根据原料中杂物的不同而设计的杂物多种多样例如各种谷物豆类咖啡等粉粒料中含有泥土金属等杂物甜菜糖厂的加工原料甜菜中不仅含有泥土砂石金属等还有杂草茎叶等杂物乳品厂的原料牛乳中可能含有毛毛屑等根据食品原料中杂物性质的不同清理机械可进行如下的分类

一 食品原料清理机械的分类 （一）除石机 用于除去原料中的砂石常用的方法有筛选法或比重法筛选法是利用砂石的形状和体积大小与加工原料的不同利用筛孔形状和大小的不同除去砂石比重除石机是利用砂石与原料比重的不同在不断振动或外力（如风力水力离心力等）作用下除去砂石

比重去石机

（二）除草机 用于除去原料中的杂草茎叶等常用的方法是风选法和浮选法风选法是利用杂物与食品原料在空气中的悬浮速度不同通过风力进行除杂的方法浮选法是利用杂草茎叶在水中与食品原料所受的浮力不同把漂浮在水中的轻浮杂物除去

（三）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食品原料中的铁质杂物磁力除铁机有电磁式和永磁式两种形式

（四）过滤器 过滤器用于除去液体食品原料中的杂物如原料乳中的牛毛毛屑等常用方法是过滤法可在容器的入口或出口装上滤网或滤布过滤也可安装过滤器过滤

二 常用食品原料的清理机械 （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食品原料

工作原理 原料从筛子的一端移动到另一端过程中尺寸小于筛孔的物料落下而尺寸大于筛孔的物料经筛面从筛的另一端排出见动画

物料rarr 由进料斗 1rarr 控料闸rarr第一层筛面(筛孔较大 ) rarr 第二层筛面 (筛孔中间 出成品 )rarr 第三层筛面 ( 小 ) rarr 细杂三层筛的筛孔依次减小在吸风除尘等装置的配合下把物料中质轻的杂质也能清理出来

筛选法清理机工作状况图

（二）除石机 1 密度除石机如图所示为豆制品厂常用的

QSC 型密度除石机用来对豆类等物料清除密度比原料大的并肩石等重杂质的一种先进装备该机主要由进料筛体排石装置吹风装置偏心振动机构等部分组成

QSC 型密度除石机

筛孔形状 除石筛面一般用薄钢板冲压成双面突起鱼

鳞形筛孔除石机的筛孔不通过物料只作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影响物料的悬浮状态和除石效率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

鱼鳞筛孔的形状

精选室 筛面向后逐渐变窄后部是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吹风系统包括风机导风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

密度除石机的精选室

2 块根类原料除石机 该机是用来除去块根类原料中的石块泥砂图为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

转筒式除石机

（三）除草机 除草机是用来除去原料中的杂草茎叶麦杆等杂物的设备其形式多种多样图为块根类食品原料在清洗过程中除去杂草的典型设备胶带式除草机

（四）除铁机 原料在加工前必须经过严格的磁选除去夹在原料中的铁性杂质食品原料中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型式

电磁式除铁机磁力稳定性能可靠但必须保证一定的电流强度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 2~3 个盖板每个盖板上装有 2 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

溜管可连续的进行磁选永磁溜管结构简单不占地方

使用平板式除铁机的永磁安装结构示意图磁铁可安装一排或多排食品原料通过倾角为 30deg~40deg的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动的间隙小于 2mm当物料落在由非磁性材料制成的滚筒上时物料随滚筒一起转动而后自由排除而夹杂在食品原料总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

为了保障安全生产和产品质量在食品原料的粮食等物料加工的全过程中凡是高速运转的及其的前部都应装有磁选设备

第三节 振动分选机械 一振动分选机械的基本知识 振动分选一般是通过机械的振动（或其他形式的运动）将原料通过一层或数层带孔的筛面使物料按宽度或厚度分成若干个粒度级别的过程

每一层筛面都可以将物料分成筛过物（也叫筛下物）和筛余物（也叫筛上物）两部分

（一）筛分效率

ηmdashmdash筛分效率 Gmdashmdash筛分物料总量 kg Grsquomdashmdash筛过物料总量 kg xmdashmdash可筛过物的质量百分比

（二）筛面组合将各种粒度的混合物通过筛分分成若干个粒级或提高总的筛分效率

1 筛余物法筛余物法如图 4-5 （ a）所示将前道筛面的筛余物送至后道筛面再筛图中所示筛分产品从 I 到 IV 依次渐粗这种筛面组合的特点是先提细粒后提粗粒它的优点是粗粒料的筛分路线长筛面的检查清理维护方便缺点是所有大粒物料要从每层筛面流过不但筛面易磨损而且多数粗物料阻碍细粒料接触筛孔降低筛分效率

2 筛过物法筛过物法如图 4-5 （ b）所示将前道筛面的筛过物送至下道筛面再筛筛分产品从 I 到 IV以次渐细先提粗粒后提细粒它的优点是使筛面的负荷减轻有助于提高筛分效率同时筛面配置空间较紧凑

3 混合法混合法如图 4-5 （ c）所示这种方法综合了前二种方法的优点因此流程可以灵活多变不同的筛分物料都要根据其物料的具体特点粗细粒的含量以及筛分的要求来确定筛面的组合方式

（三）开孔率（筛面利用系数筛孔系数） 开孔率 （筛面利用系数）是指整个筛面上筛孔所

占的面积与总面积之比 对于编织筛面有

式中 Kmdashmdash开孔率 bmdashmdash孔边长 mm dmdashmdash编织丝直径mm

（四）物料穿过筛孔的概率 对于前者以编织面为例直径为 D 的颗粒在筛面上通过筛孔的可能性仅为

当 D 越接近孔尺寸 b时筛过的可能性越是大幅度降低一般可将超过筛孔 08 ～ 10的粒度级称为难筛颗粒

当颗粒虽为筛下级别但它与筛面的相对运动速度达到一定值以上时则完全没有通过筛孔的机会

二 筛面的种类和结构 （一）栅筛面 栅筛面采用具有一定截面形状的棒料按一定的间距排列而成通常用于物料的去杂粗筛

栅筛面的特点是结构简单

（二）板筛面 1 板筛面由金属薄板冲压而成又称冲孔筛面最常用的金属薄板厚度为 05 ～15mm

2 板筛面最常用的筛孔形状是圆孔和长孔圆孔是按颗粒的宽度进行分级长孔是按颗粒的厚度分级也有时采用三角形孔或异形孔

3筛面的筛分效率与孔眼的形状间距和排列有密切关系即影响筛分效率的不仅是筛面的开孔率筛孔的排列也影响到颗粒接触和穿过筛孔的机会

（三）金属丝编织筛面 金属丝编织筛面由金属丝编织而成亦称筛网编织筛网通常为方孔或矩形孔孔尺寸大的可在 25mm 以上孔径小的可到 300目以上

（四）绢筛面 绢筛面由绢丝织成或称筛绢主要用于粉料的筛分在面粉工业中粉筛用量最大由于绢丝光滑柔软所以在筛面中极易移动而改变筛孔尺寸使用时必须用大框架绷紧较大孔的绢筛面都用绞织筛绢的材料为蚕丝或锦纶丝也可用两种材料混织

三筛面的运动方式 筛分机械工作过程的基础是物料与筛面的相对运动对于固定筛面而言则需要物料具有初始速度或是借重力产生的速度对于大多数筛分机械而言则需要借筛面运动的速度和加速度来产生物料与筛面的相对速度（如图 4-11 所示的各种筛面的运动方式）

（一）静止筛面 （二）往复运动筛面 （三）垂直圆运动筛面 （四）平面回转筛面 （五）旋转筛面

四筛面的传动方式 筛面的传动方式是每种筛分机械的主要特征它与支承机构决定了筛面的运动方式同一种筛面的运动方式也可有不同的传动方式

图 4-12 所示为常用的筛子传动方式

五摆动筛 摆动筛与振动筛的区别摆动筛又称摇动筛在食品工厂中常称为振动筛从物料在筛面上受力来看摆动筛与振动筛是不一样的摆动筛是以往复运动为主而以振动为辅摆动次数在 600 次 min以下振动筛在选矿和粮食筛选中常是一次筛分产品物料在筛面上是剧烈跳动的是以振动为主其振动次数为 800 ～ 1500次 min

（一）摆动筛结构特点 特点摆动筛的筛面是平的因而全部筛面都在工作制造和安装都比较容易结构简单调换筛面十分方便适用于多种物料的分级但是其动力平衡较差运行时连杆机构易损坏噪音较大

见图

（三）摆动筛主要技术参数 1 筛子结构主要有三种型式一种为钢条制成的一种是金属丝或丝线编织的一种是冲（钻）孔的薄金属板食品工厂常用最后一种型式为了减少筛孔被堵塞常将筛孔做成圆锥形孔由上向下逐渐增大其圆锥角以 7deg适

2 生产率生产能力 G 为 G=Bq 式中 Gmdashmdash生产能力 kgh Bmdashmdash筛面宽度m qmdashmdash筛面单位流量 kg m h

筛面单位流量主要与物料在筛面上的流速有关流量不能过大因此要提高 G 只能增大 B但筛宽和筛长有一定比例 B过大其结构庞大不便操作物料也不容易沿筛宽均匀散落筛宽一般在600 ～ 1200mm毫米内选取

3 物料运动特性 物料正向移动速度快显然可使物料层处于较薄状态从而增加过筛机会若该速度过快就需要较长的筛面否则就会造成来不及过筛的物料进入另一级中另外由于料层太薄物料在筛面上跳动过大而影响过筛机会

（四）摆动筛工作注意事项 由于摆动筛采用偏心曲轴连杆机构传动筛体往复运动时是变速运动由于加速度的影响使筛体产生的惯性力很大若不采取平衡措施就会造成筛体发生振动和噪音以致影响部件的使用寿命

要使筛体不发生剧烈振动或减少振动必须做到

（ 1 ）筛体的左右吊杆长短要一致（因有倾角存在故前后不一致）同时任何一根都不得扭曲变形

（ 2 ）保证筛面张紧和安装平整筛体不得向两侧倾斜

（ 3 ）偏心机构和连杆应与筛体的长轴线方向一致不得有偏差与扭曲更换偏心套时要成对更换

（ 4 ）偏心轴套与传动轴必须紧密配合不得松动偏心轴套在轴壳内滑动而不发生晃动轴壳与连杆连接处必须紧密平整并且在同一中心轴线上

（五）摆动筛惯性力的平衡 摆动筛中振动和平衡一对矛盾为了防止发生剧烈的振动除了在制造安装中保证其精度外设计上还必须采取措施通常的方法是采取平衡重平衡即在偏心装置上加设平衡重物或对称平衡即采取双筛体的方法平衡

1 平衡重平衡

2对称平衡法

六滚筒分级筛 见动画

1 滚筒 2 支承装置 3 收集料斗 4 传动装置 5 清筛装置

第三节 形状分级机械与设备 一三滚筒式分级机 应用范围主要用于球形体或近似球形的果蔬原料（苹果柑橘番茄桃子等）

全机结构驱动轮链轮出料输送带理料辊 分级原理 这种分级机的特点 工作过程

二颗粒形状分级设备 谷物颗粒料（如小麦大麦）等必须进行

精选和分级其主要原理是按颗粒长度进行分级以除去不必要的杂粒常用的精选机有滚筒精选机和碟片精选机两种其都是利用袋孔中嵌入长度不同的颗粒而带升高度不同的原理制成的如图 4-24和图4-25 所示

三带式分级机 1048708带式分级机工作原理 1048708国外生产的带式分级机有两种形式

第四节 光电分选分级机械与设备

一原理 利用紫外可见红外等光线和物体的相互作用而产生的吸收反射和吸收等现象对物料进行非接触式检测的方法是 20世纪60年代开始用于农产品和食品质量检验的新方法

根据物料的吸收和反射光谱可以鉴定物质的性质 例如利用紫外光作激励光源照射食品获得食品上的辐射荧光根据荧光的强度可以判别食品上附着的微生物的代谢物检出蛋品中霉菌花生类干果上附着的微生物及其代谢物如黄曲霉素

物料的吸收和反射光谱也可用于食品的异物检出用可见光作激励光源加上代替人眼的色彩传感器测定对象物的反射光或透射光可用于果品成熟度的判定谷类种子稻米水果的分选等作业领域

日本美国等正在开发用近红外光谱分析法无损检测水果的糖度和酸度的装置日本近年开发成功的米的食味计就是近红外分光分析仪装置和计算机系统结合的研究成果红外线法是利用红外吸收光谱测定食品的成分量例如牛乳的成分计等

（一）光与食品物料的相互作用 食品物料的光学特性 是指物料对投射到其表面上的光产生反射吸收透射漫射或受光照后激发出其他波长的光的性质物料是由许多微小的内部中间层组成的不同食品物料的物质种类组成不同因而在光学特性方面的反映也不尽相同

（二）食品物料的光特性应用技术 1 缺陷检测 食品和农产品的光特性已经被用于非破坏检

测方面的各种问题 2 成分分析 快速检测食品中的水分脂肪蛋白质氨基酸糖份酸度等化学成分的含量用于品质的监督和控制近红外光谱分析技术用于品质检测和控制是近年发展速度很快的一种全新的检测方法1048708

3 成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系并表现出表面或内部颜色的不同

最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

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第一节 清理机械与设备 食品原料在收集运输和贮藏过程中混入了泥砂石草等杂物在进行产品的加工之前必须对这些杂物进行清理否则会影响成品质量损害人体健康对后序加工设备造成不利影响

分选清除物料中的异物及杂志 分级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

食品原料的清理机械是根据原料中杂物的不同而设计的杂物多种多样例如各种谷物豆类咖啡等粉粒料中含有泥土金属等杂物甜菜糖厂的加工原料甜菜中不仅含有泥土砂石金属等还有杂草茎叶等杂物乳品厂的原料牛乳中可能含有毛毛屑等根据食品原料中杂物性质的不同清理机械可进行如下的分类

食品分选分级的作用 （ 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

常用的分选与分级方法 1 按物料的宽度分选分级 按物料的宽度分级一般可采用筛分通常圆形孔可以对颗粒物料的宽度差别进行分选和分级长形筛孔可以针对颗粒物料的厚度差别进行分选和分级

2按物料的长度分选分级 按物料的长度分级利用旋转工作面上的袋孔（一般称为窝眼）对物料进行分选和分级长颗粒的重心不能进入袋孔而跌出短颗粒则被袋孔带上去另行倒出

3按物料的密度分选分级 按物料的密度分选和分级主要用于颗粒的粒度或形状相仿但密度不同的物料利用颗粒群的相对运动过程中产生的离析现象（或称为自动分级）进行分选和分级颗粒群的相对运动可以由工作面的摇动或气流造成

4 按物料的流体动力特性分选分级 利用物料的流体动力特性的差别在垂直水平或者倾斜的气流或水流中进行分选和分级实际上是综合了物料的粒度形状表面状态以及密度等各种因素进行的分选和分级其中水流分级主要用于不溶性物料如淀粉制造小麦去石等

5 按物料的电磁特性分选 按物料的电磁特性分选主要用于食品原料中去除铁杂质

6 按物料的光电特性分选分级 按物料的光电特性分选和分级是利用物料的表面的颜色差异分出物料中的异色物料如花生仁光电色选机大米色选机和果蔬分选机等

7 按物料的内部品质分级 按物料的内部品质分选和分级是根据物料的质量指标（如水分糖度酸度等化学含量）进行分选和分级采用的方法往往是物料的某些成分对光反射透射和吸收对电特性的影响对磁特性的影响对力学特性的影响对温度特性的影响等无损检测的方法

从食品的安全性和营养性考虑内部品质的分选和分级比其他的分选和分级更具有广泛的意义但由于涉及的相关领域的技术较多因此分选和分级的难度更大其关键问题是的如何获得可靠的信息和对获得的信息的提取与处理

8 按物料的其他性质分级 按物料的其他性质分级是指采用某些与物料的品质指标有关联的物理方法检测物料的内部品质并进行物料的分选分级如采用嗅觉传感器检测物料的味道采用计算机视觉系统检测物料的纹理灰度等

第二节 食品原料的清理机械 食品原料的清理机械是根据原料中杂物的不同而设计的杂物多种多样例如各种谷物豆类咖啡等粉粒料中含有泥土金属等杂物甜菜糖厂的加工原料甜菜中不仅含有泥土砂石金属等还有杂草茎叶等杂物乳品厂的原料牛乳中可能含有毛毛屑等根据食品原料中杂物性质的不同清理机械可进行如下的分类

一 食品原料清理机械的分类 （一）除石机 用于除去原料中的砂石常用的方法有筛选法或比重法筛选法是利用砂石的形状和体积大小与加工原料的不同利用筛孔形状和大小的不同除去砂石比重除石机是利用砂石与原料比重的不同在不断振动或外力（如风力水力离心力等）作用下除去砂石

比重去石机

（二）除草机 用于除去原料中的杂草茎叶等常用的方法是风选法和浮选法风选法是利用杂物与食品原料在空气中的悬浮速度不同通过风力进行除杂的方法浮选法是利用杂草茎叶在水中与食品原料所受的浮力不同把漂浮在水中的轻浮杂物除去

（三）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食品原料中的铁质杂物磁力除铁机有电磁式和永磁式两种形式

（四）过滤器 过滤器用于除去液体食品原料中的杂物如原料乳中的牛毛毛屑等常用方法是过滤法可在容器的入口或出口装上滤网或滤布过滤也可安装过滤器过滤

二 常用食品原料的清理机械 （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食品原料

工作原理 原料从筛子的一端移动到另一端过程中尺寸小于筛孔的物料落下而尺寸大于筛孔的物料经筛面从筛的另一端排出见动画

物料rarr 由进料斗 1rarr 控料闸rarr第一层筛面(筛孔较大 ) rarr 第二层筛面 (筛孔中间 出成品 )rarr 第三层筛面 ( 小 ) rarr 细杂三层筛的筛孔依次减小在吸风除尘等装置的配合下把物料中质轻的杂质也能清理出来

筛选法清理机工作状况图

（二）除石机 1 密度除石机如图所示为豆制品厂常用的

QSC 型密度除石机用来对豆类等物料清除密度比原料大的并肩石等重杂质的一种先进装备该机主要由进料筛体排石装置吹风装置偏心振动机构等部分组成

QSC 型密度除石机

筛孔形状 除石筛面一般用薄钢板冲压成双面突起鱼

鳞形筛孔除石机的筛孔不通过物料只作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影响物料的悬浮状态和除石效率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

鱼鳞筛孔的形状

精选室 筛面向后逐渐变窄后部是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吹风系统包括风机导风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

密度除石机的精选室

2 块根类原料除石机 该机是用来除去块根类原料中的石块泥砂图为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

转筒式除石机

（三）除草机 除草机是用来除去原料中的杂草茎叶麦杆等杂物的设备其形式多种多样图为块根类食品原料在清洗过程中除去杂草的典型设备胶带式除草机

（四）除铁机 原料在加工前必须经过严格的磁选除去夹在原料中的铁性杂质食品原料中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型式

电磁式除铁机磁力稳定性能可靠但必须保证一定的电流强度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 2~3 个盖板每个盖板上装有 2 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

溜管可连续的进行磁选永磁溜管结构简单不占地方

使用平板式除铁机的永磁安装结构示意图磁铁可安装一排或多排食品原料通过倾角为 30deg~40deg的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动的间隙小于 2mm当物料落在由非磁性材料制成的滚筒上时物料随滚筒一起转动而后自由排除而夹杂在食品原料总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

为了保障安全生产和产品质量在食品原料的粮食等物料加工的全过程中凡是高速运转的及其的前部都应装有磁选设备

第三节 振动分选机械 一振动分选机械的基本知识 振动分选一般是通过机械的振动（或其他形式的运动）将原料通过一层或数层带孔的筛面使物料按宽度或厚度分成若干个粒度级别的过程

每一层筛面都可以将物料分成筛过物（也叫筛下物）和筛余物（也叫筛上物）两部分

（一）筛分效率

ηmdashmdash筛分效率 Gmdashmdash筛分物料总量 kg Grsquomdashmdash筛过物料总量 kg xmdashmdash可筛过物的质量百分比

（二）筛面组合将各种粒度的混合物通过筛分分成若干个粒级或提高总的筛分效率

1 筛余物法筛余物法如图 4-5 （ a）所示将前道筛面的筛余物送至后道筛面再筛图中所示筛分产品从 I 到 IV 依次渐粗这种筛面组合的特点是先提细粒后提粗粒它的优点是粗粒料的筛分路线长筛面的检查清理维护方便缺点是所有大粒物料要从每层筛面流过不但筛面易磨损而且多数粗物料阻碍细粒料接触筛孔降低筛分效率

2 筛过物法筛过物法如图 4-5 （ b）所示将前道筛面的筛过物送至下道筛面再筛筛分产品从 I 到 IV以次渐细先提粗粒后提细粒它的优点是使筛面的负荷减轻有助于提高筛分效率同时筛面配置空间较紧凑

3 混合法混合法如图 4-5 （ c）所示这种方法综合了前二种方法的优点因此流程可以灵活多变不同的筛分物料都要根据其物料的具体特点粗细粒的含量以及筛分的要求来确定筛面的组合方式

（三）开孔率（筛面利用系数筛孔系数） 开孔率 （筛面利用系数）是指整个筛面上筛孔所

占的面积与总面积之比 对于编织筛面有

式中 Kmdashmdash开孔率 bmdashmdash孔边长 mm dmdashmdash编织丝直径mm

（四）物料穿过筛孔的概率 对于前者以编织面为例直径为 D 的颗粒在筛面上通过筛孔的可能性仅为

当 D 越接近孔尺寸 b时筛过的可能性越是大幅度降低一般可将超过筛孔 08 ～ 10的粒度级称为难筛颗粒

当颗粒虽为筛下级别但它与筛面的相对运动速度达到一定值以上时则完全没有通过筛孔的机会

二 筛面的种类和结构 （一）栅筛面 栅筛面采用具有一定截面形状的棒料按一定的间距排列而成通常用于物料的去杂粗筛

栅筛面的特点是结构简单

（二）板筛面 1 板筛面由金属薄板冲压而成又称冲孔筛面最常用的金属薄板厚度为 05 ～15mm

2 板筛面最常用的筛孔形状是圆孔和长孔圆孔是按颗粒的宽度进行分级长孔是按颗粒的厚度分级也有时采用三角形孔或异形孔

3筛面的筛分效率与孔眼的形状间距和排列有密切关系即影响筛分效率的不仅是筛面的开孔率筛孔的排列也影响到颗粒接触和穿过筛孔的机会

（三）金属丝编织筛面 金属丝编织筛面由金属丝编织而成亦称筛网编织筛网通常为方孔或矩形孔孔尺寸大的可在 25mm 以上孔径小的可到 300目以上

（四）绢筛面 绢筛面由绢丝织成或称筛绢主要用于粉料的筛分在面粉工业中粉筛用量最大由于绢丝光滑柔软所以在筛面中极易移动而改变筛孔尺寸使用时必须用大框架绷紧较大孔的绢筛面都用绞织筛绢的材料为蚕丝或锦纶丝也可用两种材料混织

三筛面的运动方式 筛分机械工作过程的基础是物料与筛面的相对运动对于固定筛面而言则需要物料具有初始速度或是借重力产生的速度对于大多数筛分机械而言则需要借筛面运动的速度和加速度来产生物料与筛面的相对速度（如图 4-11 所示的各种筛面的运动方式）

（一）静止筛面 （二）往复运动筛面 （三）垂直圆运动筛面 （四）平面回转筛面 （五）旋转筛面

四筛面的传动方式 筛面的传动方式是每种筛分机械的主要特征它与支承机构决定了筛面的运动方式同一种筛面的运动方式也可有不同的传动方式

图 4-12 所示为常用的筛子传动方式

五摆动筛 摆动筛与振动筛的区别摆动筛又称摇动筛在食品工厂中常称为振动筛从物料在筛面上受力来看摆动筛与振动筛是不一样的摆动筛是以往复运动为主而以振动为辅摆动次数在 600 次 min以下振动筛在选矿和粮食筛选中常是一次筛分产品物料在筛面上是剧烈跳动的是以振动为主其振动次数为 800 ～ 1500次 min

（一）摆动筛结构特点 特点摆动筛的筛面是平的因而全部筛面都在工作制造和安装都比较容易结构简单调换筛面十分方便适用于多种物料的分级但是其动力平衡较差运行时连杆机构易损坏噪音较大

见图

（三）摆动筛主要技术参数 1 筛子结构主要有三种型式一种为钢条制成的一种是金属丝或丝线编织的一种是冲（钻）孔的薄金属板食品工厂常用最后一种型式为了减少筛孔被堵塞常将筛孔做成圆锥形孔由上向下逐渐增大其圆锥角以 7deg适

2 生产率生产能力 G 为 G=Bq 式中 Gmdashmdash生产能力 kgh Bmdashmdash筛面宽度m qmdashmdash筛面单位流量 kg m h

筛面单位流量主要与物料在筛面上的流速有关流量不能过大因此要提高 G 只能增大 B但筛宽和筛长有一定比例 B过大其结构庞大不便操作物料也不容易沿筛宽均匀散落筛宽一般在600 ～ 1200mm毫米内选取

3 物料运动特性 物料正向移动速度快显然可使物料层处于较薄状态从而增加过筛机会若该速度过快就需要较长的筛面否则就会造成来不及过筛的物料进入另一级中另外由于料层太薄物料在筛面上跳动过大而影响过筛机会

（四）摆动筛工作注意事项 由于摆动筛采用偏心曲轴连杆机构传动筛体往复运动时是变速运动由于加速度的影响使筛体产生的惯性力很大若不采取平衡措施就会造成筛体发生振动和噪音以致影响部件的使用寿命

要使筛体不发生剧烈振动或减少振动必须做到

（ 1 ）筛体的左右吊杆长短要一致（因有倾角存在故前后不一致）同时任何一根都不得扭曲变形

（ 2 ）保证筛面张紧和安装平整筛体不得向两侧倾斜

（ 3 ）偏心机构和连杆应与筛体的长轴线方向一致不得有偏差与扭曲更换偏心套时要成对更换

（ 4 ）偏心轴套与传动轴必须紧密配合不得松动偏心轴套在轴壳内滑动而不发生晃动轴壳与连杆连接处必须紧密平整并且在同一中心轴线上

（五）摆动筛惯性力的平衡 摆动筛中振动和平衡一对矛盾为了防止发生剧烈的振动除了在制造安装中保证其精度外设计上还必须采取措施通常的方法是采取平衡重平衡即在偏心装置上加设平衡重物或对称平衡即采取双筛体的方法平衡

1 平衡重平衡

2对称平衡法

六滚筒分级筛 见动画

1 滚筒 2 支承装置 3 收集料斗 4 传动装置 5 清筛装置

第三节 形状分级机械与设备 一三滚筒式分级机 应用范围主要用于球形体或近似球形的果蔬原料（苹果柑橘番茄桃子等）

全机结构驱动轮链轮出料输送带理料辊 分级原理 这种分级机的特点 工作过程

二颗粒形状分级设备 谷物颗粒料（如小麦大麦）等必须进行

精选和分级其主要原理是按颗粒长度进行分级以除去不必要的杂粒常用的精选机有滚筒精选机和碟片精选机两种其都是利用袋孔中嵌入长度不同的颗粒而带升高度不同的原理制成的如图 4-24和图4-25 所示

三带式分级机 1048708带式分级机工作原理 1048708国外生产的带式分级机有两种形式

第四节 光电分选分级机械与设备

一原理 利用紫外可见红外等光线和物体的相互作用而产生的吸收反射和吸收等现象对物料进行非接触式检测的方法是 20世纪60年代开始用于农产品和食品质量检验的新方法

根据物料的吸收和反射光谱可以鉴定物质的性质 例如利用紫外光作激励光源照射食品获得食品上的辐射荧光根据荧光的强度可以判别食品上附着的微生物的代谢物检出蛋品中霉菌花生类干果上附着的微生物及其代谢物如黄曲霉素

物料的吸收和反射光谱也可用于食品的异物检出用可见光作激励光源加上代替人眼的色彩传感器测定对象物的反射光或透射光可用于果品成熟度的判定谷类种子稻米水果的分选等作业领域

日本美国等正在开发用近红外光谱分析法无损检测水果的糖度和酸度的装置日本近年开发成功的米的食味计就是近红外分光分析仪装置和计算机系统结合的研究成果红外线法是利用红外吸收光谱测定食品的成分量例如牛乳的成分计等

（一）光与食品物料的相互作用 食品物料的光学特性 是指物料对投射到其表面上的光产生反射吸收透射漫射或受光照后激发出其他波长的光的性质物料是由许多微小的内部中间层组成的不同食品物料的物质种类组成不同因而在光学特性方面的反映也不尽相同

（二）食品物料的光特性应用技术 1 缺陷检测 食品和农产品的光特性已经被用于非破坏检

测方面的各种问题 2 成分分析 快速检测食品中的水分脂肪蛋白质氨基酸糖份酸度等化学成分的含量用于品质的监督和控制近红外光谱分析技术用于品质检测和控制是近年发展速度很快的一种全新的检测方法1048708

3 成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系并表现出表面或内部颜色的不同

最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

• Slide 1

分选清除物料中的异物及杂志 分级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

食品原料的清理机械是根据原料中杂物的不同而设计的杂物多种多样例如各种谷物豆类咖啡等粉粒料中含有泥土金属等杂物甜菜糖厂的加工原料甜菜中不仅含有泥土砂石金属等还有杂草茎叶等杂物乳品厂的原料牛乳中可能含有毛毛屑等根据食品原料中杂物性质的不同清理机械可进行如下的分类

食品分选分级的作用 （ 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

常用的分选与分级方法 1 按物料的宽度分选分级 按物料的宽度分级一般可采用筛分通常圆形孔可以对颗粒物料的宽度差别进行分选和分级长形筛孔可以针对颗粒物料的厚度差别进行分选和分级

2按物料的长度分选分级 按物料的长度分级利用旋转工作面上的袋孔（一般称为窝眼）对物料进行分选和分级长颗粒的重心不能进入袋孔而跌出短颗粒则被袋孔带上去另行倒出

3按物料的密度分选分级 按物料的密度分选和分级主要用于颗粒的粒度或形状相仿但密度不同的物料利用颗粒群的相对运动过程中产生的离析现象（或称为自动分级）进行分选和分级颗粒群的相对运动可以由工作面的摇动或气流造成

4 按物料的流体动力特性分选分级 利用物料的流体动力特性的差别在垂直水平或者倾斜的气流或水流中进行分选和分级实际上是综合了物料的粒度形状表面状态以及密度等各种因素进行的分选和分级其中水流分级主要用于不溶性物料如淀粉制造小麦去石等

5 按物料的电磁特性分选 按物料的电磁特性分选主要用于食品原料中去除铁杂质

6 按物料的光电特性分选分级 按物料的光电特性分选和分级是利用物料的表面的颜色差异分出物料中的异色物料如花生仁光电色选机大米色选机和果蔬分选机等

7 按物料的内部品质分级 按物料的内部品质分选和分级是根据物料的质量指标（如水分糖度酸度等化学含量）进行分选和分级采用的方法往往是物料的某些成分对光反射透射和吸收对电特性的影响对磁特性的影响对力学特性的影响对温度特性的影响等无损检测的方法

从食品的安全性和营养性考虑内部品质的分选和分级比其他的分选和分级更具有广泛的意义但由于涉及的相关领域的技术较多因此分选和分级的难度更大其关键问题是的如何获得可靠的信息和对获得的信息的提取与处理

8 按物料的其他性质分级 按物料的其他性质分级是指采用某些与物料的品质指标有关联的物理方法检测物料的内部品质并进行物料的分选分级如采用嗅觉传感器检测物料的味道采用计算机视觉系统检测物料的纹理灰度等

第二节 食品原料的清理机械 食品原料的清理机械是根据原料中杂物的不同而设计的杂物多种多样例如各种谷物豆类咖啡等粉粒料中含有泥土金属等杂物甜菜糖厂的加工原料甜菜中不仅含有泥土砂石金属等还有杂草茎叶等杂物乳品厂的原料牛乳中可能含有毛毛屑等根据食品原料中杂物性质的不同清理机械可进行如下的分类

一 食品原料清理机械的分类 （一）除石机 用于除去原料中的砂石常用的方法有筛选法或比重法筛选法是利用砂石的形状和体积大小与加工原料的不同利用筛孔形状和大小的不同除去砂石比重除石机是利用砂石与原料比重的不同在不断振动或外力（如风力水力离心力等）作用下除去砂石

比重去石机

（二）除草机 用于除去原料中的杂草茎叶等常用的方法是风选法和浮选法风选法是利用杂物与食品原料在空气中的悬浮速度不同通过风力进行除杂的方法浮选法是利用杂草茎叶在水中与食品原料所受的浮力不同把漂浮在水中的轻浮杂物除去

（三）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食品原料中的铁质杂物磁力除铁机有电磁式和永磁式两种形式

（四）过滤器 过滤器用于除去液体食品原料中的杂物如原料乳中的牛毛毛屑等常用方法是过滤法可在容器的入口或出口装上滤网或滤布过滤也可安装过滤器过滤

二 常用食品原料的清理机械 （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食品原料

工作原理 原料从筛子的一端移动到另一端过程中尺寸小于筛孔的物料落下而尺寸大于筛孔的物料经筛面从筛的另一端排出见动画

物料rarr 由进料斗 1rarr 控料闸rarr第一层筛面(筛孔较大 ) rarr 第二层筛面 (筛孔中间 出成品 )rarr 第三层筛面 ( 小 ) rarr 细杂三层筛的筛孔依次减小在吸风除尘等装置的配合下把物料中质轻的杂质也能清理出来

筛选法清理机工作状况图

（二）除石机 1 密度除石机如图所示为豆制品厂常用的

QSC 型密度除石机用来对豆类等物料清除密度比原料大的并肩石等重杂质的一种先进装备该机主要由进料筛体排石装置吹风装置偏心振动机构等部分组成

QSC 型密度除石机

筛孔形状 除石筛面一般用薄钢板冲压成双面突起鱼

鳞形筛孔除石机的筛孔不通过物料只作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影响物料的悬浮状态和除石效率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

鱼鳞筛孔的形状

精选室 筛面向后逐渐变窄后部是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吹风系统包括风机导风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

密度除石机的精选室

2 块根类原料除石机 该机是用来除去块根类原料中的石块泥砂图为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

转筒式除石机

（三）除草机 除草机是用来除去原料中的杂草茎叶麦杆等杂物的设备其形式多种多样图为块根类食品原料在清洗过程中除去杂草的典型设备胶带式除草机

（四）除铁机 原料在加工前必须经过严格的磁选除去夹在原料中的铁性杂质食品原料中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型式

电磁式除铁机磁力稳定性能可靠但必须保证一定的电流强度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 2~3 个盖板每个盖板上装有 2 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

溜管可连续的进行磁选永磁溜管结构简单不占地方

使用平板式除铁机的永磁安装结构示意图磁铁可安装一排或多排食品原料通过倾角为 30deg~40deg的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动的间隙小于 2mm当物料落在由非磁性材料制成的滚筒上时物料随滚筒一起转动而后自由排除而夹杂在食品原料总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

为了保障安全生产和产品质量在食品原料的粮食等物料加工的全过程中凡是高速运转的及其的前部都应装有磁选设备

第三节 振动分选机械 一振动分选机械的基本知识 振动分选一般是通过机械的振动（或其他形式的运动）将原料通过一层或数层带孔的筛面使物料按宽度或厚度分成若干个粒度级别的过程

每一层筛面都可以将物料分成筛过物（也叫筛下物）和筛余物（也叫筛上物）两部分

（一）筛分效率

ηmdashmdash筛分效率 Gmdashmdash筛分物料总量 kg Grsquomdashmdash筛过物料总量 kg xmdashmdash可筛过物的质量百分比

（二）筛面组合将各种粒度的混合物通过筛分分成若干个粒级或提高总的筛分效率

1 筛余物法筛余物法如图 4-5 （ a）所示将前道筛面的筛余物送至后道筛面再筛图中所示筛分产品从 I 到 IV 依次渐粗这种筛面组合的特点是先提细粒后提粗粒它的优点是粗粒料的筛分路线长筛面的检查清理维护方便缺点是所有大粒物料要从每层筛面流过不但筛面易磨损而且多数粗物料阻碍细粒料接触筛孔降低筛分效率

2 筛过物法筛过物法如图 4-5 （ b）所示将前道筛面的筛过物送至下道筛面再筛筛分产品从 I 到 IV以次渐细先提粗粒后提细粒它的优点是使筛面的负荷减轻有助于提高筛分效率同时筛面配置空间较紧凑

3 混合法混合法如图 4-5 （ c）所示这种方法综合了前二种方法的优点因此流程可以灵活多变不同的筛分物料都要根据其物料的具体特点粗细粒的含量以及筛分的要求来确定筛面的组合方式

（三）开孔率（筛面利用系数筛孔系数） 开孔率 （筛面利用系数）是指整个筛面上筛孔所

占的面积与总面积之比 对于编织筛面有

式中 Kmdashmdash开孔率 bmdashmdash孔边长 mm dmdashmdash编织丝直径mm

（四）物料穿过筛孔的概率 对于前者以编织面为例直径为 D 的颗粒在筛面上通过筛孔的可能性仅为

当 D 越接近孔尺寸 b时筛过的可能性越是大幅度降低一般可将超过筛孔 08 ～ 10的粒度级称为难筛颗粒

当颗粒虽为筛下级别但它与筛面的相对运动速度达到一定值以上时则完全没有通过筛孔的机会

二 筛面的种类和结构 （一）栅筛面 栅筛面采用具有一定截面形状的棒料按一定的间距排列而成通常用于物料的去杂粗筛

栅筛面的特点是结构简单

（二）板筛面 1 板筛面由金属薄板冲压而成又称冲孔筛面最常用的金属薄板厚度为 05 ～15mm

2 板筛面最常用的筛孔形状是圆孔和长孔圆孔是按颗粒的宽度进行分级长孔是按颗粒的厚度分级也有时采用三角形孔或异形孔

3筛面的筛分效率与孔眼的形状间距和排列有密切关系即影响筛分效率的不仅是筛面的开孔率筛孔的排列也影响到颗粒接触和穿过筛孔的机会

（三）金属丝编织筛面 金属丝编织筛面由金属丝编织而成亦称筛网编织筛网通常为方孔或矩形孔孔尺寸大的可在 25mm 以上孔径小的可到 300目以上

（四）绢筛面 绢筛面由绢丝织成或称筛绢主要用于粉料的筛分在面粉工业中粉筛用量最大由于绢丝光滑柔软所以在筛面中极易移动而改变筛孔尺寸使用时必须用大框架绷紧较大孔的绢筛面都用绞织筛绢的材料为蚕丝或锦纶丝也可用两种材料混织

三筛面的运动方式 筛分机械工作过程的基础是物料与筛面的相对运动对于固定筛面而言则需要物料具有初始速度或是借重力产生的速度对于大多数筛分机械而言则需要借筛面运动的速度和加速度来产生物料与筛面的相对速度（如图 4-11 所示的各种筛面的运动方式）

（一）静止筛面 （二）往复运动筛面 （三）垂直圆运动筛面 （四）平面回转筛面 （五）旋转筛面

四筛面的传动方式 筛面的传动方式是每种筛分机械的主要特征它与支承机构决定了筛面的运动方式同一种筛面的运动方式也可有不同的传动方式

图 4-12 所示为常用的筛子传动方式

五摆动筛 摆动筛与振动筛的区别摆动筛又称摇动筛在食品工厂中常称为振动筛从物料在筛面上受力来看摆动筛与振动筛是不一样的摆动筛是以往复运动为主而以振动为辅摆动次数在 600 次 min以下振动筛在选矿和粮食筛选中常是一次筛分产品物料在筛面上是剧烈跳动的是以振动为主其振动次数为 800 ～ 1500次 min

（一）摆动筛结构特点 特点摆动筛的筛面是平的因而全部筛面都在工作制造和安装都比较容易结构简单调换筛面十分方便适用于多种物料的分级但是其动力平衡较差运行时连杆机构易损坏噪音较大

见图

（三）摆动筛主要技术参数 1 筛子结构主要有三种型式一种为钢条制成的一种是金属丝或丝线编织的一种是冲（钻）孔的薄金属板食品工厂常用最后一种型式为了减少筛孔被堵塞常将筛孔做成圆锥形孔由上向下逐渐增大其圆锥角以 7deg适

2 生产率生产能力 G 为 G=Bq 式中 Gmdashmdash生产能力 kgh Bmdashmdash筛面宽度m qmdashmdash筛面单位流量 kg m h

筛面单位流量主要与物料在筛面上的流速有关流量不能过大因此要提高 G 只能增大 B但筛宽和筛长有一定比例 B过大其结构庞大不便操作物料也不容易沿筛宽均匀散落筛宽一般在600 ～ 1200mm毫米内选取

3 物料运动特性 物料正向移动速度快显然可使物料层处于较薄状态从而增加过筛机会若该速度过快就需要较长的筛面否则就会造成来不及过筛的物料进入另一级中另外由于料层太薄物料在筛面上跳动过大而影响过筛机会

（四）摆动筛工作注意事项 由于摆动筛采用偏心曲轴连杆机构传动筛体往复运动时是变速运动由于加速度的影响使筛体产生的惯性力很大若不采取平衡措施就会造成筛体发生振动和噪音以致影响部件的使用寿命

要使筛体不发生剧烈振动或减少振动必须做到

（ 1 ）筛体的左右吊杆长短要一致（因有倾角存在故前后不一致）同时任何一根都不得扭曲变形

（ 2 ）保证筛面张紧和安装平整筛体不得向两侧倾斜

（ 3 ）偏心机构和连杆应与筛体的长轴线方向一致不得有偏差与扭曲更换偏心套时要成对更换

（ 4 ）偏心轴套与传动轴必须紧密配合不得松动偏心轴套在轴壳内滑动而不发生晃动轴壳与连杆连接处必须紧密平整并且在同一中心轴线上

（五）摆动筛惯性力的平衡 摆动筛中振动和平衡一对矛盾为了防止发生剧烈的振动除了在制造安装中保证其精度外设计上还必须采取措施通常的方法是采取平衡重平衡即在偏心装置上加设平衡重物或对称平衡即采取双筛体的方法平衡

1 平衡重平衡

2对称平衡法

六滚筒分级筛 见动画

1 滚筒 2 支承装置 3 收集料斗 4 传动装置 5 清筛装置

第三节 形状分级机械与设备 一三滚筒式分级机 应用范围主要用于球形体或近似球形的果蔬原料（苹果柑橘番茄桃子等）

全机结构驱动轮链轮出料输送带理料辊 分级原理 这种分级机的特点 工作过程

二颗粒形状分级设备 谷物颗粒料（如小麦大麦）等必须进行

精选和分级其主要原理是按颗粒长度进行分级以除去不必要的杂粒常用的精选机有滚筒精选机和碟片精选机两种其都是利用袋孔中嵌入长度不同的颗粒而带升高度不同的原理制成的如图 4-24和图4-25 所示

三带式分级机 1048708带式分级机工作原理 1048708国外生产的带式分级机有两种形式

第四节 光电分选分级机械与设备

一原理 利用紫外可见红外等光线和物体的相互作用而产生的吸收反射和吸收等现象对物料进行非接触式检测的方法是 20世纪60年代开始用于农产品和食品质量检验的新方法

根据物料的吸收和反射光谱可以鉴定物质的性质 例如利用紫外光作激励光源照射食品获得食品上的辐射荧光根据荧光的强度可以判别食品上附着的微生物的代谢物检出蛋品中霉菌花生类干果上附着的微生物及其代谢物如黄曲霉素

物料的吸收和反射光谱也可用于食品的异物检出用可见光作激励光源加上代替人眼的色彩传感器测定对象物的反射光或透射光可用于果品成熟度的判定谷类种子稻米水果的分选等作业领域

日本美国等正在开发用近红外光谱分析法无损检测水果的糖度和酸度的装置日本近年开发成功的米的食味计就是近红外分光分析仪装置和计算机系统结合的研究成果红外线法是利用红外吸收光谱测定食品的成分量例如牛乳的成分计等

（一）光与食品物料的相互作用 食品物料的光学特性 是指物料对投射到其表面上的光产生反射吸收透射漫射或受光照后激发出其他波长的光的性质物料是由许多微小的内部中间层组成的不同食品物料的物质种类组成不同因而在光学特性方面的反映也不尽相同

（二）食品物料的光特性应用技术 1 缺陷检测 食品和农产品的光特性已经被用于非破坏检

测方面的各种问题 2 成分分析 快速检测食品中的水分脂肪蛋白质氨基酸糖份酸度等化学成分的含量用于品质的监督和控制近红外光谱分析技术用于品质检测和控制是近年发展速度很快的一种全新的检测方法1048708

3 成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系并表现出表面或内部颜色的不同

最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

• Slide 1

食品原料的清理机械是根据原料中杂物的不同而设计的杂物多种多样例如各种谷物豆类咖啡等粉粒料中含有泥土金属等杂物甜菜糖厂的加工原料甜菜中不仅含有泥土砂石金属等还有杂草茎叶等杂物乳品厂的原料牛乳中可能含有毛毛屑等根据食品原料中杂物性质的不同清理机械可进行如下的分类

食品分选分级的作用 （ 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

常用的分选与分级方法 1 按物料的宽度分选分级 按物料的宽度分级一般可采用筛分通常圆形孔可以对颗粒物料的宽度差别进行分选和分级长形筛孔可以针对颗粒物料的厚度差别进行分选和分级

2按物料的长度分选分级 按物料的长度分级利用旋转工作面上的袋孔（一般称为窝眼）对物料进行分选和分级长颗粒的重心不能进入袋孔而跌出短颗粒则被袋孔带上去另行倒出

3按物料的密度分选分级 按物料的密度分选和分级主要用于颗粒的粒度或形状相仿但密度不同的物料利用颗粒群的相对运动过程中产生的离析现象（或称为自动分级）进行分选和分级颗粒群的相对运动可以由工作面的摇动或气流造成

4 按物料的流体动力特性分选分级 利用物料的流体动力特性的差别在垂直水平或者倾斜的气流或水流中进行分选和分级实际上是综合了物料的粒度形状表面状态以及密度等各种因素进行的分选和分级其中水流分级主要用于不溶性物料如淀粉制造小麦去石等

5 按物料的电磁特性分选 按物料的电磁特性分选主要用于食品原料中去除铁杂质

6 按物料的光电特性分选分级 按物料的光电特性分选和分级是利用物料的表面的颜色差异分出物料中的异色物料如花生仁光电色选机大米色选机和果蔬分选机等

7 按物料的内部品质分级 按物料的内部品质分选和分级是根据物料的质量指标（如水分糖度酸度等化学含量）进行分选和分级采用的方法往往是物料的某些成分对光反射透射和吸收对电特性的影响对磁特性的影响对力学特性的影响对温度特性的影响等无损检测的方法

从食品的安全性和营养性考虑内部品质的分选和分级比其他的分选和分级更具有广泛的意义但由于涉及的相关领域的技术较多因此分选和分级的难度更大其关键问题是的如何获得可靠的信息和对获得的信息的提取与处理

8 按物料的其他性质分级 按物料的其他性质分级是指采用某些与物料的品质指标有关联的物理方法检测物料的内部品质并进行物料的分选分级如采用嗅觉传感器检测物料的味道采用计算机视觉系统检测物料的纹理灰度等

第二节 食品原料的清理机械 食品原料的清理机械是根据原料中杂物的不同而设计的杂物多种多样例如各种谷物豆类咖啡等粉粒料中含有泥土金属等杂物甜菜糖厂的加工原料甜菜中不仅含有泥土砂石金属等还有杂草茎叶等杂物乳品厂的原料牛乳中可能含有毛毛屑等根据食品原料中杂物性质的不同清理机械可进行如下的分类

一 食品原料清理机械的分类 （一）除石机 用于除去原料中的砂石常用的方法有筛选法或比重法筛选法是利用砂石的形状和体积大小与加工原料的不同利用筛孔形状和大小的不同除去砂石比重除石机是利用砂石与原料比重的不同在不断振动或外力（如风力水力离心力等）作用下除去砂石

比重去石机

（二）除草机 用于除去原料中的杂草茎叶等常用的方法是风选法和浮选法风选法是利用杂物与食品原料在空气中的悬浮速度不同通过风力进行除杂的方法浮选法是利用杂草茎叶在水中与食品原料所受的浮力不同把漂浮在水中的轻浮杂物除去

（三）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食品原料中的铁质杂物磁力除铁机有电磁式和永磁式两种形式

（四）过滤器 过滤器用于除去液体食品原料中的杂物如原料乳中的牛毛毛屑等常用方法是过滤法可在容器的入口或出口装上滤网或滤布过滤也可安装过滤器过滤

二 常用食品原料的清理机械 （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食品原料

工作原理 原料从筛子的一端移动到另一端过程中尺寸小于筛孔的物料落下而尺寸大于筛孔的物料经筛面从筛的另一端排出见动画

物料rarr 由进料斗 1rarr 控料闸rarr第一层筛面(筛孔较大 ) rarr 第二层筛面 (筛孔中间 出成品 )rarr 第三层筛面 ( 小 ) rarr 细杂三层筛的筛孔依次减小在吸风除尘等装置的配合下把物料中质轻的杂质也能清理出来

筛选法清理机工作状况图

（二）除石机 1 密度除石机如图所示为豆制品厂常用的

QSC 型密度除石机用来对豆类等物料清除密度比原料大的并肩石等重杂质的一种先进装备该机主要由进料筛体排石装置吹风装置偏心振动机构等部分组成

QSC 型密度除石机

筛孔形状 除石筛面一般用薄钢板冲压成双面突起鱼

鳞形筛孔除石机的筛孔不通过物料只作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影响物料的悬浮状态和除石效率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

鱼鳞筛孔的形状

精选室 筛面向后逐渐变窄后部是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吹风系统包括风机导风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

密度除石机的精选室

2 块根类原料除石机 该机是用来除去块根类原料中的石块泥砂图为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

转筒式除石机

（三）除草机 除草机是用来除去原料中的杂草茎叶麦杆等杂物的设备其形式多种多样图为块根类食品原料在清洗过程中除去杂草的典型设备胶带式除草机

（四）除铁机 原料在加工前必须经过严格的磁选除去夹在原料中的铁性杂质食品原料中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型式

电磁式除铁机磁力稳定性能可靠但必须保证一定的电流强度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 2~3 个盖板每个盖板上装有 2 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

溜管可连续的进行磁选永磁溜管结构简单不占地方

使用平板式除铁机的永磁安装结构示意图磁铁可安装一排或多排食品原料通过倾角为 30deg~40deg的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动的间隙小于 2mm当物料落在由非磁性材料制成的滚筒上时物料随滚筒一起转动而后自由排除而夹杂在食品原料总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

为了保障安全生产和产品质量在食品原料的粮食等物料加工的全过程中凡是高速运转的及其的前部都应装有磁选设备

第三节 振动分选机械 一振动分选机械的基本知识 振动分选一般是通过机械的振动（或其他形式的运动）将原料通过一层或数层带孔的筛面使物料按宽度或厚度分成若干个粒度级别的过程

每一层筛面都可以将物料分成筛过物（也叫筛下物）和筛余物（也叫筛上物）两部分

（一）筛分效率

ηmdashmdash筛分效率 Gmdashmdash筛分物料总量 kg Grsquomdashmdash筛过物料总量 kg xmdashmdash可筛过物的质量百分比

（二）筛面组合将各种粒度的混合物通过筛分分成若干个粒级或提高总的筛分效率

1 筛余物法筛余物法如图 4-5 （ a）所示将前道筛面的筛余物送至后道筛面再筛图中所示筛分产品从 I 到 IV 依次渐粗这种筛面组合的特点是先提细粒后提粗粒它的优点是粗粒料的筛分路线长筛面的检查清理维护方便缺点是所有大粒物料要从每层筛面流过不但筛面易磨损而且多数粗物料阻碍细粒料接触筛孔降低筛分效率

2 筛过物法筛过物法如图 4-5 （ b）所示将前道筛面的筛过物送至下道筛面再筛筛分产品从 I 到 IV以次渐细先提粗粒后提细粒它的优点是使筛面的负荷减轻有助于提高筛分效率同时筛面配置空间较紧凑

3 混合法混合法如图 4-5 （ c）所示这种方法综合了前二种方法的优点因此流程可以灵活多变不同的筛分物料都要根据其物料的具体特点粗细粒的含量以及筛分的要求来确定筛面的组合方式

（三）开孔率（筛面利用系数筛孔系数） 开孔率 （筛面利用系数）是指整个筛面上筛孔所

占的面积与总面积之比 对于编织筛面有

式中 Kmdashmdash开孔率 bmdashmdash孔边长 mm dmdashmdash编织丝直径mm

（四）物料穿过筛孔的概率 对于前者以编织面为例直径为 D 的颗粒在筛面上通过筛孔的可能性仅为

当 D 越接近孔尺寸 b时筛过的可能性越是大幅度降低一般可将超过筛孔 08 ～ 10的粒度级称为难筛颗粒

当颗粒虽为筛下级别但它与筛面的相对运动速度达到一定值以上时则完全没有通过筛孔的机会

二 筛面的种类和结构 （一）栅筛面 栅筛面采用具有一定截面形状的棒料按一定的间距排列而成通常用于物料的去杂粗筛

栅筛面的特点是结构简单

（二）板筛面 1 板筛面由金属薄板冲压而成又称冲孔筛面最常用的金属薄板厚度为 05 ～15mm

2 板筛面最常用的筛孔形状是圆孔和长孔圆孔是按颗粒的宽度进行分级长孔是按颗粒的厚度分级也有时采用三角形孔或异形孔

3筛面的筛分效率与孔眼的形状间距和排列有密切关系即影响筛分效率的不仅是筛面的开孔率筛孔的排列也影响到颗粒接触和穿过筛孔的机会

（三）金属丝编织筛面 金属丝编织筛面由金属丝编织而成亦称筛网编织筛网通常为方孔或矩形孔孔尺寸大的可在 25mm 以上孔径小的可到 300目以上

（四）绢筛面 绢筛面由绢丝织成或称筛绢主要用于粉料的筛分在面粉工业中粉筛用量最大由于绢丝光滑柔软所以在筛面中极易移动而改变筛孔尺寸使用时必须用大框架绷紧较大孔的绢筛面都用绞织筛绢的材料为蚕丝或锦纶丝也可用两种材料混织

三筛面的运动方式 筛分机械工作过程的基础是物料与筛面的相对运动对于固定筛面而言则需要物料具有初始速度或是借重力产生的速度对于大多数筛分机械而言则需要借筛面运动的速度和加速度来产生物料与筛面的相对速度（如图 4-11 所示的各种筛面的运动方式）

（一）静止筛面 （二）往复运动筛面 （三）垂直圆运动筛面 （四）平面回转筛面 （五）旋转筛面

四筛面的传动方式 筛面的传动方式是每种筛分机械的主要特征它与支承机构决定了筛面的运动方式同一种筛面的运动方式也可有不同的传动方式

图 4-12 所示为常用的筛子传动方式

五摆动筛 摆动筛与振动筛的区别摆动筛又称摇动筛在食品工厂中常称为振动筛从物料在筛面上受力来看摆动筛与振动筛是不一样的摆动筛是以往复运动为主而以振动为辅摆动次数在 600 次 min以下振动筛在选矿和粮食筛选中常是一次筛分产品物料在筛面上是剧烈跳动的是以振动为主其振动次数为 800 ～ 1500次 min

（一）摆动筛结构特点 特点摆动筛的筛面是平的因而全部筛面都在工作制造和安装都比较容易结构简单调换筛面十分方便适用于多种物料的分级但是其动力平衡较差运行时连杆机构易损坏噪音较大

见图

（三）摆动筛主要技术参数 1 筛子结构主要有三种型式一种为钢条制成的一种是金属丝或丝线编织的一种是冲（钻）孔的薄金属板食品工厂常用最后一种型式为了减少筛孔被堵塞常将筛孔做成圆锥形孔由上向下逐渐增大其圆锥角以 7deg适

2 生产率生产能力 G 为 G=Bq 式中 Gmdashmdash生产能力 kgh Bmdashmdash筛面宽度m qmdashmdash筛面单位流量 kg m h

筛面单位流量主要与物料在筛面上的流速有关流量不能过大因此要提高 G 只能增大 B但筛宽和筛长有一定比例 B过大其结构庞大不便操作物料也不容易沿筛宽均匀散落筛宽一般在600 ～ 1200mm毫米内选取

3 物料运动特性 物料正向移动速度快显然可使物料层处于较薄状态从而增加过筛机会若该速度过快就需要较长的筛面否则就会造成来不及过筛的物料进入另一级中另外由于料层太薄物料在筛面上跳动过大而影响过筛机会

（四）摆动筛工作注意事项 由于摆动筛采用偏心曲轴连杆机构传动筛体往复运动时是变速运动由于加速度的影响使筛体产生的惯性力很大若不采取平衡措施就会造成筛体发生振动和噪音以致影响部件的使用寿命

要使筛体不发生剧烈振动或减少振动必须做到

（ 1 ）筛体的左右吊杆长短要一致（因有倾角存在故前后不一致）同时任何一根都不得扭曲变形

（ 2 ）保证筛面张紧和安装平整筛体不得向两侧倾斜

（ 3 ）偏心机构和连杆应与筛体的长轴线方向一致不得有偏差与扭曲更换偏心套时要成对更换

（ 4 ）偏心轴套与传动轴必须紧密配合不得松动偏心轴套在轴壳内滑动而不发生晃动轴壳与连杆连接处必须紧密平整并且在同一中心轴线上

（五）摆动筛惯性力的平衡 摆动筛中振动和平衡一对矛盾为了防止发生剧烈的振动除了在制造安装中保证其精度外设计上还必须采取措施通常的方法是采取平衡重平衡即在偏心装置上加设平衡重物或对称平衡即采取双筛体的方法平衡

1 平衡重平衡

2对称平衡法

六滚筒分级筛 见动画

1 滚筒 2 支承装置 3 收集料斗 4 传动装置 5 清筛装置

第三节 形状分级机械与设备 一三滚筒式分级机 应用范围主要用于球形体或近似球形的果蔬原料（苹果柑橘番茄桃子等）

全机结构驱动轮链轮出料输送带理料辊 分级原理 这种分级机的特点 工作过程

二颗粒形状分级设备 谷物颗粒料（如小麦大麦）等必须进行

精选和分级其主要原理是按颗粒长度进行分级以除去不必要的杂粒常用的精选机有滚筒精选机和碟片精选机两种其都是利用袋孔中嵌入长度不同的颗粒而带升高度不同的原理制成的如图 4-24和图4-25 所示

三带式分级机 1048708带式分级机工作原理 1048708国外生产的带式分级机有两种形式

第四节 光电分选分级机械与设备

一原理 利用紫外可见红外等光线和物体的相互作用而产生的吸收反射和吸收等现象对物料进行非接触式检测的方法是 20世纪60年代开始用于农产品和食品质量检验的新方法

根据物料的吸收和反射光谱可以鉴定物质的性质 例如利用紫外光作激励光源照射食品获得食品上的辐射荧光根据荧光的强度可以判别食品上附着的微生物的代谢物检出蛋品中霉菌花生类干果上附着的微生物及其代谢物如黄曲霉素

物料的吸收和反射光谱也可用于食品的异物检出用可见光作激励光源加上代替人眼的色彩传感器测定对象物的反射光或透射光可用于果品成熟度的判定谷类种子稻米水果的分选等作业领域

日本美国等正在开发用近红外光谱分析法无损检测水果的糖度和酸度的装置日本近年开发成功的米的食味计就是近红外分光分析仪装置和计算机系统结合的研究成果红外线法是利用红外吸收光谱测定食品的成分量例如牛乳的成分计等

（一）光与食品物料的相互作用 食品物料的光学特性 是指物料对投射到其表面上的光产生反射吸收透射漫射或受光照后激发出其他波长的光的性质物料是由许多微小的内部中间层组成的不同食品物料的物质种类组成不同因而在光学特性方面的反映也不尽相同

（二）食品物料的光特性应用技术 1 缺陷检测 食品和农产品的光特性已经被用于非破坏检

测方面的各种问题 2 成分分析 快速检测食品中的水分脂肪蛋白质氨基酸糖份酸度等化学成分的含量用于品质的监督和控制近红外光谱分析技术用于品质检测和控制是近年发展速度很快的一种全新的检测方法1048708

3 成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系并表现出表面或内部颜色的不同

最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

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食品分选分级的作用 （ 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

常用的分选与分级方法 1 按物料的宽度分选分级 按物料的宽度分级一般可采用筛分通常圆形孔可以对颗粒物料的宽度差别进行分选和分级长形筛孔可以针对颗粒物料的厚度差别进行分选和分级

2按物料的长度分选分级 按物料的长度分级利用旋转工作面上的袋孔（一般称为窝眼）对物料进行分选和分级长颗粒的重心不能进入袋孔而跌出短颗粒则被袋孔带上去另行倒出

3按物料的密度分选分级 按物料的密度分选和分级主要用于颗粒的粒度或形状相仿但密度不同的物料利用颗粒群的相对运动过程中产生的离析现象（或称为自动分级）进行分选和分级颗粒群的相对运动可以由工作面的摇动或气流造成

4 按物料的流体动力特性分选分级 利用物料的流体动力特性的差别在垂直水平或者倾斜的气流或水流中进行分选和分级实际上是综合了物料的粒度形状表面状态以及密度等各种因素进行的分选和分级其中水流分级主要用于不溶性物料如淀粉制造小麦去石等

5 按物料的电磁特性分选 按物料的电磁特性分选主要用于食品原料中去除铁杂质

6 按物料的光电特性分选分级 按物料的光电特性分选和分级是利用物料的表面的颜色差异分出物料中的异色物料如花生仁光电色选机大米色选机和果蔬分选机等

7 按物料的内部品质分级 按物料的内部品质分选和分级是根据物料的质量指标（如水分糖度酸度等化学含量）进行分选和分级采用的方法往往是物料的某些成分对光反射透射和吸收对电特性的影响对磁特性的影响对力学特性的影响对温度特性的影响等无损检测的方法

从食品的安全性和营养性考虑内部品质的分选和分级比其他的分选和分级更具有广泛的意义但由于涉及的相关领域的技术较多因此分选和分级的难度更大其关键问题是的如何获得可靠的信息和对获得的信息的提取与处理

8 按物料的其他性质分级 按物料的其他性质分级是指采用某些与物料的品质指标有关联的物理方法检测物料的内部品质并进行物料的分选分级如采用嗅觉传感器检测物料的味道采用计算机视觉系统检测物料的纹理灰度等

第二节 食品原料的清理机械 食品原料的清理机械是根据原料中杂物的不同而设计的杂物多种多样例如各种谷物豆类咖啡等粉粒料中含有泥土金属等杂物甜菜糖厂的加工原料甜菜中不仅含有泥土砂石金属等还有杂草茎叶等杂物乳品厂的原料牛乳中可能含有毛毛屑等根据食品原料中杂物性质的不同清理机械可进行如下的分类

一 食品原料清理机械的分类 （一）除石机 用于除去原料中的砂石常用的方法有筛选法或比重法筛选法是利用砂石的形状和体积大小与加工原料的不同利用筛孔形状和大小的不同除去砂石比重除石机是利用砂石与原料比重的不同在不断振动或外力（如风力水力离心力等）作用下除去砂石

比重去石机

（二）除草机 用于除去原料中的杂草茎叶等常用的方法是风选法和浮选法风选法是利用杂物与食品原料在空气中的悬浮速度不同通过风力进行除杂的方法浮选法是利用杂草茎叶在水中与食品原料所受的浮力不同把漂浮在水中的轻浮杂物除去

（三）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食品原料中的铁质杂物磁力除铁机有电磁式和永磁式两种形式

（四）过滤器 过滤器用于除去液体食品原料中的杂物如原料乳中的牛毛毛屑等常用方法是过滤法可在容器的入口或出口装上滤网或滤布过滤也可安装过滤器过滤

二 常用食品原料的清理机械 （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食品原料

工作原理 原料从筛子的一端移动到另一端过程中尺寸小于筛孔的物料落下而尺寸大于筛孔的物料经筛面从筛的另一端排出见动画

物料rarr 由进料斗 1rarr 控料闸rarr第一层筛面(筛孔较大 ) rarr 第二层筛面 (筛孔中间 出成品 )rarr 第三层筛面 ( 小 ) rarr 细杂三层筛的筛孔依次减小在吸风除尘等装置的配合下把物料中质轻的杂质也能清理出来

筛选法清理机工作状况图

（二）除石机 1 密度除石机如图所示为豆制品厂常用的

QSC 型密度除石机用来对豆类等物料清除密度比原料大的并肩石等重杂质的一种先进装备该机主要由进料筛体排石装置吹风装置偏心振动机构等部分组成

QSC 型密度除石机

筛孔形状 除石筛面一般用薄钢板冲压成双面突起鱼

鳞形筛孔除石机的筛孔不通过物料只作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影响物料的悬浮状态和除石效率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

鱼鳞筛孔的形状

精选室 筛面向后逐渐变窄后部是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吹风系统包括风机导风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

密度除石机的精选室

2 块根类原料除石机 该机是用来除去块根类原料中的石块泥砂图为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

转筒式除石机

（三）除草机 除草机是用来除去原料中的杂草茎叶麦杆等杂物的设备其形式多种多样图为块根类食品原料在清洗过程中除去杂草的典型设备胶带式除草机

（四）除铁机 原料在加工前必须经过严格的磁选除去夹在原料中的铁性杂质食品原料中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型式

电磁式除铁机磁力稳定性能可靠但必须保证一定的电流强度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 2~3 个盖板每个盖板上装有 2 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

溜管可连续的进行磁选永磁溜管结构简单不占地方

使用平板式除铁机的永磁安装结构示意图磁铁可安装一排或多排食品原料通过倾角为 30deg~40deg的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动的间隙小于 2mm当物料落在由非磁性材料制成的滚筒上时物料随滚筒一起转动而后自由排除而夹杂在食品原料总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

为了保障安全生产和产品质量在食品原料的粮食等物料加工的全过程中凡是高速运转的及其的前部都应装有磁选设备

第三节 振动分选机械 一振动分选机械的基本知识 振动分选一般是通过机械的振动（或其他形式的运动）将原料通过一层或数层带孔的筛面使物料按宽度或厚度分成若干个粒度级别的过程

每一层筛面都可以将物料分成筛过物（也叫筛下物）和筛余物（也叫筛上物）两部分

（一）筛分效率

ηmdashmdash筛分效率 Gmdashmdash筛分物料总量 kg Grsquomdashmdash筛过物料总量 kg xmdashmdash可筛过物的质量百分比

（二）筛面组合将各种粒度的混合物通过筛分分成若干个粒级或提高总的筛分效率

1 筛余物法筛余物法如图 4-5 （ a）所示将前道筛面的筛余物送至后道筛面再筛图中所示筛分产品从 I 到 IV 依次渐粗这种筛面组合的特点是先提细粒后提粗粒它的优点是粗粒料的筛分路线长筛面的检查清理维护方便缺点是所有大粒物料要从每层筛面流过不但筛面易磨损而且多数粗物料阻碍细粒料接触筛孔降低筛分效率

2 筛过物法筛过物法如图 4-5 （ b）所示将前道筛面的筛过物送至下道筛面再筛筛分产品从 I 到 IV以次渐细先提粗粒后提细粒它的优点是使筛面的负荷减轻有助于提高筛分效率同时筛面配置空间较紧凑

3 混合法混合法如图 4-5 （ c）所示这种方法综合了前二种方法的优点因此流程可以灵活多变不同的筛分物料都要根据其物料的具体特点粗细粒的含量以及筛分的要求来确定筛面的组合方式

（三）开孔率（筛面利用系数筛孔系数） 开孔率 （筛面利用系数）是指整个筛面上筛孔所

占的面积与总面积之比 对于编织筛面有

式中 Kmdashmdash开孔率 bmdashmdash孔边长 mm dmdashmdash编织丝直径mm

（四）物料穿过筛孔的概率 对于前者以编织面为例直径为 D 的颗粒在筛面上通过筛孔的可能性仅为

当 D 越接近孔尺寸 b时筛过的可能性越是大幅度降低一般可将超过筛孔 08 ～ 10的粒度级称为难筛颗粒

当颗粒虽为筛下级别但它与筛面的相对运动速度达到一定值以上时则完全没有通过筛孔的机会

二 筛面的种类和结构 （一）栅筛面 栅筛面采用具有一定截面形状的棒料按一定的间距排列而成通常用于物料的去杂粗筛

栅筛面的特点是结构简单

（二）板筛面 1 板筛面由金属薄板冲压而成又称冲孔筛面最常用的金属薄板厚度为 05 ～15mm

2 板筛面最常用的筛孔形状是圆孔和长孔圆孔是按颗粒的宽度进行分级长孔是按颗粒的厚度分级也有时采用三角形孔或异形孔

3筛面的筛分效率与孔眼的形状间距和排列有密切关系即影响筛分效率的不仅是筛面的开孔率筛孔的排列也影响到颗粒接触和穿过筛孔的机会

（三）金属丝编织筛面 金属丝编织筛面由金属丝编织而成亦称筛网编织筛网通常为方孔或矩形孔孔尺寸大的可在 25mm 以上孔径小的可到 300目以上

（四）绢筛面 绢筛面由绢丝织成或称筛绢主要用于粉料的筛分在面粉工业中粉筛用量最大由于绢丝光滑柔软所以在筛面中极易移动而改变筛孔尺寸使用时必须用大框架绷紧较大孔的绢筛面都用绞织筛绢的材料为蚕丝或锦纶丝也可用两种材料混织

三筛面的运动方式 筛分机械工作过程的基础是物料与筛面的相对运动对于固定筛面而言则需要物料具有初始速度或是借重力产生的速度对于大多数筛分机械而言则需要借筛面运动的速度和加速度来产生物料与筛面的相对速度（如图 4-11 所示的各种筛面的运动方式）

（一）静止筛面 （二）往复运动筛面 （三）垂直圆运动筛面 （四）平面回转筛面 （五）旋转筛面

四筛面的传动方式 筛面的传动方式是每种筛分机械的主要特征它与支承机构决定了筛面的运动方式同一种筛面的运动方式也可有不同的传动方式

图 4-12 所示为常用的筛子传动方式

五摆动筛 摆动筛与振动筛的区别摆动筛又称摇动筛在食品工厂中常称为振动筛从物料在筛面上受力来看摆动筛与振动筛是不一样的摆动筛是以往复运动为主而以振动为辅摆动次数在 600 次 min以下振动筛在选矿和粮食筛选中常是一次筛分产品物料在筛面上是剧烈跳动的是以振动为主其振动次数为 800 ～ 1500次 min

（一）摆动筛结构特点 特点摆动筛的筛面是平的因而全部筛面都在工作制造和安装都比较容易结构简单调换筛面十分方便适用于多种物料的分级但是其动力平衡较差运行时连杆机构易损坏噪音较大

见图

（三）摆动筛主要技术参数 1 筛子结构主要有三种型式一种为钢条制成的一种是金属丝或丝线编织的一种是冲（钻）孔的薄金属板食品工厂常用最后一种型式为了减少筛孔被堵塞常将筛孔做成圆锥形孔由上向下逐渐增大其圆锥角以 7deg适

2 生产率生产能力 G 为 G=Bq 式中 Gmdashmdash生产能力 kgh Bmdashmdash筛面宽度m qmdashmdash筛面单位流量 kg m h

筛面单位流量主要与物料在筛面上的流速有关流量不能过大因此要提高 G 只能增大 B但筛宽和筛长有一定比例 B过大其结构庞大不便操作物料也不容易沿筛宽均匀散落筛宽一般在600 ～ 1200mm毫米内选取

3 物料运动特性 物料正向移动速度快显然可使物料层处于较薄状态从而增加过筛机会若该速度过快就需要较长的筛面否则就会造成来不及过筛的物料进入另一级中另外由于料层太薄物料在筛面上跳动过大而影响过筛机会

（四）摆动筛工作注意事项 由于摆动筛采用偏心曲轴连杆机构传动筛体往复运动时是变速运动由于加速度的影响使筛体产生的惯性力很大若不采取平衡措施就会造成筛体发生振动和噪音以致影响部件的使用寿命

要使筛体不发生剧烈振动或减少振动必须做到

（ 1 ）筛体的左右吊杆长短要一致（因有倾角存在故前后不一致）同时任何一根都不得扭曲变形

（ 2 ）保证筛面张紧和安装平整筛体不得向两侧倾斜

（ 3 ）偏心机构和连杆应与筛体的长轴线方向一致不得有偏差与扭曲更换偏心套时要成对更换

（ 4 ）偏心轴套与传动轴必须紧密配合不得松动偏心轴套在轴壳内滑动而不发生晃动轴壳与连杆连接处必须紧密平整并且在同一中心轴线上

（五）摆动筛惯性力的平衡 摆动筛中振动和平衡一对矛盾为了防止发生剧烈的振动除了在制造安装中保证其精度外设计上还必须采取措施通常的方法是采取平衡重平衡即在偏心装置上加设平衡重物或对称平衡即采取双筛体的方法平衡

1 平衡重平衡

2对称平衡法

六滚筒分级筛 见动画

1 滚筒 2 支承装置 3 收集料斗 4 传动装置 5 清筛装置

第三节 形状分级机械与设备 一三滚筒式分级机 应用范围主要用于球形体或近似球形的果蔬原料（苹果柑橘番茄桃子等）

全机结构驱动轮链轮出料输送带理料辊 分级原理 这种分级机的特点 工作过程

二颗粒形状分级设备 谷物颗粒料（如小麦大麦）等必须进行

精选和分级其主要原理是按颗粒长度进行分级以除去不必要的杂粒常用的精选机有滚筒精选机和碟片精选机两种其都是利用袋孔中嵌入长度不同的颗粒而带升高度不同的原理制成的如图 4-24和图4-25 所示

三带式分级机 1048708带式分级机工作原理 1048708国外生产的带式分级机有两种形式

第四节 光电分选分级机械与设备

一原理 利用紫外可见红外等光线和物体的相互作用而产生的吸收反射和吸收等现象对物料进行非接触式检测的方法是 20世纪60年代开始用于农产品和食品质量检验的新方法

根据物料的吸收和反射光谱可以鉴定物质的性质 例如利用紫外光作激励光源照射食品获得食品上的辐射荧光根据荧光的强度可以判别食品上附着的微生物的代谢物检出蛋品中霉菌花生类干果上附着的微生物及其代谢物如黄曲霉素

物料的吸收和反射光谱也可用于食品的异物检出用可见光作激励光源加上代替人眼的色彩传感器测定对象物的反射光或透射光可用于果品成熟度的判定谷类种子稻米水果的分选等作业领域

日本美国等正在开发用近红外光谱分析法无损检测水果的糖度和酸度的装置日本近年开发成功的米的食味计就是近红外分光分析仪装置和计算机系统结合的研究成果红外线法是利用红外吸收光谱测定食品的成分量例如牛乳的成分计等

（一）光与食品物料的相互作用 食品物料的光学特性 是指物料对投射到其表面上的光产生反射吸收透射漫射或受光照后激发出其他波长的光的性质物料是由许多微小的内部中间层组成的不同食品物料的物质种类组成不同因而在光学特性方面的反映也不尽相同

（二）食品物料的光特性应用技术 1 缺陷检测 食品和农产品的光特性已经被用于非破坏检

测方面的各种问题 2 成分分析 快速检测食品中的水分脂肪蛋白质氨基酸糖份酸度等化学成分的含量用于品质的监督和控制近红外光谱分析技术用于品质检测和控制是近年发展速度很快的一种全新的检测方法1048708

3 成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系并表现出表面或内部颜色的不同

最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

• Slide 1

常用的分选与分级方法 1 按物料的宽度分选分级 按物料的宽度分级一般可采用筛分通常圆形孔可以对颗粒物料的宽度差别进行分选和分级长形筛孔可以针对颗粒物料的厚度差别进行分选和分级

2按物料的长度分选分级 按物料的长度分级利用旋转工作面上的袋孔（一般称为窝眼）对物料进行分选和分级长颗粒的重心不能进入袋孔而跌出短颗粒则被袋孔带上去另行倒出

3按物料的密度分选分级 按物料的密度分选和分级主要用于颗粒的粒度或形状相仿但密度不同的物料利用颗粒群的相对运动过程中产生的离析现象（或称为自动分级）进行分选和分级颗粒群的相对运动可以由工作面的摇动或气流造成

4 按物料的流体动力特性分选分级 利用物料的流体动力特性的差别在垂直水平或者倾斜的气流或水流中进行分选和分级实际上是综合了物料的粒度形状表面状态以及密度等各种因素进行的分选和分级其中水流分级主要用于不溶性物料如淀粉制造小麦去石等

5 按物料的电磁特性分选 按物料的电磁特性分选主要用于食品原料中去除铁杂质

6 按物料的光电特性分选分级 按物料的光电特性分选和分级是利用物料的表面的颜色差异分出物料中的异色物料如花生仁光电色选机大米色选机和果蔬分选机等

7 按物料的内部品质分级 按物料的内部品质分选和分级是根据物料的质量指标（如水分糖度酸度等化学含量）进行分选和分级采用的方法往往是物料的某些成分对光反射透射和吸收对电特性的影响对磁特性的影响对力学特性的影响对温度特性的影响等无损检测的方法

从食品的安全性和营养性考虑内部品质的分选和分级比其他的分选和分级更具有广泛的意义但由于涉及的相关领域的技术较多因此分选和分级的难度更大其关键问题是的如何获得可靠的信息和对获得的信息的提取与处理

8 按物料的其他性质分级 按物料的其他性质分级是指采用某些与物料的品质指标有关联的物理方法检测物料的内部品质并进行物料的分选分级如采用嗅觉传感器检测物料的味道采用计算机视觉系统检测物料的纹理灰度等

第二节 食品原料的清理机械 食品原料的清理机械是根据原料中杂物的不同而设计的杂物多种多样例如各种谷物豆类咖啡等粉粒料中含有泥土金属等杂物甜菜糖厂的加工原料甜菜中不仅含有泥土砂石金属等还有杂草茎叶等杂物乳品厂的原料牛乳中可能含有毛毛屑等根据食品原料中杂物性质的不同清理机械可进行如下的分类

一 食品原料清理机械的分类 （一）除石机 用于除去原料中的砂石常用的方法有筛选法或比重法筛选法是利用砂石的形状和体积大小与加工原料的不同利用筛孔形状和大小的不同除去砂石比重除石机是利用砂石与原料比重的不同在不断振动或外力（如风力水力离心力等）作用下除去砂石

比重去石机

（二）除草机 用于除去原料中的杂草茎叶等常用的方法是风选法和浮选法风选法是利用杂物与食品原料在空气中的悬浮速度不同通过风力进行除杂的方法浮选法是利用杂草茎叶在水中与食品原料所受的浮力不同把漂浮在水中的轻浮杂物除去

（三）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食品原料中的铁质杂物磁力除铁机有电磁式和永磁式两种形式

（四）过滤器 过滤器用于除去液体食品原料中的杂物如原料乳中的牛毛毛屑等常用方法是过滤法可在容器的入口或出口装上滤网或滤布过滤也可安装过滤器过滤

二 常用食品原料的清理机械 （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食品原料

工作原理 原料从筛子的一端移动到另一端过程中尺寸小于筛孔的物料落下而尺寸大于筛孔的物料经筛面从筛的另一端排出见动画

物料rarr 由进料斗 1rarr 控料闸rarr第一层筛面(筛孔较大 ) rarr 第二层筛面 (筛孔中间 出成品 )rarr 第三层筛面 ( 小 ) rarr 细杂三层筛的筛孔依次减小在吸风除尘等装置的配合下把物料中质轻的杂质也能清理出来

筛选法清理机工作状况图

（二）除石机 1 密度除石机如图所示为豆制品厂常用的

QSC 型密度除石机用来对豆类等物料清除密度比原料大的并肩石等重杂质的一种先进装备该机主要由进料筛体排石装置吹风装置偏心振动机构等部分组成

QSC 型密度除石机

筛孔形状 除石筛面一般用薄钢板冲压成双面突起鱼

鳞形筛孔除石机的筛孔不通过物料只作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影响物料的悬浮状态和除石效率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

鱼鳞筛孔的形状

精选室 筛面向后逐渐变窄后部是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吹风系统包括风机导风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

密度除石机的精选室

2 块根类原料除石机 该机是用来除去块根类原料中的石块泥砂图为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

转筒式除石机

（三）除草机 除草机是用来除去原料中的杂草茎叶麦杆等杂物的设备其形式多种多样图为块根类食品原料在清洗过程中除去杂草的典型设备胶带式除草机

（四）除铁机 原料在加工前必须经过严格的磁选除去夹在原料中的铁性杂质食品原料中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型式

电磁式除铁机磁力稳定性能可靠但必须保证一定的电流强度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 2~3 个盖板每个盖板上装有 2 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

溜管可连续的进行磁选永磁溜管结构简单不占地方

使用平板式除铁机的永磁安装结构示意图磁铁可安装一排或多排食品原料通过倾角为 30deg~40deg的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动的间隙小于 2mm当物料落在由非磁性材料制成的滚筒上时物料随滚筒一起转动而后自由排除而夹杂在食品原料总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

为了保障安全生产和产品质量在食品原料的粮食等物料加工的全过程中凡是高速运转的及其的前部都应装有磁选设备

第三节 振动分选机械 一振动分选机械的基本知识 振动分选一般是通过机械的振动（或其他形式的运动）将原料通过一层或数层带孔的筛面使物料按宽度或厚度分成若干个粒度级别的过程

每一层筛面都可以将物料分成筛过物（也叫筛下物）和筛余物（也叫筛上物）两部分

（一）筛分效率

ηmdashmdash筛分效率 Gmdashmdash筛分物料总量 kg Grsquomdashmdash筛过物料总量 kg xmdashmdash可筛过物的质量百分比

（二）筛面组合将各种粒度的混合物通过筛分分成若干个粒级或提高总的筛分效率

1 筛余物法筛余物法如图 4-5 （ a）所示将前道筛面的筛余物送至后道筛面再筛图中所示筛分产品从 I 到 IV 依次渐粗这种筛面组合的特点是先提细粒后提粗粒它的优点是粗粒料的筛分路线长筛面的检查清理维护方便缺点是所有大粒物料要从每层筛面流过不但筛面易磨损而且多数粗物料阻碍细粒料接触筛孔降低筛分效率

2 筛过物法筛过物法如图 4-5 （ b）所示将前道筛面的筛过物送至下道筛面再筛筛分产品从 I 到 IV以次渐细先提粗粒后提细粒它的优点是使筛面的负荷减轻有助于提高筛分效率同时筛面配置空间较紧凑

3 混合法混合法如图 4-5 （ c）所示这种方法综合了前二种方法的优点因此流程可以灵活多变不同的筛分物料都要根据其物料的具体特点粗细粒的含量以及筛分的要求来确定筛面的组合方式

（三）开孔率（筛面利用系数筛孔系数） 开孔率 （筛面利用系数）是指整个筛面上筛孔所

占的面积与总面积之比 对于编织筛面有

式中 Kmdashmdash开孔率 bmdashmdash孔边长 mm dmdashmdash编织丝直径mm

（四）物料穿过筛孔的概率 对于前者以编织面为例直径为 D 的颗粒在筛面上通过筛孔的可能性仅为

当 D 越接近孔尺寸 b时筛过的可能性越是大幅度降低一般可将超过筛孔 08 ～ 10的粒度级称为难筛颗粒

当颗粒虽为筛下级别但它与筛面的相对运动速度达到一定值以上时则完全没有通过筛孔的机会

二 筛面的种类和结构 （一）栅筛面 栅筛面采用具有一定截面形状的棒料按一定的间距排列而成通常用于物料的去杂粗筛

栅筛面的特点是结构简单

（二）板筛面 1 板筛面由金属薄板冲压而成又称冲孔筛面最常用的金属薄板厚度为 05 ～15mm

2 板筛面最常用的筛孔形状是圆孔和长孔圆孔是按颗粒的宽度进行分级长孔是按颗粒的厚度分级也有时采用三角形孔或异形孔

3筛面的筛分效率与孔眼的形状间距和排列有密切关系即影响筛分效率的不仅是筛面的开孔率筛孔的排列也影响到颗粒接触和穿过筛孔的机会

（三）金属丝编织筛面 金属丝编织筛面由金属丝编织而成亦称筛网编织筛网通常为方孔或矩形孔孔尺寸大的可在 25mm 以上孔径小的可到 300目以上

（四）绢筛面 绢筛面由绢丝织成或称筛绢主要用于粉料的筛分在面粉工业中粉筛用量最大由于绢丝光滑柔软所以在筛面中极易移动而改变筛孔尺寸使用时必须用大框架绷紧较大孔的绢筛面都用绞织筛绢的材料为蚕丝或锦纶丝也可用两种材料混织

三筛面的运动方式 筛分机械工作过程的基础是物料与筛面的相对运动对于固定筛面而言则需要物料具有初始速度或是借重力产生的速度对于大多数筛分机械而言则需要借筛面运动的速度和加速度来产生物料与筛面的相对速度（如图 4-11 所示的各种筛面的运动方式）

（一）静止筛面 （二）往复运动筛面 （三）垂直圆运动筛面 （四）平面回转筛面 （五）旋转筛面

四筛面的传动方式 筛面的传动方式是每种筛分机械的主要特征它与支承机构决定了筛面的运动方式同一种筛面的运动方式也可有不同的传动方式

图 4-12 所示为常用的筛子传动方式

五摆动筛 摆动筛与振动筛的区别摆动筛又称摇动筛在食品工厂中常称为振动筛从物料在筛面上受力来看摆动筛与振动筛是不一样的摆动筛是以往复运动为主而以振动为辅摆动次数在 600 次 min以下振动筛在选矿和粮食筛选中常是一次筛分产品物料在筛面上是剧烈跳动的是以振动为主其振动次数为 800 ～ 1500次 min

（一）摆动筛结构特点 特点摆动筛的筛面是平的因而全部筛面都在工作制造和安装都比较容易结构简单调换筛面十分方便适用于多种物料的分级但是其动力平衡较差运行时连杆机构易损坏噪音较大

见图

（三）摆动筛主要技术参数 1 筛子结构主要有三种型式一种为钢条制成的一种是金属丝或丝线编织的一种是冲（钻）孔的薄金属板食品工厂常用最后一种型式为了减少筛孔被堵塞常将筛孔做成圆锥形孔由上向下逐渐增大其圆锥角以 7deg适

2 生产率生产能力 G 为 G=Bq 式中 Gmdashmdash生产能力 kgh Bmdashmdash筛面宽度m qmdashmdash筛面单位流量 kg m h

筛面单位流量主要与物料在筛面上的流速有关流量不能过大因此要提高 G 只能增大 B但筛宽和筛长有一定比例 B过大其结构庞大不便操作物料也不容易沿筛宽均匀散落筛宽一般在600 ～ 1200mm毫米内选取

3 物料运动特性 物料正向移动速度快显然可使物料层处于较薄状态从而增加过筛机会若该速度过快就需要较长的筛面否则就会造成来不及过筛的物料进入另一级中另外由于料层太薄物料在筛面上跳动过大而影响过筛机会

（四）摆动筛工作注意事项 由于摆动筛采用偏心曲轴连杆机构传动筛体往复运动时是变速运动由于加速度的影响使筛体产生的惯性力很大若不采取平衡措施就会造成筛体发生振动和噪音以致影响部件的使用寿命

要使筛体不发生剧烈振动或减少振动必须做到

（ 1 ）筛体的左右吊杆长短要一致（因有倾角存在故前后不一致）同时任何一根都不得扭曲变形

（ 2 ）保证筛面张紧和安装平整筛体不得向两侧倾斜

（ 3 ）偏心机构和连杆应与筛体的长轴线方向一致不得有偏差与扭曲更换偏心套时要成对更换

（ 4 ）偏心轴套与传动轴必须紧密配合不得松动偏心轴套在轴壳内滑动而不发生晃动轴壳与连杆连接处必须紧密平整并且在同一中心轴线上

（五）摆动筛惯性力的平衡 摆动筛中振动和平衡一对矛盾为了防止发生剧烈的振动除了在制造安装中保证其精度外设计上还必须采取措施通常的方法是采取平衡重平衡即在偏心装置上加设平衡重物或对称平衡即采取双筛体的方法平衡

1 平衡重平衡

2对称平衡法

六滚筒分级筛 见动画

1 滚筒 2 支承装置 3 收集料斗 4 传动装置 5 清筛装置

第三节 形状分级机械与设备 一三滚筒式分级机 应用范围主要用于球形体或近似球形的果蔬原料（苹果柑橘番茄桃子等）

全机结构驱动轮链轮出料输送带理料辊 分级原理 这种分级机的特点 工作过程

二颗粒形状分级设备 谷物颗粒料（如小麦大麦）等必须进行

精选和分级其主要原理是按颗粒长度进行分级以除去不必要的杂粒常用的精选机有滚筒精选机和碟片精选机两种其都是利用袋孔中嵌入长度不同的颗粒而带升高度不同的原理制成的如图 4-24和图4-25 所示

三带式分级机 1048708带式分级机工作原理 1048708国外生产的带式分级机有两种形式

第四节 光电分选分级机械与设备

一原理 利用紫外可见红外等光线和物体的相互作用而产生的吸收反射和吸收等现象对物料进行非接触式检测的方法是 20世纪60年代开始用于农产品和食品质量检验的新方法

根据物料的吸收和反射光谱可以鉴定物质的性质 例如利用紫外光作激励光源照射食品获得食品上的辐射荧光根据荧光的强度可以判别食品上附着的微生物的代谢物检出蛋品中霉菌花生类干果上附着的微生物及其代谢物如黄曲霉素

物料的吸收和反射光谱也可用于食品的异物检出用可见光作激励光源加上代替人眼的色彩传感器测定对象物的反射光或透射光可用于果品成熟度的判定谷类种子稻米水果的分选等作业领域

日本美国等正在开发用近红外光谱分析法无损检测水果的糖度和酸度的装置日本近年开发成功的米的食味计就是近红外分光分析仪装置和计算机系统结合的研究成果红外线法是利用红外吸收光谱测定食品的成分量例如牛乳的成分计等

（一）光与食品物料的相互作用 食品物料的光学特性 是指物料对投射到其表面上的光产生反射吸收透射漫射或受光照后激发出其他波长的光的性质物料是由许多微小的内部中间层组成的不同食品物料的物质种类组成不同因而在光学特性方面的反映也不尽相同

（二）食品物料的光特性应用技术 1 缺陷检测 食品和农产品的光特性已经被用于非破坏检

测方面的各种问题 2 成分分析 快速检测食品中的水分脂肪蛋白质氨基酸糖份酸度等化学成分的含量用于品质的监督和控制近红外光谱分析技术用于品质检测和控制是近年发展速度很快的一种全新的检测方法1048708

3 成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系并表现出表面或内部颜色的不同

最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

• Slide 1

2按物料的长度分选分级 按物料的长度分级利用旋转工作面上的袋孔（一般称为窝眼）对物料进行分选和分级长颗粒的重心不能进入袋孔而跌出短颗粒则被袋孔带上去另行倒出

3按物料的密度分选分级 按物料的密度分选和分级主要用于颗粒的粒度或形状相仿但密度不同的物料利用颗粒群的相对运动过程中产生的离析现象（或称为自动分级）进行分选和分级颗粒群的相对运动可以由工作面的摇动或气流造成

4 按物料的流体动力特性分选分级 利用物料的流体动力特性的差别在垂直水平或者倾斜的气流或水流中进行分选和分级实际上是综合了物料的粒度形状表面状态以及密度等各种因素进行的分选和分级其中水流分级主要用于不溶性物料如淀粉制造小麦去石等

5 按物料的电磁特性分选 按物料的电磁特性分选主要用于食品原料中去除铁杂质

6 按物料的光电特性分选分级 按物料的光电特性分选和分级是利用物料的表面的颜色差异分出物料中的异色物料如花生仁光电色选机大米色选机和果蔬分选机等

7 按物料的内部品质分级 按物料的内部品质分选和分级是根据物料的质量指标（如水分糖度酸度等化学含量）进行分选和分级采用的方法往往是物料的某些成分对光反射透射和吸收对电特性的影响对磁特性的影响对力学特性的影响对温度特性的影响等无损检测的方法

从食品的安全性和营养性考虑内部品质的分选和分级比其他的分选和分级更具有广泛的意义但由于涉及的相关领域的技术较多因此分选和分级的难度更大其关键问题是的如何获得可靠的信息和对获得的信息的提取与处理

8 按物料的其他性质分级 按物料的其他性质分级是指采用某些与物料的品质指标有关联的物理方法检测物料的内部品质并进行物料的分选分级如采用嗅觉传感器检测物料的味道采用计算机视觉系统检测物料的纹理灰度等

第二节 食品原料的清理机械 食品原料的清理机械是根据原料中杂物的不同而设计的杂物多种多样例如各种谷物豆类咖啡等粉粒料中含有泥土金属等杂物甜菜糖厂的加工原料甜菜中不仅含有泥土砂石金属等还有杂草茎叶等杂物乳品厂的原料牛乳中可能含有毛毛屑等根据食品原料中杂物性质的不同清理机械可进行如下的分类

一 食品原料清理机械的分类 （一）除石机 用于除去原料中的砂石常用的方法有筛选法或比重法筛选法是利用砂石的形状和体积大小与加工原料的不同利用筛孔形状和大小的不同除去砂石比重除石机是利用砂石与原料比重的不同在不断振动或外力（如风力水力离心力等）作用下除去砂石

比重去石机

（二）除草机 用于除去原料中的杂草茎叶等常用的方法是风选法和浮选法风选法是利用杂物与食品原料在空气中的悬浮速度不同通过风力进行除杂的方法浮选法是利用杂草茎叶在水中与食品原料所受的浮力不同把漂浮在水中的轻浮杂物除去

（三）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食品原料中的铁质杂物磁力除铁机有电磁式和永磁式两种形式

（四）过滤器 过滤器用于除去液体食品原料中的杂物如原料乳中的牛毛毛屑等常用方法是过滤法可在容器的入口或出口装上滤网或滤布过滤也可安装过滤器过滤

二 常用食品原料的清理机械 （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食品原料

工作原理 原料从筛子的一端移动到另一端过程中尺寸小于筛孔的物料落下而尺寸大于筛孔的物料经筛面从筛的另一端排出见动画

物料rarr 由进料斗 1rarr 控料闸rarr第一层筛面(筛孔较大 ) rarr 第二层筛面 (筛孔中间 出成品 )rarr 第三层筛面 ( 小 ) rarr 细杂三层筛的筛孔依次减小在吸风除尘等装置的配合下把物料中质轻的杂质也能清理出来

筛选法清理机工作状况图

（二）除石机 1 密度除石机如图所示为豆制品厂常用的

QSC 型密度除石机用来对豆类等物料清除密度比原料大的并肩石等重杂质的一种先进装备该机主要由进料筛体排石装置吹风装置偏心振动机构等部分组成

QSC 型密度除石机

筛孔形状 除石筛面一般用薄钢板冲压成双面突起鱼

鳞形筛孔除石机的筛孔不通过物料只作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影响物料的悬浮状态和除石效率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

鱼鳞筛孔的形状

精选室 筛面向后逐渐变窄后部是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吹风系统包括风机导风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

密度除石机的精选室

2 块根类原料除石机 该机是用来除去块根类原料中的石块泥砂图为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

转筒式除石机

（三）除草机 除草机是用来除去原料中的杂草茎叶麦杆等杂物的设备其形式多种多样图为块根类食品原料在清洗过程中除去杂草的典型设备胶带式除草机

（四）除铁机 原料在加工前必须经过严格的磁选除去夹在原料中的铁性杂质食品原料中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型式

电磁式除铁机磁力稳定性能可靠但必须保证一定的电流强度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 2~3 个盖板每个盖板上装有 2 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

溜管可连续的进行磁选永磁溜管结构简单不占地方

使用平板式除铁机的永磁安装结构示意图磁铁可安装一排或多排食品原料通过倾角为 30deg~40deg的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动的间隙小于 2mm当物料落在由非磁性材料制成的滚筒上时物料随滚筒一起转动而后自由排除而夹杂在食品原料总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

为了保障安全生产和产品质量在食品原料的粮食等物料加工的全过程中凡是高速运转的及其的前部都应装有磁选设备

第三节 振动分选机械 一振动分选机械的基本知识 振动分选一般是通过机械的振动（或其他形式的运动）将原料通过一层或数层带孔的筛面使物料按宽度或厚度分成若干个粒度级别的过程

每一层筛面都可以将物料分成筛过物（也叫筛下物）和筛余物（也叫筛上物）两部分

（一）筛分效率

ηmdashmdash筛分效率 Gmdashmdash筛分物料总量 kg Grsquomdashmdash筛过物料总量 kg xmdashmdash可筛过物的质量百分比

（二）筛面组合将各种粒度的混合物通过筛分分成若干个粒级或提高总的筛分效率

1 筛余物法筛余物法如图 4-5 （ a）所示将前道筛面的筛余物送至后道筛面再筛图中所示筛分产品从 I 到 IV 依次渐粗这种筛面组合的特点是先提细粒后提粗粒它的优点是粗粒料的筛分路线长筛面的检查清理维护方便缺点是所有大粒物料要从每层筛面流过不但筛面易磨损而且多数粗物料阻碍细粒料接触筛孔降低筛分效率

2 筛过物法筛过物法如图 4-5 （ b）所示将前道筛面的筛过物送至下道筛面再筛筛分产品从 I 到 IV以次渐细先提粗粒后提细粒它的优点是使筛面的负荷减轻有助于提高筛分效率同时筛面配置空间较紧凑

3 混合法混合法如图 4-5 （ c）所示这种方法综合了前二种方法的优点因此流程可以灵活多变不同的筛分物料都要根据其物料的具体特点粗细粒的含量以及筛分的要求来确定筛面的组合方式

（三）开孔率（筛面利用系数筛孔系数） 开孔率 （筛面利用系数）是指整个筛面上筛孔所

占的面积与总面积之比 对于编织筛面有

式中 Kmdashmdash开孔率 bmdashmdash孔边长 mm dmdashmdash编织丝直径mm

（四）物料穿过筛孔的概率 对于前者以编织面为例直径为 D 的颗粒在筛面上通过筛孔的可能性仅为

当 D 越接近孔尺寸 b时筛过的可能性越是大幅度降低一般可将超过筛孔 08 ～ 10的粒度级称为难筛颗粒

当颗粒虽为筛下级别但它与筛面的相对运动速度达到一定值以上时则完全没有通过筛孔的机会

二 筛面的种类和结构 （一）栅筛面 栅筛面采用具有一定截面形状的棒料按一定的间距排列而成通常用于物料的去杂粗筛

栅筛面的特点是结构简单

（二）板筛面 1 板筛面由金属薄板冲压而成又称冲孔筛面最常用的金属薄板厚度为 05 ～15mm

2 板筛面最常用的筛孔形状是圆孔和长孔圆孔是按颗粒的宽度进行分级长孔是按颗粒的厚度分级也有时采用三角形孔或异形孔

3筛面的筛分效率与孔眼的形状间距和排列有密切关系即影响筛分效率的不仅是筛面的开孔率筛孔的排列也影响到颗粒接触和穿过筛孔的机会

（三）金属丝编织筛面 金属丝编织筛面由金属丝编织而成亦称筛网编织筛网通常为方孔或矩形孔孔尺寸大的可在 25mm 以上孔径小的可到 300目以上

（四）绢筛面 绢筛面由绢丝织成或称筛绢主要用于粉料的筛分在面粉工业中粉筛用量最大由于绢丝光滑柔软所以在筛面中极易移动而改变筛孔尺寸使用时必须用大框架绷紧较大孔的绢筛面都用绞织筛绢的材料为蚕丝或锦纶丝也可用两种材料混织

三筛面的运动方式 筛分机械工作过程的基础是物料与筛面的相对运动对于固定筛面而言则需要物料具有初始速度或是借重力产生的速度对于大多数筛分机械而言则需要借筛面运动的速度和加速度来产生物料与筛面的相对速度（如图 4-11 所示的各种筛面的运动方式）

（一）静止筛面 （二）往复运动筛面 （三）垂直圆运动筛面 （四）平面回转筛面 （五）旋转筛面

四筛面的传动方式 筛面的传动方式是每种筛分机械的主要特征它与支承机构决定了筛面的运动方式同一种筛面的运动方式也可有不同的传动方式

图 4-12 所示为常用的筛子传动方式

五摆动筛 摆动筛与振动筛的区别摆动筛又称摇动筛在食品工厂中常称为振动筛从物料在筛面上受力来看摆动筛与振动筛是不一样的摆动筛是以往复运动为主而以振动为辅摆动次数在 600 次 min以下振动筛在选矿和粮食筛选中常是一次筛分产品物料在筛面上是剧烈跳动的是以振动为主其振动次数为 800 ～ 1500次 min

（一）摆动筛结构特点 特点摆动筛的筛面是平的因而全部筛面都在工作制造和安装都比较容易结构简单调换筛面十分方便适用于多种物料的分级但是其动力平衡较差运行时连杆机构易损坏噪音较大

见图

（三）摆动筛主要技术参数 1 筛子结构主要有三种型式一种为钢条制成的一种是金属丝或丝线编织的一种是冲（钻）孔的薄金属板食品工厂常用最后一种型式为了减少筛孔被堵塞常将筛孔做成圆锥形孔由上向下逐渐增大其圆锥角以 7deg适

2 生产率生产能力 G 为 G=Bq 式中 Gmdashmdash生产能力 kgh Bmdashmdash筛面宽度m qmdashmdash筛面单位流量 kg m h

筛面单位流量主要与物料在筛面上的流速有关流量不能过大因此要提高 G 只能增大 B但筛宽和筛长有一定比例 B过大其结构庞大不便操作物料也不容易沿筛宽均匀散落筛宽一般在600 ～ 1200mm毫米内选取

3 物料运动特性 物料正向移动速度快显然可使物料层处于较薄状态从而增加过筛机会若该速度过快就需要较长的筛面否则就会造成来不及过筛的物料进入另一级中另外由于料层太薄物料在筛面上跳动过大而影响过筛机会

（四）摆动筛工作注意事项 由于摆动筛采用偏心曲轴连杆机构传动筛体往复运动时是变速运动由于加速度的影响使筛体产生的惯性力很大若不采取平衡措施就会造成筛体发生振动和噪音以致影响部件的使用寿命

要使筛体不发生剧烈振动或减少振动必须做到

（ 1 ）筛体的左右吊杆长短要一致（因有倾角存在故前后不一致）同时任何一根都不得扭曲变形

（ 2 ）保证筛面张紧和安装平整筛体不得向两侧倾斜

（ 3 ）偏心机构和连杆应与筛体的长轴线方向一致不得有偏差与扭曲更换偏心套时要成对更换

（ 4 ）偏心轴套与传动轴必须紧密配合不得松动偏心轴套在轴壳内滑动而不发生晃动轴壳与连杆连接处必须紧密平整并且在同一中心轴线上

（五）摆动筛惯性力的平衡 摆动筛中振动和平衡一对矛盾为了防止发生剧烈的振动除了在制造安装中保证其精度外设计上还必须采取措施通常的方法是采取平衡重平衡即在偏心装置上加设平衡重物或对称平衡即采取双筛体的方法平衡

1 平衡重平衡

2对称平衡法

六滚筒分级筛 见动画

1 滚筒 2 支承装置 3 收集料斗 4 传动装置 5 清筛装置

第三节 形状分级机械与设备 一三滚筒式分级机 应用范围主要用于球形体或近似球形的果蔬原料（苹果柑橘番茄桃子等）

全机结构驱动轮链轮出料输送带理料辊 分级原理 这种分级机的特点 工作过程

二颗粒形状分级设备 谷物颗粒料（如小麦大麦）等必须进行

精选和分级其主要原理是按颗粒长度进行分级以除去不必要的杂粒常用的精选机有滚筒精选机和碟片精选机两种其都是利用袋孔中嵌入长度不同的颗粒而带升高度不同的原理制成的如图 4-24和图4-25 所示

三带式分级机 1048708带式分级机工作原理 1048708国外生产的带式分级机有两种形式

第四节 光电分选分级机械与设备

一原理 利用紫外可见红外等光线和物体的相互作用而产生的吸收反射和吸收等现象对物料进行非接触式检测的方法是 20世纪60年代开始用于农产品和食品质量检验的新方法

根据物料的吸收和反射光谱可以鉴定物质的性质 例如利用紫外光作激励光源照射食品获得食品上的辐射荧光根据荧光的强度可以判别食品上附着的微生物的代谢物检出蛋品中霉菌花生类干果上附着的微生物及其代谢物如黄曲霉素

物料的吸收和反射光谱也可用于食品的异物检出用可见光作激励光源加上代替人眼的色彩传感器测定对象物的反射光或透射光可用于果品成熟度的判定谷类种子稻米水果的分选等作业领域

日本美国等正在开发用近红外光谱分析法无损检测水果的糖度和酸度的装置日本近年开发成功的米的食味计就是近红外分光分析仪装置和计算机系统结合的研究成果红外线法是利用红外吸收光谱测定食品的成分量例如牛乳的成分计等

（一）光与食品物料的相互作用 食品物料的光学特性 是指物料对投射到其表面上的光产生反射吸收透射漫射或受光照后激发出其他波长的光的性质物料是由许多微小的内部中间层组成的不同食品物料的物质种类组成不同因而在光学特性方面的反映也不尽相同

（二）食品物料的光特性应用技术 1 缺陷检测 食品和农产品的光特性已经被用于非破坏检

测方面的各种问题 2 成分分析 快速检测食品中的水分脂肪蛋白质氨基酸糖份酸度等化学成分的含量用于品质的监督和控制近红外光谱分析技术用于品质检测和控制是近年发展速度很快的一种全新的检测方法1048708

3 成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系并表现出表面或内部颜色的不同

最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

• Slide 1

3按物料的密度分选分级 按物料的密度分选和分级主要用于颗粒的粒度或形状相仿但密度不同的物料利用颗粒群的相对运动过程中产生的离析现象（或称为自动分级）进行分选和分级颗粒群的相对运动可以由工作面的摇动或气流造成

4 按物料的流体动力特性分选分级 利用物料的流体动力特性的差别在垂直水平或者倾斜的气流或水流中进行分选和分级实际上是综合了物料的粒度形状表面状态以及密度等各种因素进行的分选和分级其中水流分级主要用于不溶性物料如淀粉制造小麦去石等

5 按物料的电磁特性分选 按物料的电磁特性分选主要用于食品原料中去除铁杂质

6 按物料的光电特性分选分级 按物料的光电特性分选和分级是利用物料的表面的颜色差异分出物料中的异色物料如花生仁光电色选机大米色选机和果蔬分选机等

7 按物料的内部品质分级 按物料的内部品质分选和分级是根据物料的质量指标（如水分糖度酸度等化学含量）进行分选和分级采用的方法往往是物料的某些成分对光反射透射和吸收对电特性的影响对磁特性的影响对力学特性的影响对温度特性的影响等无损检测的方法

从食品的安全性和营养性考虑内部品质的分选和分级比其他的分选和分级更具有广泛的意义但由于涉及的相关领域的技术较多因此分选和分级的难度更大其关键问题是的如何获得可靠的信息和对获得的信息的提取与处理

8 按物料的其他性质分级 按物料的其他性质分级是指采用某些与物料的品质指标有关联的物理方法检测物料的内部品质并进行物料的分选分级如采用嗅觉传感器检测物料的味道采用计算机视觉系统检测物料的纹理灰度等

第二节 食品原料的清理机械 食品原料的清理机械是根据原料中杂物的不同而设计的杂物多种多样例如各种谷物豆类咖啡等粉粒料中含有泥土金属等杂物甜菜糖厂的加工原料甜菜中不仅含有泥土砂石金属等还有杂草茎叶等杂物乳品厂的原料牛乳中可能含有毛毛屑等根据食品原料中杂物性质的不同清理机械可进行如下的分类

一 食品原料清理机械的分类 （一）除石机 用于除去原料中的砂石常用的方法有筛选法或比重法筛选法是利用砂石的形状和体积大小与加工原料的不同利用筛孔形状和大小的不同除去砂石比重除石机是利用砂石与原料比重的不同在不断振动或外力（如风力水力离心力等）作用下除去砂石

比重去石机

（二）除草机 用于除去原料中的杂草茎叶等常用的方法是风选法和浮选法风选法是利用杂物与食品原料在空气中的悬浮速度不同通过风力进行除杂的方法浮选法是利用杂草茎叶在水中与食品原料所受的浮力不同把漂浮在水中的轻浮杂物除去

（三）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食品原料中的铁质杂物磁力除铁机有电磁式和永磁式两种形式

（四）过滤器 过滤器用于除去液体食品原料中的杂物如原料乳中的牛毛毛屑等常用方法是过滤法可在容器的入口或出口装上滤网或滤布过滤也可安装过滤器过滤

二 常用食品原料的清理机械 （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食品原料

工作原理 原料从筛子的一端移动到另一端过程中尺寸小于筛孔的物料落下而尺寸大于筛孔的物料经筛面从筛的另一端排出见动画

物料rarr 由进料斗 1rarr 控料闸rarr第一层筛面(筛孔较大 ) rarr 第二层筛面 (筛孔中间 出成品 )rarr 第三层筛面 ( 小 ) rarr 细杂三层筛的筛孔依次减小在吸风除尘等装置的配合下把物料中质轻的杂质也能清理出来

筛选法清理机工作状况图

（二）除石机 1 密度除石机如图所示为豆制品厂常用的

QSC 型密度除石机用来对豆类等物料清除密度比原料大的并肩石等重杂质的一种先进装备该机主要由进料筛体排石装置吹风装置偏心振动机构等部分组成

QSC 型密度除石机

筛孔形状 除石筛面一般用薄钢板冲压成双面突起鱼

鳞形筛孔除石机的筛孔不通过物料只作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影响物料的悬浮状态和除石效率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

鱼鳞筛孔的形状

精选室 筛面向后逐渐变窄后部是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吹风系统包括风机导风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

密度除石机的精选室

2 块根类原料除石机 该机是用来除去块根类原料中的石块泥砂图为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

转筒式除石机

（三）除草机 除草机是用来除去原料中的杂草茎叶麦杆等杂物的设备其形式多种多样图为块根类食品原料在清洗过程中除去杂草的典型设备胶带式除草机

（四）除铁机 原料在加工前必须经过严格的磁选除去夹在原料中的铁性杂质食品原料中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型式

电磁式除铁机磁力稳定性能可靠但必须保证一定的电流强度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 2~3 个盖板每个盖板上装有 2 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

溜管可连续的进行磁选永磁溜管结构简单不占地方

使用平板式除铁机的永磁安装结构示意图磁铁可安装一排或多排食品原料通过倾角为 30deg~40deg的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动的间隙小于 2mm当物料落在由非磁性材料制成的滚筒上时物料随滚筒一起转动而后自由排除而夹杂在食品原料总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

为了保障安全生产和产品质量在食品原料的粮食等物料加工的全过程中凡是高速运转的及其的前部都应装有磁选设备

第三节 振动分选机械 一振动分选机械的基本知识 振动分选一般是通过机械的振动（或其他形式的运动）将原料通过一层或数层带孔的筛面使物料按宽度或厚度分成若干个粒度级别的过程

每一层筛面都可以将物料分成筛过物（也叫筛下物）和筛余物（也叫筛上物）两部分

（一）筛分效率

ηmdashmdash筛分效率 Gmdashmdash筛分物料总量 kg Grsquomdashmdash筛过物料总量 kg xmdashmdash可筛过物的质量百分比

（二）筛面组合将各种粒度的混合物通过筛分分成若干个粒级或提高总的筛分效率

1 筛余物法筛余物法如图 4-5 （ a）所示将前道筛面的筛余物送至后道筛面再筛图中所示筛分产品从 I 到 IV 依次渐粗这种筛面组合的特点是先提细粒后提粗粒它的优点是粗粒料的筛分路线长筛面的检查清理维护方便缺点是所有大粒物料要从每层筛面流过不但筛面易磨损而且多数粗物料阻碍细粒料接触筛孔降低筛分效率

2 筛过物法筛过物法如图 4-5 （ b）所示将前道筛面的筛过物送至下道筛面再筛筛分产品从 I 到 IV以次渐细先提粗粒后提细粒它的优点是使筛面的负荷减轻有助于提高筛分效率同时筛面配置空间较紧凑

3 混合法混合法如图 4-5 （ c）所示这种方法综合了前二种方法的优点因此流程可以灵活多变不同的筛分物料都要根据其物料的具体特点粗细粒的含量以及筛分的要求来确定筛面的组合方式

（三）开孔率（筛面利用系数筛孔系数） 开孔率 （筛面利用系数）是指整个筛面上筛孔所

占的面积与总面积之比 对于编织筛面有

式中 Kmdashmdash开孔率 bmdashmdash孔边长 mm dmdashmdash编织丝直径mm

（四）物料穿过筛孔的概率 对于前者以编织面为例直径为 D 的颗粒在筛面上通过筛孔的可能性仅为

当 D 越接近孔尺寸 b时筛过的可能性越是大幅度降低一般可将超过筛孔 08 ～ 10的粒度级称为难筛颗粒

当颗粒虽为筛下级别但它与筛面的相对运动速度达到一定值以上时则完全没有通过筛孔的机会

二 筛面的种类和结构 （一）栅筛面 栅筛面采用具有一定截面形状的棒料按一定的间距排列而成通常用于物料的去杂粗筛

栅筛面的特点是结构简单

（二）板筛面 1 板筛面由金属薄板冲压而成又称冲孔筛面最常用的金属薄板厚度为 05 ～15mm

2 板筛面最常用的筛孔形状是圆孔和长孔圆孔是按颗粒的宽度进行分级长孔是按颗粒的厚度分级也有时采用三角形孔或异形孔

3筛面的筛分效率与孔眼的形状间距和排列有密切关系即影响筛分效率的不仅是筛面的开孔率筛孔的排列也影响到颗粒接触和穿过筛孔的机会

（三）金属丝编织筛面 金属丝编织筛面由金属丝编织而成亦称筛网编织筛网通常为方孔或矩形孔孔尺寸大的可在 25mm 以上孔径小的可到 300目以上

（四）绢筛面 绢筛面由绢丝织成或称筛绢主要用于粉料的筛分在面粉工业中粉筛用量最大由于绢丝光滑柔软所以在筛面中极易移动而改变筛孔尺寸使用时必须用大框架绷紧较大孔的绢筛面都用绞织筛绢的材料为蚕丝或锦纶丝也可用两种材料混织

三筛面的运动方式 筛分机械工作过程的基础是物料与筛面的相对运动对于固定筛面而言则需要物料具有初始速度或是借重力产生的速度对于大多数筛分机械而言则需要借筛面运动的速度和加速度来产生物料与筛面的相对速度（如图 4-11 所示的各种筛面的运动方式）

（一）静止筛面 （二）往复运动筛面 （三）垂直圆运动筛面 （四）平面回转筛面 （五）旋转筛面

四筛面的传动方式 筛面的传动方式是每种筛分机械的主要特征它与支承机构决定了筛面的运动方式同一种筛面的运动方式也可有不同的传动方式

图 4-12 所示为常用的筛子传动方式

五摆动筛 摆动筛与振动筛的区别摆动筛又称摇动筛在食品工厂中常称为振动筛从物料在筛面上受力来看摆动筛与振动筛是不一样的摆动筛是以往复运动为主而以振动为辅摆动次数在 600 次 min以下振动筛在选矿和粮食筛选中常是一次筛分产品物料在筛面上是剧烈跳动的是以振动为主其振动次数为 800 ～ 1500次 min

（一）摆动筛结构特点 特点摆动筛的筛面是平的因而全部筛面都在工作制造和安装都比较容易结构简单调换筛面十分方便适用于多种物料的分级但是其动力平衡较差运行时连杆机构易损坏噪音较大

见图

（三）摆动筛主要技术参数 1 筛子结构主要有三种型式一种为钢条制成的一种是金属丝或丝线编织的一种是冲（钻）孔的薄金属板食品工厂常用最后一种型式为了减少筛孔被堵塞常将筛孔做成圆锥形孔由上向下逐渐增大其圆锥角以 7deg适

2 生产率生产能力 G 为 G=Bq 式中 Gmdashmdash生产能力 kgh Bmdashmdash筛面宽度m qmdashmdash筛面单位流量 kg m h

筛面单位流量主要与物料在筛面上的流速有关流量不能过大因此要提高 G 只能增大 B但筛宽和筛长有一定比例 B过大其结构庞大不便操作物料也不容易沿筛宽均匀散落筛宽一般在600 ～ 1200mm毫米内选取

3 物料运动特性 物料正向移动速度快显然可使物料层处于较薄状态从而增加过筛机会若该速度过快就需要较长的筛面否则就会造成来不及过筛的物料进入另一级中另外由于料层太薄物料在筛面上跳动过大而影响过筛机会

（四）摆动筛工作注意事项 由于摆动筛采用偏心曲轴连杆机构传动筛体往复运动时是变速运动由于加速度的影响使筛体产生的惯性力很大若不采取平衡措施就会造成筛体发生振动和噪音以致影响部件的使用寿命

要使筛体不发生剧烈振动或减少振动必须做到

（ 1 ）筛体的左右吊杆长短要一致（因有倾角存在故前后不一致）同时任何一根都不得扭曲变形

（ 2 ）保证筛面张紧和安装平整筛体不得向两侧倾斜

（ 3 ）偏心机构和连杆应与筛体的长轴线方向一致不得有偏差与扭曲更换偏心套时要成对更换

（ 4 ）偏心轴套与传动轴必须紧密配合不得松动偏心轴套在轴壳内滑动而不发生晃动轴壳与连杆连接处必须紧密平整并且在同一中心轴线上

（五）摆动筛惯性力的平衡 摆动筛中振动和平衡一对矛盾为了防止发生剧烈的振动除了在制造安装中保证其精度外设计上还必须采取措施通常的方法是采取平衡重平衡即在偏心装置上加设平衡重物或对称平衡即采取双筛体的方法平衡

1 平衡重平衡

2对称平衡法

六滚筒分级筛 见动画

1 滚筒 2 支承装置 3 收集料斗 4 传动装置 5 清筛装置

第三节 形状分级机械与设备 一三滚筒式分级机 应用范围主要用于球形体或近似球形的果蔬原料（苹果柑橘番茄桃子等）

全机结构驱动轮链轮出料输送带理料辊 分级原理 这种分级机的特点 工作过程

二颗粒形状分级设备 谷物颗粒料（如小麦大麦）等必须进行

精选和分级其主要原理是按颗粒长度进行分级以除去不必要的杂粒常用的精选机有滚筒精选机和碟片精选机两种其都是利用袋孔中嵌入长度不同的颗粒而带升高度不同的原理制成的如图 4-24和图4-25 所示

三带式分级机 1048708带式分级机工作原理 1048708国外生产的带式分级机有两种形式

第四节 光电分选分级机械与设备

一原理 利用紫外可见红外等光线和物体的相互作用而产生的吸收反射和吸收等现象对物料进行非接触式检测的方法是 20世纪60年代开始用于农产品和食品质量检验的新方法

根据物料的吸收和反射光谱可以鉴定物质的性质 例如利用紫外光作激励光源照射食品获得食品上的辐射荧光根据荧光的强度可以判别食品上附着的微生物的代谢物检出蛋品中霉菌花生类干果上附着的微生物及其代谢物如黄曲霉素

物料的吸收和反射光谱也可用于食品的异物检出用可见光作激励光源加上代替人眼的色彩传感器测定对象物的反射光或透射光可用于果品成熟度的判定谷类种子稻米水果的分选等作业领域

日本美国等正在开发用近红外光谱分析法无损检测水果的糖度和酸度的装置日本近年开发成功的米的食味计就是近红外分光分析仪装置和计算机系统结合的研究成果红外线法是利用红外吸收光谱测定食品的成分量例如牛乳的成分计等

（一）光与食品物料的相互作用 食品物料的光学特性 是指物料对投射到其表面上的光产生反射吸收透射漫射或受光照后激发出其他波长的光的性质物料是由许多微小的内部中间层组成的不同食品物料的物质种类组成不同因而在光学特性方面的反映也不尽相同

（二）食品物料的光特性应用技术 1 缺陷检测 食品和农产品的光特性已经被用于非破坏检

测方面的各种问题 2 成分分析 快速检测食品中的水分脂肪蛋白质氨基酸糖份酸度等化学成分的含量用于品质的监督和控制近红外光谱分析技术用于品质检测和控制是近年发展速度很快的一种全新的检测方法1048708

3 成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系并表现出表面或内部颜色的不同

最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

• Slide 1

4 按物料的流体动力特性分选分级 利用物料的流体动力特性的差别在垂直水平或者倾斜的气流或水流中进行分选和分级实际上是综合了物料的粒度形状表面状态以及密度等各种因素进行的分选和分级其中水流分级主要用于不溶性物料如淀粉制造小麦去石等

5 按物料的电磁特性分选 按物料的电磁特性分选主要用于食品原料中去除铁杂质

6 按物料的光电特性分选分级 按物料的光电特性分选和分级是利用物料的表面的颜色差异分出物料中的异色物料如花生仁光电色选机大米色选机和果蔬分选机等

7 按物料的内部品质分级 按物料的内部品质分选和分级是根据物料的质量指标（如水分糖度酸度等化学含量）进行分选和分级采用的方法往往是物料的某些成分对光反射透射和吸收对电特性的影响对磁特性的影响对力学特性的影响对温度特性的影响等无损检测的方法

从食品的安全性和营养性考虑内部品质的分选和分级比其他的分选和分级更具有广泛的意义但由于涉及的相关领域的技术较多因此分选和分级的难度更大其关键问题是的如何获得可靠的信息和对获得的信息的提取与处理

8 按物料的其他性质分级 按物料的其他性质分级是指采用某些与物料的品质指标有关联的物理方法检测物料的内部品质并进行物料的分选分级如采用嗅觉传感器检测物料的味道采用计算机视觉系统检测物料的纹理灰度等

第二节 食品原料的清理机械 食品原料的清理机械是根据原料中杂物的不同而设计的杂物多种多样例如各种谷物豆类咖啡等粉粒料中含有泥土金属等杂物甜菜糖厂的加工原料甜菜中不仅含有泥土砂石金属等还有杂草茎叶等杂物乳品厂的原料牛乳中可能含有毛毛屑等根据食品原料中杂物性质的不同清理机械可进行如下的分类

一 食品原料清理机械的分类 （一）除石机 用于除去原料中的砂石常用的方法有筛选法或比重法筛选法是利用砂石的形状和体积大小与加工原料的不同利用筛孔形状和大小的不同除去砂石比重除石机是利用砂石与原料比重的不同在不断振动或外力（如风力水力离心力等）作用下除去砂石

比重去石机

（二）除草机 用于除去原料中的杂草茎叶等常用的方法是风选法和浮选法风选法是利用杂物与食品原料在空气中的悬浮速度不同通过风力进行除杂的方法浮选法是利用杂草茎叶在水中与食品原料所受的浮力不同把漂浮在水中的轻浮杂物除去

（三）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食品原料中的铁质杂物磁力除铁机有电磁式和永磁式两种形式

（四）过滤器 过滤器用于除去液体食品原料中的杂物如原料乳中的牛毛毛屑等常用方法是过滤法可在容器的入口或出口装上滤网或滤布过滤也可安装过滤器过滤

二 常用食品原料的清理机械 （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食品原料

工作原理 原料从筛子的一端移动到另一端过程中尺寸小于筛孔的物料落下而尺寸大于筛孔的物料经筛面从筛的另一端排出见动画

物料rarr 由进料斗 1rarr 控料闸rarr第一层筛面(筛孔较大 ) rarr 第二层筛面 (筛孔中间 出成品 )rarr 第三层筛面 ( 小 ) rarr 细杂三层筛的筛孔依次减小在吸风除尘等装置的配合下把物料中质轻的杂质也能清理出来

筛选法清理机工作状况图

（二）除石机 1 密度除石机如图所示为豆制品厂常用的

QSC 型密度除石机用来对豆类等物料清除密度比原料大的并肩石等重杂质的一种先进装备该机主要由进料筛体排石装置吹风装置偏心振动机构等部分组成

QSC 型密度除石机

筛孔形状 除石筛面一般用薄钢板冲压成双面突起鱼

鳞形筛孔除石机的筛孔不通过物料只作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影响物料的悬浮状态和除石效率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

鱼鳞筛孔的形状

精选室 筛面向后逐渐变窄后部是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吹风系统包括风机导风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

密度除石机的精选室

2 块根类原料除石机 该机是用来除去块根类原料中的石块泥砂图为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

转筒式除石机

（三）除草机 除草机是用来除去原料中的杂草茎叶麦杆等杂物的设备其形式多种多样图为块根类食品原料在清洗过程中除去杂草的典型设备胶带式除草机

（四）除铁机 原料在加工前必须经过严格的磁选除去夹在原料中的铁性杂质食品原料中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型式

电磁式除铁机磁力稳定性能可靠但必须保证一定的电流强度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 2~3 个盖板每个盖板上装有 2 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

溜管可连续的进行磁选永磁溜管结构简单不占地方

使用平板式除铁机的永磁安装结构示意图磁铁可安装一排或多排食品原料通过倾角为 30deg~40deg的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动的间隙小于 2mm当物料落在由非磁性材料制成的滚筒上时物料随滚筒一起转动而后自由排除而夹杂在食品原料总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

为了保障安全生产和产品质量在食品原料的粮食等物料加工的全过程中凡是高速运转的及其的前部都应装有磁选设备

第三节 振动分选机械 一振动分选机械的基本知识 振动分选一般是通过机械的振动（或其他形式的运动）将原料通过一层或数层带孔的筛面使物料按宽度或厚度分成若干个粒度级别的过程

每一层筛面都可以将物料分成筛过物（也叫筛下物）和筛余物（也叫筛上物）两部分

（一）筛分效率

ηmdashmdash筛分效率 Gmdashmdash筛分物料总量 kg Grsquomdashmdash筛过物料总量 kg xmdashmdash可筛过物的质量百分比

（二）筛面组合将各种粒度的混合物通过筛分分成若干个粒级或提高总的筛分效率

1 筛余物法筛余物法如图 4-5 （ a）所示将前道筛面的筛余物送至后道筛面再筛图中所示筛分产品从 I 到 IV 依次渐粗这种筛面组合的特点是先提细粒后提粗粒它的优点是粗粒料的筛分路线长筛面的检查清理维护方便缺点是所有大粒物料要从每层筛面流过不但筛面易磨损而且多数粗物料阻碍细粒料接触筛孔降低筛分效率

2 筛过物法筛过物法如图 4-5 （ b）所示将前道筛面的筛过物送至下道筛面再筛筛分产品从 I 到 IV以次渐细先提粗粒后提细粒它的优点是使筛面的负荷减轻有助于提高筛分效率同时筛面配置空间较紧凑

3 混合法混合法如图 4-5 （ c）所示这种方法综合了前二种方法的优点因此流程可以灵活多变不同的筛分物料都要根据其物料的具体特点粗细粒的含量以及筛分的要求来确定筛面的组合方式

（三）开孔率（筛面利用系数筛孔系数） 开孔率 （筛面利用系数）是指整个筛面上筛孔所

占的面积与总面积之比 对于编织筛面有

式中 Kmdashmdash开孔率 bmdashmdash孔边长 mm dmdashmdash编织丝直径mm

（四）物料穿过筛孔的概率 对于前者以编织面为例直径为 D 的颗粒在筛面上通过筛孔的可能性仅为

当 D 越接近孔尺寸 b时筛过的可能性越是大幅度降低一般可将超过筛孔 08 ～ 10的粒度级称为难筛颗粒

当颗粒虽为筛下级别但它与筛面的相对运动速度达到一定值以上时则完全没有通过筛孔的机会

二 筛面的种类和结构 （一）栅筛面 栅筛面采用具有一定截面形状的棒料按一定的间距排列而成通常用于物料的去杂粗筛

栅筛面的特点是结构简单

（二）板筛面 1 板筛面由金属薄板冲压而成又称冲孔筛面最常用的金属薄板厚度为 05 ～15mm

2 板筛面最常用的筛孔形状是圆孔和长孔圆孔是按颗粒的宽度进行分级长孔是按颗粒的厚度分级也有时采用三角形孔或异形孔

3筛面的筛分效率与孔眼的形状间距和排列有密切关系即影响筛分效率的不仅是筛面的开孔率筛孔的排列也影响到颗粒接触和穿过筛孔的机会

（三）金属丝编织筛面 金属丝编织筛面由金属丝编织而成亦称筛网编织筛网通常为方孔或矩形孔孔尺寸大的可在 25mm 以上孔径小的可到 300目以上

（四）绢筛面 绢筛面由绢丝织成或称筛绢主要用于粉料的筛分在面粉工业中粉筛用量最大由于绢丝光滑柔软所以在筛面中极易移动而改变筛孔尺寸使用时必须用大框架绷紧较大孔的绢筛面都用绞织筛绢的材料为蚕丝或锦纶丝也可用两种材料混织

三筛面的运动方式 筛分机械工作过程的基础是物料与筛面的相对运动对于固定筛面而言则需要物料具有初始速度或是借重力产生的速度对于大多数筛分机械而言则需要借筛面运动的速度和加速度来产生物料与筛面的相对速度（如图 4-11 所示的各种筛面的运动方式）

（一）静止筛面 （二）往复运动筛面 （三）垂直圆运动筛面 （四）平面回转筛面 （五）旋转筛面

四筛面的传动方式 筛面的传动方式是每种筛分机械的主要特征它与支承机构决定了筛面的运动方式同一种筛面的运动方式也可有不同的传动方式

图 4-12 所示为常用的筛子传动方式

五摆动筛 摆动筛与振动筛的区别摆动筛又称摇动筛在食品工厂中常称为振动筛从物料在筛面上受力来看摆动筛与振动筛是不一样的摆动筛是以往复运动为主而以振动为辅摆动次数在 600 次 min以下振动筛在选矿和粮食筛选中常是一次筛分产品物料在筛面上是剧烈跳动的是以振动为主其振动次数为 800 ～ 1500次 min

（一）摆动筛结构特点 特点摆动筛的筛面是平的因而全部筛面都在工作制造和安装都比较容易结构简单调换筛面十分方便适用于多种物料的分级但是其动力平衡较差运行时连杆机构易损坏噪音较大

见图

（三）摆动筛主要技术参数 1 筛子结构主要有三种型式一种为钢条制成的一种是金属丝或丝线编织的一种是冲（钻）孔的薄金属板食品工厂常用最后一种型式为了减少筛孔被堵塞常将筛孔做成圆锥形孔由上向下逐渐增大其圆锥角以 7deg适

2 生产率生产能力 G 为 G=Bq 式中 Gmdashmdash生产能力 kgh Bmdashmdash筛面宽度m qmdashmdash筛面单位流量 kg m h

筛面单位流量主要与物料在筛面上的流速有关流量不能过大因此要提高 G 只能增大 B但筛宽和筛长有一定比例 B过大其结构庞大不便操作物料也不容易沿筛宽均匀散落筛宽一般在600 ～ 1200mm毫米内选取

3 物料运动特性 物料正向移动速度快显然可使物料层处于较薄状态从而增加过筛机会若该速度过快就需要较长的筛面否则就会造成来不及过筛的物料进入另一级中另外由于料层太薄物料在筛面上跳动过大而影响过筛机会

（四）摆动筛工作注意事项 由于摆动筛采用偏心曲轴连杆机构传动筛体往复运动时是变速运动由于加速度的影响使筛体产生的惯性力很大若不采取平衡措施就会造成筛体发生振动和噪音以致影响部件的使用寿命

要使筛体不发生剧烈振动或减少振动必须做到

（ 1 ）筛体的左右吊杆长短要一致（因有倾角存在故前后不一致）同时任何一根都不得扭曲变形

（ 2 ）保证筛面张紧和安装平整筛体不得向两侧倾斜

（ 3 ）偏心机构和连杆应与筛体的长轴线方向一致不得有偏差与扭曲更换偏心套时要成对更换

（ 4 ）偏心轴套与传动轴必须紧密配合不得松动偏心轴套在轴壳内滑动而不发生晃动轴壳与连杆连接处必须紧密平整并且在同一中心轴线上

（五）摆动筛惯性力的平衡 摆动筛中振动和平衡一对矛盾为了防止发生剧烈的振动除了在制造安装中保证其精度外设计上还必须采取措施通常的方法是采取平衡重平衡即在偏心装置上加设平衡重物或对称平衡即采取双筛体的方法平衡

1 平衡重平衡

2对称平衡法

六滚筒分级筛 见动画

1 滚筒 2 支承装置 3 收集料斗 4 传动装置 5 清筛装置

第三节 形状分级机械与设备 一三滚筒式分级机 应用范围主要用于球形体或近似球形的果蔬原料（苹果柑橘番茄桃子等）

全机结构驱动轮链轮出料输送带理料辊 分级原理 这种分级机的特点 工作过程

二颗粒形状分级设备 谷物颗粒料（如小麦大麦）等必须进行

精选和分级其主要原理是按颗粒长度进行分级以除去不必要的杂粒常用的精选机有滚筒精选机和碟片精选机两种其都是利用袋孔中嵌入长度不同的颗粒而带升高度不同的原理制成的如图 4-24和图4-25 所示

三带式分级机 1048708带式分级机工作原理 1048708国外生产的带式分级机有两种形式

第四节 光电分选分级机械与设备

一原理 利用紫外可见红外等光线和物体的相互作用而产生的吸收反射和吸收等现象对物料进行非接触式检测的方法是 20世纪60年代开始用于农产品和食品质量检验的新方法

根据物料的吸收和反射光谱可以鉴定物质的性质 例如利用紫外光作激励光源照射食品获得食品上的辐射荧光根据荧光的强度可以判别食品上附着的微生物的代谢物检出蛋品中霉菌花生类干果上附着的微生物及其代谢物如黄曲霉素

物料的吸收和反射光谱也可用于食品的异物检出用可见光作激励光源加上代替人眼的色彩传感器测定对象物的反射光或透射光可用于果品成熟度的判定谷类种子稻米水果的分选等作业领域

日本美国等正在开发用近红外光谱分析法无损检测水果的糖度和酸度的装置日本近年开发成功的米的食味计就是近红外分光分析仪装置和计算机系统结合的研究成果红外线法是利用红外吸收光谱测定食品的成分量例如牛乳的成分计等

（一）光与食品物料的相互作用 食品物料的光学特性 是指物料对投射到其表面上的光产生反射吸收透射漫射或受光照后激发出其他波长的光的性质物料是由许多微小的内部中间层组成的不同食品物料的物质种类组成不同因而在光学特性方面的反映也不尽相同

（二）食品物料的光特性应用技术 1 缺陷检测 食品和农产品的光特性已经被用于非破坏检

测方面的各种问题 2 成分分析 快速检测食品中的水分脂肪蛋白质氨基酸糖份酸度等化学成分的含量用于品质的监督和控制近红外光谱分析技术用于品质检测和控制是近年发展速度很快的一种全新的检测方法1048708

3 成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系并表现出表面或内部颜色的不同

最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

• Slide 1

5 按物料的电磁特性分选 按物料的电磁特性分选主要用于食品原料中去除铁杂质

6 按物料的光电特性分选分级 按物料的光电特性分选和分级是利用物料的表面的颜色差异分出物料中的异色物料如花生仁光电色选机大米色选机和果蔬分选机等

7 按物料的内部品质分级 按物料的内部品质分选和分级是根据物料的质量指标（如水分糖度酸度等化学含量）进行分选和分级采用的方法往往是物料的某些成分对光反射透射和吸收对电特性的影响对磁特性的影响对力学特性的影响对温度特性的影响等无损检测的方法

从食品的安全性和营养性考虑内部品质的分选和分级比其他的分选和分级更具有广泛的意义但由于涉及的相关领域的技术较多因此分选和分级的难度更大其关键问题是的如何获得可靠的信息和对获得的信息的提取与处理

8 按物料的其他性质分级 按物料的其他性质分级是指采用某些与物料的品质指标有关联的物理方法检测物料的内部品质并进行物料的分选分级如采用嗅觉传感器检测物料的味道采用计算机视觉系统检测物料的纹理灰度等

第二节 食品原料的清理机械 食品原料的清理机械是根据原料中杂物的不同而设计的杂物多种多样例如各种谷物豆类咖啡等粉粒料中含有泥土金属等杂物甜菜糖厂的加工原料甜菜中不仅含有泥土砂石金属等还有杂草茎叶等杂物乳品厂的原料牛乳中可能含有毛毛屑等根据食品原料中杂物性质的不同清理机械可进行如下的分类

一 食品原料清理机械的分类 （一）除石机 用于除去原料中的砂石常用的方法有筛选法或比重法筛选法是利用砂石的形状和体积大小与加工原料的不同利用筛孔形状和大小的不同除去砂石比重除石机是利用砂石与原料比重的不同在不断振动或外力（如风力水力离心力等）作用下除去砂石

比重去石机

（二）除草机 用于除去原料中的杂草茎叶等常用的方法是风选法和浮选法风选法是利用杂物与食品原料在空气中的悬浮速度不同通过风力进行除杂的方法浮选法是利用杂草茎叶在水中与食品原料所受的浮力不同把漂浮在水中的轻浮杂物除去

（三）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食品原料中的铁质杂物磁力除铁机有电磁式和永磁式两种形式

（四）过滤器 过滤器用于除去液体食品原料中的杂物如原料乳中的牛毛毛屑等常用方法是过滤法可在容器的入口或出口装上滤网或滤布过滤也可安装过滤器过滤

二 常用食品原料的清理机械 （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食品原料

工作原理 原料从筛子的一端移动到另一端过程中尺寸小于筛孔的物料落下而尺寸大于筛孔的物料经筛面从筛的另一端排出见动画

物料rarr 由进料斗 1rarr 控料闸rarr第一层筛面(筛孔较大 ) rarr 第二层筛面 (筛孔中间 出成品 )rarr 第三层筛面 ( 小 ) rarr 细杂三层筛的筛孔依次减小在吸风除尘等装置的配合下把物料中质轻的杂质也能清理出来

筛选法清理机工作状况图

（二）除石机 1 密度除石机如图所示为豆制品厂常用的

QSC 型密度除石机用来对豆类等物料清除密度比原料大的并肩石等重杂质的一种先进装备该机主要由进料筛体排石装置吹风装置偏心振动机构等部分组成

QSC 型密度除石机

筛孔形状 除石筛面一般用薄钢板冲压成双面突起鱼

鳞形筛孔除石机的筛孔不通过物料只作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影响物料的悬浮状态和除石效率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

鱼鳞筛孔的形状

精选室 筛面向后逐渐变窄后部是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吹风系统包括风机导风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

密度除石机的精选室

2 块根类原料除石机 该机是用来除去块根类原料中的石块泥砂图为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

转筒式除石机

（三）除草机 除草机是用来除去原料中的杂草茎叶麦杆等杂物的设备其形式多种多样图为块根类食品原料在清洗过程中除去杂草的典型设备胶带式除草机

（四）除铁机 原料在加工前必须经过严格的磁选除去夹在原料中的铁性杂质食品原料中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型式

电磁式除铁机磁力稳定性能可靠但必须保证一定的电流强度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 2~3 个盖板每个盖板上装有 2 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

溜管可连续的进行磁选永磁溜管结构简单不占地方

使用平板式除铁机的永磁安装结构示意图磁铁可安装一排或多排食品原料通过倾角为 30deg~40deg的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动的间隙小于 2mm当物料落在由非磁性材料制成的滚筒上时物料随滚筒一起转动而后自由排除而夹杂在食品原料总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

为了保障安全生产和产品质量在食品原料的粮食等物料加工的全过程中凡是高速运转的及其的前部都应装有磁选设备

第三节 振动分选机械 一振动分选机械的基本知识 振动分选一般是通过机械的振动（或其他形式的运动）将原料通过一层或数层带孔的筛面使物料按宽度或厚度分成若干个粒度级别的过程

每一层筛面都可以将物料分成筛过物（也叫筛下物）和筛余物（也叫筛上物）两部分

（一）筛分效率

ηmdashmdash筛分效率 Gmdashmdash筛分物料总量 kg Grsquomdashmdash筛过物料总量 kg xmdashmdash可筛过物的质量百分比

（二）筛面组合将各种粒度的混合物通过筛分分成若干个粒级或提高总的筛分效率

1 筛余物法筛余物法如图 4-5 （ a）所示将前道筛面的筛余物送至后道筛面再筛图中所示筛分产品从 I 到 IV 依次渐粗这种筛面组合的特点是先提细粒后提粗粒它的优点是粗粒料的筛分路线长筛面的检查清理维护方便缺点是所有大粒物料要从每层筛面流过不但筛面易磨损而且多数粗物料阻碍细粒料接触筛孔降低筛分效率

2 筛过物法筛过物法如图 4-5 （ b）所示将前道筛面的筛过物送至下道筛面再筛筛分产品从 I 到 IV以次渐细先提粗粒后提细粒它的优点是使筛面的负荷减轻有助于提高筛分效率同时筛面配置空间较紧凑

3 混合法混合法如图 4-5 （ c）所示这种方法综合了前二种方法的优点因此流程可以灵活多变不同的筛分物料都要根据其物料的具体特点粗细粒的含量以及筛分的要求来确定筛面的组合方式

（三）开孔率（筛面利用系数筛孔系数） 开孔率 （筛面利用系数）是指整个筛面上筛孔所

占的面积与总面积之比 对于编织筛面有

式中 Kmdashmdash开孔率 bmdashmdash孔边长 mm dmdashmdash编织丝直径mm

（四）物料穿过筛孔的概率 对于前者以编织面为例直径为 D 的颗粒在筛面上通过筛孔的可能性仅为

当 D 越接近孔尺寸 b时筛过的可能性越是大幅度降低一般可将超过筛孔 08 ～ 10的粒度级称为难筛颗粒

当颗粒虽为筛下级别但它与筛面的相对运动速度达到一定值以上时则完全没有通过筛孔的机会

二 筛面的种类和结构 （一）栅筛面 栅筛面采用具有一定截面形状的棒料按一定的间距排列而成通常用于物料的去杂粗筛

栅筛面的特点是结构简单

（二）板筛面 1 板筛面由金属薄板冲压而成又称冲孔筛面最常用的金属薄板厚度为 05 ～15mm

2 板筛面最常用的筛孔形状是圆孔和长孔圆孔是按颗粒的宽度进行分级长孔是按颗粒的厚度分级也有时采用三角形孔或异形孔

3筛面的筛分效率与孔眼的形状间距和排列有密切关系即影响筛分效率的不仅是筛面的开孔率筛孔的排列也影响到颗粒接触和穿过筛孔的机会

（三）金属丝编织筛面 金属丝编织筛面由金属丝编织而成亦称筛网编织筛网通常为方孔或矩形孔孔尺寸大的可在 25mm 以上孔径小的可到 300目以上

（四）绢筛面 绢筛面由绢丝织成或称筛绢主要用于粉料的筛分在面粉工业中粉筛用量最大由于绢丝光滑柔软所以在筛面中极易移动而改变筛孔尺寸使用时必须用大框架绷紧较大孔的绢筛面都用绞织筛绢的材料为蚕丝或锦纶丝也可用两种材料混织

三筛面的运动方式 筛分机械工作过程的基础是物料与筛面的相对运动对于固定筛面而言则需要物料具有初始速度或是借重力产生的速度对于大多数筛分机械而言则需要借筛面运动的速度和加速度来产生物料与筛面的相对速度（如图 4-11 所示的各种筛面的运动方式）

（一）静止筛面 （二）往复运动筛面 （三）垂直圆运动筛面 （四）平面回转筛面 （五）旋转筛面

四筛面的传动方式 筛面的传动方式是每种筛分机械的主要特征它与支承机构决定了筛面的运动方式同一种筛面的运动方式也可有不同的传动方式

图 4-12 所示为常用的筛子传动方式

五摆动筛 摆动筛与振动筛的区别摆动筛又称摇动筛在食品工厂中常称为振动筛从物料在筛面上受力来看摆动筛与振动筛是不一样的摆动筛是以往复运动为主而以振动为辅摆动次数在 600 次 min以下振动筛在选矿和粮食筛选中常是一次筛分产品物料在筛面上是剧烈跳动的是以振动为主其振动次数为 800 ～ 1500次 min

（一）摆动筛结构特点 特点摆动筛的筛面是平的因而全部筛面都在工作制造和安装都比较容易结构简单调换筛面十分方便适用于多种物料的分级但是其动力平衡较差运行时连杆机构易损坏噪音较大

见图

（三）摆动筛主要技术参数 1 筛子结构主要有三种型式一种为钢条制成的一种是金属丝或丝线编织的一种是冲（钻）孔的薄金属板食品工厂常用最后一种型式为了减少筛孔被堵塞常将筛孔做成圆锥形孔由上向下逐渐增大其圆锥角以 7deg适

2 生产率生产能力 G 为 G=Bq 式中 Gmdashmdash生产能力 kgh Bmdashmdash筛面宽度m qmdashmdash筛面单位流量 kg m h

筛面单位流量主要与物料在筛面上的流速有关流量不能过大因此要提高 G 只能增大 B但筛宽和筛长有一定比例 B过大其结构庞大不便操作物料也不容易沿筛宽均匀散落筛宽一般在600 ～ 1200mm毫米内选取

3 物料运动特性 物料正向移动速度快显然可使物料层处于较薄状态从而增加过筛机会若该速度过快就需要较长的筛面否则就会造成来不及过筛的物料进入另一级中另外由于料层太薄物料在筛面上跳动过大而影响过筛机会

（四）摆动筛工作注意事项 由于摆动筛采用偏心曲轴连杆机构传动筛体往复运动时是变速运动由于加速度的影响使筛体产生的惯性力很大若不采取平衡措施就会造成筛体发生振动和噪音以致影响部件的使用寿命

要使筛体不发生剧烈振动或减少振动必须做到

（ 1 ）筛体的左右吊杆长短要一致（因有倾角存在故前后不一致）同时任何一根都不得扭曲变形

（ 2 ）保证筛面张紧和安装平整筛体不得向两侧倾斜

（ 3 ）偏心机构和连杆应与筛体的长轴线方向一致不得有偏差与扭曲更换偏心套时要成对更换

（ 4 ）偏心轴套与传动轴必须紧密配合不得松动偏心轴套在轴壳内滑动而不发生晃动轴壳与连杆连接处必须紧密平整并且在同一中心轴线上

（五）摆动筛惯性力的平衡 摆动筛中振动和平衡一对矛盾为了防止发生剧烈的振动除了在制造安装中保证其精度外设计上还必须采取措施通常的方法是采取平衡重平衡即在偏心装置上加设平衡重物或对称平衡即采取双筛体的方法平衡

1 平衡重平衡

2对称平衡法

六滚筒分级筛 见动画

1 滚筒 2 支承装置 3 收集料斗 4 传动装置 5 清筛装置

第三节 形状分级机械与设备 一三滚筒式分级机 应用范围主要用于球形体或近似球形的果蔬原料（苹果柑橘番茄桃子等）

全机结构驱动轮链轮出料输送带理料辊 分级原理 这种分级机的特点 工作过程

二颗粒形状分级设备 谷物颗粒料（如小麦大麦）等必须进行

精选和分级其主要原理是按颗粒长度进行分级以除去不必要的杂粒常用的精选机有滚筒精选机和碟片精选机两种其都是利用袋孔中嵌入长度不同的颗粒而带升高度不同的原理制成的如图 4-24和图4-25 所示

三带式分级机 1048708带式分级机工作原理 1048708国外生产的带式分级机有两种形式

第四节 光电分选分级机械与设备

一原理 利用紫外可见红外等光线和物体的相互作用而产生的吸收反射和吸收等现象对物料进行非接触式检测的方法是 20世纪60年代开始用于农产品和食品质量检验的新方法

根据物料的吸收和反射光谱可以鉴定物质的性质 例如利用紫外光作激励光源照射食品获得食品上的辐射荧光根据荧光的强度可以判别食品上附着的微生物的代谢物检出蛋品中霉菌花生类干果上附着的微生物及其代谢物如黄曲霉素

物料的吸收和反射光谱也可用于食品的异物检出用可见光作激励光源加上代替人眼的色彩传感器测定对象物的反射光或透射光可用于果品成熟度的判定谷类种子稻米水果的分选等作业领域

日本美国等正在开发用近红外光谱分析法无损检测水果的糖度和酸度的装置日本近年开发成功的米的食味计就是近红外分光分析仪装置和计算机系统结合的研究成果红外线法是利用红外吸收光谱测定食品的成分量例如牛乳的成分计等

（一）光与食品物料的相互作用 食品物料的光学特性 是指物料对投射到其表面上的光产生反射吸收透射漫射或受光照后激发出其他波长的光的性质物料是由许多微小的内部中间层组成的不同食品物料的物质种类组成不同因而在光学特性方面的反映也不尽相同

（二）食品物料的光特性应用技术 1 缺陷检测 食品和农产品的光特性已经被用于非破坏检

测方面的各种问题 2 成分分析 快速检测食品中的水分脂肪蛋白质氨基酸糖份酸度等化学成分的含量用于品质的监督和控制近红外光谱分析技术用于品质检测和控制是近年发展速度很快的一种全新的检测方法1048708

3 成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系并表现出表面或内部颜色的不同

最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

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6 按物料的光电特性分选分级 按物料的光电特性分选和分级是利用物料的表面的颜色差异分出物料中的异色物料如花生仁光电色选机大米色选机和果蔬分选机等

7 按物料的内部品质分级 按物料的内部品质分选和分级是根据物料的质量指标（如水分糖度酸度等化学含量）进行分选和分级采用的方法往往是物料的某些成分对光反射透射和吸收对电特性的影响对磁特性的影响对力学特性的影响对温度特性的影响等无损检测的方法

从食品的安全性和营养性考虑内部品质的分选和分级比其他的分选和分级更具有广泛的意义但由于涉及的相关领域的技术较多因此分选和分级的难度更大其关键问题是的如何获得可靠的信息和对获得的信息的提取与处理

8 按物料的其他性质分级 按物料的其他性质分级是指采用某些与物料的品质指标有关联的物理方法检测物料的内部品质并进行物料的分选分级如采用嗅觉传感器检测物料的味道采用计算机视觉系统检测物料的纹理灰度等

第二节 食品原料的清理机械 食品原料的清理机械是根据原料中杂物的不同而设计的杂物多种多样例如各种谷物豆类咖啡等粉粒料中含有泥土金属等杂物甜菜糖厂的加工原料甜菜中不仅含有泥土砂石金属等还有杂草茎叶等杂物乳品厂的原料牛乳中可能含有毛毛屑等根据食品原料中杂物性质的不同清理机械可进行如下的分类

一 食品原料清理机械的分类 （一）除石机 用于除去原料中的砂石常用的方法有筛选法或比重法筛选法是利用砂石的形状和体积大小与加工原料的不同利用筛孔形状和大小的不同除去砂石比重除石机是利用砂石与原料比重的不同在不断振动或外力（如风力水力离心力等）作用下除去砂石

比重去石机

（二）除草机 用于除去原料中的杂草茎叶等常用的方法是风选法和浮选法风选法是利用杂物与食品原料在空气中的悬浮速度不同通过风力进行除杂的方法浮选法是利用杂草茎叶在水中与食品原料所受的浮力不同把漂浮在水中的轻浮杂物除去

（三）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食品原料中的铁质杂物磁力除铁机有电磁式和永磁式两种形式

（四）过滤器 过滤器用于除去液体食品原料中的杂物如原料乳中的牛毛毛屑等常用方法是过滤法可在容器的入口或出口装上滤网或滤布过滤也可安装过滤器过滤

二 常用食品原料的清理机械 （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食品原料

工作原理 原料从筛子的一端移动到另一端过程中尺寸小于筛孔的物料落下而尺寸大于筛孔的物料经筛面从筛的另一端排出见动画

物料rarr 由进料斗 1rarr 控料闸rarr第一层筛面(筛孔较大 ) rarr 第二层筛面 (筛孔中间 出成品 )rarr 第三层筛面 ( 小 ) rarr 细杂三层筛的筛孔依次减小在吸风除尘等装置的配合下把物料中质轻的杂质也能清理出来

筛选法清理机工作状况图

（二）除石机 1 密度除石机如图所示为豆制品厂常用的

QSC 型密度除石机用来对豆类等物料清除密度比原料大的并肩石等重杂质的一种先进装备该机主要由进料筛体排石装置吹风装置偏心振动机构等部分组成

QSC 型密度除石机

筛孔形状 除石筛面一般用薄钢板冲压成双面突起鱼

鳞形筛孔除石机的筛孔不通过物料只作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影响物料的悬浮状态和除石效率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

鱼鳞筛孔的形状

精选室 筛面向后逐渐变窄后部是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吹风系统包括风机导风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

密度除石机的精选室

2 块根类原料除石机 该机是用来除去块根类原料中的石块泥砂图为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

转筒式除石机

（三）除草机 除草机是用来除去原料中的杂草茎叶麦杆等杂物的设备其形式多种多样图为块根类食品原料在清洗过程中除去杂草的典型设备胶带式除草机

（四）除铁机 原料在加工前必须经过严格的磁选除去夹在原料中的铁性杂质食品原料中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型式

电磁式除铁机磁力稳定性能可靠但必须保证一定的电流强度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 2~3 个盖板每个盖板上装有 2 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

溜管可连续的进行磁选永磁溜管结构简单不占地方

使用平板式除铁机的永磁安装结构示意图磁铁可安装一排或多排食品原料通过倾角为 30deg~40deg的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动的间隙小于 2mm当物料落在由非磁性材料制成的滚筒上时物料随滚筒一起转动而后自由排除而夹杂在食品原料总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

为了保障安全生产和产品质量在食品原料的粮食等物料加工的全过程中凡是高速运转的及其的前部都应装有磁选设备

第三节 振动分选机械 一振动分选机械的基本知识 振动分选一般是通过机械的振动（或其他形式的运动）将原料通过一层或数层带孔的筛面使物料按宽度或厚度分成若干个粒度级别的过程

每一层筛面都可以将物料分成筛过物（也叫筛下物）和筛余物（也叫筛上物）两部分

（一）筛分效率

ηmdashmdash筛分效率 Gmdashmdash筛分物料总量 kg Grsquomdashmdash筛过物料总量 kg xmdashmdash可筛过物的质量百分比

（二）筛面组合将各种粒度的混合物通过筛分分成若干个粒级或提高总的筛分效率

1 筛余物法筛余物法如图 4-5 （ a）所示将前道筛面的筛余物送至后道筛面再筛图中所示筛分产品从 I 到 IV 依次渐粗这种筛面组合的特点是先提细粒后提粗粒它的优点是粗粒料的筛分路线长筛面的检查清理维护方便缺点是所有大粒物料要从每层筛面流过不但筛面易磨损而且多数粗物料阻碍细粒料接触筛孔降低筛分效率

2 筛过物法筛过物法如图 4-5 （ b）所示将前道筛面的筛过物送至下道筛面再筛筛分产品从 I 到 IV以次渐细先提粗粒后提细粒它的优点是使筛面的负荷减轻有助于提高筛分效率同时筛面配置空间较紧凑

3 混合法混合法如图 4-5 （ c）所示这种方法综合了前二种方法的优点因此流程可以灵活多变不同的筛分物料都要根据其物料的具体特点粗细粒的含量以及筛分的要求来确定筛面的组合方式

（三）开孔率（筛面利用系数筛孔系数） 开孔率 （筛面利用系数）是指整个筛面上筛孔所

占的面积与总面积之比 对于编织筛面有

式中 Kmdashmdash开孔率 bmdashmdash孔边长 mm dmdashmdash编织丝直径mm

（四）物料穿过筛孔的概率 对于前者以编织面为例直径为 D 的颗粒在筛面上通过筛孔的可能性仅为

当 D 越接近孔尺寸 b时筛过的可能性越是大幅度降低一般可将超过筛孔 08 ～ 10的粒度级称为难筛颗粒

当颗粒虽为筛下级别但它与筛面的相对运动速度达到一定值以上时则完全没有通过筛孔的机会

二 筛面的种类和结构 （一）栅筛面 栅筛面采用具有一定截面形状的棒料按一定的间距排列而成通常用于物料的去杂粗筛

栅筛面的特点是结构简单

（二）板筛面 1 板筛面由金属薄板冲压而成又称冲孔筛面最常用的金属薄板厚度为 05 ～15mm

2 板筛面最常用的筛孔形状是圆孔和长孔圆孔是按颗粒的宽度进行分级长孔是按颗粒的厚度分级也有时采用三角形孔或异形孔

3筛面的筛分效率与孔眼的形状间距和排列有密切关系即影响筛分效率的不仅是筛面的开孔率筛孔的排列也影响到颗粒接触和穿过筛孔的机会

（三）金属丝编织筛面 金属丝编织筛面由金属丝编织而成亦称筛网编织筛网通常为方孔或矩形孔孔尺寸大的可在 25mm 以上孔径小的可到 300目以上

（四）绢筛面 绢筛面由绢丝织成或称筛绢主要用于粉料的筛分在面粉工业中粉筛用量最大由于绢丝光滑柔软所以在筛面中极易移动而改变筛孔尺寸使用时必须用大框架绷紧较大孔的绢筛面都用绞织筛绢的材料为蚕丝或锦纶丝也可用两种材料混织

三筛面的运动方式 筛分机械工作过程的基础是物料与筛面的相对运动对于固定筛面而言则需要物料具有初始速度或是借重力产生的速度对于大多数筛分机械而言则需要借筛面运动的速度和加速度来产生物料与筛面的相对速度（如图 4-11 所示的各种筛面的运动方式）

（一）静止筛面 （二）往复运动筛面 （三）垂直圆运动筛面 （四）平面回转筛面 （五）旋转筛面

四筛面的传动方式 筛面的传动方式是每种筛分机械的主要特征它与支承机构决定了筛面的运动方式同一种筛面的运动方式也可有不同的传动方式

图 4-12 所示为常用的筛子传动方式

五摆动筛 摆动筛与振动筛的区别摆动筛又称摇动筛在食品工厂中常称为振动筛从物料在筛面上受力来看摆动筛与振动筛是不一样的摆动筛是以往复运动为主而以振动为辅摆动次数在 600 次 min以下振动筛在选矿和粮食筛选中常是一次筛分产品物料在筛面上是剧烈跳动的是以振动为主其振动次数为 800 ～ 1500次 min

（一）摆动筛结构特点 特点摆动筛的筛面是平的因而全部筛面都在工作制造和安装都比较容易结构简单调换筛面十分方便适用于多种物料的分级但是其动力平衡较差运行时连杆机构易损坏噪音较大

见图

（三）摆动筛主要技术参数 1 筛子结构主要有三种型式一种为钢条制成的一种是金属丝或丝线编织的一种是冲（钻）孔的薄金属板食品工厂常用最后一种型式为了减少筛孔被堵塞常将筛孔做成圆锥形孔由上向下逐渐增大其圆锥角以 7deg适

2 生产率生产能力 G 为 G=Bq 式中 Gmdashmdash生产能力 kgh Bmdashmdash筛面宽度m qmdashmdash筛面单位流量 kg m h

筛面单位流量主要与物料在筛面上的流速有关流量不能过大因此要提高 G 只能增大 B但筛宽和筛长有一定比例 B过大其结构庞大不便操作物料也不容易沿筛宽均匀散落筛宽一般在600 ～ 1200mm毫米内选取

3 物料运动特性 物料正向移动速度快显然可使物料层处于较薄状态从而增加过筛机会若该速度过快就需要较长的筛面否则就会造成来不及过筛的物料进入另一级中另外由于料层太薄物料在筛面上跳动过大而影响过筛机会

（四）摆动筛工作注意事项 由于摆动筛采用偏心曲轴连杆机构传动筛体往复运动时是变速运动由于加速度的影响使筛体产生的惯性力很大若不采取平衡措施就会造成筛体发生振动和噪音以致影响部件的使用寿命

要使筛体不发生剧烈振动或减少振动必须做到

（ 1 ）筛体的左右吊杆长短要一致（因有倾角存在故前后不一致）同时任何一根都不得扭曲变形

（ 2 ）保证筛面张紧和安装平整筛体不得向两侧倾斜

（ 3 ）偏心机构和连杆应与筛体的长轴线方向一致不得有偏差与扭曲更换偏心套时要成对更换

（ 4 ）偏心轴套与传动轴必须紧密配合不得松动偏心轴套在轴壳内滑动而不发生晃动轴壳与连杆连接处必须紧密平整并且在同一中心轴线上

（五）摆动筛惯性力的平衡 摆动筛中振动和平衡一对矛盾为了防止发生剧烈的振动除了在制造安装中保证其精度外设计上还必须采取措施通常的方法是采取平衡重平衡即在偏心装置上加设平衡重物或对称平衡即采取双筛体的方法平衡

1 平衡重平衡

2对称平衡法

六滚筒分级筛 见动画

1 滚筒 2 支承装置 3 收集料斗 4 传动装置 5 清筛装置

第三节 形状分级机械与设备 一三滚筒式分级机 应用范围主要用于球形体或近似球形的果蔬原料（苹果柑橘番茄桃子等）

全机结构驱动轮链轮出料输送带理料辊 分级原理 这种分级机的特点 工作过程

二颗粒形状分级设备 谷物颗粒料（如小麦大麦）等必须进行

精选和分级其主要原理是按颗粒长度进行分级以除去不必要的杂粒常用的精选机有滚筒精选机和碟片精选机两种其都是利用袋孔中嵌入长度不同的颗粒而带升高度不同的原理制成的如图 4-24和图4-25 所示

三带式分级机 1048708带式分级机工作原理 1048708国外生产的带式分级机有两种形式

第四节 光电分选分级机械与设备

一原理 利用紫外可见红外等光线和物体的相互作用而产生的吸收反射和吸收等现象对物料进行非接触式检测的方法是 20世纪60年代开始用于农产品和食品质量检验的新方法

根据物料的吸收和反射光谱可以鉴定物质的性质 例如利用紫外光作激励光源照射食品获得食品上的辐射荧光根据荧光的强度可以判别食品上附着的微生物的代谢物检出蛋品中霉菌花生类干果上附着的微生物及其代谢物如黄曲霉素

物料的吸收和反射光谱也可用于食品的异物检出用可见光作激励光源加上代替人眼的色彩传感器测定对象物的反射光或透射光可用于果品成熟度的判定谷类种子稻米水果的分选等作业领域

日本美国等正在开发用近红外光谱分析法无损检测水果的糖度和酸度的装置日本近年开发成功的米的食味计就是近红外分光分析仪装置和计算机系统结合的研究成果红外线法是利用红外吸收光谱测定食品的成分量例如牛乳的成分计等

（一）光与食品物料的相互作用 食品物料的光学特性 是指物料对投射到其表面上的光产生反射吸收透射漫射或受光照后激发出其他波长的光的性质物料是由许多微小的内部中间层组成的不同食品物料的物质种类组成不同因而在光学特性方面的反映也不尽相同

（二）食品物料的光特性应用技术 1 缺陷检测 食品和农产品的光特性已经被用于非破坏检

测方面的各种问题 2 成分分析 快速检测食品中的水分脂肪蛋白质氨基酸糖份酸度等化学成分的含量用于品质的监督和控制近红外光谱分析技术用于品质检测和控制是近年发展速度很快的一种全新的检测方法1048708

3 成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系并表现出表面或内部颜色的不同

最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

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7 按物料的内部品质分级 按物料的内部品质分选和分级是根据物料的质量指标（如水分糖度酸度等化学含量）进行分选和分级采用的方法往往是物料的某些成分对光反射透射和吸收对电特性的影响对磁特性的影响对力学特性的影响对温度特性的影响等无损检测的方法

从食品的安全性和营养性考虑内部品质的分选和分级比其他的分选和分级更具有广泛的意义但由于涉及的相关领域的技术较多因此分选和分级的难度更大其关键问题是的如何获得可靠的信息和对获得的信息的提取与处理

8 按物料的其他性质分级 按物料的其他性质分级是指采用某些与物料的品质指标有关联的物理方法检测物料的内部品质并进行物料的分选分级如采用嗅觉传感器检测物料的味道采用计算机视觉系统检测物料的纹理灰度等

第二节 食品原料的清理机械 食品原料的清理机械是根据原料中杂物的不同而设计的杂物多种多样例如各种谷物豆类咖啡等粉粒料中含有泥土金属等杂物甜菜糖厂的加工原料甜菜中不仅含有泥土砂石金属等还有杂草茎叶等杂物乳品厂的原料牛乳中可能含有毛毛屑等根据食品原料中杂物性质的不同清理机械可进行如下的分类

一 食品原料清理机械的分类 （一）除石机 用于除去原料中的砂石常用的方法有筛选法或比重法筛选法是利用砂石的形状和体积大小与加工原料的不同利用筛孔形状和大小的不同除去砂石比重除石机是利用砂石与原料比重的不同在不断振动或外力（如风力水力离心力等）作用下除去砂石

比重去石机

（二）除草机 用于除去原料中的杂草茎叶等常用的方法是风选法和浮选法风选法是利用杂物与食品原料在空气中的悬浮速度不同通过风力进行除杂的方法浮选法是利用杂草茎叶在水中与食品原料所受的浮力不同把漂浮在水中的轻浮杂物除去

（三）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食品原料中的铁质杂物磁力除铁机有电磁式和永磁式两种形式

（四）过滤器 过滤器用于除去液体食品原料中的杂物如原料乳中的牛毛毛屑等常用方法是过滤法可在容器的入口或出口装上滤网或滤布过滤也可安装过滤器过滤

二 常用食品原料的清理机械 （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食品原料

工作原理 原料从筛子的一端移动到另一端过程中尺寸小于筛孔的物料落下而尺寸大于筛孔的物料经筛面从筛的另一端排出见动画

物料rarr 由进料斗 1rarr 控料闸rarr第一层筛面(筛孔较大 ) rarr 第二层筛面 (筛孔中间 出成品 )rarr 第三层筛面 ( 小 ) rarr 细杂三层筛的筛孔依次减小在吸风除尘等装置的配合下把物料中质轻的杂质也能清理出来

筛选法清理机工作状况图

（二）除石机 1 密度除石机如图所示为豆制品厂常用的

QSC 型密度除石机用来对豆类等物料清除密度比原料大的并肩石等重杂质的一种先进装备该机主要由进料筛体排石装置吹风装置偏心振动机构等部分组成

QSC 型密度除石机

筛孔形状 除石筛面一般用薄钢板冲压成双面突起鱼

鳞形筛孔除石机的筛孔不通过物料只作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影响物料的悬浮状态和除石效率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

鱼鳞筛孔的形状

精选室 筛面向后逐渐变窄后部是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吹风系统包括风机导风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

密度除石机的精选室

2 块根类原料除石机 该机是用来除去块根类原料中的石块泥砂图为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

转筒式除石机

（三）除草机 除草机是用来除去原料中的杂草茎叶麦杆等杂物的设备其形式多种多样图为块根类食品原料在清洗过程中除去杂草的典型设备胶带式除草机

（四）除铁机 原料在加工前必须经过严格的磁选除去夹在原料中的铁性杂质食品原料中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型式

电磁式除铁机磁力稳定性能可靠但必须保证一定的电流强度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 2~3 个盖板每个盖板上装有 2 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

溜管可连续的进行磁选永磁溜管结构简单不占地方

使用平板式除铁机的永磁安装结构示意图磁铁可安装一排或多排食品原料通过倾角为 30deg~40deg的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动的间隙小于 2mm当物料落在由非磁性材料制成的滚筒上时物料随滚筒一起转动而后自由排除而夹杂在食品原料总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

为了保障安全生产和产品质量在食品原料的粮食等物料加工的全过程中凡是高速运转的及其的前部都应装有磁选设备

第三节 振动分选机械 一振动分选机械的基本知识 振动分选一般是通过机械的振动（或其他形式的运动）将原料通过一层或数层带孔的筛面使物料按宽度或厚度分成若干个粒度级别的过程

每一层筛面都可以将物料分成筛过物（也叫筛下物）和筛余物（也叫筛上物）两部分

（一）筛分效率

ηmdashmdash筛分效率 Gmdashmdash筛分物料总量 kg Grsquomdashmdash筛过物料总量 kg xmdashmdash可筛过物的质量百分比

（二）筛面组合将各种粒度的混合物通过筛分分成若干个粒级或提高总的筛分效率

1 筛余物法筛余物法如图 4-5 （ a）所示将前道筛面的筛余物送至后道筛面再筛图中所示筛分产品从 I 到 IV 依次渐粗这种筛面组合的特点是先提细粒后提粗粒它的优点是粗粒料的筛分路线长筛面的检查清理维护方便缺点是所有大粒物料要从每层筛面流过不但筛面易磨损而且多数粗物料阻碍细粒料接触筛孔降低筛分效率

2 筛过物法筛过物法如图 4-5 （ b）所示将前道筛面的筛过物送至下道筛面再筛筛分产品从 I 到 IV以次渐细先提粗粒后提细粒它的优点是使筛面的负荷减轻有助于提高筛分效率同时筛面配置空间较紧凑

3 混合法混合法如图 4-5 （ c）所示这种方法综合了前二种方法的优点因此流程可以灵活多变不同的筛分物料都要根据其物料的具体特点粗细粒的含量以及筛分的要求来确定筛面的组合方式

（三）开孔率（筛面利用系数筛孔系数） 开孔率 （筛面利用系数）是指整个筛面上筛孔所

占的面积与总面积之比 对于编织筛面有

式中 Kmdashmdash开孔率 bmdashmdash孔边长 mm dmdashmdash编织丝直径mm

（四）物料穿过筛孔的概率 对于前者以编织面为例直径为 D 的颗粒在筛面上通过筛孔的可能性仅为

当 D 越接近孔尺寸 b时筛过的可能性越是大幅度降低一般可将超过筛孔 08 ～ 10的粒度级称为难筛颗粒

当颗粒虽为筛下级别但它与筛面的相对运动速度达到一定值以上时则完全没有通过筛孔的机会

二 筛面的种类和结构 （一）栅筛面 栅筛面采用具有一定截面形状的棒料按一定的间距排列而成通常用于物料的去杂粗筛

栅筛面的特点是结构简单

（二）板筛面 1 板筛面由金属薄板冲压而成又称冲孔筛面最常用的金属薄板厚度为 05 ～15mm

2 板筛面最常用的筛孔形状是圆孔和长孔圆孔是按颗粒的宽度进行分级长孔是按颗粒的厚度分级也有时采用三角形孔或异形孔

3筛面的筛分效率与孔眼的形状间距和排列有密切关系即影响筛分效率的不仅是筛面的开孔率筛孔的排列也影响到颗粒接触和穿过筛孔的机会

（三）金属丝编织筛面 金属丝编织筛面由金属丝编织而成亦称筛网编织筛网通常为方孔或矩形孔孔尺寸大的可在 25mm 以上孔径小的可到 300目以上

（四）绢筛面 绢筛面由绢丝织成或称筛绢主要用于粉料的筛分在面粉工业中粉筛用量最大由于绢丝光滑柔软所以在筛面中极易移动而改变筛孔尺寸使用时必须用大框架绷紧较大孔的绢筛面都用绞织筛绢的材料为蚕丝或锦纶丝也可用两种材料混织

三筛面的运动方式 筛分机械工作过程的基础是物料与筛面的相对运动对于固定筛面而言则需要物料具有初始速度或是借重力产生的速度对于大多数筛分机械而言则需要借筛面运动的速度和加速度来产生物料与筛面的相对速度（如图 4-11 所示的各种筛面的运动方式）

（一）静止筛面 （二）往复运动筛面 （三）垂直圆运动筛面 （四）平面回转筛面 （五）旋转筛面

四筛面的传动方式 筛面的传动方式是每种筛分机械的主要特征它与支承机构决定了筛面的运动方式同一种筛面的运动方式也可有不同的传动方式

图 4-12 所示为常用的筛子传动方式

五摆动筛 摆动筛与振动筛的区别摆动筛又称摇动筛在食品工厂中常称为振动筛从物料在筛面上受力来看摆动筛与振动筛是不一样的摆动筛是以往复运动为主而以振动为辅摆动次数在 600 次 min以下振动筛在选矿和粮食筛选中常是一次筛分产品物料在筛面上是剧烈跳动的是以振动为主其振动次数为 800 ～ 1500次 min

（一）摆动筛结构特点 特点摆动筛的筛面是平的因而全部筛面都在工作制造和安装都比较容易结构简单调换筛面十分方便适用于多种物料的分级但是其动力平衡较差运行时连杆机构易损坏噪音较大

见图

（三）摆动筛主要技术参数 1 筛子结构主要有三种型式一种为钢条制成的一种是金属丝或丝线编织的一种是冲（钻）孔的薄金属板食品工厂常用最后一种型式为了减少筛孔被堵塞常将筛孔做成圆锥形孔由上向下逐渐增大其圆锥角以 7deg适

2 生产率生产能力 G 为 G=Bq 式中 Gmdashmdash生产能力 kgh Bmdashmdash筛面宽度m qmdashmdash筛面单位流量 kg m h

筛面单位流量主要与物料在筛面上的流速有关流量不能过大因此要提高 G 只能增大 B但筛宽和筛长有一定比例 B过大其结构庞大不便操作物料也不容易沿筛宽均匀散落筛宽一般在600 ～ 1200mm毫米内选取

3 物料运动特性 物料正向移动速度快显然可使物料层处于较薄状态从而增加过筛机会若该速度过快就需要较长的筛面否则就会造成来不及过筛的物料进入另一级中另外由于料层太薄物料在筛面上跳动过大而影响过筛机会

（四）摆动筛工作注意事项 由于摆动筛采用偏心曲轴连杆机构传动筛体往复运动时是变速运动由于加速度的影响使筛体产生的惯性力很大若不采取平衡措施就会造成筛体发生振动和噪音以致影响部件的使用寿命

要使筛体不发生剧烈振动或减少振动必须做到

（ 1 ）筛体的左右吊杆长短要一致（因有倾角存在故前后不一致）同时任何一根都不得扭曲变形

（ 2 ）保证筛面张紧和安装平整筛体不得向两侧倾斜

（ 3 ）偏心机构和连杆应与筛体的长轴线方向一致不得有偏差与扭曲更换偏心套时要成对更换

（ 4 ）偏心轴套与传动轴必须紧密配合不得松动偏心轴套在轴壳内滑动而不发生晃动轴壳与连杆连接处必须紧密平整并且在同一中心轴线上

（五）摆动筛惯性力的平衡 摆动筛中振动和平衡一对矛盾为了防止发生剧烈的振动除了在制造安装中保证其精度外设计上还必须采取措施通常的方法是采取平衡重平衡即在偏心装置上加设平衡重物或对称平衡即采取双筛体的方法平衡

1 平衡重平衡

2对称平衡法

六滚筒分级筛 见动画

1 滚筒 2 支承装置 3 收集料斗 4 传动装置 5 清筛装置

第三节 形状分级机械与设备 一三滚筒式分级机 应用范围主要用于球形体或近似球形的果蔬原料（苹果柑橘番茄桃子等）

全机结构驱动轮链轮出料输送带理料辊 分级原理 这种分级机的特点 工作过程

二颗粒形状分级设备 谷物颗粒料（如小麦大麦）等必须进行

精选和分级其主要原理是按颗粒长度进行分级以除去不必要的杂粒常用的精选机有滚筒精选机和碟片精选机两种其都是利用袋孔中嵌入长度不同的颗粒而带升高度不同的原理制成的如图 4-24和图4-25 所示

三带式分级机 1048708带式分级机工作原理 1048708国外生产的带式分级机有两种形式

第四节 光电分选分级机械与设备

一原理 利用紫外可见红外等光线和物体的相互作用而产生的吸收反射和吸收等现象对物料进行非接触式检测的方法是 20世纪60年代开始用于农产品和食品质量检验的新方法

根据物料的吸收和反射光谱可以鉴定物质的性质 例如利用紫外光作激励光源照射食品获得食品上的辐射荧光根据荧光的强度可以判别食品上附着的微生物的代谢物检出蛋品中霉菌花生类干果上附着的微生物及其代谢物如黄曲霉素

物料的吸收和反射光谱也可用于食品的异物检出用可见光作激励光源加上代替人眼的色彩传感器测定对象物的反射光或透射光可用于果品成熟度的判定谷类种子稻米水果的分选等作业领域

日本美国等正在开发用近红外光谱分析法无损检测水果的糖度和酸度的装置日本近年开发成功的米的食味计就是近红外分光分析仪装置和计算机系统结合的研究成果红外线法是利用红外吸收光谱测定食品的成分量例如牛乳的成分计等

（一）光与食品物料的相互作用 食品物料的光学特性 是指物料对投射到其表面上的光产生反射吸收透射漫射或受光照后激发出其他波长的光的性质物料是由许多微小的内部中间层组成的不同食品物料的物质种类组成不同因而在光学特性方面的反映也不尽相同

（二）食品物料的光特性应用技术 1 缺陷检测 食品和农产品的光特性已经被用于非破坏检

测方面的各种问题 2 成分分析 快速检测食品中的水分脂肪蛋白质氨基酸糖份酸度等化学成分的含量用于品质的监督和控制近红外光谱分析技术用于品质检测和控制是近年发展速度很快的一种全新的检测方法1048708

3 成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系并表现出表面或内部颜色的不同

最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

• Slide 1

从食品的安全性和营养性考虑内部品质的分选和分级比其他的分选和分级更具有广泛的意义但由于涉及的相关领域的技术较多因此分选和分级的难度更大其关键问题是的如何获得可靠的信息和对获得的信息的提取与处理

8 按物料的其他性质分级 按物料的其他性质分级是指采用某些与物料的品质指标有关联的物理方法检测物料的内部品质并进行物料的分选分级如采用嗅觉传感器检测物料的味道采用计算机视觉系统检测物料的纹理灰度等

第二节 食品原料的清理机械 食品原料的清理机械是根据原料中杂物的不同而设计的杂物多种多样例如各种谷物豆类咖啡等粉粒料中含有泥土金属等杂物甜菜糖厂的加工原料甜菜中不仅含有泥土砂石金属等还有杂草茎叶等杂物乳品厂的原料牛乳中可能含有毛毛屑等根据食品原料中杂物性质的不同清理机械可进行如下的分类

一 食品原料清理机械的分类 （一）除石机 用于除去原料中的砂石常用的方法有筛选法或比重法筛选法是利用砂石的形状和体积大小与加工原料的不同利用筛孔形状和大小的不同除去砂石比重除石机是利用砂石与原料比重的不同在不断振动或外力（如风力水力离心力等）作用下除去砂石

比重去石机

（二）除草机 用于除去原料中的杂草茎叶等常用的方法是风选法和浮选法风选法是利用杂物与食品原料在空气中的悬浮速度不同通过风力进行除杂的方法浮选法是利用杂草茎叶在水中与食品原料所受的浮力不同把漂浮在水中的轻浮杂物除去

（三）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食品原料中的铁质杂物磁力除铁机有电磁式和永磁式两种形式

（四）过滤器 过滤器用于除去液体食品原料中的杂物如原料乳中的牛毛毛屑等常用方法是过滤法可在容器的入口或出口装上滤网或滤布过滤也可安装过滤器过滤

二 常用食品原料的清理机械 （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食品原料

工作原理 原料从筛子的一端移动到另一端过程中尺寸小于筛孔的物料落下而尺寸大于筛孔的物料经筛面从筛的另一端排出见动画

物料rarr 由进料斗 1rarr 控料闸rarr第一层筛面(筛孔较大 ) rarr 第二层筛面 (筛孔中间 出成品 )rarr 第三层筛面 ( 小 ) rarr 细杂三层筛的筛孔依次减小在吸风除尘等装置的配合下把物料中质轻的杂质也能清理出来

筛选法清理机工作状况图

（二）除石机 1 密度除石机如图所示为豆制品厂常用的

QSC 型密度除石机用来对豆类等物料清除密度比原料大的并肩石等重杂质的一种先进装备该机主要由进料筛体排石装置吹风装置偏心振动机构等部分组成

QSC 型密度除石机

筛孔形状 除石筛面一般用薄钢板冲压成双面突起鱼

鳞形筛孔除石机的筛孔不通过物料只作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影响物料的悬浮状态和除石效率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

鱼鳞筛孔的形状

精选室 筛面向后逐渐变窄后部是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吹风系统包括风机导风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

密度除石机的精选室

2 块根类原料除石机 该机是用来除去块根类原料中的石块泥砂图为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

转筒式除石机

（三）除草机 除草机是用来除去原料中的杂草茎叶麦杆等杂物的设备其形式多种多样图为块根类食品原料在清洗过程中除去杂草的典型设备胶带式除草机

（四）除铁机 原料在加工前必须经过严格的磁选除去夹在原料中的铁性杂质食品原料中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型式

电磁式除铁机磁力稳定性能可靠但必须保证一定的电流强度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 2~3 个盖板每个盖板上装有 2 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

溜管可连续的进行磁选永磁溜管结构简单不占地方

使用平板式除铁机的永磁安装结构示意图磁铁可安装一排或多排食品原料通过倾角为 30deg~40deg的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动的间隙小于 2mm当物料落在由非磁性材料制成的滚筒上时物料随滚筒一起转动而后自由排除而夹杂在食品原料总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

为了保障安全生产和产品质量在食品原料的粮食等物料加工的全过程中凡是高速运转的及其的前部都应装有磁选设备

第三节 振动分选机械 一振动分选机械的基本知识 振动分选一般是通过机械的振动（或其他形式的运动）将原料通过一层或数层带孔的筛面使物料按宽度或厚度分成若干个粒度级别的过程

每一层筛面都可以将物料分成筛过物（也叫筛下物）和筛余物（也叫筛上物）两部分

（一）筛分效率

ηmdashmdash筛分效率 Gmdashmdash筛分物料总量 kg Grsquomdashmdash筛过物料总量 kg xmdashmdash可筛过物的质量百分比

（二）筛面组合将各种粒度的混合物通过筛分分成若干个粒级或提高总的筛分效率

1 筛余物法筛余物法如图 4-5 （ a）所示将前道筛面的筛余物送至后道筛面再筛图中所示筛分产品从 I 到 IV 依次渐粗这种筛面组合的特点是先提细粒后提粗粒它的优点是粗粒料的筛分路线长筛面的检查清理维护方便缺点是所有大粒物料要从每层筛面流过不但筛面易磨损而且多数粗物料阻碍细粒料接触筛孔降低筛分效率

2 筛过物法筛过物法如图 4-5 （ b）所示将前道筛面的筛过物送至下道筛面再筛筛分产品从 I 到 IV以次渐细先提粗粒后提细粒它的优点是使筛面的负荷减轻有助于提高筛分效率同时筛面配置空间较紧凑

3 混合法混合法如图 4-5 （ c）所示这种方法综合了前二种方法的优点因此流程可以灵活多变不同的筛分物料都要根据其物料的具体特点粗细粒的含量以及筛分的要求来确定筛面的组合方式

（三）开孔率（筛面利用系数筛孔系数） 开孔率 （筛面利用系数）是指整个筛面上筛孔所

占的面积与总面积之比 对于编织筛面有

式中 Kmdashmdash开孔率 bmdashmdash孔边长 mm dmdashmdash编织丝直径mm

（四）物料穿过筛孔的概率 对于前者以编织面为例直径为 D 的颗粒在筛面上通过筛孔的可能性仅为

当 D 越接近孔尺寸 b时筛过的可能性越是大幅度降低一般可将超过筛孔 08 ～ 10的粒度级称为难筛颗粒

当颗粒虽为筛下级别但它与筛面的相对运动速度达到一定值以上时则完全没有通过筛孔的机会

二 筛面的种类和结构 （一）栅筛面 栅筛面采用具有一定截面形状的棒料按一定的间距排列而成通常用于物料的去杂粗筛

栅筛面的特点是结构简单

（二）板筛面 1 板筛面由金属薄板冲压而成又称冲孔筛面最常用的金属薄板厚度为 05 ～15mm

2 板筛面最常用的筛孔形状是圆孔和长孔圆孔是按颗粒的宽度进行分级长孔是按颗粒的厚度分级也有时采用三角形孔或异形孔

3筛面的筛分效率与孔眼的形状间距和排列有密切关系即影响筛分效率的不仅是筛面的开孔率筛孔的排列也影响到颗粒接触和穿过筛孔的机会

（三）金属丝编织筛面 金属丝编织筛面由金属丝编织而成亦称筛网编织筛网通常为方孔或矩形孔孔尺寸大的可在 25mm 以上孔径小的可到 300目以上

（四）绢筛面 绢筛面由绢丝织成或称筛绢主要用于粉料的筛分在面粉工业中粉筛用量最大由于绢丝光滑柔软所以在筛面中极易移动而改变筛孔尺寸使用时必须用大框架绷紧较大孔的绢筛面都用绞织筛绢的材料为蚕丝或锦纶丝也可用两种材料混织

三筛面的运动方式 筛分机械工作过程的基础是物料与筛面的相对运动对于固定筛面而言则需要物料具有初始速度或是借重力产生的速度对于大多数筛分机械而言则需要借筛面运动的速度和加速度来产生物料与筛面的相对速度（如图 4-11 所示的各种筛面的运动方式）

（一）静止筛面 （二）往复运动筛面 （三）垂直圆运动筛面 （四）平面回转筛面 （五）旋转筛面

四筛面的传动方式 筛面的传动方式是每种筛分机械的主要特征它与支承机构决定了筛面的运动方式同一种筛面的运动方式也可有不同的传动方式

图 4-12 所示为常用的筛子传动方式

五摆动筛 摆动筛与振动筛的区别摆动筛又称摇动筛在食品工厂中常称为振动筛从物料在筛面上受力来看摆动筛与振动筛是不一样的摆动筛是以往复运动为主而以振动为辅摆动次数在 600 次 min以下振动筛在选矿和粮食筛选中常是一次筛分产品物料在筛面上是剧烈跳动的是以振动为主其振动次数为 800 ～ 1500次 min

（一）摆动筛结构特点 特点摆动筛的筛面是平的因而全部筛面都在工作制造和安装都比较容易结构简单调换筛面十分方便适用于多种物料的分级但是其动力平衡较差运行时连杆机构易损坏噪音较大

见图

（三）摆动筛主要技术参数 1 筛子结构主要有三种型式一种为钢条制成的一种是金属丝或丝线编织的一种是冲（钻）孔的薄金属板食品工厂常用最后一种型式为了减少筛孔被堵塞常将筛孔做成圆锥形孔由上向下逐渐增大其圆锥角以 7deg适

2 生产率生产能力 G 为 G=Bq 式中 Gmdashmdash生产能力 kgh Bmdashmdash筛面宽度m qmdashmdash筛面单位流量 kg m h

筛面单位流量主要与物料在筛面上的流速有关流量不能过大因此要提高 G 只能增大 B但筛宽和筛长有一定比例 B过大其结构庞大不便操作物料也不容易沿筛宽均匀散落筛宽一般在600 ～ 1200mm毫米内选取

3 物料运动特性 物料正向移动速度快显然可使物料层处于较薄状态从而增加过筛机会若该速度过快就需要较长的筛面否则就会造成来不及过筛的物料进入另一级中另外由于料层太薄物料在筛面上跳动过大而影响过筛机会

（四）摆动筛工作注意事项 由于摆动筛采用偏心曲轴连杆机构传动筛体往复运动时是变速运动由于加速度的影响使筛体产生的惯性力很大若不采取平衡措施就会造成筛体发生振动和噪音以致影响部件的使用寿命

要使筛体不发生剧烈振动或减少振动必须做到

（ 1 ）筛体的左右吊杆长短要一致（因有倾角存在故前后不一致）同时任何一根都不得扭曲变形

（ 2 ）保证筛面张紧和安装平整筛体不得向两侧倾斜

（ 3 ）偏心机构和连杆应与筛体的长轴线方向一致不得有偏差与扭曲更换偏心套时要成对更换

（ 4 ）偏心轴套与传动轴必须紧密配合不得松动偏心轴套在轴壳内滑动而不发生晃动轴壳与连杆连接处必须紧密平整并且在同一中心轴线上

（五）摆动筛惯性力的平衡 摆动筛中振动和平衡一对矛盾为了防止发生剧烈的振动除了在制造安装中保证其精度外设计上还必须采取措施通常的方法是采取平衡重平衡即在偏心装置上加设平衡重物或对称平衡即采取双筛体的方法平衡

1 平衡重平衡

2对称平衡法

六滚筒分级筛 见动画

1 滚筒 2 支承装置 3 收集料斗 4 传动装置 5 清筛装置

第三节 形状分级机械与设备 一三滚筒式分级机 应用范围主要用于球形体或近似球形的果蔬原料（苹果柑橘番茄桃子等）

全机结构驱动轮链轮出料输送带理料辊 分级原理 这种分级机的特点 工作过程

二颗粒形状分级设备 谷物颗粒料（如小麦大麦）等必须进行

精选和分级其主要原理是按颗粒长度进行分级以除去不必要的杂粒常用的精选机有滚筒精选机和碟片精选机两种其都是利用袋孔中嵌入长度不同的颗粒而带升高度不同的原理制成的如图 4-24和图4-25 所示

三带式分级机 1048708带式分级机工作原理 1048708国外生产的带式分级机有两种形式

第四节 光电分选分级机械与设备

一原理 利用紫外可见红外等光线和物体的相互作用而产生的吸收反射和吸收等现象对物料进行非接触式检测的方法是 20世纪60年代开始用于农产品和食品质量检验的新方法

根据物料的吸收和反射光谱可以鉴定物质的性质 例如利用紫外光作激励光源照射食品获得食品上的辐射荧光根据荧光的强度可以判别食品上附着的微生物的代谢物检出蛋品中霉菌花生类干果上附着的微生物及其代谢物如黄曲霉素

物料的吸收和反射光谱也可用于食品的异物检出用可见光作激励光源加上代替人眼的色彩传感器测定对象物的反射光或透射光可用于果品成熟度的判定谷类种子稻米水果的分选等作业领域

日本美国等正在开发用近红外光谱分析法无损检测水果的糖度和酸度的装置日本近年开发成功的米的食味计就是近红外分光分析仪装置和计算机系统结合的研究成果红外线法是利用红外吸收光谱测定食品的成分量例如牛乳的成分计等

（一）光与食品物料的相互作用 食品物料的光学特性 是指物料对投射到其表面上的光产生反射吸收透射漫射或受光照后激发出其他波长的光的性质物料是由许多微小的内部中间层组成的不同食品物料的物质种类组成不同因而在光学特性方面的反映也不尽相同

（二）食品物料的光特性应用技术 1 缺陷检测 食品和农产品的光特性已经被用于非破坏检

测方面的各种问题 2 成分分析 快速检测食品中的水分脂肪蛋白质氨基酸糖份酸度等化学成分的含量用于品质的监督和控制近红外光谱分析技术用于品质检测和控制是近年发展速度很快的一种全新的检测方法1048708

3 成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系并表现出表面或内部颜色的不同

最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

• Slide 1

8 按物料的其他性质分级 按物料的其他性质分级是指采用某些与物料的品质指标有关联的物理方法检测物料的内部品质并进行物料的分选分级如采用嗅觉传感器检测物料的味道采用计算机视觉系统检测物料的纹理灰度等

第二节 食品原料的清理机械 食品原料的清理机械是根据原料中杂物的不同而设计的杂物多种多样例如各种谷物豆类咖啡等粉粒料中含有泥土金属等杂物甜菜糖厂的加工原料甜菜中不仅含有泥土砂石金属等还有杂草茎叶等杂物乳品厂的原料牛乳中可能含有毛毛屑等根据食品原料中杂物性质的不同清理机械可进行如下的分类

一 食品原料清理机械的分类 （一）除石机 用于除去原料中的砂石常用的方法有筛选法或比重法筛选法是利用砂石的形状和体积大小与加工原料的不同利用筛孔形状和大小的不同除去砂石比重除石机是利用砂石与原料比重的不同在不断振动或外力（如风力水力离心力等）作用下除去砂石

比重去石机

（二）除草机 用于除去原料中的杂草茎叶等常用的方法是风选法和浮选法风选法是利用杂物与食品原料在空气中的悬浮速度不同通过风力进行除杂的方法浮选法是利用杂草茎叶在水中与食品原料所受的浮力不同把漂浮在水中的轻浮杂物除去

（三）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食品原料中的铁质杂物磁力除铁机有电磁式和永磁式两种形式

（四）过滤器 过滤器用于除去液体食品原料中的杂物如原料乳中的牛毛毛屑等常用方法是过滤法可在容器的入口或出口装上滤网或滤布过滤也可安装过滤器过滤

二 常用食品原料的清理机械 （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食品原料

工作原理 原料从筛子的一端移动到另一端过程中尺寸小于筛孔的物料落下而尺寸大于筛孔的物料经筛面从筛的另一端排出见动画

物料rarr 由进料斗 1rarr 控料闸rarr第一层筛面(筛孔较大 ) rarr 第二层筛面 (筛孔中间 出成品 )rarr 第三层筛面 ( 小 ) rarr 细杂三层筛的筛孔依次减小在吸风除尘等装置的配合下把物料中质轻的杂质也能清理出来

筛选法清理机工作状况图

（二）除石机 1 密度除石机如图所示为豆制品厂常用的

QSC 型密度除石机用来对豆类等物料清除密度比原料大的并肩石等重杂质的一种先进装备该机主要由进料筛体排石装置吹风装置偏心振动机构等部分组成

QSC 型密度除石机

筛孔形状 除石筛面一般用薄钢板冲压成双面突起鱼

鳞形筛孔除石机的筛孔不通过物料只作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影响物料的悬浮状态和除石效率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

鱼鳞筛孔的形状

精选室 筛面向后逐渐变窄后部是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吹风系统包括风机导风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

密度除石机的精选室

2 块根类原料除石机 该机是用来除去块根类原料中的石块泥砂图为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

转筒式除石机

（三）除草机 除草机是用来除去原料中的杂草茎叶麦杆等杂物的设备其形式多种多样图为块根类食品原料在清洗过程中除去杂草的典型设备胶带式除草机

（四）除铁机 原料在加工前必须经过严格的磁选除去夹在原料中的铁性杂质食品原料中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型式

电磁式除铁机磁力稳定性能可靠但必须保证一定的电流强度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 2~3 个盖板每个盖板上装有 2 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

溜管可连续的进行磁选永磁溜管结构简单不占地方

使用平板式除铁机的永磁安装结构示意图磁铁可安装一排或多排食品原料通过倾角为 30deg~40deg的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动的间隙小于 2mm当物料落在由非磁性材料制成的滚筒上时物料随滚筒一起转动而后自由排除而夹杂在食品原料总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

为了保障安全生产和产品质量在食品原料的粮食等物料加工的全过程中凡是高速运转的及其的前部都应装有磁选设备

第三节 振动分选机械 一振动分选机械的基本知识 振动分选一般是通过机械的振动（或其他形式的运动）将原料通过一层或数层带孔的筛面使物料按宽度或厚度分成若干个粒度级别的过程

每一层筛面都可以将物料分成筛过物（也叫筛下物）和筛余物（也叫筛上物）两部分

（一）筛分效率

ηmdashmdash筛分效率 Gmdashmdash筛分物料总量 kg Grsquomdashmdash筛过物料总量 kg xmdashmdash可筛过物的质量百分比

（二）筛面组合将各种粒度的混合物通过筛分分成若干个粒级或提高总的筛分效率

1 筛余物法筛余物法如图 4-5 （ a）所示将前道筛面的筛余物送至后道筛面再筛图中所示筛分产品从 I 到 IV 依次渐粗这种筛面组合的特点是先提细粒后提粗粒它的优点是粗粒料的筛分路线长筛面的检查清理维护方便缺点是所有大粒物料要从每层筛面流过不但筛面易磨损而且多数粗物料阻碍细粒料接触筛孔降低筛分效率

2 筛过物法筛过物法如图 4-5 （ b）所示将前道筛面的筛过物送至下道筛面再筛筛分产品从 I 到 IV以次渐细先提粗粒后提细粒它的优点是使筛面的负荷减轻有助于提高筛分效率同时筛面配置空间较紧凑

3 混合法混合法如图 4-5 （ c）所示这种方法综合了前二种方法的优点因此流程可以灵活多变不同的筛分物料都要根据其物料的具体特点粗细粒的含量以及筛分的要求来确定筛面的组合方式

（三）开孔率（筛面利用系数筛孔系数） 开孔率 （筛面利用系数）是指整个筛面上筛孔所

占的面积与总面积之比 对于编织筛面有

式中 Kmdashmdash开孔率 bmdashmdash孔边长 mm dmdashmdash编织丝直径mm

（四）物料穿过筛孔的概率 对于前者以编织面为例直径为 D 的颗粒在筛面上通过筛孔的可能性仅为

当 D 越接近孔尺寸 b时筛过的可能性越是大幅度降低一般可将超过筛孔 08 ～ 10的粒度级称为难筛颗粒

当颗粒虽为筛下级别但它与筛面的相对运动速度达到一定值以上时则完全没有通过筛孔的机会

二 筛面的种类和结构 （一）栅筛面 栅筛面采用具有一定截面形状的棒料按一定的间距排列而成通常用于物料的去杂粗筛

栅筛面的特点是结构简单

（二）板筛面 1 板筛面由金属薄板冲压而成又称冲孔筛面最常用的金属薄板厚度为 05 ～15mm

2 板筛面最常用的筛孔形状是圆孔和长孔圆孔是按颗粒的宽度进行分级长孔是按颗粒的厚度分级也有时采用三角形孔或异形孔

3筛面的筛分效率与孔眼的形状间距和排列有密切关系即影响筛分效率的不仅是筛面的开孔率筛孔的排列也影响到颗粒接触和穿过筛孔的机会

（三）金属丝编织筛面 金属丝编织筛面由金属丝编织而成亦称筛网编织筛网通常为方孔或矩形孔孔尺寸大的可在 25mm 以上孔径小的可到 300目以上

（四）绢筛面 绢筛面由绢丝织成或称筛绢主要用于粉料的筛分在面粉工业中粉筛用量最大由于绢丝光滑柔软所以在筛面中极易移动而改变筛孔尺寸使用时必须用大框架绷紧较大孔的绢筛面都用绞织筛绢的材料为蚕丝或锦纶丝也可用两种材料混织

三筛面的运动方式 筛分机械工作过程的基础是物料与筛面的相对运动对于固定筛面而言则需要物料具有初始速度或是借重力产生的速度对于大多数筛分机械而言则需要借筛面运动的速度和加速度来产生物料与筛面的相对速度（如图 4-11 所示的各种筛面的运动方式）

（一）静止筛面 （二）往复运动筛面 （三）垂直圆运动筛面 （四）平面回转筛面 （五）旋转筛面

四筛面的传动方式 筛面的传动方式是每种筛分机械的主要特征它与支承机构决定了筛面的运动方式同一种筛面的运动方式也可有不同的传动方式

图 4-12 所示为常用的筛子传动方式

五摆动筛 摆动筛与振动筛的区别摆动筛又称摇动筛在食品工厂中常称为振动筛从物料在筛面上受力来看摆动筛与振动筛是不一样的摆动筛是以往复运动为主而以振动为辅摆动次数在 600 次 min以下振动筛在选矿和粮食筛选中常是一次筛分产品物料在筛面上是剧烈跳动的是以振动为主其振动次数为 800 ～ 1500次 min

（一）摆动筛结构特点 特点摆动筛的筛面是平的因而全部筛面都在工作制造和安装都比较容易结构简单调换筛面十分方便适用于多种物料的分级但是其动力平衡较差运行时连杆机构易损坏噪音较大

见图

（三）摆动筛主要技术参数 1 筛子结构主要有三种型式一种为钢条制成的一种是金属丝或丝线编织的一种是冲（钻）孔的薄金属板食品工厂常用最后一种型式为了减少筛孔被堵塞常将筛孔做成圆锥形孔由上向下逐渐增大其圆锥角以 7deg适

2 生产率生产能力 G 为 G=Bq 式中 Gmdashmdash生产能力 kgh Bmdashmdash筛面宽度m qmdashmdash筛面单位流量 kg m h

筛面单位流量主要与物料在筛面上的流速有关流量不能过大因此要提高 G 只能增大 B但筛宽和筛长有一定比例 B过大其结构庞大不便操作物料也不容易沿筛宽均匀散落筛宽一般在600 ～ 1200mm毫米内选取

3 物料运动特性 物料正向移动速度快显然可使物料层处于较薄状态从而增加过筛机会若该速度过快就需要较长的筛面否则就会造成来不及过筛的物料进入另一级中另外由于料层太薄物料在筛面上跳动过大而影响过筛机会

（四）摆动筛工作注意事项 由于摆动筛采用偏心曲轴连杆机构传动筛体往复运动时是变速运动由于加速度的影响使筛体产生的惯性力很大若不采取平衡措施就会造成筛体发生振动和噪音以致影响部件的使用寿命

要使筛体不发生剧烈振动或减少振动必须做到

（ 1 ）筛体的左右吊杆长短要一致（因有倾角存在故前后不一致）同时任何一根都不得扭曲变形

（ 2 ）保证筛面张紧和安装平整筛体不得向两侧倾斜

（ 3 ）偏心机构和连杆应与筛体的长轴线方向一致不得有偏差与扭曲更换偏心套时要成对更换

（ 4 ）偏心轴套与传动轴必须紧密配合不得松动偏心轴套在轴壳内滑动而不发生晃动轴壳与连杆连接处必须紧密平整并且在同一中心轴线上

（五）摆动筛惯性力的平衡 摆动筛中振动和平衡一对矛盾为了防止发生剧烈的振动除了在制造安装中保证其精度外设计上还必须采取措施通常的方法是采取平衡重平衡即在偏心装置上加设平衡重物或对称平衡即采取双筛体的方法平衡

1 平衡重平衡

2对称平衡法

六滚筒分级筛 见动画

1 滚筒 2 支承装置 3 收集料斗 4 传动装置 5 清筛装置

第三节 形状分级机械与设备 一三滚筒式分级机 应用范围主要用于球形体或近似球形的果蔬原料（苹果柑橘番茄桃子等）

全机结构驱动轮链轮出料输送带理料辊 分级原理 这种分级机的特点 工作过程

二颗粒形状分级设备 谷物颗粒料（如小麦大麦）等必须进行

精选和分级其主要原理是按颗粒长度进行分级以除去不必要的杂粒常用的精选机有滚筒精选机和碟片精选机两种其都是利用袋孔中嵌入长度不同的颗粒而带升高度不同的原理制成的如图 4-24和图4-25 所示

三带式分级机 1048708带式分级机工作原理 1048708国外生产的带式分级机有两种形式

第四节 光电分选分级机械与设备

一原理 利用紫外可见红外等光线和物体的相互作用而产生的吸收反射和吸收等现象对物料进行非接触式检测的方法是 20世纪60年代开始用于农产品和食品质量检验的新方法

根据物料的吸收和反射光谱可以鉴定物质的性质 例如利用紫外光作激励光源照射食品获得食品上的辐射荧光根据荧光的强度可以判别食品上附着的微生物的代谢物检出蛋品中霉菌花生类干果上附着的微生物及其代谢物如黄曲霉素

物料的吸收和反射光谱也可用于食品的异物检出用可见光作激励光源加上代替人眼的色彩传感器测定对象物的反射光或透射光可用于果品成熟度的判定谷类种子稻米水果的分选等作业领域

日本美国等正在开发用近红外光谱分析法无损检测水果的糖度和酸度的装置日本近年开发成功的米的食味计就是近红外分光分析仪装置和计算机系统结合的研究成果红外线法是利用红外吸收光谱测定食品的成分量例如牛乳的成分计等

（一）光与食品物料的相互作用 食品物料的光学特性 是指物料对投射到其表面上的光产生反射吸收透射漫射或受光照后激发出其他波长的光的性质物料是由许多微小的内部中间层组成的不同食品物料的物质种类组成不同因而在光学特性方面的反映也不尽相同

（二）食品物料的光特性应用技术 1 缺陷检测 食品和农产品的光特性已经被用于非破坏检

测方面的各种问题 2 成分分析 快速检测食品中的水分脂肪蛋白质氨基酸糖份酸度等化学成分的含量用于品质的监督和控制近红外光谱分析技术用于品质检测和控制是近年发展速度很快的一种全新的检测方法1048708

3 成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系并表现出表面或内部颜色的不同

最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

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第二节 食品原料的清理机械 食品原料的清理机械是根据原料中杂物的不同而设计的杂物多种多样例如各种谷物豆类咖啡等粉粒料中含有泥土金属等杂物甜菜糖厂的加工原料甜菜中不仅含有泥土砂石金属等还有杂草茎叶等杂物乳品厂的原料牛乳中可能含有毛毛屑等根据食品原料中杂物性质的不同清理机械可进行如下的分类

一 食品原料清理机械的分类 （一）除石机 用于除去原料中的砂石常用的方法有筛选法或比重法筛选法是利用砂石的形状和体积大小与加工原料的不同利用筛孔形状和大小的不同除去砂石比重除石机是利用砂石与原料比重的不同在不断振动或外力（如风力水力离心力等）作用下除去砂石

比重去石机

（二）除草机 用于除去原料中的杂草茎叶等常用的方法是风选法和浮选法风选法是利用杂物与食品原料在空气中的悬浮速度不同通过风力进行除杂的方法浮选法是利用杂草茎叶在水中与食品原料所受的浮力不同把漂浮在水中的轻浮杂物除去

（三）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食品原料中的铁质杂物磁力除铁机有电磁式和永磁式两种形式

（四）过滤器 过滤器用于除去液体食品原料中的杂物如原料乳中的牛毛毛屑等常用方法是过滤法可在容器的入口或出口装上滤网或滤布过滤也可安装过滤器过滤

二 常用食品原料的清理机械 （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食品原料

工作原理 原料从筛子的一端移动到另一端过程中尺寸小于筛孔的物料落下而尺寸大于筛孔的物料经筛面从筛的另一端排出见动画

物料rarr 由进料斗 1rarr 控料闸rarr第一层筛面(筛孔较大 ) rarr 第二层筛面 (筛孔中间 出成品 )rarr 第三层筛面 ( 小 ) rarr 细杂三层筛的筛孔依次减小在吸风除尘等装置的配合下把物料中质轻的杂质也能清理出来

筛选法清理机工作状况图

（二）除石机 1 密度除石机如图所示为豆制品厂常用的

QSC 型密度除石机用来对豆类等物料清除密度比原料大的并肩石等重杂质的一种先进装备该机主要由进料筛体排石装置吹风装置偏心振动机构等部分组成

QSC 型密度除石机

筛孔形状 除石筛面一般用薄钢板冲压成双面突起鱼

鳞形筛孔除石机的筛孔不通过物料只作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影响物料的悬浮状态和除石效率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

鱼鳞筛孔的形状

精选室 筛面向后逐渐变窄后部是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吹风系统包括风机导风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

密度除石机的精选室

2 块根类原料除石机 该机是用来除去块根类原料中的石块泥砂图为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

转筒式除石机

（三）除草机 除草机是用来除去原料中的杂草茎叶麦杆等杂物的设备其形式多种多样图为块根类食品原料在清洗过程中除去杂草的典型设备胶带式除草机

（四）除铁机 原料在加工前必须经过严格的磁选除去夹在原料中的铁性杂质食品原料中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型式

电磁式除铁机磁力稳定性能可靠但必须保证一定的电流强度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 2~3 个盖板每个盖板上装有 2 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

溜管可连续的进行磁选永磁溜管结构简单不占地方

使用平板式除铁机的永磁安装结构示意图磁铁可安装一排或多排食品原料通过倾角为 30deg~40deg的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动的间隙小于 2mm当物料落在由非磁性材料制成的滚筒上时物料随滚筒一起转动而后自由排除而夹杂在食品原料总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

为了保障安全生产和产品质量在食品原料的粮食等物料加工的全过程中凡是高速运转的及其的前部都应装有磁选设备

第三节 振动分选机械 一振动分选机械的基本知识 振动分选一般是通过机械的振动（或其他形式的运动）将原料通过一层或数层带孔的筛面使物料按宽度或厚度分成若干个粒度级别的过程

每一层筛面都可以将物料分成筛过物（也叫筛下物）和筛余物（也叫筛上物）两部分

（一）筛分效率

ηmdashmdash筛分效率 Gmdashmdash筛分物料总量 kg Grsquomdashmdash筛过物料总量 kg xmdashmdash可筛过物的质量百分比

（二）筛面组合将各种粒度的混合物通过筛分分成若干个粒级或提高总的筛分效率

1 筛余物法筛余物法如图 4-5 （ a）所示将前道筛面的筛余物送至后道筛面再筛图中所示筛分产品从 I 到 IV 依次渐粗这种筛面组合的特点是先提细粒后提粗粒它的优点是粗粒料的筛分路线长筛面的检查清理维护方便缺点是所有大粒物料要从每层筛面流过不但筛面易磨损而且多数粗物料阻碍细粒料接触筛孔降低筛分效率

2 筛过物法筛过物法如图 4-5 （ b）所示将前道筛面的筛过物送至下道筛面再筛筛分产品从 I 到 IV以次渐细先提粗粒后提细粒它的优点是使筛面的负荷减轻有助于提高筛分效率同时筛面配置空间较紧凑

3 混合法混合法如图 4-5 （ c）所示这种方法综合了前二种方法的优点因此流程可以灵活多变不同的筛分物料都要根据其物料的具体特点粗细粒的含量以及筛分的要求来确定筛面的组合方式

（三）开孔率（筛面利用系数筛孔系数） 开孔率 （筛面利用系数）是指整个筛面上筛孔所

占的面积与总面积之比 对于编织筛面有

式中 Kmdashmdash开孔率 bmdashmdash孔边长 mm dmdashmdash编织丝直径mm

（四）物料穿过筛孔的概率 对于前者以编织面为例直径为 D 的颗粒在筛面上通过筛孔的可能性仅为

当 D 越接近孔尺寸 b时筛过的可能性越是大幅度降低一般可将超过筛孔 08 ～ 10的粒度级称为难筛颗粒

当颗粒虽为筛下级别但它与筛面的相对运动速度达到一定值以上时则完全没有通过筛孔的机会

二 筛面的种类和结构 （一）栅筛面 栅筛面采用具有一定截面形状的棒料按一定的间距排列而成通常用于物料的去杂粗筛

栅筛面的特点是结构简单

（二）板筛面 1 板筛面由金属薄板冲压而成又称冲孔筛面最常用的金属薄板厚度为 05 ～15mm

2 板筛面最常用的筛孔形状是圆孔和长孔圆孔是按颗粒的宽度进行分级长孔是按颗粒的厚度分级也有时采用三角形孔或异形孔

3筛面的筛分效率与孔眼的形状间距和排列有密切关系即影响筛分效率的不仅是筛面的开孔率筛孔的排列也影响到颗粒接触和穿过筛孔的机会

（三）金属丝编织筛面 金属丝编织筛面由金属丝编织而成亦称筛网编织筛网通常为方孔或矩形孔孔尺寸大的可在 25mm 以上孔径小的可到 300目以上

（四）绢筛面 绢筛面由绢丝织成或称筛绢主要用于粉料的筛分在面粉工业中粉筛用量最大由于绢丝光滑柔软所以在筛面中极易移动而改变筛孔尺寸使用时必须用大框架绷紧较大孔的绢筛面都用绞织筛绢的材料为蚕丝或锦纶丝也可用两种材料混织

三筛面的运动方式 筛分机械工作过程的基础是物料与筛面的相对运动对于固定筛面而言则需要物料具有初始速度或是借重力产生的速度对于大多数筛分机械而言则需要借筛面运动的速度和加速度来产生物料与筛面的相对速度（如图 4-11 所示的各种筛面的运动方式）

（一）静止筛面 （二）往复运动筛面 （三）垂直圆运动筛面 （四）平面回转筛面 （五）旋转筛面

四筛面的传动方式 筛面的传动方式是每种筛分机械的主要特征它与支承机构决定了筛面的运动方式同一种筛面的运动方式也可有不同的传动方式

图 4-12 所示为常用的筛子传动方式

五摆动筛 摆动筛与振动筛的区别摆动筛又称摇动筛在食品工厂中常称为振动筛从物料在筛面上受力来看摆动筛与振动筛是不一样的摆动筛是以往复运动为主而以振动为辅摆动次数在 600 次 min以下振动筛在选矿和粮食筛选中常是一次筛分产品物料在筛面上是剧烈跳动的是以振动为主其振动次数为 800 ～ 1500次 min

（一）摆动筛结构特点 特点摆动筛的筛面是平的因而全部筛面都在工作制造和安装都比较容易结构简单调换筛面十分方便适用于多种物料的分级但是其动力平衡较差运行时连杆机构易损坏噪音较大

见图

（三）摆动筛主要技术参数 1 筛子结构主要有三种型式一种为钢条制成的一种是金属丝或丝线编织的一种是冲（钻）孔的薄金属板食品工厂常用最后一种型式为了减少筛孔被堵塞常将筛孔做成圆锥形孔由上向下逐渐增大其圆锥角以 7deg适

2 生产率生产能力 G 为 G=Bq 式中 Gmdashmdash生产能力 kgh Bmdashmdash筛面宽度m qmdashmdash筛面单位流量 kg m h

筛面单位流量主要与物料在筛面上的流速有关流量不能过大因此要提高 G 只能增大 B但筛宽和筛长有一定比例 B过大其结构庞大不便操作物料也不容易沿筛宽均匀散落筛宽一般在600 ～ 1200mm毫米内选取

3 物料运动特性 物料正向移动速度快显然可使物料层处于较薄状态从而增加过筛机会若该速度过快就需要较长的筛面否则就会造成来不及过筛的物料进入另一级中另外由于料层太薄物料在筛面上跳动过大而影响过筛机会

（四）摆动筛工作注意事项 由于摆动筛采用偏心曲轴连杆机构传动筛体往复运动时是变速运动由于加速度的影响使筛体产生的惯性力很大若不采取平衡措施就会造成筛体发生振动和噪音以致影响部件的使用寿命

要使筛体不发生剧烈振动或减少振动必须做到

（ 1 ）筛体的左右吊杆长短要一致（因有倾角存在故前后不一致）同时任何一根都不得扭曲变形

（ 2 ）保证筛面张紧和安装平整筛体不得向两侧倾斜

（ 3 ）偏心机构和连杆应与筛体的长轴线方向一致不得有偏差与扭曲更换偏心套时要成对更换

（ 4 ）偏心轴套与传动轴必须紧密配合不得松动偏心轴套在轴壳内滑动而不发生晃动轴壳与连杆连接处必须紧密平整并且在同一中心轴线上

（五）摆动筛惯性力的平衡 摆动筛中振动和平衡一对矛盾为了防止发生剧烈的振动除了在制造安装中保证其精度外设计上还必须采取措施通常的方法是采取平衡重平衡即在偏心装置上加设平衡重物或对称平衡即采取双筛体的方法平衡

1 平衡重平衡

2对称平衡法

六滚筒分级筛 见动画

1 滚筒 2 支承装置 3 收集料斗 4 传动装置 5 清筛装置

第三节 形状分级机械与设备 一三滚筒式分级机 应用范围主要用于球形体或近似球形的果蔬原料（苹果柑橘番茄桃子等）

全机结构驱动轮链轮出料输送带理料辊 分级原理 这种分级机的特点 工作过程

二颗粒形状分级设备 谷物颗粒料（如小麦大麦）等必须进行

精选和分级其主要原理是按颗粒长度进行分级以除去不必要的杂粒常用的精选机有滚筒精选机和碟片精选机两种其都是利用袋孔中嵌入长度不同的颗粒而带升高度不同的原理制成的如图 4-24和图4-25 所示

三带式分级机 1048708带式分级机工作原理 1048708国外生产的带式分级机有两种形式

第四节 光电分选分级机械与设备

一原理 利用紫外可见红外等光线和物体的相互作用而产生的吸收反射和吸收等现象对物料进行非接触式检测的方法是 20世纪60年代开始用于农产品和食品质量检验的新方法

根据物料的吸收和反射光谱可以鉴定物质的性质 例如利用紫外光作激励光源照射食品获得食品上的辐射荧光根据荧光的强度可以判别食品上附着的微生物的代谢物检出蛋品中霉菌花生类干果上附着的微生物及其代谢物如黄曲霉素

物料的吸收和反射光谱也可用于食品的异物检出用可见光作激励光源加上代替人眼的色彩传感器测定对象物的反射光或透射光可用于果品成熟度的判定谷类种子稻米水果的分选等作业领域

日本美国等正在开发用近红外光谱分析法无损检测水果的糖度和酸度的装置日本近年开发成功的米的食味计就是近红外分光分析仪装置和计算机系统结合的研究成果红外线法是利用红外吸收光谱测定食品的成分量例如牛乳的成分计等

（一）光与食品物料的相互作用 食品物料的光学特性 是指物料对投射到其表面上的光产生反射吸收透射漫射或受光照后激发出其他波长的光的性质物料是由许多微小的内部中间层组成的不同食品物料的物质种类组成不同因而在光学特性方面的反映也不尽相同

（二）食品物料的光特性应用技术 1 缺陷检测 食品和农产品的光特性已经被用于非破坏检

测方面的各种问题 2 成分分析 快速检测食品中的水分脂肪蛋白质氨基酸糖份酸度等化学成分的含量用于品质的监督和控制近红外光谱分析技术用于品质检测和控制是近年发展速度很快的一种全新的检测方法1048708

3 成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系并表现出表面或内部颜色的不同

最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

• Slide 1

一 食品原料清理机械的分类 （一）除石机 用于除去原料中的砂石常用的方法有筛选法或比重法筛选法是利用砂石的形状和体积大小与加工原料的不同利用筛孔形状和大小的不同除去砂石比重除石机是利用砂石与原料比重的不同在不断振动或外力（如风力水力离心力等）作用下除去砂石

比重去石机

（二）除草机 用于除去原料中的杂草茎叶等常用的方法是风选法和浮选法风选法是利用杂物与食品原料在空气中的悬浮速度不同通过风力进行除杂的方法浮选法是利用杂草茎叶在水中与食品原料所受的浮力不同把漂浮在水中的轻浮杂物除去

（三）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食品原料中的铁质杂物磁力除铁机有电磁式和永磁式两种形式

（四）过滤器 过滤器用于除去液体食品原料中的杂物如原料乳中的牛毛毛屑等常用方法是过滤法可在容器的入口或出口装上滤网或滤布过滤也可安装过滤器过滤

二 常用食品原料的清理机械 （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食品原料

工作原理 原料从筛子的一端移动到另一端过程中尺寸小于筛孔的物料落下而尺寸大于筛孔的物料经筛面从筛的另一端排出见动画

物料rarr 由进料斗 1rarr 控料闸rarr第一层筛面(筛孔较大 ) rarr 第二层筛面 (筛孔中间 出成品 )rarr 第三层筛面 ( 小 ) rarr 细杂三层筛的筛孔依次减小在吸风除尘等装置的配合下把物料中质轻的杂质也能清理出来

筛选法清理机工作状况图

（二）除石机 1 密度除石机如图所示为豆制品厂常用的

QSC 型密度除石机用来对豆类等物料清除密度比原料大的并肩石等重杂质的一种先进装备该机主要由进料筛体排石装置吹风装置偏心振动机构等部分组成

QSC 型密度除石机

筛孔形状 除石筛面一般用薄钢板冲压成双面突起鱼

鳞形筛孔除石机的筛孔不通过物料只作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影响物料的悬浮状态和除石效率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

鱼鳞筛孔的形状

精选室 筛面向后逐渐变窄后部是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吹风系统包括风机导风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

密度除石机的精选室

2 块根类原料除石机 该机是用来除去块根类原料中的石块泥砂图为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

转筒式除石机

（三）除草机 除草机是用来除去原料中的杂草茎叶麦杆等杂物的设备其形式多种多样图为块根类食品原料在清洗过程中除去杂草的典型设备胶带式除草机

（四）除铁机 原料在加工前必须经过严格的磁选除去夹在原料中的铁性杂质食品原料中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型式

电磁式除铁机磁力稳定性能可靠但必须保证一定的电流强度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 2~3 个盖板每个盖板上装有 2 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

溜管可连续的进行磁选永磁溜管结构简单不占地方

使用平板式除铁机的永磁安装结构示意图磁铁可安装一排或多排食品原料通过倾角为 30deg~40deg的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动的间隙小于 2mm当物料落在由非磁性材料制成的滚筒上时物料随滚筒一起转动而后自由排除而夹杂在食品原料总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

为了保障安全生产和产品质量在食品原料的粮食等物料加工的全过程中凡是高速运转的及其的前部都应装有磁选设备

第三节 振动分选机械 一振动分选机械的基本知识 振动分选一般是通过机械的振动（或其他形式的运动）将原料通过一层或数层带孔的筛面使物料按宽度或厚度分成若干个粒度级别的过程

每一层筛面都可以将物料分成筛过物（也叫筛下物）和筛余物（也叫筛上物）两部分

（一）筛分效率

ηmdashmdash筛分效率 Gmdashmdash筛分物料总量 kg Grsquomdashmdash筛过物料总量 kg xmdashmdash可筛过物的质量百分比

（二）筛面组合将各种粒度的混合物通过筛分分成若干个粒级或提高总的筛分效率

1 筛余物法筛余物法如图 4-5 （ a）所示将前道筛面的筛余物送至后道筛面再筛图中所示筛分产品从 I 到 IV 依次渐粗这种筛面组合的特点是先提细粒后提粗粒它的优点是粗粒料的筛分路线长筛面的检查清理维护方便缺点是所有大粒物料要从每层筛面流过不但筛面易磨损而且多数粗物料阻碍细粒料接触筛孔降低筛分效率

2 筛过物法筛过物法如图 4-5 （ b）所示将前道筛面的筛过物送至下道筛面再筛筛分产品从 I 到 IV以次渐细先提粗粒后提细粒它的优点是使筛面的负荷减轻有助于提高筛分效率同时筛面配置空间较紧凑

3 混合法混合法如图 4-5 （ c）所示这种方法综合了前二种方法的优点因此流程可以灵活多变不同的筛分物料都要根据其物料的具体特点粗细粒的含量以及筛分的要求来确定筛面的组合方式

（三）开孔率（筛面利用系数筛孔系数） 开孔率 （筛面利用系数）是指整个筛面上筛孔所

占的面积与总面积之比 对于编织筛面有

式中 Kmdashmdash开孔率 bmdashmdash孔边长 mm dmdashmdash编织丝直径mm

（四）物料穿过筛孔的概率 对于前者以编织面为例直径为 D 的颗粒在筛面上通过筛孔的可能性仅为

当 D 越接近孔尺寸 b时筛过的可能性越是大幅度降低一般可将超过筛孔 08 ～ 10的粒度级称为难筛颗粒

当颗粒虽为筛下级别但它与筛面的相对运动速度达到一定值以上时则完全没有通过筛孔的机会

二 筛面的种类和结构 （一）栅筛面 栅筛面采用具有一定截面形状的棒料按一定的间距排列而成通常用于物料的去杂粗筛

栅筛面的特点是结构简单

（二）板筛面 1 板筛面由金属薄板冲压而成又称冲孔筛面最常用的金属薄板厚度为 05 ～15mm

2 板筛面最常用的筛孔形状是圆孔和长孔圆孔是按颗粒的宽度进行分级长孔是按颗粒的厚度分级也有时采用三角形孔或异形孔

3筛面的筛分效率与孔眼的形状间距和排列有密切关系即影响筛分效率的不仅是筛面的开孔率筛孔的排列也影响到颗粒接触和穿过筛孔的机会

（三）金属丝编织筛面 金属丝编织筛面由金属丝编织而成亦称筛网编织筛网通常为方孔或矩形孔孔尺寸大的可在 25mm 以上孔径小的可到 300目以上

（四）绢筛面 绢筛面由绢丝织成或称筛绢主要用于粉料的筛分在面粉工业中粉筛用量最大由于绢丝光滑柔软所以在筛面中极易移动而改变筛孔尺寸使用时必须用大框架绷紧较大孔的绢筛面都用绞织筛绢的材料为蚕丝或锦纶丝也可用两种材料混织

三筛面的运动方式 筛分机械工作过程的基础是物料与筛面的相对运动对于固定筛面而言则需要物料具有初始速度或是借重力产生的速度对于大多数筛分机械而言则需要借筛面运动的速度和加速度来产生物料与筛面的相对速度（如图 4-11 所示的各种筛面的运动方式）

（一）静止筛面 （二）往复运动筛面 （三）垂直圆运动筛面 （四）平面回转筛面 （五）旋转筛面

四筛面的传动方式 筛面的传动方式是每种筛分机械的主要特征它与支承机构决定了筛面的运动方式同一种筛面的运动方式也可有不同的传动方式

图 4-12 所示为常用的筛子传动方式

五摆动筛 摆动筛与振动筛的区别摆动筛又称摇动筛在食品工厂中常称为振动筛从物料在筛面上受力来看摆动筛与振动筛是不一样的摆动筛是以往复运动为主而以振动为辅摆动次数在 600 次 min以下振动筛在选矿和粮食筛选中常是一次筛分产品物料在筛面上是剧烈跳动的是以振动为主其振动次数为 800 ～ 1500次 min

（一）摆动筛结构特点 特点摆动筛的筛面是平的因而全部筛面都在工作制造和安装都比较容易结构简单调换筛面十分方便适用于多种物料的分级但是其动力平衡较差运行时连杆机构易损坏噪音较大

见图

（三）摆动筛主要技术参数 1 筛子结构主要有三种型式一种为钢条制成的一种是金属丝或丝线编织的一种是冲（钻）孔的薄金属板食品工厂常用最后一种型式为了减少筛孔被堵塞常将筛孔做成圆锥形孔由上向下逐渐增大其圆锥角以 7deg适

2 生产率生产能力 G 为 G=Bq 式中 Gmdashmdash生产能力 kgh Bmdashmdash筛面宽度m qmdashmdash筛面单位流量 kg m h

筛面单位流量主要与物料在筛面上的流速有关流量不能过大因此要提高 G 只能增大 B但筛宽和筛长有一定比例 B过大其结构庞大不便操作物料也不容易沿筛宽均匀散落筛宽一般在600 ～ 1200mm毫米内选取

3 物料运动特性 物料正向移动速度快显然可使物料层处于较薄状态从而增加过筛机会若该速度过快就需要较长的筛面否则就会造成来不及过筛的物料进入另一级中另外由于料层太薄物料在筛面上跳动过大而影响过筛机会

（四）摆动筛工作注意事项 由于摆动筛采用偏心曲轴连杆机构传动筛体往复运动时是变速运动由于加速度的影响使筛体产生的惯性力很大若不采取平衡措施就会造成筛体发生振动和噪音以致影响部件的使用寿命

要使筛体不发生剧烈振动或减少振动必须做到

（ 1 ）筛体的左右吊杆长短要一致（因有倾角存在故前后不一致）同时任何一根都不得扭曲变形

（ 2 ）保证筛面张紧和安装平整筛体不得向两侧倾斜

（ 3 ）偏心机构和连杆应与筛体的长轴线方向一致不得有偏差与扭曲更换偏心套时要成对更换

（ 4 ）偏心轴套与传动轴必须紧密配合不得松动偏心轴套在轴壳内滑动而不发生晃动轴壳与连杆连接处必须紧密平整并且在同一中心轴线上

（五）摆动筛惯性力的平衡 摆动筛中振动和平衡一对矛盾为了防止发生剧烈的振动除了在制造安装中保证其精度外设计上还必须采取措施通常的方法是采取平衡重平衡即在偏心装置上加设平衡重物或对称平衡即采取双筛体的方法平衡

1 平衡重平衡

2对称平衡法

六滚筒分级筛 见动画

1 滚筒 2 支承装置 3 收集料斗 4 传动装置 5 清筛装置

第三节 形状分级机械与设备 一三滚筒式分级机 应用范围主要用于球形体或近似球形的果蔬原料（苹果柑橘番茄桃子等）

全机结构驱动轮链轮出料输送带理料辊 分级原理 这种分级机的特点 工作过程

二颗粒形状分级设备 谷物颗粒料（如小麦大麦）等必须进行

精选和分级其主要原理是按颗粒长度进行分级以除去不必要的杂粒常用的精选机有滚筒精选机和碟片精选机两种其都是利用袋孔中嵌入长度不同的颗粒而带升高度不同的原理制成的如图 4-24和图4-25 所示

三带式分级机 1048708带式分级机工作原理 1048708国外生产的带式分级机有两种形式

第四节 光电分选分级机械与设备

一原理 利用紫外可见红外等光线和物体的相互作用而产生的吸收反射和吸收等现象对物料进行非接触式检测的方法是 20世纪60年代开始用于农产品和食品质量检验的新方法

根据物料的吸收和反射光谱可以鉴定物质的性质 例如利用紫外光作激励光源照射食品获得食品上的辐射荧光根据荧光的强度可以判别食品上附着的微生物的代谢物检出蛋品中霉菌花生类干果上附着的微生物及其代谢物如黄曲霉素

物料的吸收和反射光谱也可用于食品的异物检出用可见光作激励光源加上代替人眼的色彩传感器测定对象物的反射光或透射光可用于果品成熟度的判定谷类种子稻米水果的分选等作业领域

日本美国等正在开发用近红外光谱分析法无损检测水果的糖度和酸度的装置日本近年开发成功的米的食味计就是近红外分光分析仪装置和计算机系统结合的研究成果红外线法是利用红外吸收光谱测定食品的成分量例如牛乳的成分计等

（一）光与食品物料的相互作用 食品物料的光学特性 是指物料对投射到其表面上的光产生反射吸收透射漫射或受光照后激发出其他波长的光的性质物料是由许多微小的内部中间层组成的不同食品物料的物质种类组成不同因而在光学特性方面的反映也不尽相同

（二）食品物料的光特性应用技术 1 缺陷检测 食品和农产品的光特性已经被用于非破坏检

测方面的各种问题 2 成分分析 快速检测食品中的水分脂肪蛋白质氨基酸糖份酸度等化学成分的含量用于品质的监督和控制近红外光谱分析技术用于品质检测和控制是近年发展速度很快的一种全新的检测方法1048708

3 成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系并表现出表面或内部颜色的不同

最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

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比重去石机

（二）除草机 用于除去原料中的杂草茎叶等常用的方法是风选法和浮选法风选法是利用杂物与食品原料在空气中的悬浮速度不同通过风力进行除杂的方法浮选法是利用杂草茎叶在水中与食品原料所受的浮力不同把漂浮在水中的轻浮杂物除去

（三）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食品原料中的铁质杂物磁力除铁机有电磁式和永磁式两种形式

（四）过滤器 过滤器用于除去液体食品原料中的杂物如原料乳中的牛毛毛屑等常用方法是过滤法可在容器的入口或出口装上滤网或滤布过滤也可安装过滤器过滤

二 常用食品原料的清理机械 （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食品原料

工作原理 原料从筛子的一端移动到另一端过程中尺寸小于筛孔的物料落下而尺寸大于筛孔的物料经筛面从筛的另一端排出见动画

物料rarr 由进料斗 1rarr 控料闸rarr第一层筛面(筛孔较大 ) rarr 第二层筛面 (筛孔中间 出成品 )rarr 第三层筛面 ( 小 ) rarr 细杂三层筛的筛孔依次减小在吸风除尘等装置的配合下把物料中质轻的杂质也能清理出来

筛选法清理机工作状况图

（二）除石机 1 密度除石机如图所示为豆制品厂常用的

QSC 型密度除石机用来对豆类等物料清除密度比原料大的并肩石等重杂质的一种先进装备该机主要由进料筛体排石装置吹风装置偏心振动机构等部分组成

QSC 型密度除石机

筛孔形状 除石筛面一般用薄钢板冲压成双面突起鱼

鳞形筛孔除石机的筛孔不通过物料只作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影响物料的悬浮状态和除石效率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

鱼鳞筛孔的形状

精选室 筛面向后逐渐变窄后部是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吹风系统包括风机导风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

密度除石机的精选室

2 块根类原料除石机 该机是用来除去块根类原料中的石块泥砂图为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

转筒式除石机

（三）除草机 除草机是用来除去原料中的杂草茎叶麦杆等杂物的设备其形式多种多样图为块根类食品原料在清洗过程中除去杂草的典型设备胶带式除草机

（四）除铁机 原料在加工前必须经过严格的磁选除去夹在原料中的铁性杂质食品原料中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型式

电磁式除铁机磁力稳定性能可靠但必须保证一定的电流强度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 2~3 个盖板每个盖板上装有 2 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

溜管可连续的进行磁选永磁溜管结构简单不占地方

使用平板式除铁机的永磁安装结构示意图磁铁可安装一排或多排食品原料通过倾角为 30deg~40deg的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动的间隙小于 2mm当物料落在由非磁性材料制成的滚筒上时物料随滚筒一起转动而后自由排除而夹杂在食品原料总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

为了保障安全生产和产品质量在食品原料的粮食等物料加工的全过程中凡是高速运转的及其的前部都应装有磁选设备

第三节 振动分选机械 一振动分选机械的基本知识 振动分选一般是通过机械的振动（或其他形式的运动）将原料通过一层或数层带孔的筛面使物料按宽度或厚度分成若干个粒度级别的过程

每一层筛面都可以将物料分成筛过物（也叫筛下物）和筛余物（也叫筛上物）两部分

（一）筛分效率

ηmdashmdash筛分效率 Gmdashmdash筛分物料总量 kg Grsquomdashmdash筛过物料总量 kg xmdashmdash可筛过物的质量百分比

（二）筛面组合将各种粒度的混合物通过筛分分成若干个粒级或提高总的筛分效率

1 筛余物法筛余物法如图 4-5 （ a）所示将前道筛面的筛余物送至后道筛面再筛图中所示筛分产品从 I 到 IV 依次渐粗这种筛面组合的特点是先提细粒后提粗粒它的优点是粗粒料的筛分路线长筛面的检查清理维护方便缺点是所有大粒物料要从每层筛面流过不但筛面易磨损而且多数粗物料阻碍细粒料接触筛孔降低筛分效率

2 筛过物法筛过物法如图 4-5 （ b）所示将前道筛面的筛过物送至下道筛面再筛筛分产品从 I 到 IV以次渐细先提粗粒后提细粒它的优点是使筛面的负荷减轻有助于提高筛分效率同时筛面配置空间较紧凑

3 混合法混合法如图 4-5 （ c）所示这种方法综合了前二种方法的优点因此流程可以灵活多变不同的筛分物料都要根据其物料的具体特点粗细粒的含量以及筛分的要求来确定筛面的组合方式

（三）开孔率（筛面利用系数筛孔系数） 开孔率 （筛面利用系数）是指整个筛面上筛孔所

占的面积与总面积之比 对于编织筛面有

式中 Kmdashmdash开孔率 bmdashmdash孔边长 mm dmdashmdash编织丝直径mm

（四）物料穿过筛孔的概率 对于前者以编织面为例直径为 D 的颗粒在筛面上通过筛孔的可能性仅为

当 D 越接近孔尺寸 b时筛过的可能性越是大幅度降低一般可将超过筛孔 08 ～ 10的粒度级称为难筛颗粒

当颗粒虽为筛下级别但它与筛面的相对运动速度达到一定值以上时则完全没有通过筛孔的机会

二 筛面的种类和结构 （一）栅筛面 栅筛面采用具有一定截面形状的棒料按一定的间距排列而成通常用于物料的去杂粗筛

栅筛面的特点是结构简单

（二）板筛面 1 板筛面由金属薄板冲压而成又称冲孔筛面最常用的金属薄板厚度为 05 ～15mm

2 板筛面最常用的筛孔形状是圆孔和长孔圆孔是按颗粒的宽度进行分级长孔是按颗粒的厚度分级也有时采用三角形孔或异形孔

3筛面的筛分效率与孔眼的形状间距和排列有密切关系即影响筛分效率的不仅是筛面的开孔率筛孔的排列也影响到颗粒接触和穿过筛孔的机会

（三）金属丝编织筛面 金属丝编织筛面由金属丝编织而成亦称筛网编织筛网通常为方孔或矩形孔孔尺寸大的可在 25mm 以上孔径小的可到 300目以上

（四）绢筛面 绢筛面由绢丝织成或称筛绢主要用于粉料的筛分在面粉工业中粉筛用量最大由于绢丝光滑柔软所以在筛面中极易移动而改变筛孔尺寸使用时必须用大框架绷紧较大孔的绢筛面都用绞织筛绢的材料为蚕丝或锦纶丝也可用两种材料混织

三筛面的运动方式 筛分机械工作过程的基础是物料与筛面的相对运动对于固定筛面而言则需要物料具有初始速度或是借重力产生的速度对于大多数筛分机械而言则需要借筛面运动的速度和加速度来产生物料与筛面的相对速度（如图 4-11 所示的各种筛面的运动方式）

（一）静止筛面 （二）往复运动筛面 （三）垂直圆运动筛面 （四）平面回转筛面 （五）旋转筛面

四筛面的传动方式 筛面的传动方式是每种筛分机械的主要特征它与支承机构决定了筛面的运动方式同一种筛面的运动方式也可有不同的传动方式

图 4-12 所示为常用的筛子传动方式

五摆动筛 摆动筛与振动筛的区别摆动筛又称摇动筛在食品工厂中常称为振动筛从物料在筛面上受力来看摆动筛与振动筛是不一样的摆动筛是以往复运动为主而以振动为辅摆动次数在 600 次 min以下振动筛在选矿和粮食筛选中常是一次筛分产品物料在筛面上是剧烈跳动的是以振动为主其振动次数为 800 ～ 1500次 min

（一）摆动筛结构特点 特点摆动筛的筛面是平的因而全部筛面都在工作制造和安装都比较容易结构简单调换筛面十分方便适用于多种物料的分级但是其动力平衡较差运行时连杆机构易损坏噪音较大

见图

（三）摆动筛主要技术参数 1 筛子结构主要有三种型式一种为钢条制成的一种是金属丝或丝线编织的一种是冲（钻）孔的薄金属板食品工厂常用最后一种型式为了减少筛孔被堵塞常将筛孔做成圆锥形孔由上向下逐渐增大其圆锥角以 7deg适

2 生产率生产能力 G 为 G=Bq 式中 Gmdashmdash生产能力 kgh Bmdashmdash筛面宽度m qmdashmdash筛面单位流量 kg m h

筛面单位流量主要与物料在筛面上的流速有关流量不能过大因此要提高 G 只能增大 B但筛宽和筛长有一定比例 B过大其结构庞大不便操作物料也不容易沿筛宽均匀散落筛宽一般在600 ～ 1200mm毫米内选取

3 物料运动特性 物料正向移动速度快显然可使物料层处于较薄状态从而增加过筛机会若该速度过快就需要较长的筛面否则就会造成来不及过筛的物料进入另一级中另外由于料层太薄物料在筛面上跳动过大而影响过筛机会

（四）摆动筛工作注意事项 由于摆动筛采用偏心曲轴连杆机构传动筛体往复运动时是变速运动由于加速度的影响使筛体产生的惯性力很大若不采取平衡措施就会造成筛体发生振动和噪音以致影响部件的使用寿命

要使筛体不发生剧烈振动或减少振动必须做到

（ 1 ）筛体的左右吊杆长短要一致（因有倾角存在故前后不一致）同时任何一根都不得扭曲变形

（ 2 ）保证筛面张紧和安装平整筛体不得向两侧倾斜

（ 3 ）偏心机构和连杆应与筛体的长轴线方向一致不得有偏差与扭曲更换偏心套时要成对更换

（ 4 ）偏心轴套与传动轴必须紧密配合不得松动偏心轴套在轴壳内滑动而不发生晃动轴壳与连杆连接处必须紧密平整并且在同一中心轴线上

（五）摆动筛惯性力的平衡 摆动筛中振动和平衡一对矛盾为了防止发生剧烈的振动除了在制造安装中保证其精度外设计上还必须采取措施通常的方法是采取平衡重平衡即在偏心装置上加设平衡重物或对称平衡即采取双筛体的方法平衡

1 平衡重平衡

2对称平衡法

六滚筒分级筛 见动画

1 滚筒 2 支承装置 3 收集料斗 4 传动装置 5 清筛装置

第三节 形状分级机械与设备 一三滚筒式分级机 应用范围主要用于球形体或近似球形的果蔬原料（苹果柑橘番茄桃子等）

全机结构驱动轮链轮出料输送带理料辊 分级原理 这种分级机的特点 工作过程

二颗粒形状分级设备 谷物颗粒料（如小麦大麦）等必须进行

精选和分级其主要原理是按颗粒长度进行分级以除去不必要的杂粒常用的精选机有滚筒精选机和碟片精选机两种其都是利用袋孔中嵌入长度不同的颗粒而带升高度不同的原理制成的如图 4-24和图4-25 所示

三带式分级机 1048708带式分级机工作原理 1048708国外生产的带式分级机有两种形式

第四节 光电分选分级机械与设备

一原理 利用紫外可见红外等光线和物体的相互作用而产生的吸收反射和吸收等现象对物料进行非接触式检测的方法是 20世纪60年代开始用于农产品和食品质量检验的新方法

根据物料的吸收和反射光谱可以鉴定物质的性质 例如利用紫外光作激励光源照射食品获得食品上的辐射荧光根据荧光的强度可以判别食品上附着的微生物的代谢物检出蛋品中霉菌花生类干果上附着的微生物及其代谢物如黄曲霉素

物料的吸收和反射光谱也可用于食品的异物检出用可见光作激励光源加上代替人眼的色彩传感器测定对象物的反射光或透射光可用于果品成熟度的判定谷类种子稻米水果的分选等作业领域

日本美国等正在开发用近红外光谱分析法无损检测水果的糖度和酸度的装置日本近年开发成功的米的食味计就是近红外分光分析仪装置和计算机系统结合的研究成果红外线法是利用红外吸收光谱测定食品的成分量例如牛乳的成分计等

（一）光与食品物料的相互作用 食品物料的光学特性 是指物料对投射到其表面上的光产生反射吸收透射漫射或受光照后激发出其他波长的光的性质物料是由许多微小的内部中间层组成的不同食品物料的物质种类组成不同因而在光学特性方面的反映也不尽相同

（二）食品物料的光特性应用技术 1 缺陷检测 食品和农产品的光特性已经被用于非破坏检

测方面的各种问题 2 成分分析 快速检测食品中的水分脂肪蛋白质氨基酸糖份酸度等化学成分的含量用于品质的监督和控制近红外光谱分析技术用于品质检测和控制是近年发展速度很快的一种全新的检测方法1048708

3 成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系并表现出表面或内部颜色的不同

最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

• Slide 1

（二）除草机 用于除去原料中的杂草茎叶等常用的方法是风选法和浮选法风选法是利用杂物与食品原料在空气中的悬浮速度不同通过风力进行除杂的方法浮选法是利用杂草茎叶在水中与食品原料所受的浮力不同把漂浮在水中的轻浮杂物除去

（三）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食品原料中的铁质杂物磁力除铁机有电磁式和永磁式两种形式

（四）过滤器 过滤器用于除去液体食品原料中的杂物如原料乳中的牛毛毛屑等常用方法是过滤法可在容器的入口或出口装上滤网或滤布过滤也可安装过滤器过滤

二 常用食品原料的清理机械 （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食品原料

工作原理 原料从筛子的一端移动到另一端过程中尺寸小于筛孔的物料落下而尺寸大于筛孔的物料经筛面从筛的另一端排出见动画

物料rarr 由进料斗 1rarr 控料闸rarr第一层筛面(筛孔较大 ) rarr 第二层筛面 (筛孔中间 出成品 )rarr 第三层筛面 ( 小 ) rarr 细杂三层筛的筛孔依次减小在吸风除尘等装置的配合下把物料中质轻的杂质也能清理出来

筛选法清理机工作状况图

（二）除石机 1 密度除石机如图所示为豆制品厂常用的

QSC 型密度除石机用来对豆类等物料清除密度比原料大的并肩石等重杂质的一种先进装备该机主要由进料筛体排石装置吹风装置偏心振动机构等部分组成

QSC 型密度除石机

筛孔形状 除石筛面一般用薄钢板冲压成双面突起鱼

鳞形筛孔除石机的筛孔不通过物料只作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影响物料的悬浮状态和除石效率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

鱼鳞筛孔的形状

精选室 筛面向后逐渐变窄后部是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吹风系统包括风机导风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

密度除石机的精选室

2 块根类原料除石机 该机是用来除去块根类原料中的石块泥砂图为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

转筒式除石机

（三）除草机 除草机是用来除去原料中的杂草茎叶麦杆等杂物的设备其形式多种多样图为块根类食品原料在清洗过程中除去杂草的典型设备胶带式除草机

（四）除铁机 原料在加工前必须经过严格的磁选除去夹在原料中的铁性杂质食品原料中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型式

电磁式除铁机磁力稳定性能可靠但必须保证一定的电流强度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 2~3 个盖板每个盖板上装有 2 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

溜管可连续的进行磁选永磁溜管结构简单不占地方

使用平板式除铁机的永磁安装结构示意图磁铁可安装一排或多排食品原料通过倾角为 30deg~40deg的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动的间隙小于 2mm当物料落在由非磁性材料制成的滚筒上时物料随滚筒一起转动而后自由排除而夹杂在食品原料总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

为了保障安全生产和产品质量在食品原料的粮食等物料加工的全过程中凡是高速运转的及其的前部都应装有磁选设备

第三节 振动分选机械 一振动分选机械的基本知识 振动分选一般是通过机械的振动（或其他形式的运动）将原料通过一层或数层带孔的筛面使物料按宽度或厚度分成若干个粒度级别的过程

每一层筛面都可以将物料分成筛过物（也叫筛下物）和筛余物（也叫筛上物）两部分

（一）筛分效率

ηmdashmdash筛分效率 Gmdashmdash筛分物料总量 kg Grsquomdashmdash筛过物料总量 kg xmdashmdash可筛过物的质量百分比

（二）筛面组合将各种粒度的混合物通过筛分分成若干个粒级或提高总的筛分效率

1 筛余物法筛余物法如图 4-5 （ a）所示将前道筛面的筛余物送至后道筛面再筛图中所示筛分产品从 I 到 IV 依次渐粗这种筛面组合的特点是先提细粒后提粗粒它的优点是粗粒料的筛分路线长筛面的检查清理维护方便缺点是所有大粒物料要从每层筛面流过不但筛面易磨损而且多数粗物料阻碍细粒料接触筛孔降低筛分效率

2 筛过物法筛过物法如图 4-5 （ b）所示将前道筛面的筛过物送至下道筛面再筛筛分产品从 I 到 IV以次渐细先提粗粒后提细粒它的优点是使筛面的负荷减轻有助于提高筛分效率同时筛面配置空间较紧凑

3 混合法混合法如图 4-5 （ c）所示这种方法综合了前二种方法的优点因此流程可以灵活多变不同的筛分物料都要根据其物料的具体特点粗细粒的含量以及筛分的要求来确定筛面的组合方式

（三）开孔率（筛面利用系数筛孔系数） 开孔率 （筛面利用系数）是指整个筛面上筛孔所

占的面积与总面积之比 对于编织筛面有

式中 Kmdashmdash开孔率 bmdashmdash孔边长 mm dmdashmdash编织丝直径mm

（四）物料穿过筛孔的概率 对于前者以编织面为例直径为 D 的颗粒在筛面上通过筛孔的可能性仅为

当 D 越接近孔尺寸 b时筛过的可能性越是大幅度降低一般可将超过筛孔 08 ～ 10的粒度级称为难筛颗粒

当颗粒虽为筛下级别但它与筛面的相对运动速度达到一定值以上时则完全没有通过筛孔的机会

二 筛面的种类和结构 （一）栅筛面 栅筛面采用具有一定截面形状的棒料按一定的间距排列而成通常用于物料的去杂粗筛

栅筛面的特点是结构简单

（二）板筛面 1 板筛面由金属薄板冲压而成又称冲孔筛面最常用的金属薄板厚度为 05 ～15mm

2 板筛面最常用的筛孔形状是圆孔和长孔圆孔是按颗粒的宽度进行分级长孔是按颗粒的厚度分级也有时采用三角形孔或异形孔

3筛面的筛分效率与孔眼的形状间距和排列有密切关系即影响筛分效率的不仅是筛面的开孔率筛孔的排列也影响到颗粒接触和穿过筛孔的机会

（三）金属丝编织筛面 金属丝编织筛面由金属丝编织而成亦称筛网编织筛网通常为方孔或矩形孔孔尺寸大的可在 25mm 以上孔径小的可到 300目以上

（四）绢筛面 绢筛面由绢丝织成或称筛绢主要用于粉料的筛分在面粉工业中粉筛用量最大由于绢丝光滑柔软所以在筛面中极易移动而改变筛孔尺寸使用时必须用大框架绷紧较大孔的绢筛面都用绞织筛绢的材料为蚕丝或锦纶丝也可用两种材料混织

三筛面的运动方式 筛分机械工作过程的基础是物料与筛面的相对运动对于固定筛面而言则需要物料具有初始速度或是借重力产生的速度对于大多数筛分机械而言则需要借筛面运动的速度和加速度来产生物料与筛面的相对速度（如图 4-11 所示的各种筛面的运动方式）

（一）静止筛面 （二）往复运动筛面 （三）垂直圆运动筛面 （四）平面回转筛面 （五）旋转筛面

四筛面的传动方式 筛面的传动方式是每种筛分机械的主要特征它与支承机构决定了筛面的运动方式同一种筛面的运动方式也可有不同的传动方式

图 4-12 所示为常用的筛子传动方式

五摆动筛 摆动筛与振动筛的区别摆动筛又称摇动筛在食品工厂中常称为振动筛从物料在筛面上受力来看摆动筛与振动筛是不一样的摆动筛是以往复运动为主而以振动为辅摆动次数在 600 次 min以下振动筛在选矿和粮食筛选中常是一次筛分产品物料在筛面上是剧烈跳动的是以振动为主其振动次数为 800 ～ 1500次 min

（一）摆动筛结构特点 特点摆动筛的筛面是平的因而全部筛面都在工作制造和安装都比较容易结构简单调换筛面十分方便适用于多种物料的分级但是其动力平衡较差运行时连杆机构易损坏噪音较大

见图

（三）摆动筛主要技术参数 1 筛子结构主要有三种型式一种为钢条制成的一种是金属丝或丝线编织的一种是冲（钻）孔的薄金属板食品工厂常用最后一种型式为了减少筛孔被堵塞常将筛孔做成圆锥形孔由上向下逐渐增大其圆锥角以 7deg适

2 生产率生产能力 G 为 G=Bq 式中 Gmdashmdash生产能力 kgh Bmdashmdash筛面宽度m qmdashmdash筛面单位流量 kg m h

筛面单位流量主要与物料在筛面上的流速有关流量不能过大因此要提高 G 只能增大 B但筛宽和筛长有一定比例 B过大其结构庞大不便操作物料也不容易沿筛宽均匀散落筛宽一般在600 ～ 1200mm毫米内选取

3 物料运动特性 物料正向移动速度快显然可使物料层处于较薄状态从而增加过筛机会若该速度过快就需要较长的筛面否则就会造成来不及过筛的物料进入另一级中另外由于料层太薄物料在筛面上跳动过大而影响过筛机会

（四）摆动筛工作注意事项 由于摆动筛采用偏心曲轴连杆机构传动筛体往复运动时是变速运动由于加速度的影响使筛体产生的惯性力很大若不采取平衡措施就会造成筛体发生振动和噪音以致影响部件的使用寿命

要使筛体不发生剧烈振动或减少振动必须做到

（ 1 ）筛体的左右吊杆长短要一致（因有倾角存在故前后不一致）同时任何一根都不得扭曲变形

（ 2 ）保证筛面张紧和安装平整筛体不得向两侧倾斜

（ 3 ）偏心机构和连杆应与筛体的长轴线方向一致不得有偏差与扭曲更换偏心套时要成对更换

（ 4 ）偏心轴套与传动轴必须紧密配合不得松动偏心轴套在轴壳内滑动而不发生晃动轴壳与连杆连接处必须紧密平整并且在同一中心轴线上

（五）摆动筛惯性力的平衡 摆动筛中振动和平衡一对矛盾为了防止发生剧烈的振动除了在制造安装中保证其精度外设计上还必须采取措施通常的方法是采取平衡重平衡即在偏心装置上加设平衡重物或对称平衡即采取双筛体的方法平衡

1 平衡重平衡

2对称平衡法

六滚筒分级筛 见动画

1 滚筒 2 支承装置 3 收集料斗 4 传动装置 5 清筛装置

第三节 形状分级机械与设备 一三滚筒式分级机 应用范围主要用于球形体或近似球形的果蔬原料（苹果柑橘番茄桃子等）

全机结构驱动轮链轮出料输送带理料辊 分级原理 这种分级机的特点 工作过程

二颗粒形状分级设备 谷物颗粒料（如小麦大麦）等必须进行

精选和分级其主要原理是按颗粒长度进行分级以除去不必要的杂粒常用的精选机有滚筒精选机和碟片精选机两种其都是利用袋孔中嵌入长度不同的颗粒而带升高度不同的原理制成的如图 4-24和图4-25 所示

三带式分级机 1048708带式分级机工作原理 1048708国外生产的带式分级机有两种形式

第四节 光电分选分级机械与设备

一原理 利用紫外可见红外等光线和物体的相互作用而产生的吸收反射和吸收等现象对物料进行非接触式检测的方法是 20世纪60年代开始用于农产品和食品质量检验的新方法

根据物料的吸收和反射光谱可以鉴定物质的性质 例如利用紫外光作激励光源照射食品获得食品上的辐射荧光根据荧光的强度可以判别食品上附着的微生物的代谢物检出蛋品中霉菌花生类干果上附着的微生物及其代谢物如黄曲霉素

物料的吸收和反射光谱也可用于食品的异物检出用可见光作激励光源加上代替人眼的色彩传感器测定对象物的反射光或透射光可用于果品成熟度的判定谷类种子稻米水果的分选等作业领域

日本美国等正在开发用近红外光谱分析法无损检测水果的糖度和酸度的装置日本近年开发成功的米的食味计就是近红外分光分析仪装置和计算机系统结合的研究成果红外线法是利用红外吸收光谱测定食品的成分量例如牛乳的成分计等

（一）光与食品物料的相互作用 食品物料的光学特性 是指物料对投射到其表面上的光产生反射吸收透射漫射或受光照后激发出其他波长的光的性质物料是由许多微小的内部中间层组成的不同食品物料的物质种类组成不同因而在光学特性方面的反映也不尽相同

（二）食品物料的光特性应用技术 1 缺陷检测 食品和农产品的光特性已经被用于非破坏检

测方面的各种问题 2 成分分析 快速检测食品中的水分脂肪蛋白质氨基酸糖份酸度等化学成分的含量用于品质的监督和控制近红外光谱分析技术用于品质检测和控制是近年发展速度很快的一种全新的检测方法1048708

3 成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系并表现出表面或内部颜色的不同

最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

• Slide 1

（三）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食品原料中的铁质杂物磁力除铁机有电磁式和永磁式两种形式

（四）过滤器 过滤器用于除去液体食品原料中的杂物如原料乳中的牛毛毛屑等常用方法是过滤法可在容器的入口或出口装上滤网或滤布过滤也可安装过滤器过滤

二 常用食品原料的清理机械 （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食品原料

工作原理 原料从筛子的一端移动到另一端过程中尺寸小于筛孔的物料落下而尺寸大于筛孔的物料经筛面从筛的另一端排出见动画

物料rarr 由进料斗 1rarr 控料闸rarr第一层筛面(筛孔较大 ) rarr 第二层筛面 (筛孔中间 出成品 )rarr 第三层筛面 ( 小 ) rarr 细杂三层筛的筛孔依次减小在吸风除尘等装置的配合下把物料中质轻的杂质也能清理出来

筛选法清理机工作状况图

（二）除石机 1 密度除石机如图所示为豆制品厂常用的

QSC 型密度除石机用来对豆类等物料清除密度比原料大的并肩石等重杂质的一种先进装备该机主要由进料筛体排石装置吹风装置偏心振动机构等部分组成

QSC 型密度除石机

筛孔形状 除石筛面一般用薄钢板冲压成双面突起鱼

鳞形筛孔除石机的筛孔不通过物料只作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影响物料的悬浮状态和除石效率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

鱼鳞筛孔的形状

精选室 筛面向后逐渐变窄后部是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吹风系统包括风机导风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

密度除石机的精选室

2 块根类原料除石机 该机是用来除去块根类原料中的石块泥砂图为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

转筒式除石机

（三）除草机 除草机是用来除去原料中的杂草茎叶麦杆等杂物的设备其形式多种多样图为块根类食品原料在清洗过程中除去杂草的典型设备胶带式除草机

（四）除铁机 原料在加工前必须经过严格的磁选除去夹在原料中的铁性杂质食品原料中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型式

电磁式除铁机磁力稳定性能可靠但必须保证一定的电流强度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 2~3 个盖板每个盖板上装有 2 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

溜管可连续的进行磁选永磁溜管结构简单不占地方

使用平板式除铁机的永磁安装结构示意图磁铁可安装一排或多排食品原料通过倾角为 30deg~40deg的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动的间隙小于 2mm当物料落在由非磁性材料制成的滚筒上时物料随滚筒一起转动而后自由排除而夹杂在食品原料总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

为了保障安全生产和产品质量在食品原料的粮食等物料加工的全过程中凡是高速运转的及其的前部都应装有磁选设备

第三节 振动分选机械 一振动分选机械的基本知识 振动分选一般是通过机械的振动（或其他形式的运动）将原料通过一层或数层带孔的筛面使物料按宽度或厚度分成若干个粒度级别的过程

每一层筛面都可以将物料分成筛过物（也叫筛下物）和筛余物（也叫筛上物）两部分

（一）筛分效率

ηmdashmdash筛分效率 Gmdashmdash筛分物料总量 kg Grsquomdashmdash筛过物料总量 kg xmdashmdash可筛过物的质量百分比

（二）筛面组合将各种粒度的混合物通过筛分分成若干个粒级或提高总的筛分效率

1 筛余物法筛余物法如图 4-5 （ a）所示将前道筛面的筛余物送至后道筛面再筛图中所示筛分产品从 I 到 IV 依次渐粗这种筛面组合的特点是先提细粒后提粗粒它的优点是粗粒料的筛分路线长筛面的检查清理维护方便缺点是所有大粒物料要从每层筛面流过不但筛面易磨损而且多数粗物料阻碍细粒料接触筛孔降低筛分效率

2 筛过物法筛过物法如图 4-5 （ b）所示将前道筛面的筛过物送至下道筛面再筛筛分产品从 I 到 IV以次渐细先提粗粒后提细粒它的优点是使筛面的负荷减轻有助于提高筛分效率同时筛面配置空间较紧凑

3 混合法混合法如图 4-5 （ c）所示这种方法综合了前二种方法的优点因此流程可以灵活多变不同的筛分物料都要根据其物料的具体特点粗细粒的含量以及筛分的要求来确定筛面的组合方式

（三）开孔率（筛面利用系数筛孔系数） 开孔率 （筛面利用系数）是指整个筛面上筛孔所

占的面积与总面积之比 对于编织筛面有

式中 Kmdashmdash开孔率 bmdashmdash孔边长 mm dmdashmdash编织丝直径mm

（四）物料穿过筛孔的概率 对于前者以编织面为例直径为 D 的颗粒在筛面上通过筛孔的可能性仅为

当 D 越接近孔尺寸 b时筛过的可能性越是大幅度降低一般可将超过筛孔 08 ～ 10的粒度级称为难筛颗粒

当颗粒虽为筛下级别但它与筛面的相对运动速度达到一定值以上时则完全没有通过筛孔的机会

二 筛面的种类和结构 （一）栅筛面 栅筛面采用具有一定截面形状的棒料按一定的间距排列而成通常用于物料的去杂粗筛

栅筛面的特点是结构简单

（二）板筛面 1 板筛面由金属薄板冲压而成又称冲孔筛面最常用的金属薄板厚度为 05 ～15mm

2 板筛面最常用的筛孔形状是圆孔和长孔圆孔是按颗粒的宽度进行分级长孔是按颗粒的厚度分级也有时采用三角形孔或异形孔

3筛面的筛分效率与孔眼的形状间距和排列有密切关系即影响筛分效率的不仅是筛面的开孔率筛孔的排列也影响到颗粒接触和穿过筛孔的机会

（三）金属丝编织筛面 金属丝编织筛面由金属丝编织而成亦称筛网编织筛网通常为方孔或矩形孔孔尺寸大的可在 25mm 以上孔径小的可到 300目以上

（四）绢筛面 绢筛面由绢丝织成或称筛绢主要用于粉料的筛分在面粉工业中粉筛用量最大由于绢丝光滑柔软所以在筛面中极易移动而改变筛孔尺寸使用时必须用大框架绷紧较大孔的绢筛面都用绞织筛绢的材料为蚕丝或锦纶丝也可用两种材料混织

三筛面的运动方式 筛分机械工作过程的基础是物料与筛面的相对运动对于固定筛面而言则需要物料具有初始速度或是借重力产生的速度对于大多数筛分机械而言则需要借筛面运动的速度和加速度来产生物料与筛面的相对速度（如图 4-11 所示的各种筛面的运动方式）

（一）静止筛面 （二）往复运动筛面 （三）垂直圆运动筛面 （四）平面回转筛面 （五）旋转筛面

四筛面的传动方式 筛面的传动方式是每种筛分机械的主要特征它与支承机构决定了筛面的运动方式同一种筛面的运动方式也可有不同的传动方式

图 4-12 所示为常用的筛子传动方式

五摆动筛 摆动筛与振动筛的区别摆动筛又称摇动筛在食品工厂中常称为振动筛从物料在筛面上受力来看摆动筛与振动筛是不一样的摆动筛是以往复运动为主而以振动为辅摆动次数在 600 次 min以下振动筛在选矿和粮食筛选中常是一次筛分产品物料在筛面上是剧烈跳动的是以振动为主其振动次数为 800 ～ 1500次 min

（一）摆动筛结构特点 特点摆动筛的筛面是平的因而全部筛面都在工作制造和安装都比较容易结构简单调换筛面十分方便适用于多种物料的分级但是其动力平衡较差运行时连杆机构易损坏噪音较大

见图

（三）摆动筛主要技术参数 1 筛子结构主要有三种型式一种为钢条制成的一种是金属丝或丝线编织的一种是冲（钻）孔的薄金属板食品工厂常用最后一种型式为了减少筛孔被堵塞常将筛孔做成圆锥形孔由上向下逐渐增大其圆锥角以 7deg适

2 生产率生产能力 G 为 G=Bq 式中 Gmdashmdash生产能力 kgh Bmdashmdash筛面宽度m qmdashmdash筛面单位流量 kg m h

筛面单位流量主要与物料在筛面上的流速有关流量不能过大因此要提高 G 只能增大 B但筛宽和筛长有一定比例 B过大其结构庞大不便操作物料也不容易沿筛宽均匀散落筛宽一般在600 ～ 1200mm毫米内选取

3 物料运动特性 物料正向移动速度快显然可使物料层处于较薄状态从而增加过筛机会若该速度过快就需要较长的筛面否则就会造成来不及过筛的物料进入另一级中另外由于料层太薄物料在筛面上跳动过大而影响过筛机会

（四）摆动筛工作注意事项 由于摆动筛采用偏心曲轴连杆机构传动筛体往复运动时是变速运动由于加速度的影响使筛体产生的惯性力很大若不采取平衡措施就会造成筛体发生振动和噪音以致影响部件的使用寿命

要使筛体不发生剧烈振动或减少振动必须做到

（ 1 ）筛体的左右吊杆长短要一致（因有倾角存在故前后不一致）同时任何一根都不得扭曲变形

（ 2 ）保证筛面张紧和安装平整筛体不得向两侧倾斜

（ 3 ）偏心机构和连杆应与筛体的长轴线方向一致不得有偏差与扭曲更换偏心套时要成对更换

（ 4 ）偏心轴套与传动轴必须紧密配合不得松动偏心轴套在轴壳内滑动而不发生晃动轴壳与连杆连接处必须紧密平整并且在同一中心轴线上

（五）摆动筛惯性力的平衡 摆动筛中振动和平衡一对矛盾为了防止发生剧烈的振动除了在制造安装中保证其精度外设计上还必须采取措施通常的方法是采取平衡重平衡即在偏心装置上加设平衡重物或对称平衡即采取双筛体的方法平衡

1 平衡重平衡

2对称平衡法

六滚筒分级筛 见动画

1 滚筒 2 支承装置 3 收集料斗 4 传动装置 5 清筛装置

第三节 形状分级机械与设备 一三滚筒式分级机 应用范围主要用于球形体或近似球形的果蔬原料（苹果柑橘番茄桃子等）

全机结构驱动轮链轮出料输送带理料辊 分级原理 这种分级机的特点 工作过程

二颗粒形状分级设备 谷物颗粒料（如小麦大麦）等必须进行

精选和分级其主要原理是按颗粒长度进行分级以除去不必要的杂粒常用的精选机有滚筒精选机和碟片精选机两种其都是利用袋孔中嵌入长度不同的颗粒而带升高度不同的原理制成的如图 4-24和图4-25 所示

三带式分级机 1048708带式分级机工作原理 1048708国外生产的带式分级机有两种形式

第四节 光电分选分级机械与设备

一原理 利用紫外可见红外等光线和物体的相互作用而产生的吸收反射和吸收等现象对物料进行非接触式检测的方法是 20世纪60年代开始用于农产品和食品质量检验的新方法

根据物料的吸收和反射光谱可以鉴定物质的性质 例如利用紫外光作激励光源照射食品获得食品上的辐射荧光根据荧光的强度可以判别食品上附着的微生物的代谢物检出蛋品中霉菌花生类干果上附着的微生物及其代谢物如黄曲霉素

物料的吸收和反射光谱也可用于食品的异物检出用可见光作激励光源加上代替人眼的色彩传感器测定对象物的反射光或透射光可用于果品成熟度的判定谷类种子稻米水果的分选等作业领域

日本美国等正在开发用近红外光谱分析法无损检测水果的糖度和酸度的装置日本近年开发成功的米的食味计就是近红外分光分析仪装置和计算机系统结合的研究成果红外线法是利用红外吸收光谱测定食品的成分量例如牛乳的成分计等

（一）光与食品物料的相互作用 食品物料的光学特性 是指物料对投射到其表面上的光产生反射吸收透射漫射或受光照后激发出其他波长的光的性质物料是由许多微小的内部中间层组成的不同食品物料的物质种类组成不同因而在光学特性方面的反映也不尽相同

（二）食品物料的光特性应用技术 1 缺陷检测 食品和农产品的光特性已经被用于非破坏检

测方面的各种问题 2 成分分析 快速检测食品中的水分脂肪蛋白质氨基酸糖份酸度等化学成分的含量用于品质的监督和控制近红外光谱分析技术用于品质检测和控制是近年发展速度很快的一种全新的检测方法1048708

3 成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系并表现出表面或内部颜色的不同

最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

• Slide 1

（四）过滤器 过滤器用于除去液体食品原料中的杂物如原料乳中的牛毛毛屑等常用方法是过滤法可在容器的入口或出口装上滤网或滤布过滤也可安装过滤器过滤

二 常用食品原料的清理机械 （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食品原料

工作原理 原料从筛子的一端移动到另一端过程中尺寸小于筛孔的物料落下而尺寸大于筛孔的物料经筛面从筛的另一端排出见动画

物料rarr 由进料斗 1rarr 控料闸rarr第一层筛面(筛孔较大 ) rarr 第二层筛面 (筛孔中间 出成品 )rarr 第三层筛面 ( 小 ) rarr 细杂三层筛的筛孔依次减小在吸风除尘等装置的配合下把物料中质轻的杂质也能清理出来

筛选法清理机工作状况图

（二）除石机 1 密度除石机如图所示为豆制品厂常用的

QSC 型密度除石机用来对豆类等物料清除密度比原料大的并肩石等重杂质的一种先进装备该机主要由进料筛体排石装置吹风装置偏心振动机构等部分组成

QSC 型密度除石机

筛孔形状 除石筛面一般用薄钢板冲压成双面突起鱼

鳞形筛孔除石机的筛孔不通过物料只作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影响物料的悬浮状态和除石效率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

鱼鳞筛孔的形状

精选室 筛面向后逐渐变窄后部是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吹风系统包括风机导风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

密度除石机的精选室

2 块根类原料除石机 该机是用来除去块根类原料中的石块泥砂图为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

转筒式除石机

（三）除草机 除草机是用来除去原料中的杂草茎叶麦杆等杂物的设备其形式多种多样图为块根类食品原料在清洗过程中除去杂草的典型设备胶带式除草机

（四）除铁机 原料在加工前必须经过严格的磁选除去夹在原料中的铁性杂质食品原料中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型式

电磁式除铁机磁力稳定性能可靠但必须保证一定的电流强度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 2~3 个盖板每个盖板上装有 2 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

溜管可连续的进行磁选永磁溜管结构简单不占地方

使用平板式除铁机的永磁安装结构示意图磁铁可安装一排或多排食品原料通过倾角为 30deg~40deg的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动的间隙小于 2mm当物料落在由非磁性材料制成的滚筒上时物料随滚筒一起转动而后自由排除而夹杂在食品原料总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

为了保障安全生产和产品质量在食品原料的粮食等物料加工的全过程中凡是高速运转的及其的前部都应装有磁选设备

第三节 振动分选机械 一振动分选机械的基本知识 振动分选一般是通过机械的振动（或其他形式的运动）将原料通过一层或数层带孔的筛面使物料按宽度或厚度分成若干个粒度级别的过程

每一层筛面都可以将物料分成筛过物（也叫筛下物）和筛余物（也叫筛上物）两部分

（一）筛分效率

ηmdashmdash筛分效率 Gmdashmdash筛分物料总量 kg Grsquomdashmdash筛过物料总量 kg xmdashmdash可筛过物的质量百分比

（二）筛面组合将各种粒度的混合物通过筛分分成若干个粒级或提高总的筛分效率

1 筛余物法筛余物法如图 4-5 （ a）所示将前道筛面的筛余物送至后道筛面再筛图中所示筛分产品从 I 到 IV 依次渐粗这种筛面组合的特点是先提细粒后提粗粒它的优点是粗粒料的筛分路线长筛面的检查清理维护方便缺点是所有大粒物料要从每层筛面流过不但筛面易磨损而且多数粗物料阻碍细粒料接触筛孔降低筛分效率

2 筛过物法筛过物法如图 4-5 （ b）所示将前道筛面的筛过物送至下道筛面再筛筛分产品从 I 到 IV以次渐细先提粗粒后提细粒它的优点是使筛面的负荷减轻有助于提高筛分效率同时筛面配置空间较紧凑

3 混合法混合法如图 4-5 （ c）所示这种方法综合了前二种方法的优点因此流程可以灵活多变不同的筛分物料都要根据其物料的具体特点粗细粒的含量以及筛分的要求来确定筛面的组合方式

（三）开孔率（筛面利用系数筛孔系数） 开孔率 （筛面利用系数）是指整个筛面上筛孔所

占的面积与总面积之比 对于编织筛面有

式中 Kmdashmdash开孔率 bmdashmdash孔边长 mm dmdashmdash编织丝直径mm

（四）物料穿过筛孔的概率 对于前者以编织面为例直径为 D 的颗粒在筛面上通过筛孔的可能性仅为

当 D 越接近孔尺寸 b时筛过的可能性越是大幅度降低一般可将超过筛孔 08 ～ 10的粒度级称为难筛颗粒

当颗粒虽为筛下级别但它与筛面的相对运动速度达到一定值以上时则完全没有通过筛孔的机会

二 筛面的种类和结构 （一）栅筛面 栅筛面采用具有一定截面形状的棒料按一定的间距排列而成通常用于物料的去杂粗筛

栅筛面的特点是结构简单

（二）板筛面 1 板筛面由金属薄板冲压而成又称冲孔筛面最常用的金属薄板厚度为 05 ～15mm

2 板筛面最常用的筛孔形状是圆孔和长孔圆孔是按颗粒的宽度进行分级长孔是按颗粒的厚度分级也有时采用三角形孔或异形孔

3筛面的筛分效率与孔眼的形状间距和排列有密切关系即影响筛分效率的不仅是筛面的开孔率筛孔的排列也影响到颗粒接触和穿过筛孔的机会

（三）金属丝编织筛面 金属丝编织筛面由金属丝编织而成亦称筛网编织筛网通常为方孔或矩形孔孔尺寸大的可在 25mm 以上孔径小的可到 300目以上

（四）绢筛面 绢筛面由绢丝织成或称筛绢主要用于粉料的筛分在面粉工业中粉筛用量最大由于绢丝光滑柔软所以在筛面中极易移动而改变筛孔尺寸使用时必须用大框架绷紧较大孔的绢筛面都用绞织筛绢的材料为蚕丝或锦纶丝也可用两种材料混织

三筛面的运动方式 筛分机械工作过程的基础是物料与筛面的相对运动对于固定筛面而言则需要物料具有初始速度或是借重力产生的速度对于大多数筛分机械而言则需要借筛面运动的速度和加速度来产生物料与筛面的相对速度（如图 4-11 所示的各种筛面的运动方式）

（一）静止筛面 （二）往复运动筛面 （三）垂直圆运动筛面 （四）平面回转筛面 （五）旋转筛面

四筛面的传动方式 筛面的传动方式是每种筛分机械的主要特征它与支承机构决定了筛面的运动方式同一种筛面的运动方式也可有不同的传动方式

图 4-12 所示为常用的筛子传动方式

五摆动筛 摆动筛与振动筛的区别摆动筛又称摇动筛在食品工厂中常称为振动筛从物料在筛面上受力来看摆动筛与振动筛是不一样的摆动筛是以往复运动为主而以振动为辅摆动次数在 600 次 min以下振动筛在选矿和粮食筛选中常是一次筛分产品物料在筛面上是剧烈跳动的是以振动为主其振动次数为 800 ～ 1500次 min

（一）摆动筛结构特点 特点摆动筛的筛面是平的因而全部筛面都在工作制造和安装都比较容易结构简单调换筛面十分方便适用于多种物料的分级但是其动力平衡较差运行时连杆机构易损坏噪音较大

见图

（三）摆动筛主要技术参数 1 筛子结构主要有三种型式一种为钢条制成的一种是金属丝或丝线编织的一种是冲（钻）孔的薄金属板食品工厂常用最后一种型式为了减少筛孔被堵塞常将筛孔做成圆锥形孔由上向下逐渐增大其圆锥角以 7deg适

2 生产率生产能力 G 为 G=Bq 式中 Gmdashmdash生产能力 kgh Bmdashmdash筛面宽度m qmdashmdash筛面单位流量 kg m h

筛面单位流量主要与物料在筛面上的流速有关流量不能过大因此要提高 G 只能增大 B但筛宽和筛长有一定比例 B过大其结构庞大不便操作物料也不容易沿筛宽均匀散落筛宽一般在600 ～ 1200mm毫米内选取

3 物料运动特性 物料正向移动速度快显然可使物料层处于较薄状态从而增加过筛机会若该速度过快就需要较长的筛面否则就会造成来不及过筛的物料进入另一级中另外由于料层太薄物料在筛面上跳动过大而影响过筛机会

（四）摆动筛工作注意事项 由于摆动筛采用偏心曲轴连杆机构传动筛体往复运动时是变速运动由于加速度的影响使筛体产生的惯性力很大若不采取平衡措施就会造成筛体发生振动和噪音以致影响部件的使用寿命

要使筛体不发生剧烈振动或减少振动必须做到

（ 1 ）筛体的左右吊杆长短要一致（因有倾角存在故前后不一致）同时任何一根都不得扭曲变形

（ 2 ）保证筛面张紧和安装平整筛体不得向两侧倾斜

（ 3 ）偏心机构和连杆应与筛体的长轴线方向一致不得有偏差与扭曲更换偏心套时要成对更换

（ 4 ）偏心轴套与传动轴必须紧密配合不得松动偏心轴套在轴壳内滑动而不发生晃动轴壳与连杆连接处必须紧密平整并且在同一中心轴线上

（五）摆动筛惯性力的平衡 摆动筛中振动和平衡一对矛盾为了防止发生剧烈的振动除了在制造安装中保证其精度外设计上还必须采取措施通常的方法是采取平衡重平衡即在偏心装置上加设平衡重物或对称平衡即采取双筛体的方法平衡

1 平衡重平衡

2对称平衡法

六滚筒分级筛 见动画

1 滚筒 2 支承装置 3 收集料斗 4 传动装置 5 清筛装置

第三节 形状分级机械与设备 一三滚筒式分级机 应用范围主要用于球形体或近似球形的果蔬原料（苹果柑橘番茄桃子等）

全机结构驱动轮链轮出料输送带理料辊 分级原理 这种分级机的特点 工作过程

二颗粒形状分级设备 谷物颗粒料（如小麦大麦）等必须进行

精选和分级其主要原理是按颗粒长度进行分级以除去不必要的杂粒常用的精选机有滚筒精选机和碟片精选机两种其都是利用袋孔中嵌入长度不同的颗粒而带升高度不同的原理制成的如图 4-24和图4-25 所示

三带式分级机 1048708带式分级机工作原理 1048708国外生产的带式分级机有两种形式

第四节 光电分选分级机械与设备

一原理 利用紫外可见红外等光线和物体的相互作用而产生的吸收反射和吸收等现象对物料进行非接触式检测的方法是 20世纪60年代开始用于农产品和食品质量检验的新方法

根据物料的吸收和反射光谱可以鉴定物质的性质 例如利用紫外光作激励光源照射食品获得食品上的辐射荧光根据荧光的强度可以判别食品上附着的微生物的代谢物检出蛋品中霉菌花生类干果上附着的微生物及其代谢物如黄曲霉素

物料的吸收和反射光谱也可用于食品的异物检出用可见光作激励光源加上代替人眼的色彩传感器测定对象物的反射光或透射光可用于果品成熟度的判定谷类种子稻米水果的分选等作业领域

日本美国等正在开发用近红外光谱分析法无损检测水果的糖度和酸度的装置日本近年开发成功的米的食味计就是近红外分光分析仪装置和计算机系统结合的研究成果红外线法是利用红外吸收光谱测定食品的成分量例如牛乳的成分计等

（一）光与食品物料的相互作用 食品物料的光学特性 是指物料对投射到其表面上的光产生反射吸收透射漫射或受光照后激发出其他波长的光的性质物料是由许多微小的内部中间层组成的不同食品物料的物质种类组成不同因而在光学特性方面的反映也不尽相同

（二）食品物料的光特性应用技术 1 缺陷检测 食品和农产品的光特性已经被用于非破坏检

测方面的各种问题 2 成分分析 快速检测食品中的水分脂肪蛋白质氨基酸糖份酸度等化学成分的含量用于品质的监督和控制近红外光谱分析技术用于品质检测和控制是近年发展速度很快的一种全新的检测方法1048708

3 成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系并表现出表面或内部颜色的不同

最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

• Slide 1

二 常用食品原料的清理机械 （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食品原料

工作原理 原料从筛子的一端移动到另一端过程中尺寸小于筛孔的物料落下而尺寸大于筛孔的物料经筛面从筛的另一端排出见动画

物料rarr 由进料斗 1rarr 控料闸rarr第一层筛面(筛孔较大 ) rarr 第二层筛面 (筛孔中间 出成品 )rarr 第三层筛面 ( 小 ) rarr 细杂三层筛的筛孔依次减小在吸风除尘等装置的配合下把物料中质轻的杂质也能清理出来

筛选法清理机工作状况图

（二）除石机 1 密度除石机如图所示为豆制品厂常用的

QSC 型密度除石机用来对豆类等物料清除密度比原料大的并肩石等重杂质的一种先进装备该机主要由进料筛体排石装置吹风装置偏心振动机构等部分组成

QSC 型密度除石机

筛孔形状 除石筛面一般用薄钢板冲压成双面突起鱼

鳞形筛孔除石机的筛孔不通过物料只作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影响物料的悬浮状态和除石效率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

鱼鳞筛孔的形状

精选室 筛面向后逐渐变窄后部是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吹风系统包括风机导风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

密度除石机的精选室

2 块根类原料除石机 该机是用来除去块根类原料中的石块泥砂图为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

转筒式除石机

（三）除草机 除草机是用来除去原料中的杂草茎叶麦杆等杂物的设备其形式多种多样图为块根类食品原料在清洗过程中除去杂草的典型设备胶带式除草机

（四）除铁机 原料在加工前必须经过严格的磁选除去夹在原料中的铁性杂质食品原料中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型式

电磁式除铁机磁力稳定性能可靠但必须保证一定的电流强度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 2~3 个盖板每个盖板上装有 2 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

溜管可连续的进行磁选永磁溜管结构简单不占地方

使用平板式除铁机的永磁安装结构示意图磁铁可安装一排或多排食品原料通过倾角为 30deg~40deg的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动的间隙小于 2mm当物料落在由非磁性材料制成的滚筒上时物料随滚筒一起转动而后自由排除而夹杂在食品原料总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

为了保障安全生产和产品质量在食品原料的粮食等物料加工的全过程中凡是高速运转的及其的前部都应装有磁选设备

第三节 振动分选机械 一振动分选机械的基本知识 振动分选一般是通过机械的振动（或其他形式的运动）将原料通过一层或数层带孔的筛面使物料按宽度或厚度分成若干个粒度级别的过程

每一层筛面都可以将物料分成筛过物（也叫筛下物）和筛余物（也叫筛上物）两部分

（一）筛分效率

ηmdashmdash筛分效率 Gmdashmdash筛分物料总量 kg Grsquomdashmdash筛过物料总量 kg xmdashmdash可筛过物的质量百分比

（二）筛面组合将各种粒度的混合物通过筛分分成若干个粒级或提高总的筛分效率

1 筛余物法筛余物法如图 4-5 （ a）所示将前道筛面的筛余物送至后道筛面再筛图中所示筛分产品从 I 到 IV 依次渐粗这种筛面组合的特点是先提细粒后提粗粒它的优点是粗粒料的筛分路线长筛面的检查清理维护方便缺点是所有大粒物料要从每层筛面流过不但筛面易磨损而且多数粗物料阻碍细粒料接触筛孔降低筛分效率

2 筛过物法筛过物法如图 4-5 （ b）所示将前道筛面的筛过物送至下道筛面再筛筛分产品从 I 到 IV以次渐细先提粗粒后提细粒它的优点是使筛面的负荷减轻有助于提高筛分效率同时筛面配置空间较紧凑

3 混合法混合法如图 4-5 （ c）所示这种方法综合了前二种方法的优点因此流程可以灵活多变不同的筛分物料都要根据其物料的具体特点粗细粒的含量以及筛分的要求来确定筛面的组合方式

（三）开孔率（筛面利用系数筛孔系数） 开孔率 （筛面利用系数）是指整个筛面上筛孔所

占的面积与总面积之比 对于编织筛面有

式中 Kmdashmdash开孔率 bmdashmdash孔边长 mm dmdashmdash编织丝直径mm

（四）物料穿过筛孔的概率 对于前者以编织面为例直径为 D 的颗粒在筛面上通过筛孔的可能性仅为

当 D 越接近孔尺寸 b时筛过的可能性越是大幅度降低一般可将超过筛孔 08 ～ 10的粒度级称为难筛颗粒

当颗粒虽为筛下级别但它与筛面的相对运动速度达到一定值以上时则完全没有通过筛孔的机会

二 筛面的种类和结构 （一）栅筛面 栅筛面采用具有一定截面形状的棒料按一定的间距排列而成通常用于物料的去杂粗筛

栅筛面的特点是结构简单

（二）板筛面 1 板筛面由金属薄板冲压而成又称冲孔筛面最常用的金属薄板厚度为 05 ～15mm

2 板筛面最常用的筛孔形状是圆孔和长孔圆孔是按颗粒的宽度进行分级长孔是按颗粒的厚度分级也有时采用三角形孔或异形孔

3筛面的筛分效率与孔眼的形状间距和排列有密切关系即影响筛分效率的不仅是筛面的开孔率筛孔的排列也影响到颗粒接触和穿过筛孔的机会

（三）金属丝编织筛面 金属丝编织筛面由金属丝编织而成亦称筛网编织筛网通常为方孔或矩形孔孔尺寸大的可在 25mm 以上孔径小的可到 300目以上

（四）绢筛面 绢筛面由绢丝织成或称筛绢主要用于粉料的筛分在面粉工业中粉筛用量最大由于绢丝光滑柔软所以在筛面中极易移动而改变筛孔尺寸使用时必须用大框架绷紧较大孔的绢筛面都用绞织筛绢的材料为蚕丝或锦纶丝也可用两种材料混织

三筛面的运动方式 筛分机械工作过程的基础是物料与筛面的相对运动对于固定筛面而言则需要物料具有初始速度或是借重力产生的速度对于大多数筛分机械而言则需要借筛面运动的速度和加速度来产生物料与筛面的相对速度（如图 4-11 所示的各种筛面的运动方式）

（一）静止筛面 （二）往复运动筛面 （三）垂直圆运动筛面 （四）平面回转筛面 （五）旋转筛面

四筛面的传动方式 筛面的传动方式是每种筛分机械的主要特征它与支承机构决定了筛面的运动方式同一种筛面的运动方式也可有不同的传动方式

图 4-12 所示为常用的筛子传动方式

五摆动筛 摆动筛与振动筛的区别摆动筛又称摇动筛在食品工厂中常称为振动筛从物料在筛面上受力来看摆动筛与振动筛是不一样的摆动筛是以往复运动为主而以振动为辅摆动次数在 600 次 min以下振动筛在选矿和粮食筛选中常是一次筛分产品物料在筛面上是剧烈跳动的是以振动为主其振动次数为 800 ～ 1500次 min

（一）摆动筛结构特点 特点摆动筛的筛面是平的因而全部筛面都在工作制造和安装都比较容易结构简单调换筛面十分方便适用于多种物料的分级但是其动力平衡较差运行时连杆机构易损坏噪音较大

见图

（三）摆动筛主要技术参数 1 筛子结构主要有三种型式一种为钢条制成的一种是金属丝或丝线编织的一种是冲（钻）孔的薄金属板食品工厂常用最后一种型式为了减少筛孔被堵塞常将筛孔做成圆锥形孔由上向下逐渐增大其圆锥角以 7deg适

2 生产率生产能力 G 为 G=Bq 式中 Gmdashmdash生产能力 kgh Bmdashmdash筛面宽度m qmdashmdash筛面单位流量 kg m h

筛面单位流量主要与物料在筛面上的流速有关流量不能过大因此要提高 G 只能增大 B但筛宽和筛长有一定比例 B过大其结构庞大不便操作物料也不容易沿筛宽均匀散落筛宽一般在600 ～ 1200mm毫米内选取

3 物料运动特性 物料正向移动速度快显然可使物料层处于较薄状态从而增加过筛机会若该速度过快就需要较长的筛面否则就会造成来不及过筛的物料进入另一级中另外由于料层太薄物料在筛面上跳动过大而影响过筛机会

（四）摆动筛工作注意事项 由于摆动筛采用偏心曲轴连杆机构传动筛体往复运动时是变速运动由于加速度的影响使筛体产生的惯性力很大若不采取平衡措施就会造成筛体发生振动和噪音以致影响部件的使用寿命

要使筛体不发生剧烈振动或减少振动必须做到

（ 1 ）筛体的左右吊杆长短要一致（因有倾角存在故前后不一致）同时任何一根都不得扭曲变形

（ 2 ）保证筛面张紧和安装平整筛体不得向两侧倾斜

（ 3 ）偏心机构和连杆应与筛体的长轴线方向一致不得有偏差与扭曲更换偏心套时要成对更换

（ 4 ）偏心轴套与传动轴必须紧密配合不得松动偏心轴套在轴壳内滑动而不发生晃动轴壳与连杆连接处必须紧密平整并且在同一中心轴线上

（五）摆动筛惯性力的平衡 摆动筛中振动和平衡一对矛盾为了防止发生剧烈的振动除了在制造安装中保证其精度外设计上还必须采取措施通常的方法是采取平衡重平衡即在偏心装置上加设平衡重物或对称平衡即采取双筛体的方法平衡

1 平衡重平衡

2对称平衡法

六滚筒分级筛 见动画

1 滚筒 2 支承装置 3 收集料斗 4 传动装置 5 清筛装置

第三节 形状分级机械与设备 一三滚筒式分级机 应用范围主要用于球形体或近似球形的果蔬原料（苹果柑橘番茄桃子等）

全机结构驱动轮链轮出料输送带理料辊 分级原理 这种分级机的特点 工作过程

二颗粒形状分级设备 谷物颗粒料（如小麦大麦）等必须进行

精选和分级其主要原理是按颗粒长度进行分级以除去不必要的杂粒常用的精选机有滚筒精选机和碟片精选机两种其都是利用袋孔中嵌入长度不同的颗粒而带升高度不同的原理制成的如图 4-24和图4-25 所示

三带式分级机 1048708带式分级机工作原理 1048708国外生产的带式分级机有两种形式

第四节 光电分选分级机械与设备

一原理 利用紫外可见红外等光线和物体的相互作用而产生的吸收反射和吸收等现象对物料进行非接触式检测的方法是 20世纪60年代开始用于农产品和食品质量检验的新方法

根据物料的吸收和反射光谱可以鉴定物质的性质 例如利用紫外光作激励光源照射食品获得食品上的辐射荧光根据荧光的强度可以判别食品上附着的微生物的代谢物检出蛋品中霉菌花生类干果上附着的微生物及其代谢物如黄曲霉素

物料的吸收和反射光谱也可用于食品的异物检出用可见光作激励光源加上代替人眼的色彩传感器测定对象物的反射光或透射光可用于果品成熟度的判定谷类种子稻米水果的分选等作业领域

日本美国等正在开发用近红外光谱分析法无损检测水果的糖度和酸度的装置日本近年开发成功的米的食味计就是近红外分光分析仪装置和计算机系统结合的研究成果红外线法是利用红外吸收光谱测定食品的成分量例如牛乳的成分计等

（一）光与食品物料的相互作用 食品物料的光学特性 是指物料对投射到其表面上的光产生反射吸收透射漫射或受光照后激发出其他波长的光的性质物料是由许多微小的内部中间层组成的不同食品物料的物质种类组成不同因而在光学特性方面的反映也不尽相同

（二）食品物料的光特性应用技术 1 缺陷检测 食品和农产品的光特性已经被用于非破坏检

测方面的各种问题 2 成分分析 快速检测食品中的水分脂肪蛋白质氨基酸糖份酸度等化学成分的含量用于品质的监督和控制近红外光谱分析技术用于品质检测和控制是近年发展速度很快的一种全新的检测方法1048708

3 成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系并表现出表面或内部颜色的不同

最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

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物料rarr 由进料斗 1rarr 控料闸rarr第一层筛面(筛孔较大 ) rarr 第二层筛面 (筛孔中间 出成品 )rarr 第三层筛面 ( 小 ) rarr 细杂三层筛的筛孔依次减小在吸风除尘等装置的配合下把物料中质轻的杂质也能清理出来

筛选法清理机工作状况图

（二）除石机 1 密度除石机如图所示为豆制品厂常用的

QSC 型密度除石机用来对豆类等物料清除密度比原料大的并肩石等重杂质的一种先进装备该机主要由进料筛体排石装置吹风装置偏心振动机构等部分组成

QSC 型密度除石机

筛孔形状 除石筛面一般用薄钢板冲压成双面突起鱼

鳞形筛孔除石机的筛孔不通过物料只作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影响物料的悬浮状态和除石效率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

鱼鳞筛孔的形状

精选室 筛面向后逐渐变窄后部是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吹风系统包括风机导风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

密度除石机的精选室

2 块根类原料除石机 该机是用来除去块根类原料中的石块泥砂图为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

转筒式除石机

（三）除草机 除草机是用来除去原料中的杂草茎叶麦杆等杂物的设备其形式多种多样图为块根类食品原料在清洗过程中除去杂草的典型设备胶带式除草机

（四）除铁机 原料在加工前必须经过严格的磁选除去夹在原料中的铁性杂质食品原料中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型式

电磁式除铁机磁力稳定性能可靠但必须保证一定的电流强度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 2~3 个盖板每个盖板上装有 2 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

溜管可连续的进行磁选永磁溜管结构简单不占地方

使用平板式除铁机的永磁安装结构示意图磁铁可安装一排或多排食品原料通过倾角为 30deg~40deg的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动的间隙小于 2mm当物料落在由非磁性材料制成的滚筒上时物料随滚筒一起转动而后自由排除而夹杂在食品原料总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

为了保障安全生产和产品质量在食品原料的粮食等物料加工的全过程中凡是高速运转的及其的前部都应装有磁选设备

第三节 振动分选机械 一振动分选机械的基本知识 振动分选一般是通过机械的振动（或其他形式的运动）将原料通过一层或数层带孔的筛面使物料按宽度或厚度分成若干个粒度级别的过程

每一层筛面都可以将物料分成筛过物（也叫筛下物）和筛余物（也叫筛上物）两部分

（一）筛分效率

ηmdashmdash筛分效率 Gmdashmdash筛分物料总量 kg Grsquomdashmdash筛过物料总量 kg xmdashmdash可筛过物的质量百分比

（二）筛面组合将各种粒度的混合物通过筛分分成若干个粒级或提高总的筛分效率

1 筛余物法筛余物法如图 4-5 （ a）所示将前道筛面的筛余物送至后道筛面再筛图中所示筛分产品从 I 到 IV 依次渐粗这种筛面组合的特点是先提细粒后提粗粒它的优点是粗粒料的筛分路线长筛面的检查清理维护方便缺点是所有大粒物料要从每层筛面流过不但筛面易磨损而且多数粗物料阻碍细粒料接触筛孔降低筛分效率

2 筛过物法筛过物法如图 4-5 （ b）所示将前道筛面的筛过物送至下道筛面再筛筛分产品从 I 到 IV以次渐细先提粗粒后提细粒它的优点是使筛面的负荷减轻有助于提高筛分效率同时筛面配置空间较紧凑

3 混合法混合法如图 4-5 （ c）所示这种方法综合了前二种方法的优点因此流程可以灵活多变不同的筛分物料都要根据其物料的具体特点粗细粒的含量以及筛分的要求来确定筛面的组合方式

（三）开孔率（筛面利用系数筛孔系数） 开孔率 （筛面利用系数）是指整个筛面上筛孔所

占的面积与总面积之比 对于编织筛面有

式中 Kmdashmdash开孔率 bmdashmdash孔边长 mm dmdashmdash编织丝直径mm

（四）物料穿过筛孔的概率 对于前者以编织面为例直径为 D 的颗粒在筛面上通过筛孔的可能性仅为

当 D 越接近孔尺寸 b时筛过的可能性越是大幅度降低一般可将超过筛孔 08 ～ 10的粒度级称为难筛颗粒

当颗粒虽为筛下级别但它与筛面的相对运动速度达到一定值以上时则完全没有通过筛孔的机会

二 筛面的种类和结构 （一）栅筛面 栅筛面采用具有一定截面形状的棒料按一定的间距排列而成通常用于物料的去杂粗筛

栅筛面的特点是结构简单

（二）板筛面 1 板筛面由金属薄板冲压而成又称冲孔筛面最常用的金属薄板厚度为 05 ～15mm

2 板筛面最常用的筛孔形状是圆孔和长孔圆孔是按颗粒的宽度进行分级长孔是按颗粒的厚度分级也有时采用三角形孔或异形孔

3筛面的筛分效率与孔眼的形状间距和排列有密切关系即影响筛分效率的不仅是筛面的开孔率筛孔的排列也影响到颗粒接触和穿过筛孔的机会

（三）金属丝编织筛面 金属丝编织筛面由金属丝编织而成亦称筛网编织筛网通常为方孔或矩形孔孔尺寸大的可在 25mm 以上孔径小的可到 300目以上

（四）绢筛面 绢筛面由绢丝织成或称筛绢主要用于粉料的筛分在面粉工业中粉筛用量最大由于绢丝光滑柔软所以在筛面中极易移动而改变筛孔尺寸使用时必须用大框架绷紧较大孔的绢筛面都用绞织筛绢的材料为蚕丝或锦纶丝也可用两种材料混织

三筛面的运动方式 筛分机械工作过程的基础是物料与筛面的相对运动对于固定筛面而言则需要物料具有初始速度或是借重力产生的速度对于大多数筛分机械而言则需要借筛面运动的速度和加速度来产生物料与筛面的相对速度（如图 4-11 所示的各种筛面的运动方式）

（一）静止筛面 （二）往复运动筛面 （三）垂直圆运动筛面 （四）平面回转筛面 （五）旋转筛面

四筛面的传动方式 筛面的传动方式是每种筛分机械的主要特征它与支承机构决定了筛面的运动方式同一种筛面的运动方式也可有不同的传动方式

图 4-12 所示为常用的筛子传动方式

五摆动筛 摆动筛与振动筛的区别摆动筛又称摇动筛在食品工厂中常称为振动筛从物料在筛面上受力来看摆动筛与振动筛是不一样的摆动筛是以往复运动为主而以振动为辅摆动次数在 600 次 min以下振动筛在选矿和粮食筛选中常是一次筛分产品物料在筛面上是剧烈跳动的是以振动为主其振动次数为 800 ～ 1500次 min

（一）摆动筛结构特点 特点摆动筛的筛面是平的因而全部筛面都在工作制造和安装都比较容易结构简单调换筛面十分方便适用于多种物料的分级但是其动力平衡较差运行时连杆机构易损坏噪音较大

见图

（三）摆动筛主要技术参数 1 筛子结构主要有三种型式一种为钢条制成的一种是金属丝或丝线编织的一种是冲（钻）孔的薄金属板食品工厂常用最后一种型式为了减少筛孔被堵塞常将筛孔做成圆锥形孔由上向下逐渐增大其圆锥角以 7deg适

2 生产率生产能力 G 为 G=Bq 式中 Gmdashmdash生产能力 kgh Bmdashmdash筛面宽度m qmdashmdash筛面单位流量 kg m h

筛面单位流量主要与物料在筛面上的流速有关流量不能过大因此要提高 G 只能增大 B但筛宽和筛长有一定比例 B过大其结构庞大不便操作物料也不容易沿筛宽均匀散落筛宽一般在600 ～ 1200mm毫米内选取

3 物料运动特性 物料正向移动速度快显然可使物料层处于较薄状态从而增加过筛机会若该速度过快就需要较长的筛面否则就会造成来不及过筛的物料进入另一级中另外由于料层太薄物料在筛面上跳动过大而影响过筛机会

（四）摆动筛工作注意事项 由于摆动筛采用偏心曲轴连杆机构传动筛体往复运动时是变速运动由于加速度的影响使筛体产生的惯性力很大若不采取平衡措施就会造成筛体发生振动和噪音以致影响部件的使用寿命

要使筛体不发生剧烈振动或减少振动必须做到

（ 1 ）筛体的左右吊杆长短要一致（因有倾角存在故前后不一致）同时任何一根都不得扭曲变形

（ 2 ）保证筛面张紧和安装平整筛体不得向两侧倾斜

（ 3 ）偏心机构和连杆应与筛体的长轴线方向一致不得有偏差与扭曲更换偏心套时要成对更换

（ 4 ）偏心轴套与传动轴必须紧密配合不得松动偏心轴套在轴壳内滑动而不发生晃动轴壳与连杆连接处必须紧密平整并且在同一中心轴线上

（五）摆动筛惯性力的平衡 摆动筛中振动和平衡一对矛盾为了防止发生剧烈的振动除了在制造安装中保证其精度外设计上还必须采取措施通常的方法是采取平衡重平衡即在偏心装置上加设平衡重物或对称平衡即采取双筛体的方法平衡

1 平衡重平衡

2对称平衡法

六滚筒分级筛 见动画

1 滚筒 2 支承装置 3 收集料斗 4 传动装置 5 清筛装置

第三节 形状分级机械与设备 一三滚筒式分级机 应用范围主要用于球形体或近似球形的果蔬原料（苹果柑橘番茄桃子等）

全机结构驱动轮链轮出料输送带理料辊 分级原理 这种分级机的特点 工作过程

二颗粒形状分级设备 谷物颗粒料（如小麦大麦）等必须进行

精选和分级其主要原理是按颗粒长度进行分级以除去不必要的杂粒常用的精选机有滚筒精选机和碟片精选机两种其都是利用袋孔中嵌入长度不同的颗粒而带升高度不同的原理制成的如图 4-24和图4-25 所示

三带式分级机 1048708带式分级机工作原理 1048708国外生产的带式分级机有两种形式

第四节 光电分选分级机械与设备

一原理 利用紫外可见红外等光线和物体的相互作用而产生的吸收反射和吸收等现象对物料进行非接触式检测的方法是 20世纪60年代开始用于农产品和食品质量检验的新方法

根据物料的吸收和反射光谱可以鉴定物质的性质 例如利用紫外光作激励光源照射食品获得食品上的辐射荧光根据荧光的强度可以判别食品上附着的微生物的代谢物检出蛋品中霉菌花生类干果上附着的微生物及其代谢物如黄曲霉素

物料的吸收和反射光谱也可用于食品的异物检出用可见光作激励光源加上代替人眼的色彩传感器测定对象物的反射光或透射光可用于果品成熟度的判定谷类种子稻米水果的分选等作业领域

日本美国等正在开发用近红外光谱分析法无损检测水果的糖度和酸度的装置日本近年开发成功的米的食味计就是近红外分光分析仪装置和计算机系统结合的研究成果红外线法是利用红外吸收光谱测定食品的成分量例如牛乳的成分计等

（一）光与食品物料的相互作用 食品物料的光学特性 是指物料对投射到其表面上的光产生反射吸收透射漫射或受光照后激发出其他波长的光的性质物料是由许多微小的内部中间层组成的不同食品物料的物质种类组成不同因而在光学特性方面的反映也不尽相同

（二）食品物料的光特性应用技术 1 缺陷检测 食品和农产品的光特性已经被用于非破坏检

测方面的各种问题 2 成分分析 快速检测食品中的水分脂肪蛋白质氨基酸糖份酸度等化学成分的含量用于品质的监督和控制近红外光谱分析技术用于品质检测和控制是近年发展速度很快的一种全新的检测方法1048708

3 成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系并表现出表面或内部颜色的不同

最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

• Slide 1

筛选法清理机工作状况图

（二）除石机 1 密度除石机如图所示为豆制品厂常用的

QSC 型密度除石机用来对豆类等物料清除密度比原料大的并肩石等重杂质的一种先进装备该机主要由进料筛体排石装置吹风装置偏心振动机构等部分组成

QSC 型密度除石机

筛孔形状 除石筛面一般用薄钢板冲压成双面突起鱼

鳞形筛孔除石机的筛孔不通过物料只作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影响物料的悬浮状态和除石效率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

鱼鳞筛孔的形状

精选室 筛面向后逐渐变窄后部是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吹风系统包括风机导风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

密度除石机的精选室

2 块根类原料除石机 该机是用来除去块根类原料中的石块泥砂图为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

转筒式除石机

（三）除草机 除草机是用来除去原料中的杂草茎叶麦杆等杂物的设备其形式多种多样图为块根类食品原料在清洗过程中除去杂草的典型设备胶带式除草机

（四）除铁机 原料在加工前必须经过严格的磁选除去夹在原料中的铁性杂质食品原料中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型式

电磁式除铁机磁力稳定性能可靠但必须保证一定的电流强度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 2~3 个盖板每个盖板上装有 2 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

溜管可连续的进行磁选永磁溜管结构简单不占地方

使用平板式除铁机的永磁安装结构示意图磁铁可安装一排或多排食品原料通过倾角为 30deg~40deg的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动的间隙小于 2mm当物料落在由非磁性材料制成的滚筒上时物料随滚筒一起转动而后自由排除而夹杂在食品原料总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

为了保障安全生产和产品质量在食品原料的粮食等物料加工的全过程中凡是高速运转的及其的前部都应装有磁选设备

第三节 振动分选机械 一振动分选机械的基本知识 振动分选一般是通过机械的振动（或其他形式的运动）将原料通过一层或数层带孔的筛面使物料按宽度或厚度分成若干个粒度级别的过程

每一层筛面都可以将物料分成筛过物（也叫筛下物）和筛余物（也叫筛上物）两部分

（一）筛分效率

ηmdashmdash筛分效率 Gmdashmdash筛分物料总量 kg Grsquomdashmdash筛过物料总量 kg xmdashmdash可筛过物的质量百分比

（二）筛面组合将各种粒度的混合物通过筛分分成若干个粒级或提高总的筛分效率

1 筛余物法筛余物法如图 4-5 （ a）所示将前道筛面的筛余物送至后道筛面再筛图中所示筛分产品从 I 到 IV 依次渐粗这种筛面组合的特点是先提细粒后提粗粒它的优点是粗粒料的筛分路线长筛面的检查清理维护方便缺点是所有大粒物料要从每层筛面流过不但筛面易磨损而且多数粗物料阻碍细粒料接触筛孔降低筛分效率

2 筛过物法筛过物法如图 4-5 （ b）所示将前道筛面的筛过物送至下道筛面再筛筛分产品从 I 到 IV以次渐细先提粗粒后提细粒它的优点是使筛面的负荷减轻有助于提高筛分效率同时筛面配置空间较紧凑

3 混合法混合法如图 4-5 （ c）所示这种方法综合了前二种方法的优点因此流程可以灵活多变不同的筛分物料都要根据其物料的具体特点粗细粒的含量以及筛分的要求来确定筛面的组合方式

（三）开孔率（筛面利用系数筛孔系数） 开孔率 （筛面利用系数）是指整个筛面上筛孔所

占的面积与总面积之比 对于编织筛面有

式中 Kmdashmdash开孔率 bmdashmdash孔边长 mm dmdashmdash编织丝直径mm

（四）物料穿过筛孔的概率 对于前者以编织面为例直径为 D 的颗粒在筛面上通过筛孔的可能性仅为

当 D 越接近孔尺寸 b时筛过的可能性越是大幅度降低一般可将超过筛孔 08 ～ 10的粒度级称为难筛颗粒

当颗粒虽为筛下级别但它与筛面的相对运动速度达到一定值以上时则完全没有通过筛孔的机会

二 筛面的种类和结构 （一）栅筛面 栅筛面采用具有一定截面形状的棒料按一定的间距排列而成通常用于物料的去杂粗筛

栅筛面的特点是结构简单

（二）板筛面 1 板筛面由金属薄板冲压而成又称冲孔筛面最常用的金属薄板厚度为 05 ～15mm

2 板筛面最常用的筛孔形状是圆孔和长孔圆孔是按颗粒的宽度进行分级长孔是按颗粒的厚度分级也有时采用三角形孔或异形孔

3筛面的筛分效率与孔眼的形状间距和排列有密切关系即影响筛分效率的不仅是筛面的开孔率筛孔的排列也影响到颗粒接触和穿过筛孔的机会

（三）金属丝编织筛面 金属丝编织筛面由金属丝编织而成亦称筛网编织筛网通常为方孔或矩形孔孔尺寸大的可在 25mm 以上孔径小的可到 300目以上

（四）绢筛面 绢筛面由绢丝织成或称筛绢主要用于粉料的筛分在面粉工业中粉筛用量最大由于绢丝光滑柔软所以在筛面中极易移动而改变筛孔尺寸使用时必须用大框架绷紧较大孔的绢筛面都用绞织筛绢的材料为蚕丝或锦纶丝也可用两种材料混织

三筛面的运动方式 筛分机械工作过程的基础是物料与筛面的相对运动对于固定筛面而言则需要物料具有初始速度或是借重力产生的速度对于大多数筛分机械而言则需要借筛面运动的速度和加速度来产生物料与筛面的相对速度（如图 4-11 所示的各种筛面的运动方式）

（一）静止筛面 （二）往复运动筛面 （三）垂直圆运动筛面 （四）平面回转筛面 （五）旋转筛面

四筛面的传动方式 筛面的传动方式是每种筛分机械的主要特征它与支承机构决定了筛面的运动方式同一种筛面的运动方式也可有不同的传动方式

图 4-12 所示为常用的筛子传动方式

五摆动筛 摆动筛与振动筛的区别摆动筛又称摇动筛在食品工厂中常称为振动筛从物料在筛面上受力来看摆动筛与振动筛是不一样的摆动筛是以往复运动为主而以振动为辅摆动次数在 600 次 min以下振动筛在选矿和粮食筛选中常是一次筛分产品物料在筛面上是剧烈跳动的是以振动为主其振动次数为 800 ～ 1500次 min

（一）摆动筛结构特点 特点摆动筛的筛面是平的因而全部筛面都在工作制造和安装都比较容易结构简单调换筛面十分方便适用于多种物料的分级但是其动力平衡较差运行时连杆机构易损坏噪音较大

见图

（三）摆动筛主要技术参数 1 筛子结构主要有三种型式一种为钢条制成的一种是金属丝或丝线编织的一种是冲（钻）孔的薄金属板食品工厂常用最后一种型式为了减少筛孔被堵塞常将筛孔做成圆锥形孔由上向下逐渐增大其圆锥角以 7deg适

2 生产率生产能力 G 为 G=Bq 式中 Gmdashmdash生产能力 kgh Bmdashmdash筛面宽度m qmdashmdash筛面单位流量 kg m h

筛面单位流量主要与物料在筛面上的流速有关流量不能过大因此要提高 G 只能增大 B但筛宽和筛长有一定比例 B过大其结构庞大不便操作物料也不容易沿筛宽均匀散落筛宽一般在600 ～ 1200mm毫米内选取

3 物料运动特性 物料正向移动速度快显然可使物料层处于较薄状态从而增加过筛机会若该速度过快就需要较长的筛面否则就会造成来不及过筛的物料进入另一级中另外由于料层太薄物料在筛面上跳动过大而影响过筛机会

（四）摆动筛工作注意事项 由于摆动筛采用偏心曲轴连杆机构传动筛体往复运动时是变速运动由于加速度的影响使筛体产生的惯性力很大若不采取平衡措施就会造成筛体发生振动和噪音以致影响部件的使用寿命

要使筛体不发生剧烈振动或减少振动必须做到

（ 1 ）筛体的左右吊杆长短要一致（因有倾角存在故前后不一致）同时任何一根都不得扭曲变形

（ 2 ）保证筛面张紧和安装平整筛体不得向两侧倾斜

（ 3 ）偏心机构和连杆应与筛体的长轴线方向一致不得有偏差与扭曲更换偏心套时要成对更换

（ 4 ）偏心轴套与传动轴必须紧密配合不得松动偏心轴套在轴壳内滑动而不发生晃动轴壳与连杆连接处必须紧密平整并且在同一中心轴线上

（五）摆动筛惯性力的平衡 摆动筛中振动和平衡一对矛盾为了防止发生剧烈的振动除了在制造安装中保证其精度外设计上还必须采取措施通常的方法是采取平衡重平衡即在偏心装置上加设平衡重物或对称平衡即采取双筛体的方法平衡

1 平衡重平衡

2对称平衡法

六滚筒分级筛 见动画

1 滚筒 2 支承装置 3 收集料斗 4 传动装置 5 清筛装置

第三节 形状分级机械与设备 一三滚筒式分级机 应用范围主要用于球形体或近似球形的果蔬原料（苹果柑橘番茄桃子等）

全机结构驱动轮链轮出料输送带理料辊 分级原理 这种分级机的特点 工作过程

二颗粒形状分级设备 谷物颗粒料（如小麦大麦）等必须进行

精选和分级其主要原理是按颗粒长度进行分级以除去不必要的杂粒常用的精选机有滚筒精选机和碟片精选机两种其都是利用袋孔中嵌入长度不同的颗粒而带升高度不同的原理制成的如图 4-24和图4-25 所示

三带式分级机 1048708带式分级机工作原理 1048708国外生产的带式分级机有两种形式

第四节 光电分选分级机械与设备

一原理 利用紫外可见红外等光线和物体的相互作用而产生的吸收反射和吸收等现象对物料进行非接触式检测的方法是 20世纪60年代开始用于农产品和食品质量检验的新方法

根据物料的吸收和反射光谱可以鉴定物质的性质 例如利用紫外光作激励光源照射食品获得食品上的辐射荧光根据荧光的强度可以判别食品上附着的微生物的代谢物检出蛋品中霉菌花生类干果上附着的微生物及其代谢物如黄曲霉素

物料的吸收和反射光谱也可用于食品的异物检出用可见光作激励光源加上代替人眼的色彩传感器测定对象物的反射光或透射光可用于果品成熟度的判定谷类种子稻米水果的分选等作业领域

日本美国等正在开发用近红外光谱分析法无损检测水果的糖度和酸度的装置日本近年开发成功的米的食味计就是近红外分光分析仪装置和计算机系统结合的研究成果红外线法是利用红外吸收光谱测定食品的成分量例如牛乳的成分计等

（一）光与食品物料的相互作用 食品物料的光学特性 是指物料对投射到其表面上的光产生反射吸收透射漫射或受光照后激发出其他波长的光的性质物料是由许多微小的内部中间层组成的不同食品物料的物质种类组成不同因而在光学特性方面的反映也不尽相同

（二）食品物料的光特性应用技术 1 缺陷检测 食品和农产品的光特性已经被用于非破坏检

测方面的各种问题 2 成分分析 快速检测食品中的水分脂肪蛋白质氨基酸糖份酸度等化学成分的含量用于品质的监督和控制近红外光谱分析技术用于品质检测和控制是近年发展速度很快的一种全新的检测方法1048708

3 成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系并表现出表面或内部颜色的不同

最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

• Slide 1

（二）除石机 1 密度除石机如图所示为豆制品厂常用的

QSC 型密度除石机用来对豆类等物料清除密度比原料大的并肩石等重杂质的一种先进装备该机主要由进料筛体排石装置吹风装置偏心振动机构等部分组成

QSC 型密度除石机

筛孔形状 除石筛面一般用薄钢板冲压成双面突起鱼

鳞形筛孔除石机的筛孔不通过物料只作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影响物料的悬浮状态和除石效率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

鱼鳞筛孔的形状

精选室 筛面向后逐渐变窄后部是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吹风系统包括风机导风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

密度除石机的精选室

2 块根类原料除石机 该机是用来除去块根类原料中的石块泥砂图为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

转筒式除石机

（三）除草机 除草机是用来除去原料中的杂草茎叶麦杆等杂物的设备其形式多种多样图为块根类食品原料在清洗过程中除去杂草的典型设备胶带式除草机

（四）除铁机 原料在加工前必须经过严格的磁选除去夹在原料中的铁性杂质食品原料中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型式

电磁式除铁机磁力稳定性能可靠但必须保证一定的电流强度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 2~3 个盖板每个盖板上装有 2 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

溜管可连续的进行磁选永磁溜管结构简单不占地方

使用平板式除铁机的永磁安装结构示意图磁铁可安装一排或多排食品原料通过倾角为 30deg~40deg的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动的间隙小于 2mm当物料落在由非磁性材料制成的滚筒上时物料随滚筒一起转动而后自由排除而夹杂在食品原料总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

为了保障安全生产和产品质量在食品原料的粮食等物料加工的全过程中凡是高速运转的及其的前部都应装有磁选设备

第三节 振动分选机械 一振动分选机械的基本知识 振动分选一般是通过机械的振动（或其他形式的运动）将原料通过一层或数层带孔的筛面使物料按宽度或厚度分成若干个粒度级别的过程

每一层筛面都可以将物料分成筛过物（也叫筛下物）和筛余物（也叫筛上物）两部分

（一）筛分效率

ηmdashmdash筛分效率 Gmdashmdash筛分物料总量 kg Grsquomdashmdash筛过物料总量 kg xmdashmdash可筛过物的质量百分比

（二）筛面组合将各种粒度的混合物通过筛分分成若干个粒级或提高总的筛分效率

1 筛余物法筛余物法如图 4-5 （ a）所示将前道筛面的筛余物送至后道筛面再筛图中所示筛分产品从 I 到 IV 依次渐粗这种筛面组合的特点是先提细粒后提粗粒它的优点是粗粒料的筛分路线长筛面的检查清理维护方便缺点是所有大粒物料要从每层筛面流过不但筛面易磨损而且多数粗物料阻碍细粒料接触筛孔降低筛分效率

2 筛过物法筛过物法如图 4-5 （ b）所示将前道筛面的筛过物送至下道筛面再筛筛分产品从 I 到 IV以次渐细先提粗粒后提细粒它的优点是使筛面的负荷减轻有助于提高筛分效率同时筛面配置空间较紧凑

3 混合法混合法如图 4-5 （ c）所示这种方法综合了前二种方法的优点因此流程可以灵活多变不同的筛分物料都要根据其物料的具体特点粗细粒的含量以及筛分的要求来确定筛面的组合方式

（三）开孔率（筛面利用系数筛孔系数） 开孔率 （筛面利用系数）是指整个筛面上筛孔所

占的面积与总面积之比 对于编织筛面有

式中 Kmdashmdash开孔率 bmdashmdash孔边长 mm dmdashmdash编织丝直径mm

（四）物料穿过筛孔的概率 对于前者以编织面为例直径为 D 的颗粒在筛面上通过筛孔的可能性仅为

当 D 越接近孔尺寸 b时筛过的可能性越是大幅度降低一般可将超过筛孔 08 ～ 10的粒度级称为难筛颗粒

当颗粒虽为筛下级别但它与筛面的相对运动速度达到一定值以上时则完全没有通过筛孔的机会

二 筛面的种类和结构 （一）栅筛面 栅筛面采用具有一定截面形状的棒料按一定的间距排列而成通常用于物料的去杂粗筛

栅筛面的特点是结构简单

（二）板筛面 1 板筛面由金属薄板冲压而成又称冲孔筛面最常用的金属薄板厚度为 05 ～15mm

2 板筛面最常用的筛孔形状是圆孔和长孔圆孔是按颗粒的宽度进行分级长孔是按颗粒的厚度分级也有时采用三角形孔或异形孔

3筛面的筛分效率与孔眼的形状间距和排列有密切关系即影响筛分效率的不仅是筛面的开孔率筛孔的排列也影响到颗粒接触和穿过筛孔的机会

（三）金属丝编织筛面 金属丝编织筛面由金属丝编织而成亦称筛网编织筛网通常为方孔或矩形孔孔尺寸大的可在 25mm 以上孔径小的可到 300目以上

（四）绢筛面 绢筛面由绢丝织成或称筛绢主要用于粉料的筛分在面粉工业中粉筛用量最大由于绢丝光滑柔软所以在筛面中极易移动而改变筛孔尺寸使用时必须用大框架绷紧较大孔的绢筛面都用绞织筛绢的材料为蚕丝或锦纶丝也可用两种材料混织

三筛面的运动方式 筛分机械工作过程的基础是物料与筛面的相对运动对于固定筛面而言则需要物料具有初始速度或是借重力产生的速度对于大多数筛分机械而言则需要借筛面运动的速度和加速度来产生物料与筛面的相对速度（如图 4-11 所示的各种筛面的运动方式）

（一）静止筛面 （二）往复运动筛面 （三）垂直圆运动筛面 （四）平面回转筛面 （五）旋转筛面

四筛面的传动方式 筛面的传动方式是每种筛分机械的主要特征它与支承机构决定了筛面的运动方式同一种筛面的运动方式也可有不同的传动方式

图 4-12 所示为常用的筛子传动方式

五摆动筛 摆动筛与振动筛的区别摆动筛又称摇动筛在食品工厂中常称为振动筛从物料在筛面上受力来看摆动筛与振动筛是不一样的摆动筛是以往复运动为主而以振动为辅摆动次数在 600 次 min以下振动筛在选矿和粮食筛选中常是一次筛分产品物料在筛面上是剧烈跳动的是以振动为主其振动次数为 800 ～ 1500次 min

（一）摆动筛结构特点 特点摆动筛的筛面是平的因而全部筛面都在工作制造和安装都比较容易结构简单调换筛面十分方便适用于多种物料的分级但是其动力平衡较差运行时连杆机构易损坏噪音较大

见图

（三）摆动筛主要技术参数 1 筛子结构主要有三种型式一种为钢条制成的一种是金属丝或丝线编织的一种是冲（钻）孔的薄金属板食品工厂常用最后一种型式为了减少筛孔被堵塞常将筛孔做成圆锥形孔由上向下逐渐增大其圆锥角以 7deg适

2 生产率生产能力 G 为 G=Bq 式中 Gmdashmdash生产能力 kgh Bmdashmdash筛面宽度m qmdashmdash筛面单位流量 kg m h

筛面单位流量主要与物料在筛面上的流速有关流量不能过大因此要提高 G 只能增大 B但筛宽和筛长有一定比例 B过大其结构庞大不便操作物料也不容易沿筛宽均匀散落筛宽一般在600 ～ 1200mm毫米内选取

3 物料运动特性 物料正向移动速度快显然可使物料层处于较薄状态从而增加过筛机会若该速度过快就需要较长的筛面否则就会造成来不及过筛的物料进入另一级中另外由于料层太薄物料在筛面上跳动过大而影响过筛机会

（四）摆动筛工作注意事项 由于摆动筛采用偏心曲轴连杆机构传动筛体往复运动时是变速运动由于加速度的影响使筛体产生的惯性力很大若不采取平衡措施就会造成筛体发生振动和噪音以致影响部件的使用寿命

要使筛体不发生剧烈振动或减少振动必须做到

（ 1 ）筛体的左右吊杆长短要一致（因有倾角存在故前后不一致）同时任何一根都不得扭曲变形

（ 2 ）保证筛面张紧和安装平整筛体不得向两侧倾斜

（ 3 ）偏心机构和连杆应与筛体的长轴线方向一致不得有偏差与扭曲更换偏心套时要成对更换

（ 4 ）偏心轴套与传动轴必须紧密配合不得松动偏心轴套在轴壳内滑动而不发生晃动轴壳与连杆连接处必须紧密平整并且在同一中心轴线上

（五）摆动筛惯性力的平衡 摆动筛中振动和平衡一对矛盾为了防止发生剧烈的振动除了在制造安装中保证其精度外设计上还必须采取措施通常的方法是采取平衡重平衡即在偏心装置上加设平衡重物或对称平衡即采取双筛体的方法平衡

1 平衡重平衡

2对称平衡法

六滚筒分级筛 见动画

1 滚筒 2 支承装置 3 收集料斗 4 传动装置 5 清筛装置

第三节 形状分级机械与设备 一三滚筒式分级机 应用范围主要用于球形体或近似球形的果蔬原料（苹果柑橘番茄桃子等）

全机结构驱动轮链轮出料输送带理料辊 分级原理 这种分级机的特点 工作过程

二颗粒形状分级设备 谷物颗粒料（如小麦大麦）等必须进行

精选和分级其主要原理是按颗粒长度进行分级以除去不必要的杂粒常用的精选机有滚筒精选机和碟片精选机两种其都是利用袋孔中嵌入长度不同的颗粒而带升高度不同的原理制成的如图 4-24和图4-25 所示

三带式分级机 1048708带式分级机工作原理 1048708国外生产的带式分级机有两种形式

第四节 光电分选分级机械与设备

一原理 利用紫外可见红外等光线和物体的相互作用而产生的吸收反射和吸收等现象对物料进行非接触式检测的方法是 20世纪60年代开始用于农产品和食品质量检验的新方法

根据物料的吸收和反射光谱可以鉴定物质的性质 例如利用紫外光作激励光源照射食品获得食品上的辐射荧光根据荧光的强度可以判别食品上附着的微生物的代谢物检出蛋品中霉菌花生类干果上附着的微生物及其代谢物如黄曲霉素

物料的吸收和反射光谱也可用于食品的异物检出用可见光作激励光源加上代替人眼的色彩传感器测定对象物的反射光或透射光可用于果品成熟度的判定谷类种子稻米水果的分选等作业领域

日本美国等正在开发用近红外光谱分析法无损检测水果的糖度和酸度的装置日本近年开发成功的米的食味计就是近红外分光分析仪装置和计算机系统结合的研究成果红外线法是利用红外吸收光谱测定食品的成分量例如牛乳的成分计等

（一）光与食品物料的相互作用 食品物料的光学特性 是指物料对投射到其表面上的光产生反射吸收透射漫射或受光照后激发出其他波长的光的性质物料是由许多微小的内部中间层组成的不同食品物料的物质种类组成不同因而在光学特性方面的反映也不尽相同

（二）食品物料的光特性应用技术 1 缺陷检测 食品和农产品的光特性已经被用于非破坏检

测方面的各种问题 2 成分分析 快速检测食品中的水分脂肪蛋白质氨基酸糖份酸度等化学成分的含量用于品质的监督和控制近红外光谱分析技术用于品质检测和控制是近年发展速度很快的一种全新的检测方法1048708

3 成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系并表现出表面或内部颜色的不同

最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

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QSC 型密度除石机

筛孔形状 除石筛面一般用薄钢板冲压成双面突起鱼

鳞形筛孔除石机的筛孔不通过物料只作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影响物料的悬浮状态和除石效率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

鱼鳞筛孔的形状

精选室 筛面向后逐渐变窄后部是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吹风系统包括风机导风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

密度除石机的精选室

2 块根类原料除石机 该机是用来除去块根类原料中的石块泥砂图为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

转筒式除石机

（三）除草机 除草机是用来除去原料中的杂草茎叶麦杆等杂物的设备其形式多种多样图为块根类食品原料在清洗过程中除去杂草的典型设备胶带式除草机

（四）除铁机 原料在加工前必须经过严格的磁选除去夹在原料中的铁性杂质食品原料中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型式

电磁式除铁机磁力稳定性能可靠但必须保证一定的电流强度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 2~3 个盖板每个盖板上装有 2 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

溜管可连续的进行磁选永磁溜管结构简单不占地方

使用平板式除铁机的永磁安装结构示意图磁铁可安装一排或多排食品原料通过倾角为 30deg~40deg的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动的间隙小于 2mm当物料落在由非磁性材料制成的滚筒上时物料随滚筒一起转动而后自由排除而夹杂在食品原料总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

为了保障安全生产和产品质量在食品原料的粮食等物料加工的全过程中凡是高速运转的及其的前部都应装有磁选设备

第三节 振动分选机械 一振动分选机械的基本知识 振动分选一般是通过机械的振动（或其他形式的运动）将原料通过一层或数层带孔的筛面使物料按宽度或厚度分成若干个粒度级别的过程

每一层筛面都可以将物料分成筛过物（也叫筛下物）和筛余物（也叫筛上物）两部分

（一）筛分效率

ηmdashmdash筛分效率 Gmdashmdash筛分物料总量 kg Grsquomdashmdash筛过物料总量 kg xmdashmdash可筛过物的质量百分比

（二）筛面组合将各种粒度的混合物通过筛分分成若干个粒级或提高总的筛分效率

1 筛余物法筛余物法如图 4-5 （ a）所示将前道筛面的筛余物送至后道筛面再筛图中所示筛分产品从 I 到 IV 依次渐粗这种筛面组合的特点是先提细粒后提粗粒它的优点是粗粒料的筛分路线长筛面的检查清理维护方便缺点是所有大粒物料要从每层筛面流过不但筛面易磨损而且多数粗物料阻碍细粒料接触筛孔降低筛分效率

2 筛过物法筛过物法如图 4-5 （ b）所示将前道筛面的筛过物送至下道筛面再筛筛分产品从 I 到 IV以次渐细先提粗粒后提细粒它的优点是使筛面的负荷减轻有助于提高筛分效率同时筛面配置空间较紧凑

3 混合法混合法如图 4-5 （ c）所示这种方法综合了前二种方法的优点因此流程可以灵活多变不同的筛分物料都要根据其物料的具体特点粗细粒的含量以及筛分的要求来确定筛面的组合方式

（三）开孔率（筛面利用系数筛孔系数） 开孔率 （筛面利用系数）是指整个筛面上筛孔所

占的面积与总面积之比 对于编织筛面有

式中 Kmdashmdash开孔率 bmdashmdash孔边长 mm dmdashmdash编织丝直径mm

（四）物料穿过筛孔的概率 对于前者以编织面为例直径为 D 的颗粒在筛面上通过筛孔的可能性仅为

当 D 越接近孔尺寸 b时筛过的可能性越是大幅度降低一般可将超过筛孔 08 ～ 10的粒度级称为难筛颗粒

当颗粒虽为筛下级别但它与筛面的相对运动速度达到一定值以上时则完全没有通过筛孔的机会

二 筛面的种类和结构 （一）栅筛面 栅筛面采用具有一定截面形状的棒料按一定的间距排列而成通常用于物料的去杂粗筛

栅筛面的特点是结构简单

（二）板筛面 1 板筛面由金属薄板冲压而成又称冲孔筛面最常用的金属薄板厚度为 05 ～15mm

2 板筛面最常用的筛孔形状是圆孔和长孔圆孔是按颗粒的宽度进行分级长孔是按颗粒的厚度分级也有时采用三角形孔或异形孔

3筛面的筛分效率与孔眼的形状间距和排列有密切关系即影响筛分效率的不仅是筛面的开孔率筛孔的排列也影响到颗粒接触和穿过筛孔的机会

（三）金属丝编织筛面 金属丝编织筛面由金属丝编织而成亦称筛网编织筛网通常为方孔或矩形孔孔尺寸大的可在 25mm 以上孔径小的可到 300目以上

（四）绢筛面 绢筛面由绢丝织成或称筛绢主要用于粉料的筛分在面粉工业中粉筛用量最大由于绢丝光滑柔软所以在筛面中极易移动而改变筛孔尺寸使用时必须用大框架绷紧较大孔的绢筛面都用绞织筛绢的材料为蚕丝或锦纶丝也可用两种材料混织

三筛面的运动方式 筛分机械工作过程的基础是物料与筛面的相对运动对于固定筛面而言则需要物料具有初始速度或是借重力产生的速度对于大多数筛分机械而言则需要借筛面运动的速度和加速度来产生物料与筛面的相对速度（如图 4-11 所示的各种筛面的运动方式）

（一）静止筛面 （二）往复运动筛面 （三）垂直圆运动筛面 （四）平面回转筛面 （五）旋转筛面

四筛面的传动方式 筛面的传动方式是每种筛分机械的主要特征它与支承机构决定了筛面的运动方式同一种筛面的运动方式也可有不同的传动方式

图 4-12 所示为常用的筛子传动方式

五摆动筛 摆动筛与振动筛的区别摆动筛又称摇动筛在食品工厂中常称为振动筛从物料在筛面上受力来看摆动筛与振动筛是不一样的摆动筛是以往复运动为主而以振动为辅摆动次数在 600 次 min以下振动筛在选矿和粮食筛选中常是一次筛分产品物料在筛面上是剧烈跳动的是以振动为主其振动次数为 800 ～ 1500次 min

（一）摆动筛结构特点 特点摆动筛的筛面是平的因而全部筛面都在工作制造和安装都比较容易结构简单调换筛面十分方便适用于多种物料的分级但是其动力平衡较差运行时连杆机构易损坏噪音较大

见图

（三）摆动筛主要技术参数 1 筛子结构主要有三种型式一种为钢条制成的一种是金属丝或丝线编织的一种是冲（钻）孔的薄金属板食品工厂常用最后一种型式为了减少筛孔被堵塞常将筛孔做成圆锥形孔由上向下逐渐增大其圆锥角以 7deg适

2 生产率生产能力 G 为 G=Bq 式中 Gmdashmdash生产能力 kgh Bmdashmdash筛面宽度m qmdashmdash筛面单位流量 kg m h

筛面单位流量主要与物料在筛面上的流速有关流量不能过大因此要提高 G 只能增大 B但筛宽和筛长有一定比例 B过大其结构庞大不便操作物料也不容易沿筛宽均匀散落筛宽一般在600 ～ 1200mm毫米内选取

3 物料运动特性 物料正向移动速度快显然可使物料层处于较薄状态从而增加过筛机会若该速度过快就需要较长的筛面否则就会造成来不及过筛的物料进入另一级中另外由于料层太薄物料在筛面上跳动过大而影响过筛机会

（四）摆动筛工作注意事项 由于摆动筛采用偏心曲轴连杆机构传动筛体往复运动时是变速运动由于加速度的影响使筛体产生的惯性力很大若不采取平衡措施就会造成筛体发生振动和噪音以致影响部件的使用寿命

要使筛体不发生剧烈振动或减少振动必须做到

（ 1 ）筛体的左右吊杆长短要一致（因有倾角存在故前后不一致）同时任何一根都不得扭曲变形

（ 2 ）保证筛面张紧和安装平整筛体不得向两侧倾斜

（ 3 ）偏心机构和连杆应与筛体的长轴线方向一致不得有偏差与扭曲更换偏心套时要成对更换

（ 4 ）偏心轴套与传动轴必须紧密配合不得松动偏心轴套在轴壳内滑动而不发生晃动轴壳与连杆连接处必须紧密平整并且在同一中心轴线上

（五）摆动筛惯性力的平衡 摆动筛中振动和平衡一对矛盾为了防止发生剧烈的振动除了在制造安装中保证其精度外设计上还必须采取措施通常的方法是采取平衡重平衡即在偏心装置上加设平衡重物或对称平衡即采取双筛体的方法平衡

1 平衡重平衡

2对称平衡法

六滚筒分级筛 见动画

1 滚筒 2 支承装置 3 收集料斗 4 传动装置 5 清筛装置

第三节 形状分级机械与设备 一三滚筒式分级机 应用范围主要用于球形体或近似球形的果蔬原料（苹果柑橘番茄桃子等）

全机结构驱动轮链轮出料输送带理料辊 分级原理 这种分级机的特点 工作过程

二颗粒形状分级设备 谷物颗粒料（如小麦大麦）等必须进行

精选和分级其主要原理是按颗粒长度进行分级以除去不必要的杂粒常用的精选机有滚筒精选机和碟片精选机两种其都是利用袋孔中嵌入长度不同的颗粒而带升高度不同的原理制成的如图 4-24和图4-25 所示

三带式分级机 1048708带式分级机工作原理 1048708国外生产的带式分级机有两种形式

第四节 光电分选分级机械与设备

一原理 利用紫外可见红外等光线和物体的相互作用而产生的吸收反射和吸收等现象对物料进行非接触式检测的方法是 20世纪60年代开始用于农产品和食品质量检验的新方法

根据物料的吸收和反射光谱可以鉴定物质的性质 例如利用紫外光作激励光源照射食品获得食品上的辐射荧光根据荧光的强度可以判别食品上附着的微生物的代谢物检出蛋品中霉菌花生类干果上附着的微生物及其代谢物如黄曲霉素

物料的吸收和反射光谱也可用于食品的异物检出用可见光作激励光源加上代替人眼的色彩传感器测定对象物的反射光或透射光可用于果品成熟度的判定谷类种子稻米水果的分选等作业领域

日本美国等正在开发用近红外光谱分析法无损检测水果的糖度和酸度的装置日本近年开发成功的米的食味计就是近红外分光分析仪装置和计算机系统结合的研究成果红外线法是利用红外吸收光谱测定食品的成分量例如牛乳的成分计等

（一）光与食品物料的相互作用 食品物料的光学特性 是指物料对投射到其表面上的光产生反射吸收透射漫射或受光照后激发出其他波长的光的性质物料是由许多微小的内部中间层组成的不同食品物料的物质种类组成不同因而在光学特性方面的反映也不尽相同

（二）食品物料的光特性应用技术 1 缺陷检测 食品和农产品的光特性已经被用于非破坏检

测方面的各种问题 2 成分分析 快速检测食品中的水分脂肪蛋白质氨基酸糖份酸度等化学成分的含量用于品质的监督和控制近红外光谱分析技术用于品质检测和控制是近年发展速度很快的一种全新的检测方法1048708

3 成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系并表现出表面或内部颜色的不同

最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

• Slide 1

筛孔形状 除石筛面一般用薄钢板冲压成双面突起鱼

鳞形筛孔除石机的筛孔不通过物料只作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影响物料的悬浮状态和除石效率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

鱼鳞筛孔的形状

精选室 筛面向后逐渐变窄后部是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吹风系统包括风机导风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

密度除石机的精选室

2 块根类原料除石机 该机是用来除去块根类原料中的石块泥砂图为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

转筒式除石机

（三）除草机 除草机是用来除去原料中的杂草茎叶麦杆等杂物的设备其形式多种多样图为块根类食品原料在清洗过程中除去杂草的典型设备胶带式除草机

（四）除铁机 原料在加工前必须经过严格的磁选除去夹在原料中的铁性杂质食品原料中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型式

电磁式除铁机磁力稳定性能可靠但必须保证一定的电流强度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 2~3 个盖板每个盖板上装有 2 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

溜管可连续的进行磁选永磁溜管结构简单不占地方

使用平板式除铁机的永磁安装结构示意图磁铁可安装一排或多排食品原料通过倾角为 30deg~40deg的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动的间隙小于 2mm当物料落在由非磁性材料制成的滚筒上时物料随滚筒一起转动而后自由排除而夹杂在食品原料总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

为了保障安全生产和产品质量在食品原料的粮食等物料加工的全过程中凡是高速运转的及其的前部都应装有磁选设备

第三节 振动分选机械 一振动分选机械的基本知识 振动分选一般是通过机械的振动（或其他形式的运动）将原料通过一层或数层带孔的筛面使物料按宽度或厚度分成若干个粒度级别的过程

每一层筛面都可以将物料分成筛过物（也叫筛下物）和筛余物（也叫筛上物）两部分

（一）筛分效率

ηmdashmdash筛分效率 Gmdashmdash筛分物料总量 kg Grsquomdashmdash筛过物料总量 kg xmdashmdash可筛过物的质量百分比

（二）筛面组合将各种粒度的混合物通过筛分分成若干个粒级或提高总的筛分效率

1 筛余物法筛余物法如图 4-5 （ a）所示将前道筛面的筛余物送至后道筛面再筛图中所示筛分产品从 I 到 IV 依次渐粗这种筛面组合的特点是先提细粒后提粗粒它的优点是粗粒料的筛分路线长筛面的检查清理维护方便缺点是所有大粒物料要从每层筛面流过不但筛面易磨损而且多数粗物料阻碍细粒料接触筛孔降低筛分效率

2 筛过物法筛过物法如图 4-5 （ b）所示将前道筛面的筛过物送至下道筛面再筛筛分产品从 I 到 IV以次渐细先提粗粒后提细粒它的优点是使筛面的负荷减轻有助于提高筛分效率同时筛面配置空间较紧凑

3 混合法混合法如图 4-5 （ c）所示这种方法综合了前二种方法的优点因此流程可以灵活多变不同的筛分物料都要根据其物料的具体特点粗细粒的含量以及筛分的要求来确定筛面的组合方式

（三）开孔率（筛面利用系数筛孔系数） 开孔率 （筛面利用系数）是指整个筛面上筛孔所

占的面积与总面积之比 对于编织筛面有

式中 Kmdashmdash开孔率 bmdashmdash孔边长 mm dmdashmdash编织丝直径mm

（四）物料穿过筛孔的概率 对于前者以编织面为例直径为 D 的颗粒在筛面上通过筛孔的可能性仅为

当 D 越接近孔尺寸 b时筛过的可能性越是大幅度降低一般可将超过筛孔 08 ～ 10的粒度级称为难筛颗粒

当颗粒虽为筛下级别但它与筛面的相对运动速度达到一定值以上时则完全没有通过筛孔的机会

二 筛面的种类和结构 （一）栅筛面 栅筛面采用具有一定截面形状的棒料按一定的间距排列而成通常用于物料的去杂粗筛

栅筛面的特点是结构简单

（二）板筛面 1 板筛面由金属薄板冲压而成又称冲孔筛面最常用的金属薄板厚度为 05 ～15mm

2 板筛面最常用的筛孔形状是圆孔和长孔圆孔是按颗粒的宽度进行分级长孔是按颗粒的厚度分级也有时采用三角形孔或异形孔

3筛面的筛分效率与孔眼的形状间距和排列有密切关系即影响筛分效率的不仅是筛面的开孔率筛孔的排列也影响到颗粒接触和穿过筛孔的机会

（三）金属丝编织筛面 金属丝编织筛面由金属丝编织而成亦称筛网编织筛网通常为方孔或矩形孔孔尺寸大的可在 25mm 以上孔径小的可到 300目以上

（四）绢筛面 绢筛面由绢丝织成或称筛绢主要用于粉料的筛分在面粉工业中粉筛用量最大由于绢丝光滑柔软所以在筛面中极易移动而改变筛孔尺寸使用时必须用大框架绷紧较大孔的绢筛面都用绞织筛绢的材料为蚕丝或锦纶丝也可用两种材料混织

三筛面的运动方式 筛分机械工作过程的基础是物料与筛面的相对运动对于固定筛面而言则需要物料具有初始速度或是借重力产生的速度对于大多数筛分机械而言则需要借筛面运动的速度和加速度来产生物料与筛面的相对速度（如图 4-11 所示的各种筛面的运动方式）

（一）静止筛面 （二）往复运动筛面 （三）垂直圆运动筛面 （四）平面回转筛面 （五）旋转筛面

四筛面的传动方式 筛面的传动方式是每种筛分机械的主要特征它与支承机构决定了筛面的运动方式同一种筛面的运动方式也可有不同的传动方式

图 4-12 所示为常用的筛子传动方式

五摆动筛 摆动筛与振动筛的区别摆动筛又称摇动筛在食品工厂中常称为振动筛从物料在筛面上受力来看摆动筛与振动筛是不一样的摆动筛是以往复运动为主而以振动为辅摆动次数在 600 次 min以下振动筛在选矿和粮食筛选中常是一次筛分产品物料在筛面上是剧烈跳动的是以振动为主其振动次数为 800 ～ 1500次 min

（一）摆动筛结构特点 特点摆动筛的筛面是平的因而全部筛面都在工作制造和安装都比较容易结构简单调换筛面十分方便适用于多种物料的分级但是其动力平衡较差运行时连杆机构易损坏噪音较大

见图

（三）摆动筛主要技术参数 1 筛子结构主要有三种型式一种为钢条制成的一种是金属丝或丝线编织的一种是冲（钻）孔的薄金属板食品工厂常用最后一种型式为了减少筛孔被堵塞常将筛孔做成圆锥形孔由上向下逐渐增大其圆锥角以 7deg适

2 生产率生产能力 G 为 G=Bq 式中 Gmdashmdash生产能力 kgh Bmdashmdash筛面宽度m qmdashmdash筛面单位流量 kg m h

筛面单位流量主要与物料在筛面上的流速有关流量不能过大因此要提高 G 只能增大 B但筛宽和筛长有一定比例 B过大其结构庞大不便操作物料也不容易沿筛宽均匀散落筛宽一般在600 ～ 1200mm毫米内选取

3 物料运动特性 物料正向移动速度快显然可使物料层处于较薄状态从而增加过筛机会若该速度过快就需要较长的筛面否则就会造成来不及过筛的物料进入另一级中另外由于料层太薄物料在筛面上跳动过大而影响过筛机会

（四）摆动筛工作注意事项 由于摆动筛采用偏心曲轴连杆机构传动筛体往复运动时是变速运动由于加速度的影响使筛体产生的惯性力很大若不采取平衡措施就会造成筛体发生振动和噪音以致影响部件的使用寿命

要使筛体不发生剧烈振动或减少振动必须做到

（ 1 ）筛体的左右吊杆长短要一致（因有倾角存在故前后不一致）同时任何一根都不得扭曲变形

（ 2 ）保证筛面张紧和安装平整筛体不得向两侧倾斜

（ 3 ）偏心机构和连杆应与筛体的长轴线方向一致不得有偏差与扭曲更换偏心套时要成对更换

（ 4 ）偏心轴套与传动轴必须紧密配合不得松动偏心轴套在轴壳内滑动而不发生晃动轴壳与连杆连接处必须紧密平整并且在同一中心轴线上

（五）摆动筛惯性力的平衡 摆动筛中振动和平衡一对矛盾为了防止发生剧烈的振动除了在制造安装中保证其精度外设计上还必须采取措施通常的方法是采取平衡重平衡即在偏心装置上加设平衡重物或对称平衡即采取双筛体的方法平衡

1 平衡重平衡

2对称平衡法

六滚筒分级筛 见动画

1 滚筒 2 支承装置 3 收集料斗 4 传动装置 5 清筛装置

第三节 形状分级机械与设备 一三滚筒式分级机 应用范围主要用于球形体或近似球形的果蔬原料（苹果柑橘番茄桃子等）

全机结构驱动轮链轮出料输送带理料辊 分级原理 这种分级机的特点 工作过程

二颗粒形状分级设备 谷物颗粒料（如小麦大麦）等必须进行

精选和分级其主要原理是按颗粒长度进行分级以除去不必要的杂粒常用的精选机有滚筒精选机和碟片精选机两种其都是利用袋孔中嵌入长度不同的颗粒而带升高度不同的原理制成的如图 4-24和图4-25 所示

三带式分级机 1048708带式分级机工作原理 1048708国外生产的带式分级机有两种形式

第四节 光电分选分级机械与设备

一原理 利用紫外可见红外等光线和物体的相互作用而产生的吸收反射和吸收等现象对物料进行非接触式检测的方法是 20世纪60年代开始用于农产品和食品质量检验的新方法

根据物料的吸收和反射光谱可以鉴定物质的性质 例如利用紫外光作激励光源照射食品获得食品上的辐射荧光根据荧光的强度可以判别食品上附着的微生物的代谢物检出蛋品中霉菌花生类干果上附着的微生物及其代谢物如黄曲霉素

物料的吸收和反射光谱也可用于食品的异物检出用可见光作激励光源加上代替人眼的色彩传感器测定对象物的反射光或透射光可用于果品成熟度的判定谷类种子稻米水果的分选等作业领域

日本美国等正在开发用近红外光谱分析法无损检测水果的糖度和酸度的装置日本近年开发成功的米的食味计就是近红外分光分析仪装置和计算机系统结合的研究成果红外线法是利用红外吸收光谱测定食品的成分量例如牛乳的成分计等

（一）光与食品物料的相互作用 食品物料的光学特性 是指物料对投射到其表面上的光产生反射吸收透射漫射或受光照后激发出其他波长的光的性质物料是由许多微小的内部中间层组成的不同食品物料的物质种类组成不同因而在光学特性方面的反映也不尽相同

（二）食品物料的光特性应用技术 1 缺陷检测 食品和农产品的光特性已经被用于非破坏检

测方面的各种问题 2 成分分析 快速检测食品中的水分脂肪蛋白质氨基酸糖份酸度等化学成分的含量用于品质的监督和控制近红外光谱分析技术用于品质检测和控制是近年发展速度很快的一种全新的检测方法1048708

3 成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系并表现出表面或内部颜色的不同

最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

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鱼鳞筛孔的形状

精选室 筛面向后逐渐变窄后部是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吹风系统包括风机导风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

密度除石机的精选室

2 块根类原料除石机 该机是用来除去块根类原料中的石块泥砂图为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

转筒式除石机

（三）除草机 除草机是用来除去原料中的杂草茎叶麦杆等杂物的设备其形式多种多样图为块根类食品原料在清洗过程中除去杂草的典型设备胶带式除草机

（四）除铁机 原料在加工前必须经过严格的磁选除去夹在原料中的铁性杂质食品原料中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型式

电磁式除铁机磁力稳定性能可靠但必须保证一定的电流强度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 2~3 个盖板每个盖板上装有 2 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

溜管可连续的进行磁选永磁溜管结构简单不占地方

使用平板式除铁机的永磁安装结构示意图磁铁可安装一排或多排食品原料通过倾角为 30deg~40deg的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动的间隙小于 2mm当物料落在由非磁性材料制成的滚筒上时物料随滚筒一起转动而后自由排除而夹杂在食品原料总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

为了保障安全生产和产品质量在食品原料的粮食等物料加工的全过程中凡是高速运转的及其的前部都应装有磁选设备

第三节 振动分选机械 一振动分选机械的基本知识 振动分选一般是通过机械的振动（或其他形式的运动）将原料通过一层或数层带孔的筛面使物料按宽度或厚度分成若干个粒度级别的过程

每一层筛面都可以将物料分成筛过物（也叫筛下物）和筛余物（也叫筛上物）两部分

（一）筛分效率

ηmdashmdash筛分效率 Gmdashmdash筛分物料总量 kg Grsquomdashmdash筛过物料总量 kg xmdashmdash可筛过物的质量百分比

（二）筛面组合将各种粒度的混合物通过筛分分成若干个粒级或提高总的筛分效率

1 筛余物法筛余物法如图 4-5 （ a）所示将前道筛面的筛余物送至后道筛面再筛图中所示筛分产品从 I 到 IV 依次渐粗这种筛面组合的特点是先提细粒后提粗粒它的优点是粗粒料的筛分路线长筛面的检查清理维护方便缺点是所有大粒物料要从每层筛面流过不但筛面易磨损而且多数粗物料阻碍细粒料接触筛孔降低筛分效率

2 筛过物法筛过物法如图 4-5 （ b）所示将前道筛面的筛过物送至下道筛面再筛筛分产品从 I 到 IV以次渐细先提粗粒后提细粒它的优点是使筛面的负荷减轻有助于提高筛分效率同时筛面配置空间较紧凑

3 混合法混合法如图 4-5 （ c）所示这种方法综合了前二种方法的优点因此流程可以灵活多变不同的筛分物料都要根据其物料的具体特点粗细粒的含量以及筛分的要求来确定筛面的组合方式

（三）开孔率（筛面利用系数筛孔系数） 开孔率 （筛面利用系数）是指整个筛面上筛孔所

占的面积与总面积之比 对于编织筛面有

式中 Kmdashmdash开孔率 bmdashmdash孔边长 mm dmdashmdash编织丝直径mm

（四）物料穿过筛孔的概率 对于前者以编织面为例直径为 D 的颗粒在筛面上通过筛孔的可能性仅为

当 D 越接近孔尺寸 b时筛过的可能性越是大幅度降低一般可将超过筛孔 08 ～ 10的粒度级称为难筛颗粒

当颗粒虽为筛下级别但它与筛面的相对运动速度达到一定值以上时则完全没有通过筛孔的机会

二 筛面的种类和结构 （一）栅筛面 栅筛面采用具有一定截面形状的棒料按一定的间距排列而成通常用于物料的去杂粗筛

栅筛面的特点是结构简单

（二）板筛面 1 板筛面由金属薄板冲压而成又称冲孔筛面最常用的金属薄板厚度为 05 ～15mm

2 板筛面最常用的筛孔形状是圆孔和长孔圆孔是按颗粒的宽度进行分级长孔是按颗粒的厚度分级也有时采用三角形孔或异形孔

3筛面的筛分效率与孔眼的形状间距和排列有密切关系即影响筛分效率的不仅是筛面的开孔率筛孔的排列也影响到颗粒接触和穿过筛孔的机会

（三）金属丝编织筛面 金属丝编织筛面由金属丝编织而成亦称筛网编织筛网通常为方孔或矩形孔孔尺寸大的可在 25mm 以上孔径小的可到 300目以上

（四）绢筛面 绢筛面由绢丝织成或称筛绢主要用于粉料的筛分在面粉工业中粉筛用量最大由于绢丝光滑柔软所以在筛面中极易移动而改变筛孔尺寸使用时必须用大框架绷紧较大孔的绢筛面都用绞织筛绢的材料为蚕丝或锦纶丝也可用两种材料混织

三筛面的运动方式 筛分机械工作过程的基础是物料与筛面的相对运动对于固定筛面而言则需要物料具有初始速度或是借重力产生的速度对于大多数筛分机械而言则需要借筛面运动的速度和加速度来产生物料与筛面的相对速度（如图 4-11 所示的各种筛面的运动方式）

（一）静止筛面 （二）往复运动筛面 （三）垂直圆运动筛面 （四）平面回转筛面 （五）旋转筛面

四筛面的传动方式 筛面的传动方式是每种筛分机械的主要特征它与支承机构决定了筛面的运动方式同一种筛面的运动方式也可有不同的传动方式

图 4-12 所示为常用的筛子传动方式

五摆动筛 摆动筛与振动筛的区别摆动筛又称摇动筛在食品工厂中常称为振动筛从物料在筛面上受力来看摆动筛与振动筛是不一样的摆动筛是以往复运动为主而以振动为辅摆动次数在 600 次 min以下振动筛在选矿和粮食筛选中常是一次筛分产品物料在筛面上是剧烈跳动的是以振动为主其振动次数为 800 ～ 1500次 min

（一）摆动筛结构特点 特点摆动筛的筛面是平的因而全部筛面都在工作制造和安装都比较容易结构简单调换筛面十分方便适用于多种物料的分级但是其动力平衡较差运行时连杆机构易损坏噪音较大

见图

（三）摆动筛主要技术参数 1 筛子结构主要有三种型式一种为钢条制成的一种是金属丝或丝线编织的一种是冲（钻）孔的薄金属板食品工厂常用最后一种型式为了减少筛孔被堵塞常将筛孔做成圆锥形孔由上向下逐渐增大其圆锥角以 7deg适

2 生产率生产能力 G 为 G=Bq 式中 Gmdashmdash生产能力 kgh Bmdashmdash筛面宽度m qmdashmdash筛面单位流量 kg m h

筛面单位流量主要与物料在筛面上的流速有关流量不能过大因此要提高 G 只能增大 B但筛宽和筛长有一定比例 B过大其结构庞大不便操作物料也不容易沿筛宽均匀散落筛宽一般在600 ～ 1200mm毫米内选取

3 物料运动特性 物料正向移动速度快显然可使物料层处于较薄状态从而增加过筛机会若该速度过快就需要较长的筛面否则就会造成来不及过筛的物料进入另一级中另外由于料层太薄物料在筛面上跳动过大而影响过筛机会

（四）摆动筛工作注意事项 由于摆动筛采用偏心曲轴连杆机构传动筛体往复运动时是变速运动由于加速度的影响使筛体产生的惯性力很大若不采取平衡措施就会造成筛体发生振动和噪音以致影响部件的使用寿命

要使筛体不发生剧烈振动或减少振动必须做到

（ 1 ）筛体的左右吊杆长短要一致（因有倾角存在故前后不一致）同时任何一根都不得扭曲变形

（ 2 ）保证筛面张紧和安装平整筛体不得向两侧倾斜

（ 3 ）偏心机构和连杆应与筛体的长轴线方向一致不得有偏差与扭曲更换偏心套时要成对更换

（ 4 ）偏心轴套与传动轴必须紧密配合不得松动偏心轴套在轴壳内滑动而不发生晃动轴壳与连杆连接处必须紧密平整并且在同一中心轴线上

（五）摆动筛惯性力的平衡 摆动筛中振动和平衡一对矛盾为了防止发生剧烈的振动除了在制造安装中保证其精度外设计上还必须采取措施通常的方法是采取平衡重平衡即在偏心装置上加设平衡重物或对称平衡即采取双筛体的方法平衡

1 平衡重平衡

2对称平衡法

六滚筒分级筛 见动画

1 滚筒 2 支承装置 3 收集料斗 4 传动装置 5 清筛装置

第三节 形状分级机械与设备 一三滚筒式分级机 应用范围主要用于球形体或近似球形的果蔬原料（苹果柑橘番茄桃子等）

全机结构驱动轮链轮出料输送带理料辊 分级原理 这种分级机的特点 工作过程

二颗粒形状分级设备 谷物颗粒料（如小麦大麦）等必须进行

精选和分级其主要原理是按颗粒长度进行分级以除去不必要的杂粒常用的精选机有滚筒精选机和碟片精选机两种其都是利用袋孔中嵌入长度不同的颗粒而带升高度不同的原理制成的如图 4-24和图4-25 所示

三带式分级机 1048708带式分级机工作原理 1048708国外生产的带式分级机有两种形式

第四节 光电分选分级机械与设备

一原理 利用紫外可见红外等光线和物体的相互作用而产生的吸收反射和吸收等现象对物料进行非接触式检测的方法是 20世纪60年代开始用于农产品和食品质量检验的新方法

根据物料的吸收和反射光谱可以鉴定物质的性质 例如利用紫外光作激励光源照射食品获得食品上的辐射荧光根据荧光的强度可以判别食品上附着的微生物的代谢物检出蛋品中霉菌花生类干果上附着的微生物及其代谢物如黄曲霉素

物料的吸收和反射光谱也可用于食品的异物检出用可见光作激励光源加上代替人眼的色彩传感器测定对象物的反射光或透射光可用于果品成熟度的判定谷类种子稻米水果的分选等作业领域

日本美国等正在开发用近红外光谱分析法无损检测水果的糖度和酸度的装置日本近年开发成功的米的食味计就是近红外分光分析仪装置和计算机系统结合的研究成果红外线法是利用红外吸收光谱测定食品的成分量例如牛乳的成分计等

（一）光与食品物料的相互作用 食品物料的光学特性 是指物料对投射到其表面上的光产生反射吸收透射漫射或受光照后激发出其他波长的光的性质物料是由许多微小的内部中间层组成的不同食品物料的物质种类组成不同因而在光学特性方面的反映也不尽相同

（二）食品物料的光特性应用技术 1 缺陷检测 食品和农产品的光特性已经被用于非破坏检

测方面的各种问题 2 成分分析 快速检测食品中的水分脂肪蛋白质氨基酸糖份酸度等化学成分的含量用于品质的监督和控制近红外光谱分析技术用于品质检测和控制是近年发展速度很快的一种全新的检测方法1048708

3 成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系并表现出表面或内部颜色的不同

最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

• Slide 1

精选室 筛面向后逐渐变窄后部是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吹风系统包括风机导风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

密度除石机的精选室

2 块根类原料除石机 该机是用来除去块根类原料中的石块泥砂图为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

转筒式除石机

（三）除草机 除草机是用来除去原料中的杂草茎叶麦杆等杂物的设备其形式多种多样图为块根类食品原料在清洗过程中除去杂草的典型设备胶带式除草机

（四）除铁机 原料在加工前必须经过严格的磁选除去夹在原料中的铁性杂质食品原料中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型式

电磁式除铁机磁力稳定性能可靠但必须保证一定的电流强度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 2~3 个盖板每个盖板上装有 2 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

溜管可连续的进行磁选永磁溜管结构简单不占地方

使用平板式除铁机的永磁安装结构示意图磁铁可安装一排或多排食品原料通过倾角为 30deg~40deg的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动的间隙小于 2mm当物料落在由非磁性材料制成的滚筒上时物料随滚筒一起转动而后自由排除而夹杂在食品原料总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

为了保障安全生产和产品质量在食品原料的粮食等物料加工的全过程中凡是高速运转的及其的前部都应装有磁选设备

第三节 振动分选机械 一振动分选机械的基本知识 振动分选一般是通过机械的振动（或其他形式的运动）将原料通过一层或数层带孔的筛面使物料按宽度或厚度分成若干个粒度级别的过程

每一层筛面都可以将物料分成筛过物（也叫筛下物）和筛余物（也叫筛上物）两部分

（一）筛分效率

ηmdashmdash筛分效率 Gmdashmdash筛分物料总量 kg Grsquomdashmdash筛过物料总量 kg xmdashmdash可筛过物的质量百分比

（二）筛面组合将各种粒度的混合物通过筛分分成若干个粒级或提高总的筛分效率

1 筛余物法筛余物法如图 4-5 （ a）所示将前道筛面的筛余物送至后道筛面再筛图中所示筛分产品从 I 到 IV 依次渐粗这种筛面组合的特点是先提细粒后提粗粒它的优点是粗粒料的筛分路线长筛面的检查清理维护方便缺点是所有大粒物料要从每层筛面流过不但筛面易磨损而且多数粗物料阻碍细粒料接触筛孔降低筛分效率

2 筛过物法筛过物法如图 4-5 （ b）所示将前道筛面的筛过物送至下道筛面再筛筛分产品从 I 到 IV以次渐细先提粗粒后提细粒它的优点是使筛面的负荷减轻有助于提高筛分效率同时筛面配置空间较紧凑

3 混合法混合法如图 4-5 （ c）所示这种方法综合了前二种方法的优点因此流程可以灵活多变不同的筛分物料都要根据其物料的具体特点粗细粒的含量以及筛分的要求来确定筛面的组合方式

（三）开孔率（筛面利用系数筛孔系数） 开孔率 （筛面利用系数）是指整个筛面上筛孔所

占的面积与总面积之比 对于编织筛面有

式中 Kmdashmdash开孔率 bmdashmdash孔边长 mm dmdashmdash编织丝直径mm

（四）物料穿过筛孔的概率 对于前者以编织面为例直径为 D 的颗粒在筛面上通过筛孔的可能性仅为

当 D 越接近孔尺寸 b时筛过的可能性越是大幅度降低一般可将超过筛孔 08 ～ 10的粒度级称为难筛颗粒

当颗粒虽为筛下级别但它与筛面的相对运动速度达到一定值以上时则完全没有通过筛孔的机会

二 筛面的种类和结构 （一）栅筛面 栅筛面采用具有一定截面形状的棒料按一定的间距排列而成通常用于物料的去杂粗筛

栅筛面的特点是结构简单

（二）板筛面 1 板筛面由金属薄板冲压而成又称冲孔筛面最常用的金属薄板厚度为 05 ～15mm

2 板筛面最常用的筛孔形状是圆孔和长孔圆孔是按颗粒的宽度进行分级长孔是按颗粒的厚度分级也有时采用三角形孔或异形孔

3筛面的筛分效率与孔眼的形状间距和排列有密切关系即影响筛分效率的不仅是筛面的开孔率筛孔的排列也影响到颗粒接触和穿过筛孔的机会

（三）金属丝编织筛面 金属丝编织筛面由金属丝编织而成亦称筛网编织筛网通常为方孔或矩形孔孔尺寸大的可在 25mm 以上孔径小的可到 300目以上

（四）绢筛面 绢筛面由绢丝织成或称筛绢主要用于粉料的筛分在面粉工业中粉筛用量最大由于绢丝光滑柔软所以在筛面中极易移动而改变筛孔尺寸使用时必须用大框架绷紧较大孔的绢筛面都用绞织筛绢的材料为蚕丝或锦纶丝也可用两种材料混织

三筛面的运动方式 筛分机械工作过程的基础是物料与筛面的相对运动对于固定筛面而言则需要物料具有初始速度或是借重力产生的速度对于大多数筛分机械而言则需要借筛面运动的速度和加速度来产生物料与筛面的相对速度（如图 4-11 所示的各种筛面的运动方式）

（一）静止筛面 （二）往复运动筛面 （三）垂直圆运动筛面 （四）平面回转筛面 （五）旋转筛面

四筛面的传动方式 筛面的传动方式是每种筛分机械的主要特征它与支承机构决定了筛面的运动方式同一种筛面的运动方式也可有不同的传动方式

图 4-12 所示为常用的筛子传动方式

五摆动筛 摆动筛与振动筛的区别摆动筛又称摇动筛在食品工厂中常称为振动筛从物料在筛面上受力来看摆动筛与振动筛是不一样的摆动筛是以往复运动为主而以振动为辅摆动次数在 600 次 min以下振动筛在选矿和粮食筛选中常是一次筛分产品物料在筛面上是剧烈跳动的是以振动为主其振动次数为 800 ～ 1500次 min

（一）摆动筛结构特点 特点摆动筛的筛面是平的因而全部筛面都在工作制造和安装都比较容易结构简单调换筛面十分方便适用于多种物料的分级但是其动力平衡较差运行时连杆机构易损坏噪音较大

见图

（三）摆动筛主要技术参数 1 筛子结构主要有三种型式一种为钢条制成的一种是金属丝或丝线编织的一种是冲（钻）孔的薄金属板食品工厂常用最后一种型式为了减少筛孔被堵塞常将筛孔做成圆锥形孔由上向下逐渐增大其圆锥角以 7deg适

2 生产率生产能力 G 为 G=Bq 式中 Gmdashmdash生产能力 kgh Bmdashmdash筛面宽度m qmdashmdash筛面单位流量 kg m h

筛面单位流量主要与物料在筛面上的流速有关流量不能过大因此要提高 G 只能增大 B但筛宽和筛长有一定比例 B过大其结构庞大不便操作物料也不容易沿筛宽均匀散落筛宽一般在600 ～ 1200mm毫米内选取

3 物料运动特性 物料正向移动速度快显然可使物料层处于较薄状态从而增加过筛机会若该速度过快就需要较长的筛面否则就会造成来不及过筛的物料进入另一级中另外由于料层太薄物料在筛面上跳动过大而影响过筛机会

（四）摆动筛工作注意事项 由于摆动筛采用偏心曲轴连杆机构传动筛体往复运动时是变速运动由于加速度的影响使筛体产生的惯性力很大若不采取平衡措施就会造成筛体发生振动和噪音以致影响部件的使用寿命

要使筛体不发生剧烈振动或减少振动必须做到

（ 1 ）筛体的左右吊杆长短要一致（因有倾角存在故前后不一致）同时任何一根都不得扭曲变形

（ 2 ）保证筛面张紧和安装平整筛体不得向两侧倾斜

（ 3 ）偏心机构和连杆应与筛体的长轴线方向一致不得有偏差与扭曲更换偏心套时要成对更换

（ 4 ）偏心轴套与传动轴必须紧密配合不得松动偏心轴套在轴壳内滑动而不发生晃动轴壳与连杆连接处必须紧密平整并且在同一中心轴线上

（五）摆动筛惯性力的平衡 摆动筛中振动和平衡一对矛盾为了防止发生剧烈的振动除了在制造安装中保证其精度外设计上还必须采取措施通常的方法是采取平衡重平衡即在偏心装置上加设平衡重物或对称平衡即采取双筛体的方法平衡

1 平衡重平衡

2对称平衡法

六滚筒分级筛 见动画

1 滚筒 2 支承装置 3 收集料斗 4 传动装置 5 清筛装置

第三节 形状分级机械与设备 一三滚筒式分级机 应用范围主要用于球形体或近似球形的果蔬原料（苹果柑橘番茄桃子等）

全机结构驱动轮链轮出料输送带理料辊 分级原理 这种分级机的特点 工作过程

二颗粒形状分级设备 谷物颗粒料（如小麦大麦）等必须进行

精选和分级其主要原理是按颗粒长度进行分级以除去不必要的杂粒常用的精选机有滚筒精选机和碟片精选机两种其都是利用袋孔中嵌入长度不同的颗粒而带升高度不同的原理制成的如图 4-24和图4-25 所示

三带式分级机 1048708带式分级机工作原理 1048708国外生产的带式分级机有两种形式

第四节 光电分选分级机械与设备

一原理 利用紫外可见红外等光线和物体的相互作用而产生的吸收反射和吸收等现象对物料进行非接触式检测的方法是 20世纪60年代开始用于农产品和食品质量检验的新方法

根据物料的吸收和反射光谱可以鉴定物质的性质 例如利用紫外光作激励光源照射食品获得食品上的辐射荧光根据荧光的强度可以判别食品上附着的微生物的代谢物检出蛋品中霉菌花生类干果上附着的微生物及其代谢物如黄曲霉素

物料的吸收和反射光谱也可用于食品的异物检出用可见光作激励光源加上代替人眼的色彩传感器测定对象物的反射光或透射光可用于果品成熟度的判定谷类种子稻米水果的分选等作业领域

日本美国等正在开发用近红外光谱分析法无损检测水果的糖度和酸度的装置日本近年开发成功的米的食味计就是近红外分光分析仪装置和计算机系统结合的研究成果红外线法是利用红外吸收光谱测定食品的成分量例如牛乳的成分计等

（一）光与食品物料的相互作用 食品物料的光学特性 是指物料对投射到其表面上的光产生反射吸收透射漫射或受光照后激发出其他波长的光的性质物料是由许多微小的内部中间层组成的不同食品物料的物质种类组成不同因而在光学特性方面的反映也不尽相同

（二）食品物料的光特性应用技术 1 缺陷检测 食品和农产品的光特性已经被用于非破坏检

测方面的各种问题 2 成分分析 快速检测食品中的水分脂肪蛋白质氨基酸糖份酸度等化学成分的含量用于品质的监督和控制近红外光谱分析技术用于品质检测和控制是近年发展速度很快的一种全新的检测方法1048708

3 成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系并表现出表面或内部颜色的不同

最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

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密度除石机的精选室

2 块根类原料除石机 该机是用来除去块根类原料中的石块泥砂图为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

转筒式除石机

（三）除草机 除草机是用来除去原料中的杂草茎叶麦杆等杂物的设备其形式多种多样图为块根类食品原料在清洗过程中除去杂草的典型设备胶带式除草机

（四）除铁机 原料在加工前必须经过严格的磁选除去夹在原料中的铁性杂质食品原料中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型式

电磁式除铁机磁力稳定性能可靠但必须保证一定的电流强度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 2~3 个盖板每个盖板上装有 2 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

溜管可连续的进行磁选永磁溜管结构简单不占地方

使用平板式除铁机的永磁安装结构示意图磁铁可安装一排或多排食品原料通过倾角为 30deg~40deg的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动的间隙小于 2mm当物料落在由非磁性材料制成的滚筒上时物料随滚筒一起转动而后自由排除而夹杂在食品原料总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

为了保障安全生产和产品质量在食品原料的粮食等物料加工的全过程中凡是高速运转的及其的前部都应装有磁选设备

第三节 振动分选机械 一振动分选机械的基本知识 振动分选一般是通过机械的振动（或其他形式的运动）将原料通过一层或数层带孔的筛面使物料按宽度或厚度分成若干个粒度级别的过程

每一层筛面都可以将物料分成筛过物（也叫筛下物）和筛余物（也叫筛上物）两部分

（一）筛分效率

ηmdashmdash筛分效率 Gmdashmdash筛分物料总量 kg Grsquomdashmdash筛过物料总量 kg xmdashmdash可筛过物的质量百分比

（二）筛面组合将各种粒度的混合物通过筛分分成若干个粒级或提高总的筛分效率

1 筛余物法筛余物法如图 4-5 （ a）所示将前道筛面的筛余物送至后道筛面再筛图中所示筛分产品从 I 到 IV 依次渐粗这种筛面组合的特点是先提细粒后提粗粒它的优点是粗粒料的筛分路线长筛面的检查清理维护方便缺点是所有大粒物料要从每层筛面流过不但筛面易磨损而且多数粗物料阻碍细粒料接触筛孔降低筛分效率

2 筛过物法筛过物法如图 4-5 （ b）所示将前道筛面的筛过物送至下道筛面再筛筛分产品从 I 到 IV以次渐细先提粗粒后提细粒它的优点是使筛面的负荷减轻有助于提高筛分效率同时筛面配置空间较紧凑

3 混合法混合法如图 4-5 （ c）所示这种方法综合了前二种方法的优点因此流程可以灵活多变不同的筛分物料都要根据其物料的具体特点粗细粒的含量以及筛分的要求来确定筛面的组合方式

（三）开孔率（筛面利用系数筛孔系数） 开孔率 （筛面利用系数）是指整个筛面上筛孔所

占的面积与总面积之比 对于编织筛面有

式中 Kmdashmdash开孔率 bmdashmdash孔边长 mm dmdashmdash编织丝直径mm

（四）物料穿过筛孔的概率 对于前者以编织面为例直径为 D 的颗粒在筛面上通过筛孔的可能性仅为

当 D 越接近孔尺寸 b时筛过的可能性越是大幅度降低一般可将超过筛孔 08 ～ 10的粒度级称为难筛颗粒

当颗粒虽为筛下级别但它与筛面的相对运动速度达到一定值以上时则完全没有通过筛孔的机会

二 筛面的种类和结构 （一）栅筛面 栅筛面采用具有一定截面形状的棒料按一定的间距排列而成通常用于物料的去杂粗筛

栅筛面的特点是结构简单

（二）板筛面 1 板筛面由金属薄板冲压而成又称冲孔筛面最常用的金属薄板厚度为 05 ～15mm

2 板筛面最常用的筛孔形状是圆孔和长孔圆孔是按颗粒的宽度进行分级长孔是按颗粒的厚度分级也有时采用三角形孔或异形孔

3筛面的筛分效率与孔眼的形状间距和排列有密切关系即影响筛分效率的不仅是筛面的开孔率筛孔的排列也影响到颗粒接触和穿过筛孔的机会

（三）金属丝编织筛面 金属丝编织筛面由金属丝编织而成亦称筛网编织筛网通常为方孔或矩形孔孔尺寸大的可在 25mm 以上孔径小的可到 300目以上

（四）绢筛面 绢筛面由绢丝织成或称筛绢主要用于粉料的筛分在面粉工业中粉筛用量最大由于绢丝光滑柔软所以在筛面中极易移动而改变筛孔尺寸使用时必须用大框架绷紧较大孔的绢筛面都用绞织筛绢的材料为蚕丝或锦纶丝也可用两种材料混织

三筛面的运动方式 筛分机械工作过程的基础是物料与筛面的相对运动对于固定筛面而言则需要物料具有初始速度或是借重力产生的速度对于大多数筛分机械而言则需要借筛面运动的速度和加速度来产生物料与筛面的相对速度（如图 4-11 所示的各种筛面的运动方式）

（一）静止筛面 （二）往复运动筛面 （三）垂直圆运动筛面 （四）平面回转筛面 （五）旋转筛面

四筛面的传动方式 筛面的传动方式是每种筛分机械的主要特征它与支承机构决定了筛面的运动方式同一种筛面的运动方式也可有不同的传动方式

图 4-12 所示为常用的筛子传动方式

五摆动筛 摆动筛与振动筛的区别摆动筛又称摇动筛在食品工厂中常称为振动筛从物料在筛面上受力来看摆动筛与振动筛是不一样的摆动筛是以往复运动为主而以振动为辅摆动次数在 600 次 min以下振动筛在选矿和粮食筛选中常是一次筛分产品物料在筛面上是剧烈跳动的是以振动为主其振动次数为 800 ～ 1500次 min

（一）摆动筛结构特点 特点摆动筛的筛面是平的因而全部筛面都在工作制造和安装都比较容易结构简单调换筛面十分方便适用于多种物料的分级但是其动力平衡较差运行时连杆机构易损坏噪音较大

见图

（三）摆动筛主要技术参数 1 筛子结构主要有三种型式一种为钢条制成的一种是金属丝或丝线编织的一种是冲（钻）孔的薄金属板食品工厂常用最后一种型式为了减少筛孔被堵塞常将筛孔做成圆锥形孔由上向下逐渐增大其圆锥角以 7deg适

2 生产率生产能力 G 为 G=Bq 式中 Gmdashmdash生产能力 kgh Bmdashmdash筛面宽度m qmdashmdash筛面单位流量 kg m h

筛面单位流量主要与物料在筛面上的流速有关流量不能过大因此要提高 G 只能增大 B但筛宽和筛长有一定比例 B过大其结构庞大不便操作物料也不容易沿筛宽均匀散落筛宽一般在600 ～ 1200mm毫米内选取

3 物料运动特性 物料正向移动速度快显然可使物料层处于较薄状态从而增加过筛机会若该速度过快就需要较长的筛面否则就会造成来不及过筛的物料进入另一级中另外由于料层太薄物料在筛面上跳动过大而影响过筛机会

（四）摆动筛工作注意事项 由于摆动筛采用偏心曲轴连杆机构传动筛体往复运动时是变速运动由于加速度的影响使筛体产生的惯性力很大若不采取平衡措施就会造成筛体发生振动和噪音以致影响部件的使用寿命

要使筛体不发生剧烈振动或减少振动必须做到

（ 1 ）筛体的左右吊杆长短要一致（因有倾角存在故前后不一致）同时任何一根都不得扭曲变形

（ 2 ）保证筛面张紧和安装平整筛体不得向两侧倾斜

（ 3 ）偏心机构和连杆应与筛体的长轴线方向一致不得有偏差与扭曲更换偏心套时要成对更换

（ 4 ）偏心轴套与传动轴必须紧密配合不得松动偏心轴套在轴壳内滑动而不发生晃动轴壳与连杆连接处必须紧密平整并且在同一中心轴线上

（五）摆动筛惯性力的平衡 摆动筛中振动和平衡一对矛盾为了防止发生剧烈的振动除了在制造安装中保证其精度外设计上还必须采取措施通常的方法是采取平衡重平衡即在偏心装置上加设平衡重物或对称平衡即采取双筛体的方法平衡

1 平衡重平衡

2对称平衡法

六滚筒分级筛 见动画

1 滚筒 2 支承装置 3 收集料斗 4 传动装置 5 清筛装置

第三节 形状分级机械与设备 一三滚筒式分级机 应用范围主要用于球形体或近似球形的果蔬原料（苹果柑橘番茄桃子等）

全机结构驱动轮链轮出料输送带理料辊 分级原理 这种分级机的特点 工作过程

二颗粒形状分级设备 谷物颗粒料（如小麦大麦）等必须进行

精选和分级其主要原理是按颗粒长度进行分级以除去不必要的杂粒常用的精选机有滚筒精选机和碟片精选机两种其都是利用袋孔中嵌入长度不同的颗粒而带升高度不同的原理制成的如图 4-24和图4-25 所示

三带式分级机 1048708带式分级机工作原理 1048708国外生产的带式分级机有两种形式

第四节 光电分选分级机械与设备

一原理 利用紫外可见红外等光线和物体的相互作用而产生的吸收反射和吸收等现象对物料进行非接触式检测的方法是 20世纪60年代开始用于农产品和食品质量检验的新方法

根据物料的吸收和反射光谱可以鉴定物质的性质 例如利用紫外光作激励光源照射食品获得食品上的辐射荧光根据荧光的强度可以判别食品上附着的微生物的代谢物检出蛋品中霉菌花生类干果上附着的微生物及其代谢物如黄曲霉素

物料的吸收和反射光谱也可用于食品的异物检出用可见光作激励光源加上代替人眼的色彩传感器测定对象物的反射光或透射光可用于果品成熟度的判定谷类种子稻米水果的分选等作业领域

日本美国等正在开发用近红外光谱分析法无损检测水果的糖度和酸度的装置日本近年开发成功的米的食味计就是近红外分光分析仪装置和计算机系统结合的研究成果红外线法是利用红外吸收光谱测定食品的成分量例如牛乳的成分计等

（一）光与食品物料的相互作用 食品物料的光学特性 是指物料对投射到其表面上的光产生反射吸收透射漫射或受光照后激发出其他波长的光的性质物料是由许多微小的内部中间层组成的不同食品物料的物质种类组成不同因而在光学特性方面的反映也不尽相同

（二）食品物料的光特性应用技术 1 缺陷检测 食品和农产品的光特性已经被用于非破坏检

测方面的各种问题 2 成分分析 快速检测食品中的水分脂肪蛋白质氨基酸糖份酸度等化学成分的含量用于品质的监督和控制近红外光谱分析技术用于品质检测和控制是近年发展速度很快的一种全新的检测方法1048708

3 成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系并表现出表面或内部颜色的不同

最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

• Slide 1

2 块根类原料除石机 该机是用来除去块根类原料中的石块泥砂图为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

转筒式除石机

（三）除草机 除草机是用来除去原料中的杂草茎叶麦杆等杂物的设备其形式多种多样图为块根类食品原料在清洗过程中除去杂草的典型设备胶带式除草机

（四）除铁机 原料在加工前必须经过严格的磁选除去夹在原料中的铁性杂质食品原料中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型式

电磁式除铁机磁力稳定性能可靠但必须保证一定的电流强度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 2~3 个盖板每个盖板上装有 2 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

溜管可连续的进行磁选永磁溜管结构简单不占地方

使用平板式除铁机的永磁安装结构示意图磁铁可安装一排或多排食品原料通过倾角为 30deg~40deg的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动的间隙小于 2mm当物料落在由非磁性材料制成的滚筒上时物料随滚筒一起转动而后自由排除而夹杂在食品原料总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

为了保障安全生产和产品质量在食品原料的粮食等物料加工的全过程中凡是高速运转的及其的前部都应装有磁选设备

第三节 振动分选机械 一振动分选机械的基本知识 振动分选一般是通过机械的振动（或其他形式的运动）将原料通过一层或数层带孔的筛面使物料按宽度或厚度分成若干个粒度级别的过程

每一层筛面都可以将物料分成筛过物（也叫筛下物）和筛余物（也叫筛上物）两部分

（一）筛分效率

ηmdashmdash筛分效率 Gmdashmdash筛分物料总量 kg Grsquomdashmdash筛过物料总量 kg xmdashmdash可筛过物的质量百分比

（二）筛面组合将各种粒度的混合物通过筛分分成若干个粒级或提高总的筛分效率

1 筛余物法筛余物法如图 4-5 （ a）所示将前道筛面的筛余物送至后道筛面再筛图中所示筛分产品从 I 到 IV 依次渐粗这种筛面组合的特点是先提细粒后提粗粒它的优点是粗粒料的筛分路线长筛面的检查清理维护方便缺点是所有大粒物料要从每层筛面流过不但筛面易磨损而且多数粗物料阻碍细粒料接触筛孔降低筛分效率

2 筛过物法筛过物法如图 4-5 （ b）所示将前道筛面的筛过物送至下道筛面再筛筛分产品从 I 到 IV以次渐细先提粗粒后提细粒它的优点是使筛面的负荷减轻有助于提高筛分效率同时筛面配置空间较紧凑

3 混合法混合法如图 4-5 （ c）所示这种方法综合了前二种方法的优点因此流程可以灵活多变不同的筛分物料都要根据其物料的具体特点粗细粒的含量以及筛分的要求来确定筛面的组合方式

（三）开孔率（筛面利用系数筛孔系数） 开孔率 （筛面利用系数）是指整个筛面上筛孔所

占的面积与总面积之比 对于编织筛面有

式中 Kmdashmdash开孔率 bmdashmdash孔边长 mm dmdashmdash编织丝直径mm

（四）物料穿过筛孔的概率 对于前者以编织面为例直径为 D 的颗粒在筛面上通过筛孔的可能性仅为

当 D 越接近孔尺寸 b时筛过的可能性越是大幅度降低一般可将超过筛孔 08 ～ 10的粒度级称为难筛颗粒

当颗粒虽为筛下级别但它与筛面的相对运动速度达到一定值以上时则完全没有通过筛孔的机会

二 筛面的种类和结构 （一）栅筛面 栅筛面采用具有一定截面形状的棒料按一定的间距排列而成通常用于物料的去杂粗筛

栅筛面的特点是结构简单

（二）板筛面 1 板筛面由金属薄板冲压而成又称冲孔筛面最常用的金属薄板厚度为 05 ～15mm

2 板筛面最常用的筛孔形状是圆孔和长孔圆孔是按颗粒的宽度进行分级长孔是按颗粒的厚度分级也有时采用三角形孔或异形孔

3筛面的筛分效率与孔眼的形状间距和排列有密切关系即影响筛分效率的不仅是筛面的开孔率筛孔的排列也影响到颗粒接触和穿过筛孔的机会

（三）金属丝编织筛面 金属丝编织筛面由金属丝编织而成亦称筛网编织筛网通常为方孔或矩形孔孔尺寸大的可在 25mm 以上孔径小的可到 300目以上

（四）绢筛面 绢筛面由绢丝织成或称筛绢主要用于粉料的筛分在面粉工业中粉筛用量最大由于绢丝光滑柔软所以在筛面中极易移动而改变筛孔尺寸使用时必须用大框架绷紧较大孔的绢筛面都用绞织筛绢的材料为蚕丝或锦纶丝也可用两种材料混织

三筛面的运动方式 筛分机械工作过程的基础是物料与筛面的相对运动对于固定筛面而言则需要物料具有初始速度或是借重力产生的速度对于大多数筛分机械而言则需要借筛面运动的速度和加速度来产生物料与筛面的相对速度（如图 4-11 所示的各种筛面的运动方式）

（一）静止筛面 （二）往复运动筛面 （三）垂直圆运动筛面 （四）平面回转筛面 （五）旋转筛面

四筛面的传动方式 筛面的传动方式是每种筛分机械的主要特征它与支承机构决定了筛面的运动方式同一种筛面的运动方式也可有不同的传动方式

图 4-12 所示为常用的筛子传动方式

五摆动筛 摆动筛与振动筛的区别摆动筛又称摇动筛在食品工厂中常称为振动筛从物料在筛面上受力来看摆动筛与振动筛是不一样的摆动筛是以往复运动为主而以振动为辅摆动次数在 600 次 min以下振动筛在选矿和粮食筛选中常是一次筛分产品物料在筛面上是剧烈跳动的是以振动为主其振动次数为 800 ～ 1500次 min

（一）摆动筛结构特点 特点摆动筛的筛面是平的因而全部筛面都在工作制造和安装都比较容易结构简单调换筛面十分方便适用于多种物料的分级但是其动力平衡较差运行时连杆机构易损坏噪音较大

见图

（三）摆动筛主要技术参数 1 筛子结构主要有三种型式一种为钢条制成的一种是金属丝或丝线编织的一种是冲（钻）孔的薄金属板食品工厂常用最后一种型式为了减少筛孔被堵塞常将筛孔做成圆锥形孔由上向下逐渐增大其圆锥角以 7deg适

2 生产率生产能力 G 为 G=Bq 式中 Gmdashmdash生产能力 kgh Bmdashmdash筛面宽度m qmdashmdash筛面单位流量 kg m h

筛面单位流量主要与物料在筛面上的流速有关流量不能过大因此要提高 G 只能增大 B但筛宽和筛长有一定比例 B过大其结构庞大不便操作物料也不容易沿筛宽均匀散落筛宽一般在600 ～ 1200mm毫米内选取

3 物料运动特性 物料正向移动速度快显然可使物料层处于较薄状态从而增加过筛机会若该速度过快就需要较长的筛面否则就会造成来不及过筛的物料进入另一级中另外由于料层太薄物料在筛面上跳动过大而影响过筛机会

（四）摆动筛工作注意事项 由于摆动筛采用偏心曲轴连杆机构传动筛体往复运动时是变速运动由于加速度的影响使筛体产生的惯性力很大若不采取平衡措施就会造成筛体发生振动和噪音以致影响部件的使用寿命

要使筛体不发生剧烈振动或减少振动必须做到

（ 1 ）筛体的左右吊杆长短要一致（因有倾角存在故前后不一致）同时任何一根都不得扭曲变形

（ 2 ）保证筛面张紧和安装平整筛体不得向两侧倾斜

（ 3 ）偏心机构和连杆应与筛体的长轴线方向一致不得有偏差与扭曲更换偏心套时要成对更换

（ 4 ）偏心轴套与传动轴必须紧密配合不得松动偏心轴套在轴壳内滑动而不发生晃动轴壳与连杆连接处必须紧密平整并且在同一中心轴线上

（五）摆动筛惯性力的平衡 摆动筛中振动和平衡一对矛盾为了防止发生剧烈的振动除了在制造安装中保证其精度外设计上还必须采取措施通常的方法是采取平衡重平衡即在偏心装置上加设平衡重物或对称平衡即采取双筛体的方法平衡

1 平衡重平衡

2对称平衡法

六滚筒分级筛 见动画

1 滚筒 2 支承装置 3 收集料斗 4 传动装置 5 清筛装置

第三节 形状分级机械与设备 一三滚筒式分级机 应用范围主要用于球形体或近似球形的果蔬原料（苹果柑橘番茄桃子等）

全机结构驱动轮链轮出料输送带理料辊 分级原理 这种分级机的特点 工作过程

二颗粒形状分级设备 谷物颗粒料（如小麦大麦）等必须进行

精选和分级其主要原理是按颗粒长度进行分级以除去不必要的杂粒常用的精选机有滚筒精选机和碟片精选机两种其都是利用袋孔中嵌入长度不同的颗粒而带升高度不同的原理制成的如图 4-24和图4-25 所示

三带式分级机 1048708带式分级机工作原理 1048708国外生产的带式分级机有两种形式

第四节 光电分选分级机械与设备

一原理 利用紫外可见红外等光线和物体的相互作用而产生的吸收反射和吸收等现象对物料进行非接触式检测的方法是 20世纪60年代开始用于农产品和食品质量检验的新方法

根据物料的吸收和反射光谱可以鉴定物质的性质 例如利用紫外光作激励光源照射食品获得食品上的辐射荧光根据荧光的强度可以判别食品上附着的微生物的代谢物检出蛋品中霉菌花生类干果上附着的微生物及其代谢物如黄曲霉素

物料的吸收和反射光谱也可用于食品的异物检出用可见光作激励光源加上代替人眼的色彩传感器测定对象物的反射光或透射光可用于果品成熟度的判定谷类种子稻米水果的分选等作业领域

日本美国等正在开发用近红外光谱分析法无损检测水果的糖度和酸度的装置日本近年开发成功的米的食味计就是近红外分光分析仪装置和计算机系统结合的研究成果红外线法是利用红外吸收光谱测定食品的成分量例如牛乳的成分计等

（一）光与食品物料的相互作用 食品物料的光学特性 是指物料对投射到其表面上的光产生反射吸收透射漫射或受光照后激发出其他波长的光的性质物料是由许多微小的内部中间层组成的不同食品物料的物质种类组成不同因而在光学特性方面的反映也不尽相同

（二）食品物料的光特性应用技术 1 缺陷检测 食品和农产品的光特性已经被用于非破坏检

测方面的各种问题 2 成分分析 快速检测食品中的水分脂肪蛋白质氨基酸糖份酸度等化学成分的含量用于品质的监督和控制近红外光谱分析技术用于品质检测和控制是近年发展速度很快的一种全新的检测方法1048708

3 成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系并表现出表面或内部颜色的不同

最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

• Slide 1

转筒式除石机

（三）除草机 除草机是用来除去原料中的杂草茎叶麦杆等杂物的设备其形式多种多样图为块根类食品原料在清洗过程中除去杂草的典型设备胶带式除草机

（四）除铁机 原料在加工前必须经过严格的磁选除去夹在原料中的铁性杂质食品原料中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型式

电磁式除铁机磁力稳定性能可靠但必须保证一定的电流强度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 2~3 个盖板每个盖板上装有 2 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

溜管可连续的进行磁选永磁溜管结构简单不占地方

使用平板式除铁机的永磁安装结构示意图磁铁可安装一排或多排食品原料通过倾角为 30deg~40deg的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动的间隙小于 2mm当物料落在由非磁性材料制成的滚筒上时物料随滚筒一起转动而后自由排除而夹杂在食品原料总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

为了保障安全生产和产品质量在食品原料的粮食等物料加工的全过程中凡是高速运转的及其的前部都应装有磁选设备

第三节 振动分选机械 一振动分选机械的基本知识 振动分选一般是通过机械的振动（或其他形式的运动）将原料通过一层或数层带孔的筛面使物料按宽度或厚度分成若干个粒度级别的过程

每一层筛面都可以将物料分成筛过物（也叫筛下物）和筛余物（也叫筛上物）两部分

（一）筛分效率

ηmdashmdash筛分效率 Gmdashmdash筛分物料总量 kg Grsquomdashmdash筛过物料总量 kg xmdashmdash可筛过物的质量百分比

（二）筛面组合将各种粒度的混合物通过筛分分成若干个粒级或提高总的筛分效率

1 筛余物法筛余物法如图 4-5 （ a）所示将前道筛面的筛余物送至后道筛面再筛图中所示筛分产品从 I 到 IV 依次渐粗这种筛面组合的特点是先提细粒后提粗粒它的优点是粗粒料的筛分路线长筛面的检查清理维护方便缺点是所有大粒物料要从每层筛面流过不但筛面易磨损而且多数粗物料阻碍细粒料接触筛孔降低筛分效率

2 筛过物法筛过物法如图 4-5 （ b）所示将前道筛面的筛过物送至下道筛面再筛筛分产品从 I 到 IV以次渐细先提粗粒后提细粒它的优点是使筛面的负荷减轻有助于提高筛分效率同时筛面配置空间较紧凑

3 混合法混合法如图 4-5 （ c）所示这种方法综合了前二种方法的优点因此流程可以灵活多变不同的筛分物料都要根据其物料的具体特点粗细粒的含量以及筛分的要求来确定筛面的组合方式

（三）开孔率（筛面利用系数筛孔系数） 开孔率 （筛面利用系数）是指整个筛面上筛孔所

占的面积与总面积之比 对于编织筛面有

式中 Kmdashmdash开孔率 bmdashmdash孔边长 mm dmdashmdash编织丝直径mm

（四）物料穿过筛孔的概率 对于前者以编织面为例直径为 D 的颗粒在筛面上通过筛孔的可能性仅为

当 D 越接近孔尺寸 b时筛过的可能性越是大幅度降低一般可将超过筛孔 08 ～ 10的粒度级称为难筛颗粒

当颗粒虽为筛下级别但它与筛面的相对运动速度达到一定值以上时则完全没有通过筛孔的机会

二 筛面的种类和结构 （一）栅筛面 栅筛面采用具有一定截面形状的棒料按一定的间距排列而成通常用于物料的去杂粗筛

栅筛面的特点是结构简单

（二）板筛面 1 板筛面由金属薄板冲压而成又称冲孔筛面最常用的金属薄板厚度为 05 ～15mm

2 板筛面最常用的筛孔形状是圆孔和长孔圆孔是按颗粒的宽度进行分级长孔是按颗粒的厚度分级也有时采用三角形孔或异形孔

3筛面的筛分效率与孔眼的形状间距和排列有密切关系即影响筛分效率的不仅是筛面的开孔率筛孔的排列也影响到颗粒接触和穿过筛孔的机会

（三）金属丝编织筛面 金属丝编织筛面由金属丝编织而成亦称筛网编织筛网通常为方孔或矩形孔孔尺寸大的可在 25mm 以上孔径小的可到 300目以上

（四）绢筛面 绢筛面由绢丝织成或称筛绢主要用于粉料的筛分在面粉工业中粉筛用量最大由于绢丝光滑柔软所以在筛面中极易移动而改变筛孔尺寸使用时必须用大框架绷紧较大孔的绢筛面都用绞织筛绢的材料为蚕丝或锦纶丝也可用两种材料混织

三筛面的运动方式 筛分机械工作过程的基础是物料与筛面的相对运动对于固定筛面而言则需要物料具有初始速度或是借重力产生的速度对于大多数筛分机械而言则需要借筛面运动的速度和加速度来产生物料与筛面的相对速度（如图 4-11 所示的各种筛面的运动方式）

（一）静止筛面 （二）往复运动筛面 （三）垂直圆运动筛面 （四）平面回转筛面 （五）旋转筛面

四筛面的传动方式 筛面的传动方式是每种筛分机械的主要特征它与支承机构决定了筛面的运动方式同一种筛面的运动方式也可有不同的传动方式

图 4-12 所示为常用的筛子传动方式

五摆动筛 摆动筛与振动筛的区别摆动筛又称摇动筛在食品工厂中常称为振动筛从物料在筛面上受力来看摆动筛与振动筛是不一样的摆动筛是以往复运动为主而以振动为辅摆动次数在 600 次 min以下振动筛在选矿和粮食筛选中常是一次筛分产品物料在筛面上是剧烈跳动的是以振动为主其振动次数为 800 ～ 1500次 min

（一）摆动筛结构特点 特点摆动筛的筛面是平的因而全部筛面都在工作制造和安装都比较容易结构简单调换筛面十分方便适用于多种物料的分级但是其动力平衡较差运行时连杆机构易损坏噪音较大

见图

（三）摆动筛主要技术参数 1 筛子结构主要有三种型式一种为钢条制成的一种是金属丝或丝线编织的一种是冲（钻）孔的薄金属板食品工厂常用最后一种型式为了减少筛孔被堵塞常将筛孔做成圆锥形孔由上向下逐渐增大其圆锥角以 7deg适

2 生产率生产能力 G 为 G=Bq 式中 Gmdashmdash生产能力 kgh Bmdashmdash筛面宽度m qmdashmdash筛面单位流量 kg m h

筛面单位流量主要与物料在筛面上的流速有关流量不能过大因此要提高 G 只能增大 B但筛宽和筛长有一定比例 B过大其结构庞大不便操作物料也不容易沿筛宽均匀散落筛宽一般在600 ～ 1200mm毫米内选取

3 物料运动特性 物料正向移动速度快显然可使物料层处于较薄状态从而增加过筛机会若该速度过快就需要较长的筛面否则就会造成来不及过筛的物料进入另一级中另外由于料层太薄物料在筛面上跳动过大而影响过筛机会

（四）摆动筛工作注意事项 由于摆动筛采用偏心曲轴连杆机构传动筛体往复运动时是变速运动由于加速度的影响使筛体产生的惯性力很大若不采取平衡措施就会造成筛体发生振动和噪音以致影响部件的使用寿命

要使筛体不发生剧烈振动或减少振动必须做到

（ 1 ）筛体的左右吊杆长短要一致（因有倾角存在故前后不一致）同时任何一根都不得扭曲变形

（ 2 ）保证筛面张紧和安装平整筛体不得向两侧倾斜

（ 3 ）偏心机构和连杆应与筛体的长轴线方向一致不得有偏差与扭曲更换偏心套时要成对更换

（ 4 ）偏心轴套与传动轴必须紧密配合不得松动偏心轴套在轴壳内滑动而不发生晃动轴壳与连杆连接处必须紧密平整并且在同一中心轴线上

（五）摆动筛惯性力的平衡 摆动筛中振动和平衡一对矛盾为了防止发生剧烈的振动除了在制造安装中保证其精度外设计上还必须采取措施通常的方法是采取平衡重平衡即在偏心装置上加设平衡重物或对称平衡即采取双筛体的方法平衡

1 平衡重平衡

2对称平衡法

六滚筒分级筛 见动画

1 滚筒 2 支承装置 3 收集料斗 4 传动装置 5 清筛装置

第三节 形状分级机械与设备 一三滚筒式分级机 应用范围主要用于球形体或近似球形的果蔬原料（苹果柑橘番茄桃子等）

全机结构驱动轮链轮出料输送带理料辊 分级原理 这种分级机的特点 工作过程

二颗粒形状分级设备 谷物颗粒料（如小麦大麦）等必须进行

精选和分级其主要原理是按颗粒长度进行分级以除去不必要的杂粒常用的精选机有滚筒精选机和碟片精选机两种其都是利用袋孔中嵌入长度不同的颗粒而带升高度不同的原理制成的如图 4-24和图4-25 所示

三带式分级机 1048708带式分级机工作原理 1048708国外生产的带式分级机有两种形式

第四节 光电分选分级机械与设备

一原理 利用紫外可见红外等光线和物体的相互作用而产生的吸收反射和吸收等现象对物料进行非接触式检测的方法是 20世纪60年代开始用于农产品和食品质量检验的新方法

根据物料的吸收和反射光谱可以鉴定物质的性质 例如利用紫外光作激励光源照射食品获得食品上的辐射荧光根据荧光的强度可以判别食品上附着的微生物的代谢物检出蛋品中霉菌花生类干果上附着的微生物及其代谢物如黄曲霉素

物料的吸收和反射光谱也可用于食品的异物检出用可见光作激励光源加上代替人眼的色彩传感器测定对象物的反射光或透射光可用于果品成熟度的判定谷类种子稻米水果的分选等作业领域

日本美国等正在开发用近红外光谱分析法无损检测水果的糖度和酸度的装置日本近年开发成功的米的食味计就是近红外分光分析仪装置和计算机系统结合的研究成果红外线法是利用红外吸收光谱测定食品的成分量例如牛乳的成分计等

（一）光与食品物料的相互作用 食品物料的光学特性 是指物料对投射到其表面上的光产生反射吸收透射漫射或受光照后激发出其他波长的光的性质物料是由许多微小的内部中间层组成的不同食品物料的物质种类组成不同因而在光学特性方面的反映也不尽相同

（二）食品物料的光特性应用技术 1 缺陷检测 食品和农产品的光特性已经被用于非破坏检

测方面的各种问题 2 成分分析 快速检测食品中的水分脂肪蛋白质氨基酸糖份酸度等化学成分的含量用于品质的监督和控制近红外光谱分析技术用于品质检测和控制是近年发展速度很快的一种全新的检测方法1048708

3 成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系并表现出表面或内部颜色的不同

最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

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（三）除草机 除草机是用来除去原料中的杂草茎叶麦杆等杂物的设备其形式多种多样图为块根类食品原料在清洗过程中除去杂草的典型设备胶带式除草机

（四）除铁机 原料在加工前必须经过严格的磁选除去夹在原料中的铁性杂质食品原料中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型式

电磁式除铁机磁力稳定性能可靠但必须保证一定的电流强度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 2~3 个盖板每个盖板上装有 2 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

溜管可连续的进行磁选永磁溜管结构简单不占地方

使用平板式除铁机的永磁安装结构示意图磁铁可安装一排或多排食品原料通过倾角为 30deg~40deg的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动的间隙小于 2mm当物料落在由非磁性材料制成的滚筒上时物料随滚筒一起转动而后自由排除而夹杂在食品原料总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

为了保障安全生产和产品质量在食品原料的粮食等物料加工的全过程中凡是高速运转的及其的前部都应装有磁选设备

第三节 振动分选机械 一振动分选机械的基本知识 振动分选一般是通过机械的振动（或其他形式的运动）将原料通过一层或数层带孔的筛面使物料按宽度或厚度分成若干个粒度级别的过程

每一层筛面都可以将物料分成筛过物（也叫筛下物）和筛余物（也叫筛上物）两部分

（一）筛分效率

ηmdashmdash筛分效率 Gmdashmdash筛分物料总量 kg Grsquomdashmdash筛过物料总量 kg xmdashmdash可筛过物的质量百分比

（二）筛面组合将各种粒度的混合物通过筛分分成若干个粒级或提高总的筛分效率

1 筛余物法筛余物法如图 4-5 （ a）所示将前道筛面的筛余物送至后道筛面再筛图中所示筛分产品从 I 到 IV 依次渐粗这种筛面组合的特点是先提细粒后提粗粒它的优点是粗粒料的筛分路线长筛面的检查清理维护方便缺点是所有大粒物料要从每层筛面流过不但筛面易磨损而且多数粗物料阻碍细粒料接触筛孔降低筛分效率

2 筛过物法筛过物法如图 4-5 （ b）所示将前道筛面的筛过物送至下道筛面再筛筛分产品从 I 到 IV以次渐细先提粗粒后提细粒它的优点是使筛面的负荷减轻有助于提高筛分效率同时筛面配置空间较紧凑

3 混合法混合法如图 4-5 （ c）所示这种方法综合了前二种方法的优点因此流程可以灵活多变不同的筛分物料都要根据其物料的具体特点粗细粒的含量以及筛分的要求来确定筛面的组合方式

（三）开孔率（筛面利用系数筛孔系数） 开孔率 （筛面利用系数）是指整个筛面上筛孔所

占的面积与总面积之比 对于编织筛面有

式中 Kmdashmdash开孔率 bmdashmdash孔边长 mm dmdashmdash编织丝直径mm

（四）物料穿过筛孔的概率 对于前者以编织面为例直径为 D 的颗粒在筛面上通过筛孔的可能性仅为

当 D 越接近孔尺寸 b时筛过的可能性越是大幅度降低一般可将超过筛孔 08 ～ 10的粒度级称为难筛颗粒

当颗粒虽为筛下级别但它与筛面的相对运动速度达到一定值以上时则完全没有通过筛孔的机会

二 筛面的种类和结构 （一）栅筛面 栅筛面采用具有一定截面形状的棒料按一定的间距排列而成通常用于物料的去杂粗筛

栅筛面的特点是结构简单

（二）板筛面 1 板筛面由金属薄板冲压而成又称冲孔筛面最常用的金属薄板厚度为 05 ～15mm

2 板筛面最常用的筛孔形状是圆孔和长孔圆孔是按颗粒的宽度进行分级长孔是按颗粒的厚度分级也有时采用三角形孔或异形孔

3筛面的筛分效率与孔眼的形状间距和排列有密切关系即影响筛分效率的不仅是筛面的开孔率筛孔的排列也影响到颗粒接触和穿过筛孔的机会

（三）金属丝编织筛面 金属丝编织筛面由金属丝编织而成亦称筛网编织筛网通常为方孔或矩形孔孔尺寸大的可在 25mm 以上孔径小的可到 300目以上

（四）绢筛面 绢筛面由绢丝织成或称筛绢主要用于粉料的筛分在面粉工业中粉筛用量最大由于绢丝光滑柔软所以在筛面中极易移动而改变筛孔尺寸使用时必须用大框架绷紧较大孔的绢筛面都用绞织筛绢的材料为蚕丝或锦纶丝也可用两种材料混织

三筛面的运动方式 筛分机械工作过程的基础是物料与筛面的相对运动对于固定筛面而言则需要物料具有初始速度或是借重力产生的速度对于大多数筛分机械而言则需要借筛面运动的速度和加速度来产生物料与筛面的相对速度（如图 4-11 所示的各种筛面的运动方式）

（一）静止筛面 （二）往复运动筛面 （三）垂直圆运动筛面 （四）平面回转筛面 （五）旋转筛面

四筛面的传动方式 筛面的传动方式是每种筛分机械的主要特征它与支承机构决定了筛面的运动方式同一种筛面的运动方式也可有不同的传动方式

图 4-12 所示为常用的筛子传动方式

五摆动筛 摆动筛与振动筛的区别摆动筛又称摇动筛在食品工厂中常称为振动筛从物料在筛面上受力来看摆动筛与振动筛是不一样的摆动筛是以往复运动为主而以振动为辅摆动次数在 600 次 min以下振动筛在选矿和粮食筛选中常是一次筛分产品物料在筛面上是剧烈跳动的是以振动为主其振动次数为 800 ～ 1500次 min

（一）摆动筛结构特点 特点摆动筛的筛面是平的因而全部筛面都在工作制造和安装都比较容易结构简单调换筛面十分方便适用于多种物料的分级但是其动力平衡较差运行时连杆机构易损坏噪音较大

见图

（三）摆动筛主要技术参数 1 筛子结构主要有三种型式一种为钢条制成的一种是金属丝或丝线编织的一种是冲（钻）孔的薄金属板食品工厂常用最后一种型式为了减少筛孔被堵塞常将筛孔做成圆锥形孔由上向下逐渐增大其圆锥角以 7deg适

2 生产率生产能力 G 为 G=Bq 式中 Gmdashmdash生产能力 kgh Bmdashmdash筛面宽度m qmdashmdash筛面单位流量 kg m h

筛面单位流量主要与物料在筛面上的流速有关流量不能过大因此要提高 G 只能增大 B但筛宽和筛长有一定比例 B过大其结构庞大不便操作物料也不容易沿筛宽均匀散落筛宽一般在600 ～ 1200mm毫米内选取

3 物料运动特性 物料正向移动速度快显然可使物料层处于较薄状态从而增加过筛机会若该速度过快就需要较长的筛面否则就会造成来不及过筛的物料进入另一级中另外由于料层太薄物料在筛面上跳动过大而影响过筛机会

（四）摆动筛工作注意事项 由于摆动筛采用偏心曲轴连杆机构传动筛体往复运动时是变速运动由于加速度的影响使筛体产生的惯性力很大若不采取平衡措施就会造成筛体发生振动和噪音以致影响部件的使用寿命

要使筛体不发生剧烈振动或减少振动必须做到

（ 1 ）筛体的左右吊杆长短要一致（因有倾角存在故前后不一致）同时任何一根都不得扭曲变形

（ 2 ）保证筛面张紧和安装平整筛体不得向两侧倾斜

（ 3 ）偏心机构和连杆应与筛体的长轴线方向一致不得有偏差与扭曲更换偏心套时要成对更换

（ 4 ）偏心轴套与传动轴必须紧密配合不得松动偏心轴套在轴壳内滑动而不发生晃动轴壳与连杆连接处必须紧密平整并且在同一中心轴线上

（五）摆动筛惯性力的平衡 摆动筛中振动和平衡一对矛盾为了防止发生剧烈的振动除了在制造安装中保证其精度外设计上还必须采取措施通常的方法是采取平衡重平衡即在偏心装置上加设平衡重物或对称平衡即采取双筛体的方法平衡

1 平衡重平衡

2对称平衡法

六滚筒分级筛 见动画

1 滚筒 2 支承装置 3 收集料斗 4 传动装置 5 清筛装置

第三节 形状分级机械与设备 一三滚筒式分级机 应用范围主要用于球形体或近似球形的果蔬原料（苹果柑橘番茄桃子等）

全机结构驱动轮链轮出料输送带理料辊 分级原理 这种分级机的特点 工作过程

二颗粒形状分级设备 谷物颗粒料（如小麦大麦）等必须进行

精选和分级其主要原理是按颗粒长度进行分级以除去不必要的杂粒常用的精选机有滚筒精选机和碟片精选机两种其都是利用袋孔中嵌入长度不同的颗粒而带升高度不同的原理制成的如图 4-24和图4-25 所示

三带式分级机 1048708带式分级机工作原理 1048708国外生产的带式分级机有两种形式

第四节 光电分选分级机械与设备

一原理 利用紫外可见红外等光线和物体的相互作用而产生的吸收反射和吸收等现象对物料进行非接触式检测的方法是 20世纪60年代开始用于农产品和食品质量检验的新方法

根据物料的吸收和反射光谱可以鉴定物质的性质 例如利用紫外光作激励光源照射食品获得食品上的辐射荧光根据荧光的强度可以判别食品上附着的微生物的代谢物检出蛋品中霉菌花生类干果上附着的微生物及其代谢物如黄曲霉素

物料的吸收和反射光谱也可用于食品的异物检出用可见光作激励光源加上代替人眼的色彩传感器测定对象物的反射光或透射光可用于果品成熟度的判定谷类种子稻米水果的分选等作业领域

日本美国等正在开发用近红外光谱分析法无损检测水果的糖度和酸度的装置日本近年开发成功的米的食味计就是近红外分光分析仪装置和计算机系统结合的研究成果红外线法是利用红外吸收光谱测定食品的成分量例如牛乳的成分计等

（一）光与食品物料的相互作用 食品物料的光学特性 是指物料对投射到其表面上的光产生反射吸收透射漫射或受光照后激发出其他波长的光的性质物料是由许多微小的内部中间层组成的不同食品物料的物质种类组成不同因而在光学特性方面的反映也不尽相同

（二）食品物料的光特性应用技术 1 缺陷检测 食品和农产品的光特性已经被用于非破坏检

测方面的各种问题 2 成分分析 快速检测食品中的水分脂肪蛋白质氨基酸糖份酸度等化学成分的含量用于品质的监督和控制近红外光谱分析技术用于品质检测和控制是近年发展速度很快的一种全新的检测方法1048708

3 成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系并表现出表面或内部颜色的不同

最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

• Slide 1

（四）除铁机 原料在加工前必须经过严格的磁选除去夹在原料中的铁性杂质食品原料中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型式

电磁式除铁机磁力稳定性能可靠但必须保证一定的电流强度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 2~3 个盖板每个盖板上装有 2 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

溜管可连续的进行磁选永磁溜管结构简单不占地方

使用平板式除铁机的永磁安装结构示意图磁铁可安装一排或多排食品原料通过倾角为 30deg~40deg的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动的间隙小于 2mm当物料落在由非磁性材料制成的滚筒上时物料随滚筒一起转动而后自由排除而夹杂在食品原料总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

为了保障安全生产和产品质量在食品原料的粮食等物料加工的全过程中凡是高速运转的及其的前部都应装有磁选设备

第三节 振动分选机械 一振动分选机械的基本知识 振动分选一般是通过机械的振动（或其他形式的运动）将原料通过一层或数层带孔的筛面使物料按宽度或厚度分成若干个粒度级别的过程

每一层筛面都可以将物料分成筛过物（也叫筛下物）和筛余物（也叫筛上物）两部分

（一）筛分效率

ηmdashmdash筛分效率 Gmdashmdash筛分物料总量 kg Grsquomdashmdash筛过物料总量 kg xmdashmdash可筛过物的质量百分比

（二）筛面组合将各种粒度的混合物通过筛分分成若干个粒级或提高总的筛分效率

1 筛余物法筛余物法如图 4-5 （ a）所示将前道筛面的筛余物送至后道筛面再筛图中所示筛分产品从 I 到 IV 依次渐粗这种筛面组合的特点是先提细粒后提粗粒它的优点是粗粒料的筛分路线长筛面的检查清理维护方便缺点是所有大粒物料要从每层筛面流过不但筛面易磨损而且多数粗物料阻碍细粒料接触筛孔降低筛分效率

2 筛过物法筛过物法如图 4-5 （ b）所示将前道筛面的筛过物送至下道筛面再筛筛分产品从 I 到 IV以次渐细先提粗粒后提细粒它的优点是使筛面的负荷减轻有助于提高筛分效率同时筛面配置空间较紧凑

3 混合法混合法如图 4-5 （ c）所示这种方法综合了前二种方法的优点因此流程可以灵活多变不同的筛分物料都要根据其物料的具体特点粗细粒的含量以及筛分的要求来确定筛面的组合方式

（三）开孔率（筛面利用系数筛孔系数） 开孔率 （筛面利用系数）是指整个筛面上筛孔所

占的面积与总面积之比 对于编织筛面有

式中 Kmdashmdash开孔率 bmdashmdash孔边长 mm dmdashmdash编织丝直径mm

（四）物料穿过筛孔的概率 对于前者以编织面为例直径为 D 的颗粒在筛面上通过筛孔的可能性仅为

当 D 越接近孔尺寸 b时筛过的可能性越是大幅度降低一般可将超过筛孔 08 ～ 10的粒度级称为难筛颗粒

当颗粒虽为筛下级别但它与筛面的相对运动速度达到一定值以上时则完全没有通过筛孔的机会

二 筛面的种类和结构 （一）栅筛面 栅筛面采用具有一定截面形状的棒料按一定的间距排列而成通常用于物料的去杂粗筛

栅筛面的特点是结构简单

（二）板筛面 1 板筛面由金属薄板冲压而成又称冲孔筛面最常用的金属薄板厚度为 05 ～15mm

2 板筛面最常用的筛孔形状是圆孔和长孔圆孔是按颗粒的宽度进行分级长孔是按颗粒的厚度分级也有时采用三角形孔或异形孔

3筛面的筛分效率与孔眼的形状间距和排列有密切关系即影响筛分效率的不仅是筛面的开孔率筛孔的排列也影响到颗粒接触和穿过筛孔的机会

（三）金属丝编织筛面 金属丝编织筛面由金属丝编织而成亦称筛网编织筛网通常为方孔或矩形孔孔尺寸大的可在 25mm 以上孔径小的可到 300目以上

（四）绢筛面 绢筛面由绢丝织成或称筛绢主要用于粉料的筛分在面粉工业中粉筛用量最大由于绢丝光滑柔软所以在筛面中极易移动而改变筛孔尺寸使用时必须用大框架绷紧较大孔的绢筛面都用绞织筛绢的材料为蚕丝或锦纶丝也可用两种材料混织

三筛面的运动方式 筛分机械工作过程的基础是物料与筛面的相对运动对于固定筛面而言则需要物料具有初始速度或是借重力产生的速度对于大多数筛分机械而言则需要借筛面运动的速度和加速度来产生物料与筛面的相对速度（如图 4-11 所示的各种筛面的运动方式）

（一）静止筛面 （二）往复运动筛面 （三）垂直圆运动筛面 （四）平面回转筛面 （五）旋转筛面

四筛面的传动方式 筛面的传动方式是每种筛分机械的主要特征它与支承机构决定了筛面的运动方式同一种筛面的运动方式也可有不同的传动方式

图 4-12 所示为常用的筛子传动方式

五摆动筛 摆动筛与振动筛的区别摆动筛又称摇动筛在食品工厂中常称为振动筛从物料在筛面上受力来看摆动筛与振动筛是不一样的摆动筛是以往复运动为主而以振动为辅摆动次数在 600 次 min以下振动筛在选矿和粮食筛选中常是一次筛分产品物料在筛面上是剧烈跳动的是以振动为主其振动次数为 800 ～ 1500次 min

（一）摆动筛结构特点 特点摆动筛的筛面是平的因而全部筛面都在工作制造和安装都比较容易结构简单调换筛面十分方便适用于多种物料的分级但是其动力平衡较差运行时连杆机构易损坏噪音较大

见图

（三）摆动筛主要技术参数 1 筛子结构主要有三种型式一种为钢条制成的一种是金属丝或丝线编织的一种是冲（钻）孔的薄金属板食品工厂常用最后一种型式为了减少筛孔被堵塞常将筛孔做成圆锥形孔由上向下逐渐增大其圆锥角以 7deg适

2 生产率生产能力 G 为 G=Bq 式中 Gmdashmdash生产能力 kgh Bmdashmdash筛面宽度m qmdashmdash筛面单位流量 kg m h

筛面单位流量主要与物料在筛面上的流速有关流量不能过大因此要提高 G 只能增大 B但筛宽和筛长有一定比例 B过大其结构庞大不便操作物料也不容易沿筛宽均匀散落筛宽一般在600 ～ 1200mm毫米内选取

3 物料运动特性 物料正向移动速度快显然可使物料层处于较薄状态从而增加过筛机会若该速度过快就需要较长的筛面否则就会造成来不及过筛的物料进入另一级中另外由于料层太薄物料在筛面上跳动过大而影响过筛机会

（四）摆动筛工作注意事项 由于摆动筛采用偏心曲轴连杆机构传动筛体往复运动时是变速运动由于加速度的影响使筛体产生的惯性力很大若不采取平衡措施就会造成筛体发生振动和噪音以致影响部件的使用寿命

要使筛体不发生剧烈振动或减少振动必须做到

（ 1 ）筛体的左右吊杆长短要一致（因有倾角存在故前后不一致）同时任何一根都不得扭曲变形

（ 2 ）保证筛面张紧和安装平整筛体不得向两侧倾斜

（ 3 ）偏心机构和连杆应与筛体的长轴线方向一致不得有偏差与扭曲更换偏心套时要成对更换

（ 4 ）偏心轴套与传动轴必须紧密配合不得松动偏心轴套在轴壳内滑动而不发生晃动轴壳与连杆连接处必须紧密平整并且在同一中心轴线上

（五）摆动筛惯性力的平衡 摆动筛中振动和平衡一对矛盾为了防止发生剧烈的振动除了在制造安装中保证其精度外设计上还必须采取措施通常的方法是采取平衡重平衡即在偏心装置上加设平衡重物或对称平衡即采取双筛体的方法平衡

1 平衡重平衡

2对称平衡法

六滚筒分级筛 见动画

1 滚筒 2 支承装置 3 收集料斗 4 传动装置 5 清筛装置

第三节 形状分级机械与设备 一三滚筒式分级机 应用范围主要用于球形体或近似球形的果蔬原料（苹果柑橘番茄桃子等）

全机结构驱动轮链轮出料输送带理料辊 分级原理 这种分级机的特点 工作过程

二颗粒形状分级设备 谷物颗粒料（如小麦大麦）等必须进行

精选和分级其主要原理是按颗粒长度进行分级以除去不必要的杂粒常用的精选机有滚筒精选机和碟片精选机两种其都是利用袋孔中嵌入长度不同的颗粒而带升高度不同的原理制成的如图 4-24和图4-25 所示

三带式分级机 1048708带式分级机工作原理 1048708国外生产的带式分级机有两种形式

第四节 光电分选分级机械与设备

一原理 利用紫外可见红外等光线和物体的相互作用而产生的吸收反射和吸收等现象对物料进行非接触式检测的方法是 20世纪60年代开始用于农产品和食品质量检验的新方法

根据物料的吸收和反射光谱可以鉴定物质的性质 例如利用紫外光作激励光源照射食品获得食品上的辐射荧光根据荧光的强度可以判别食品上附着的微生物的代谢物检出蛋品中霉菌花生类干果上附着的微生物及其代谢物如黄曲霉素

物料的吸收和反射光谱也可用于食品的异物检出用可见光作激励光源加上代替人眼的色彩传感器测定对象物的反射光或透射光可用于果品成熟度的判定谷类种子稻米水果的分选等作业领域

日本美国等正在开发用近红外光谱分析法无损检测水果的糖度和酸度的装置日本近年开发成功的米的食味计就是近红外分光分析仪装置和计算机系统结合的研究成果红外线法是利用红外吸收光谱测定食品的成分量例如牛乳的成分计等

（一）光与食品物料的相互作用 食品物料的光学特性 是指物料对投射到其表面上的光产生反射吸收透射漫射或受光照后激发出其他波长的光的性质物料是由许多微小的内部中间层组成的不同食品物料的物质种类组成不同因而在光学特性方面的反映也不尽相同

（二）食品物料的光特性应用技术 1 缺陷检测 食品和农产品的光特性已经被用于非破坏检

测方面的各种问题 2 成分分析 快速检测食品中的水分脂肪蛋白质氨基酸糖份酸度等化学成分的含量用于品质的监督和控制近红外光谱分析技术用于品质检测和控制是近年发展速度很快的一种全新的检测方法1048708

3 成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系并表现出表面或内部颜色的不同

最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

• Slide 1

电磁式除铁机磁力稳定性能可靠但必须保证一定的电流强度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 2~3 个盖板每个盖板上装有 2 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

溜管可连续的进行磁选永磁溜管结构简单不占地方

使用平板式除铁机的永磁安装结构示意图磁铁可安装一排或多排食品原料通过倾角为 30deg~40deg的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动的间隙小于 2mm当物料落在由非磁性材料制成的滚筒上时物料随滚筒一起转动而后自由排除而夹杂在食品原料总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

为了保障安全生产和产品质量在食品原料的粮食等物料加工的全过程中凡是高速运转的及其的前部都应装有磁选设备

第三节 振动分选机械 一振动分选机械的基本知识 振动分选一般是通过机械的振动（或其他形式的运动）将原料通过一层或数层带孔的筛面使物料按宽度或厚度分成若干个粒度级别的过程

每一层筛面都可以将物料分成筛过物（也叫筛下物）和筛余物（也叫筛上物）两部分

（一）筛分效率

ηmdashmdash筛分效率 Gmdashmdash筛分物料总量 kg Grsquomdashmdash筛过物料总量 kg xmdashmdash可筛过物的质量百分比

（二）筛面组合将各种粒度的混合物通过筛分分成若干个粒级或提高总的筛分效率

1 筛余物法筛余物法如图 4-5 （ a）所示将前道筛面的筛余物送至后道筛面再筛图中所示筛分产品从 I 到 IV 依次渐粗这种筛面组合的特点是先提细粒后提粗粒它的优点是粗粒料的筛分路线长筛面的检查清理维护方便缺点是所有大粒物料要从每层筛面流过不但筛面易磨损而且多数粗物料阻碍细粒料接触筛孔降低筛分效率

2 筛过物法筛过物法如图 4-5 （ b）所示将前道筛面的筛过物送至下道筛面再筛筛分产品从 I 到 IV以次渐细先提粗粒后提细粒它的优点是使筛面的负荷减轻有助于提高筛分效率同时筛面配置空间较紧凑

3 混合法混合法如图 4-5 （ c）所示这种方法综合了前二种方法的优点因此流程可以灵活多变不同的筛分物料都要根据其物料的具体特点粗细粒的含量以及筛分的要求来确定筛面的组合方式

（三）开孔率（筛面利用系数筛孔系数） 开孔率 （筛面利用系数）是指整个筛面上筛孔所

占的面积与总面积之比 对于编织筛面有

式中 Kmdashmdash开孔率 bmdashmdash孔边长 mm dmdashmdash编织丝直径mm

（四）物料穿过筛孔的概率 对于前者以编织面为例直径为 D 的颗粒在筛面上通过筛孔的可能性仅为

当 D 越接近孔尺寸 b时筛过的可能性越是大幅度降低一般可将超过筛孔 08 ～ 10的粒度级称为难筛颗粒

当颗粒虽为筛下级别但它与筛面的相对运动速度达到一定值以上时则完全没有通过筛孔的机会

二 筛面的种类和结构 （一）栅筛面 栅筛面采用具有一定截面形状的棒料按一定的间距排列而成通常用于物料的去杂粗筛

栅筛面的特点是结构简单

（二）板筛面 1 板筛面由金属薄板冲压而成又称冲孔筛面最常用的金属薄板厚度为 05 ～15mm

2 板筛面最常用的筛孔形状是圆孔和长孔圆孔是按颗粒的宽度进行分级长孔是按颗粒的厚度分级也有时采用三角形孔或异形孔

3筛面的筛分效率与孔眼的形状间距和排列有密切关系即影响筛分效率的不仅是筛面的开孔率筛孔的排列也影响到颗粒接触和穿过筛孔的机会

（三）金属丝编织筛面 金属丝编织筛面由金属丝编织而成亦称筛网编织筛网通常为方孔或矩形孔孔尺寸大的可在 25mm 以上孔径小的可到 300目以上

（四）绢筛面 绢筛面由绢丝织成或称筛绢主要用于粉料的筛分在面粉工业中粉筛用量最大由于绢丝光滑柔软所以在筛面中极易移动而改变筛孔尺寸使用时必须用大框架绷紧较大孔的绢筛面都用绞织筛绢的材料为蚕丝或锦纶丝也可用两种材料混织

三筛面的运动方式 筛分机械工作过程的基础是物料与筛面的相对运动对于固定筛面而言则需要物料具有初始速度或是借重力产生的速度对于大多数筛分机械而言则需要借筛面运动的速度和加速度来产生物料与筛面的相对速度（如图 4-11 所示的各种筛面的运动方式）

（一）静止筛面 （二）往复运动筛面 （三）垂直圆运动筛面 （四）平面回转筛面 （五）旋转筛面

四筛面的传动方式 筛面的传动方式是每种筛分机械的主要特征它与支承机构决定了筛面的运动方式同一种筛面的运动方式也可有不同的传动方式

图 4-12 所示为常用的筛子传动方式

五摆动筛 摆动筛与振动筛的区别摆动筛又称摇动筛在食品工厂中常称为振动筛从物料在筛面上受力来看摆动筛与振动筛是不一样的摆动筛是以往复运动为主而以振动为辅摆动次数在 600 次 min以下振动筛在选矿和粮食筛选中常是一次筛分产品物料在筛面上是剧烈跳动的是以振动为主其振动次数为 800 ～ 1500次 min

（一）摆动筛结构特点 特点摆动筛的筛面是平的因而全部筛面都在工作制造和安装都比较容易结构简单调换筛面十分方便适用于多种物料的分级但是其动力平衡较差运行时连杆机构易损坏噪音较大

见图

（三）摆动筛主要技术参数 1 筛子结构主要有三种型式一种为钢条制成的一种是金属丝或丝线编织的一种是冲（钻）孔的薄金属板食品工厂常用最后一种型式为了减少筛孔被堵塞常将筛孔做成圆锥形孔由上向下逐渐增大其圆锥角以 7deg适

2 生产率生产能力 G 为 G=Bq 式中 Gmdashmdash生产能力 kgh Bmdashmdash筛面宽度m qmdashmdash筛面单位流量 kg m h

筛面单位流量主要与物料在筛面上的流速有关流量不能过大因此要提高 G 只能增大 B但筛宽和筛长有一定比例 B过大其结构庞大不便操作物料也不容易沿筛宽均匀散落筛宽一般在600 ～ 1200mm毫米内选取

3 物料运动特性 物料正向移动速度快显然可使物料层处于较薄状态从而增加过筛机会若该速度过快就需要较长的筛面否则就会造成来不及过筛的物料进入另一级中另外由于料层太薄物料在筛面上跳动过大而影响过筛机会

（四）摆动筛工作注意事项 由于摆动筛采用偏心曲轴连杆机构传动筛体往复运动时是变速运动由于加速度的影响使筛体产生的惯性力很大若不采取平衡措施就会造成筛体发生振动和噪音以致影响部件的使用寿命

要使筛体不发生剧烈振动或减少振动必须做到

（ 1 ）筛体的左右吊杆长短要一致（因有倾角存在故前后不一致）同时任何一根都不得扭曲变形

（ 2 ）保证筛面张紧和安装平整筛体不得向两侧倾斜

（ 3 ）偏心机构和连杆应与筛体的长轴线方向一致不得有偏差与扭曲更换偏心套时要成对更换

（ 4 ）偏心轴套与传动轴必须紧密配合不得松动偏心轴套在轴壳内滑动而不发生晃动轴壳与连杆连接处必须紧密平整并且在同一中心轴线上

（五）摆动筛惯性力的平衡 摆动筛中振动和平衡一对矛盾为了防止发生剧烈的振动除了在制造安装中保证其精度外设计上还必须采取措施通常的方法是采取平衡重平衡即在偏心装置上加设平衡重物或对称平衡即采取双筛体的方法平衡

1 平衡重平衡

2对称平衡法

六滚筒分级筛 见动画

1 滚筒 2 支承装置 3 收集料斗 4 传动装置 5 清筛装置

第三节 形状分级机械与设备 一三滚筒式分级机 应用范围主要用于球形体或近似球形的果蔬原料（苹果柑橘番茄桃子等）

全机结构驱动轮链轮出料输送带理料辊 分级原理 这种分级机的特点 工作过程

二颗粒形状分级设备 谷物颗粒料（如小麦大麦）等必须进行

精选和分级其主要原理是按颗粒长度进行分级以除去不必要的杂粒常用的精选机有滚筒精选机和碟片精选机两种其都是利用袋孔中嵌入长度不同的颗粒而带升高度不同的原理制成的如图 4-24和图4-25 所示

三带式分级机 1048708带式分级机工作原理 1048708国外生产的带式分级机有两种形式

第四节 光电分选分级机械与设备

一原理 利用紫外可见红外等光线和物体的相互作用而产生的吸收反射和吸收等现象对物料进行非接触式检测的方法是 20世纪60年代开始用于农产品和食品质量检验的新方法

根据物料的吸收和反射光谱可以鉴定物质的性质 例如利用紫外光作激励光源照射食品获得食品上的辐射荧光根据荧光的强度可以判别食品上附着的微生物的代谢物检出蛋品中霉菌花生类干果上附着的微生物及其代谢物如黄曲霉素

物料的吸收和反射光谱也可用于食品的异物检出用可见光作激励光源加上代替人眼的色彩传感器测定对象物的反射光或透射光可用于果品成熟度的判定谷类种子稻米水果的分选等作业领域

日本美国等正在开发用近红外光谱分析法无损检测水果的糖度和酸度的装置日本近年开发成功的米的食味计就是近红外分光分析仪装置和计算机系统结合的研究成果红外线法是利用红外吸收光谱测定食品的成分量例如牛乳的成分计等

（一）光与食品物料的相互作用 食品物料的光学特性 是指物料对投射到其表面上的光产生反射吸收透射漫射或受光照后激发出其他波长的光的性质物料是由许多微小的内部中间层组成的不同食品物料的物质种类组成不同因而在光学特性方面的反映也不尽相同

（二）食品物料的光特性应用技术 1 缺陷检测 食品和农产品的光特性已经被用于非破坏检

测方面的各种问题 2 成分分析 快速检测食品中的水分脂肪蛋白质氨基酸糖份酸度等化学成分的含量用于品质的监督和控制近红外光谱分析技术用于品质检测和控制是近年发展速度很快的一种全新的检测方法1048708

3 成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系并表现出表面或内部颜色的不同

最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

• Slide 1

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 2~3 个盖板每个盖板上装有 2 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

溜管可连续的进行磁选永磁溜管结构简单不占地方

使用平板式除铁机的永磁安装结构示意图磁铁可安装一排或多排食品原料通过倾角为 30deg~40deg的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动的间隙小于 2mm当物料落在由非磁性材料制成的滚筒上时物料随滚筒一起转动而后自由排除而夹杂在食品原料总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

为了保障安全生产和产品质量在食品原料的粮食等物料加工的全过程中凡是高速运转的及其的前部都应装有磁选设备

第三节 振动分选机械 一振动分选机械的基本知识 振动分选一般是通过机械的振动（或其他形式的运动）将原料通过一层或数层带孔的筛面使物料按宽度或厚度分成若干个粒度级别的过程

每一层筛面都可以将物料分成筛过物（也叫筛下物）和筛余物（也叫筛上物）两部分

（一）筛分效率

ηmdashmdash筛分效率 Gmdashmdash筛分物料总量 kg Grsquomdashmdash筛过物料总量 kg xmdashmdash可筛过物的质量百分比

（二）筛面组合将各种粒度的混合物通过筛分分成若干个粒级或提高总的筛分效率

1 筛余物法筛余物法如图 4-5 （ a）所示将前道筛面的筛余物送至后道筛面再筛图中所示筛分产品从 I 到 IV 依次渐粗这种筛面组合的特点是先提细粒后提粗粒它的优点是粗粒料的筛分路线长筛面的检查清理维护方便缺点是所有大粒物料要从每层筛面流过不但筛面易磨损而且多数粗物料阻碍细粒料接触筛孔降低筛分效率

2 筛过物法筛过物法如图 4-5 （ b）所示将前道筛面的筛过物送至下道筛面再筛筛分产品从 I 到 IV以次渐细先提粗粒后提细粒它的优点是使筛面的负荷减轻有助于提高筛分效率同时筛面配置空间较紧凑

3 混合法混合法如图 4-5 （ c）所示这种方法综合了前二种方法的优点因此流程可以灵活多变不同的筛分物料都要根据其物料的具体特点粗细粒的含量以及筛分的要求来确定筛面的组合方式

（三）开孔率（筛面利用系数筛孔系数） 开孔率 （筛面利用系数）是指整个筛面上筛孔所

占的面积与总面积之比 对于编织筛面有

式中 Kmdashmdash开孔率 bmdashmdash孔边长 mm dmdashmdash编织丝直径mm

（四）物料穿过筛孔的概率 对于前者以编织面为例直径为 D 的颗粒在筛面上通过筛孔的可能性仅为

当 D 越接近孔尺寸 b时筛过的可能性越是大幅度降低一般可将超过筛孔 08 ～ 10的粒度级称为难筛颗粒

当颗粒虽为筛下级别但它与筛面的相对运动速度达到一定值以上时则完全没有通过筛孔的机会

二 筛面的种类和结构 （一）栅筛面 栅筛面采用具有一定截面形状的棒料按一定的间距排列而成通常用于物料的去杂粗筛

栅筛面的特点是结构简单

（二）板筛面 1 板筛面由金属薄板冲压而成又称冲孔筛面最常用的金属薄板厚度为 05 ～15mm

2 板筛面最常用的筛孔形状是圆孔和长孔圆孔是按颗粒的宽度进行分级长孔是按颗粒的厚度分级也有时采用三角形孔或异形孔

3筛面的筛分效率与孔眼的形状间距和排列有密切关系即影响筛分效率的不仅是筛面的开孔率筛孔的排列也影响到颗粒接触和穿过筛孔的机会

（三）金属丝编织筛面 金属丝编织筛面由金属丝编织而成亦称筛网编织筛网通常为方孔或矩形孔孔尺寸大的可在 25mm 以上孔径小的可到 300目以上

（四）绢筛面 绢筛面由绢丝织成或称筛绢主要用于粉料的筛分在面粉工业中粉筛用量最大由于绢丝光滑柔软所以在筛面中极易移动而改变筛孔尺寸使用时必须用大框架绷紧较大孔的绢筛面都用绞织筛绢的材料为蚕丝或锦纶丝也可用两种材料混织

三筛面的运动方式 筛分机械工作过程的基础是物料与筛面的相对运动对于固定筛面而言则需要物料具有初始速度或是借重力产生的速度对于大多数筛分机械而言则需要借筛面运动的速度和加速度来产生物料与筛面的相对速度（如图 4-11 所示的各种筛面的运动方式）

（一）静止筛面 （二）往复运动筛面 （三）垂直圆运动筛面 （四）平面回转筛面 （五）旋转筛面

四筛面的传动方式 筛面的传动方式是每种筛分机械的主要特征它与支承机构决定了筛面的运动方式同一种筛面的运动方式也可有不同的传动方式

图 4-12 所示为常用的筛子传动方式

五摆动筛 摆动筛与振动筛的区别摆动筛又称摇动筛在食品工厂中常称为振动筛从物料在筛面上受力来看摆动筛与振动筛是不一样的摆动筛是以往复运动为主而以振动为辅摆动次数在 600 次 min以下振动筛在选矿和粮食筛选中常是一次筛分产品物料在筛面上是剧烈跳动的是以振动为主其振动次数为 800 ～ 1500次 min

（一）摆动筛结构特点 特点摆动筛的筛面是平的因而全部筛面都在工作制造和安装都比较容易结构简单调换筛面十分方便适用于多种物料的分级但是其动力平衡较差运行时连杆机构易损坏噪音较大

见图

（三）摆动筛主要技术参数 1 筛子结构主要有三种型式一种为钢条制成的一种是金属丝或丝线编织的一种是冲（钻）孔的薄金属板食品工厂常用最后一种型式为了减少筛孔被堵塞常将筛孔做成圆锥形孔由上向下逐渐增大其圆锥角以 7deg适

2 生产率生产能力 G 为 G=Bq 式中 Gmdashmdash生产能力 kgh Bmdashmdash筛面宽度m qmdashmdash筛面单位流量 kg m h

筛面单位流量主要与物料在筛面上的流速有关流量不能过大因此要提高 G 只能增大 B但筛宽和筛长有一定比例 B过大其结构庞大不便操作物料也不容易沿筛宽均匀散落筛宽一般在600 ～ 1200mm毫米内选取

3 物料运动特性 物料正向移动速度快显然可使物料层处于较薄状态从而增加过筛机会若该速度过快就需要较长的筛面否则就会造成来不及过筛的物料进入另一级中另外由于料层太薄物料在筛面上跳动过大而影响过筛机会

（四）摆动筛工作注意事项 由于摆动筛采用偏心曲轴连杆机构传动筛体往复运动时是变速运动由于加速度的影响使筛体产生的惯性力很大若不采取平衡措施就会造成筛体发生振动和噪音以致影响部件的使用寿命

要使筛体不发生剧烈振动或减少振动必须做到

（ 1 ）筛体的左右吊杆长短要一致（因有倾角存在故前后不一致）同时任何一根都不得扭曲变形

（ 2 ）保证筛面张紧和安装平整筛体不得向两侧倾斜

（ 3 ）偏心机构和连杆应与筛体的长轴线方向一致不得有偏差与扭曲更换偏心套时要成对更换

（ 4 ）偏心轴套与传动轴必须紧密配合不得松动偏心轴套在轴壳内滑动而不发生晃动轴壳与连杆连接处必须紧密平整并且在同一中心轴线上

（五）摆动筛惯性力的平衡 摆动筛中振动和平衡一对矛盾为了防止发生剧烈的振动除了在制造安装中保证其精度外设计上还必须采取措施通常的方法是采取平衡重平衡即在偏心装置上加设平衡重物或对称平衡即采取双筛体的方法平衡

1 平衡重平衡

2对称平衡法

六滚筒分级筛 见动画

1 滚筒 2 支承装置 3 收集料斗 4 传动装置 5 清筛装置

第三节 形状分级机械与设备 一三滚筒式分级机 应用范围主要用于球形体或近似球形的果蔬原料（苹果柑橘番茄桃子等）

全机结构驱动轮链轮出料输送带理料辊 分级原理 这种分级机的特点 工作过程

二颗粒形状分级设备 谷物颗粒料（如小麦大麦）等必须进行

精选和分级其主要原理是按颗粒长度进行分级以除去不必要的杂粒常用的精选机有滚筒精选机和碟片精选机两种其都是利用袋孔中嵌入长度不同的颗粒而带升高度不同的原理制成的如图 4-24和图4-25 所示

三带式分级机 1048708带式分级机工作原理 1048708国外生产的带式分级机有两种形式

第四节 光电分选分级机械与设备

一原理 利用紫外可见红外等光线和物体的相互作用而产生的吸收反射和吸收等现象对物料进行非接触式检测的方法是 20世纪60年代开始用于农产品和食品质量检验的新方法

根据物料的吸收和反射光谱可以鉴定物质的性质 例如利用紫外光作激励光源照射食品获得食品上的辐射荧光根据荧光的强度可以判别食品上附着的微生物的代谢物检出蛋品中霉菌花生类干果上附着的微生物及其代谢物如黄曲霉素

物料的吸收和反射光谱也可用于食品的异物检出用可见光作激励光源加上代替人眼的色彩传感器测定对象物的反射光或透射光可用于果品成熟度的判定谷类种子稻米水果的分选等作业领域

日本美国等正在开发用近红外光谱分析法无损检测水果的糖度和酸度的装置日本近年开发成功的米的食味计就是近红外分光分析仪装置和计算机系统结合的研究成果红外线法是利用红外吸收光谱测定食品的成分量例如牛乳的成分计等

（一）光与食品物料的相互作用 食品物料的光学特性 是指物料对投射到其表面上的光产生反射吸收透射漫射或受光照后激发出其他波长的光的性质物料是由许多微小的内部中间层组成的不同食品物料的物质种类组成不同因而在光学特性方面的反映也不尽相同

（二）食品物料的光特性应用技术 1 缺陷检测 食品和农产品的光特性已经被用于非破坏检

测方面的各种问题 2 成分分析 快速检测食品中的水分脂肪蛋白质氨基酸糖份酸度等化学成分的含量用于品质的监督和控制近红外光谱分析技术用于品质检测和控制是近年发展速度很快的一种全新的检测方法1048708

3 成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系并表现出表面或内部颜色的不同

最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

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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 2~3 个盖板每个盖板上装有 2 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

溜管可连续的进行磁选永磁溜管结构简单不占地方

使用平板式除铁机的永磁安装结构示意图磁铁可安装一排或多排食品原料通过倾角为 30deg~40deg的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动的间隙小于 2mm当物料落在由非磁性材料制成的滚筒上时物料随滚筒一起转动而后自由排除而夹杂在食品原料总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

为了保障安全生产和产品质量在食品原料的粮食等物料加工的全过程中凡是高速运转的及其的前部都应装有磁选设备

第三节 振动分选机械 一振动分选机械的基本知识 振动分选一般是通过机械的振动（或其他形式的运动）将原料通过一层或数层带孔的筛面使物料按宽度或厚度分成若干个粒度级别的过程

每一层筛面都可以将物料分成筛过物（也叫筛下物）和筛余物（也叫筛上物）两部分

（一）筛分效率

ηmdashmdash筛分效率 Gmdashmdash筛分物料总量 kg Grsquomdashmdash筛过物料总量 kg xmdashmdash可筛过物的质量百分比

（二）筛面组合将各种粒度的混合物通过筛分分成若干个粒级或提高总的筛分效率

1 筛余物法筛余物法如图 4-5 （ a）所示将前道筛面的筛余物送至后道筛面再筛图中所示筛分产品从 I 到 IV 依次渐粗这种筛面组合的特点是先提细粒后提粗粒它的优点是粗粒料的筛分路线长筛面的检查清理维护方便缺点是所有大粒物料要从每层筛面流过不但筛面易磨损而且多数粗物料阻碍细粒料接触筛孔降低筛分效率

2 筛过物法筛过物法如图 4-5 （ b）所示将前道筛面的筛过物送至下道筛面再筛筛分产品从 I 到 IV以次渐细先提粗粒后提细粒它的优点是使筛面的负荷减轻有助于提高筛分效率同时筛面配置空间较紧凑

3 混合法混合法如图 4-5 （ c）所示这种方法综合了前二种方法的优点因此流程可以灵活多变不同的筛分物料都要根据其物料的具体特点粗细粒的含量以及筛分的要求来确定筛面的组合方式

（三）开孔率（筛面利用系数筛孔系数） 开孔率 （筛面利用系数）是指整个筛面上筛孔所

占的面积与总面积之比 对于编织筛面有

式中 Kmdashmdash开孔率 bmdashmdash孔边长 mm dmdashmdash编织丝直径mm

（四）物料穿过筛孔的概率 对于前者以编织面为例直径为 D 的颗粒在筛面上通过筛孔的可能性仅为

当 D 越接近孔尺寸 b时筛过的可能性越是大幅度降低一般可将超过筛孔 08 ～ 10的粒度级称为难筛颗粒

当颗粒虽为筛下级别但它与筛面的相对运动速度达到一定值以上时则完全没有通过筛孔的机会

二 筛面的种类和结构 （一）栅筛面 栅筛面采用具有一定截面形状的棒料按一定的间距排列而成通常用于物料的去杂粗筛

栅筛面的特点是结构简单

（二）板筛面 1 板筛面由金属薄板冲压而成又称冲孔筛面最常用的金属薄板厚度为 05 ～15mm

2 板筛面最常用的筛孔形状是圆孔和长孔圆孔是按颗粒的宽度进行分级长孔是按颗粒的厚度分级也有时采用三角形孔或异形孔

3筛面的筛分效率与孔眼的形状间距和排列有密切关系即影响筛分效率的不仅是筛面的开孔率筛孔的排列也影响到颗粒接触和穿过筛孔的机会

（三）金属丝编织筛面 金属丝编织筛面由金属丝编织而成亦称筛网编织筛网通常为方孔或矩形孔孔尺寸大的可在 25mm 以上孔径小的可到 300目以上

（四）绢筛面 绢筛面由绢丝织成或称筛绢主要用于粉料的筛分在面粉工业中粉筛用量最大由于绢丝光滑柔软所以在筛面中极易移动而改变筛孔尺寸使用时必须用大框架绷紧较大孔的绢筛面都用绞织筛绢的材料为蚕丝或锦纶丝也可用两种材料混织

三筛面的运动方式 筛分机械工作过程的基础是物料与筛面的相对运动对于固定筛面而言则需要物料具有初始速度或是借重力产生的速度对于大多数筛分机械而言则需要借筛面运动的速度和加速度来产生物料与筛面的相对速度（如图 4-11 所示的各种筛面的运动方式）

（一）静止筛面 （二）往复运动筛面 （三）垂直圆运动筛面 （四）平面回转筛面 （五）旋转筛面

四筛面的传动方式 筛面的传动方式是每种筛分机械的主要特征它与支承机构决定了筛面的运动方式同一种筛面的运动方式也可有不同的传动方式

图 4-12 所示为常用的筛子传动方式

五摆动筛 摆动筛与振动筛的区别摆动筛又称摇动筛在食品工厂中常称为振动筛从物料在筛面上受力来看摆动筛与振动筛是不一样的摆动筛是以往复运动为主而以振动为辅摆动次数在 600 次 min以下振动筛在选矿和粮食筛选中常是一次筛分产品物料在筛面上是剧烈跳动的是以振动为主其振动次数为 800 ～ 1500次 min

（一）摆动筛结构特点 特点摆动筛的筛面是平的因而全部筛面都在工作制造和安装都比较容易结构简单调换筛面十分方便适用于多种物料的分级但是其动力平衡较差运行时连杆机构易损坏噪音较大

见图

（三）摆动筛主要技术参数 1 筛子结构主要有三种型式一种为钢条制成的一种是金属丝或丝线编织的一种是冲（钻）孔的薄金属板食品工厂常用最后一种型式为了减少筛孔被堵塞常将筛孔做成圆锥形孔由上向下逐渐增大其圆锥角以 7deg适

2 生产率生产能力 G 为 G=Bq 式中 Gmdashmdash生产能力 kgh Bmdashmdash筛面宽度m qmdashmdash筛面单位流量 kg m h

筛面单位流量主要与物料在筛面上的流速有关流量不能过大因此要提高 G 只能增大 B但筛宽和筛长有一定比例 B过大其结构庞大不便操作物料也不容易沿筛宽均匀散落筛宽一般在600 ～ 1200mm毫米内选取

3 物料运动特性 物料正向移动速度快显然可使物料层处于较薄状态从而增加过筛机会若该速度过快就需要较长的筛面否则就会造成来不及过筛的物料进入另一级中另外由于料层太薄物料在筛面上跳动过大而影响过筛机会

（四）摆动筛工作注意事项 由于摆动筛采用偏心曲轴连杆机构传动筛体往复运动时是变速运动由于加速度的影响使筛体产生的惯性力很大若不采取平衡措施就会造成筛体发生振动和噪音以致影响部件的使用寿命

要使筛体不发生剧烈振动或减少振动必须做到

（ 1 ）筛体的左右吊杆长短要一致（因有倾角存在故前后不一致）同时任何一根都不得扭曲变形

（ 2 ）保证筛面张紧和安装平整筛体不得向两侧倾斜

（ 3 ）偏心机构和连杆应与筛体的长轴线方向一致不得有偏差与扭曲更换偏心套时要成对更换

（ 4 ）偏心轴套与传动轴必须紧密配合不得松动偏心轴套在轴壳内滑动而不发生晃动轴壳与连杆连接处必须紧密平整并且在同一中心轴线上

（五）摆动筛惯性力的平衡 摆动筛中振动和平衡一对矛盾为了防止发生剧烈的振动除了在制造安装中保证其精度外设计上还必须采取措施通常的方法是采取平衡重平衡即在偏心装置上加设平衡重物或对称平衡即采取双筛体的方法平衡

1 平衡重平衡

2对称平衡法

六滚筒分级筛 见动画

1 滚筒 2 支承装置 3 收集料斗 4 传动装置 5 清筛装置

第三节 形状分级机械与设备 一三滚筒式分级机 应用范围主要用于球形体或近似球形的果蔬原料（苹果柑橘番茄桃子等）

全机结构驱动轮链轮出料输送带理料辊 分级原理 这种分级机的特点 工作过程

二颗粒形状分级设备 谷物颗粒料（如小麦大麦）等必须进行

精选和分级其主要原理是按颗粒长度进行分级以除去不必要的杂粒常用的精选机有滚筒精选机和碟片精选机两种其都是利用袋孔中嵌入长度不同的颗粒而带升高度不同的原理制成的如图 4-24和图4-25 所示

三带式分级机 1048708带式分级机工作原理 1048708国外生产的带式分级机有两种形式

第四节 光电分选分级机械与设备

一原理 利用紫外可见红外等光线和物体的相互作用而产生的吸收反射和吸收等现象对物料进行非接触式检测的方法是 20世纪60年代开始用于农产品和食品质量检验的新方法

根据物料的吸收和反射光谱可以鉴定物质的性质 例如利用紫外光作激励光源照射食品获得食品上的辐射荧光根据荧光的强度可以判别食品上附着的微生物的代谢物检出蛋品中霉菌花生类干果上附着的微生物及其代谢物如黄曲霉素

物料的吸收和反射光谱也可用于食品的异物检出用可见光作激励光源加上代替人眼的色彩传感器测定对象物的反射光或透射光可用于果品成熟度的判定谷类种子稻米水果的分选等作业领域

日本美国等正在开发用近红外光谱分析法无损检测水果的糖度和酸度的装置日本近年开发成功的米的食味计就是近红外分光分析仪装置和计算机系统结合的研究成果红外线法是利用红外吸收光谱测定食品的成分量例如牛乳的成分计等

（一）光与食品物料的相互作用 食品物料的光学特性 是指物料对投射到其表面上的光产生反射吸收透射漫射或受光照后激发出其他波长的光的性质物料是由许多微小的内部中间层组成的不同食品物料的物质种类组成不同因而在光学特性方面的反映也不尽相同

（二）食品物料的光特性应用技术 1 缺陷检测 食品和农产品的光特性已经被用于非破坏检

测方面的各种问题 2 成分分析 快速检测食品中的水分脂肪蛋白质氨基酸糖份酸度等化学成分的含量用于品质的监督和控制近红外光谱分析技术用于品质检测和控制是近年发展速度很快的一种全新的检测方法1048708

3 成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系并表现出表面或内部颜色的不同

最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

• Slide 1

使用平板式除铁机的永磁安装结构示意图磁铁可安装一排或多排食品原料通过倾角为 30deg~40deg的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动的间隙小于 2mm当物料落在由非磁性材料制成的滚筒上时物料随滚筒一起转动而后自由排除而夹杂在食品原料总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

为了保障安全生产和产品质量在食品原料的粮食等物料加工的全过程中凡是高速运转的及其的前部都应装有磁选设备

第三节 振动分选机械 一振动分选机械的基本知识 振动分选一般是通过机械的振动（或其他形式的运动）将原料通过一层或数层带孔的筛面使物料按宽度或厚度分成若干个粒度级别的过程

每一层筛面都可以将物料分成筛过物（也叫筛下物）和筛余物（也叫筛上物）两部分

（一）筛分效率

ηmdashmdash筛分效率 Gmdashmdash筛分物料总量 kg Grsquomdashmdash筛过物料总量 kg xmdashmdash可筛过物的质量百分比

（二）筛面组合将各种粒度的混合物通过筛分分成若干个粒级或提高总的筛分效率

1 筛余物法筛余物法如图 4-5 （ a）所示将前道筛面的筛余物送至后道筛面再筛图中所示筛分产品从 I 到 IV 依次渐粗这种筛面组合的特点是先提细粒后提粗粒它的优点是粗粒料的筛分路线长筛面的检查清理维护方便缺点是所有大粒物料要从每层筛面流过不但筛面易磨损而且多数粗物料阻碍细粒料接触筛孔降低筛分效率

2 筛过物法筛过物法如图 4-5 （ b）所示将前道筛面的筛过物送至下道筛面再筛筛分产品从 I 到 IV以次渐细先提粗粒后提细粒它的优点是使筛面的负荷减轻有助于提高筛分效率同时筛面配置空间较紧凑

3 混合法混合法如图 4-5 （ c）所示这种方法综合了前二种方法的优点因此流程可以灵活多变不同的筛分物料都要根据其物料的具体特点粗细粒的含量以及筛分的要求来确定筛面的组合方式

（三）开孔率（筛面利用系数筛孔系数） 开孔率 （筛面利用系数）是指整个筛面上筛孔所

占的面积与总面积之比 对于编织筛面有

式中 Kmdashmdash开孔率 bmdashmdash孔边长 mm dmdashmdash编织丝直径mm

（四）物料穿过筛孔的概率 对于前者以编织面为例直径为 D 的颗粒在筛面上通过筛孔的可能性仅为

当 D 越接近孔尺寸 b时筛过的可能性越是大幅度降低一般可将超过筛孔 08 ～ 10的粒度级称为难筛颗粒

当颗粒虽为筛下级别但它与筛面的相对运动速度达到一定值以上时则完全没有通过筛孔的机会

二 筛面的种类和结构 （一）栅筛面 栅筛面采用具有一定截面形状的棒料按一定的间距排列而成通常用于物料的去杂粗筛

栅筛面的特点是结构简单

（二）板筛面 1 板筛面由金属薄板冲压而成又称冲孔筛面最常用的金属薄板厚度为 05 ～15mm

2 板筛面最常用的筛孔形状是圆孔和长孔圆孔是按颗粒的宽度进行分级长孔是按颗粒的厚度分级也有时采用三角形孔或异形孔

3筛面的筛分效率与孔眼的形状间距和排列有密切关系即影响筛分效率的不仅是筛面的开孔率筛孔的排列也影响到颗粒接触和穿过筛孔的机会

（三）金属丝编织筛面 金属丝编织筛面由金属丝编织而成亦称筛网编织筛网通常为方孔或矩形孔孔尺寸大的可在 25mm 以上孔径小的可到 300目以上

（四）绢筛面 绢筛面由绢丝织成或称筛绢主要用于粉料的筛分在面粉工业中粉筛用量最大由于绢丝光滑柔软所以在筛面中极易移动而改变筛孔尺寸使用时必须用大框架绷紧较大孔的绢筛面都用绞织筛绢的材料为蚕丝或锦纶丝也可用两种材料混织

三筛面的运动方式 筛分机械工作过程的基础是物料与筛面的相对运动对于固定筛面而言则需要物料具有初始速度或是借重力产生的速度对于大多数筛分机械而言则需要借筛面运动的速度和加速度来产生物料与筛面的相对速度（如图 4-11 所示的各种筛面的运动方式）

（一）静止筛面 （二）往复运动筛面 （三）垂直圆运动筛面 （四）平面回转筛面 （五）旋转筛面

四筛面的传动方式 筛面的传动方式是每种筛分机械的主要特征它与支承机构决定了筛面的运动方式同一种筛面的运动方式也可有不同的传动方式

图 4-12 所示为常用的筛子传动方式

五摆动筛 摆动筛与振动筛的区别摆动筛又称摇动筛在食品工厂中常称为振动筛从物料在筛面上受力来看摆动筛与振动筛是不一样的摆动筛是以往复运动为主而以振动为辅摆动次数在 600 次 min以下振动筛在选矿和粮食筛选中常是一次筛分产品物料在筛面上是剧烈跳动的是以振动为主其振动次数为 800 ～ 1500次 min

（一）摆动筛结构特点 特点摆动筛的筛面是平的因而全部筛面都在工作制造和安装都比较容易结构简单调换筛面十分方便适用于多种物料的分级但是其动力平衡较差运行时连杆机构易损坏噪音较大

见图

（三）摆动筛主要技术参数 1 筛子结构主要有三种型式一种为钢条制成的一种是金属丝或丝线编织的一种是冲（钻）孔的薄金属板食品工厂常用最后一种型式为了减少筛孔被堵塞常将筛孔做成圆锥形孔由上向下逐渐增大其圆锥角以 7deg适

2 生产率生产能力 G 为 G=Bq 式中 Gmdashmdash生产能力 kgh Bmdashmdash筛面宽度m qmdashmdash筛面单位流量 kg m h

筛面单位流量主要与物料在筛面上的流速有关流量不能过大因此要提高 G 只能增大 B但筛宽和筛长有一定比例 B过大其结构庞大不便操作物料也不容易沿筛宽均匀散落筛宽一般在600 ～ 1200mm毫米内选取

3 物料运动特性 物料正向移动速度快显然可使物料层处于较薄状态从而增加过筛机会若该速度过快就需要较长的筛面否则就会造成来不及过筛的物料进入另一级中另外由于料层太薄物料在筛面上跳动过大而影响过筛机会

（四）摆动筛工作注意事项 由于摆动筛采用偏心曲轴连杆机构传动筛体往复运动时是变速运动由于加速度的影响使筛体产生的惯性力很大若不采取平衡措施就会造成筛体发生振动和噪音以致影响部件的使用寿命

要使筛体不发生剧烈振动或减少振动必须做到

（ 1 ）筛体的左右吊杆长短要一致（因有倾角存在故前后不一致）同时任何一根都不得扭曲变形

（ 2 ）保证筛面张紧和安装平整筛体不得向两侧倾斜

（ 3 ）偏心机构和连杆应与筛体的长轴线方向一致不得有偏差与扭曲更换偏心套时要成对更换

（ 4 ）偏心轴套与传动轴必须紧密配合不得松动偏心轴套在轴壳内滑动而不发生晃动轴壳与连杆连接处必须紧密平整并且在同一中心轴线上

（五）摆动筛惯性力的平衡 摆动筛中振动和平衡一对矛盾为了防止发生剧烈的振动除了在制造安装中保证其精度外设计上还必须采取措施通常的方法是采取平衡重平衡即在偏心装置上加设平衡重物或对称平衡即采取双筛体的方法平衡

1 平衡重平衡

2对称平衡法

六滚筒分级筛 见动画

1 滚筒 2 支承装置 3 收集料斗 4 传动装置 5 清筛装置

第三节 形状分级机械与设备 一三滚筒式分级机 应用范围主要用于球形体或近似球形的果蔬原料（苹果柑橘番茄桃子等）

全机结构驱动轮链轮出料输送带理料辊 分级原理 这种分级机的特点 工作过程

二颗粒形状分级设备 谷物颗粒料（如小麦大麦）等必须进行

精选和分级其主要原理是按颗粒长度进行分级以除去不必要的杂粒常用的精选机有滚筒精选机和碟片精选机两种其都是利用袋孔中嵌入长度不同的颗粒而带升高度不同的原理制成的如图 4-24和图4-25 所示

三带式分级机 1048708带式分级机工作原理 1048708国外生产的带式分级机有两种形式

第四节 光电分选分级机械与设备

一原理 利用紫外可见红外等光线和物体的相互作用而产生的吸收反射和吸收等现象对物料进行非接触式检测的方法是 20世纪60年代开始用于农产品和食品质量检验的新方法

根据物料的吸收和反射光谱可以鉴定物质的性质 例如利用紫外光作激励光源照射食品获得食品上的辐射荧光根据荧光的强度可以判别食品上附着的微生物的代谢物检出蛋品中霉菌花生类干果上附着的微生物及其代谢物如黄曲霉素

物料的吸收和反射光谱也可用于食品的异物检出用可见光作激励光源加上代替人眼的色彩传感器测定对象物的反射光或透射光可用于果品成熟度的判定谷类种子稻米水果的分选等作业领域

日本美国等正在开发用近红外光谱分析法无损检测水果的糖度和酸度的装置日本近年开发成功的米的食味计就是近红外分光分析仪装置和计算机系统结合的研究成果红外线法是利用红外吸收光谱测定食品的成分量例如牛乳的成分计等

（一）光与食品物料的相互作用 食品物料的光学特性 是指物料对投射到其表面上的光产生反射吸收透射漫射或受光照后激发出其他波长的光的性质物料是由许多微小的内部中间层组成的不同食品物料的物质种类组成不同因而在光学特性方面的反映也不尽相同

（二）食品物料的光特性应用技术 1 缺陷检测 食品和农产品的光特性已经被用于非破坏检

测方面的各种问题 2 成分分析 快速检测食品中的水分脂肪蛋白质氨基酸糖份酸度等化学成分的含量用于品质的监督和控制近红外光谱分析技术用于品质检测和控制是近年发展速度很快的一种全新的检测方法1048708

3 成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系并表现出表面或内部颜色的不同

最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

• Slide 1

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动的间隙小于 2mm当物料落在由非磁性材料制成的滚筒上时物料随滚筒一起转动而后自由排除而夹杂在食品原料总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

为了保障安全生产和产品质量在食品原料的粮食等物料加工的全过程中凡是高速运转的及其的前部都应装有磁选设备

第三节 振动分选机械 一振动分选机械的基本知识 振动分选一般是通过机械的振动（或其他形式的运动）将原料通过一层或数层带孔的筛面使物料按宽度或厚度分成若干个粒度级别的过程

每一层筛面都可以将物料分成筛过物（也叫筛下物）和筛余物（也叫筛上物）两部分

（一）筛分效率

ηmdashmdash筛分效率 Gmdashmdash筛分物料总量 kg Grsquomdashmdash筛过物料总量 kg xmdashmdash可筛过物的质量百分比

（二）筛面组合将各种粒度的混合物通过筛分分成若干个粒级或提高总的筛分效率

1 筛余物法筛余物法如图 4-5 （ a）所示将前道筛面的筛余物送至后道筛面再筛图中所示筛分产品从 I 到 IV 依次渐粗这种筛面组合的特点是先提细粒后提粗粒它的优点是粗粒料的筛分路线长筛面的检查清理维护方便缺点是所有大粒物料要从每层筛面流过不但筛面易磨损而且多数粗物料阻碍细粒料接触筛孔降低筛分效率

2 筛过物法筛过物法如图 4-5 （ b）所示将前道筛面的筛过物送至下道筛面再筛筛分产品从 I 到 IV以次渐细先提粗粒后提细粒它的优点是使筛面的负荷减轻有助于提高筛分效率同时筛面配置空间较紧凑

3 混合法混合法如图 4-5 （ c）所示这种方法综合了前二种方法的优点因此流程可以灵活多变不同的筛分物料都要根据其物料的具体特点粗细粒的含量以及筛分的要求来确定筛面的组合方式

（三）开孔率（筛面利用系数筛孔系数） 开孔率 （筛面利用系数）是指整个筛面上筛孔所

占的面积与总面积之比 对于编织筛面有

式中 Kmdashmdash开孔率 bmdashmdash孔边长 mm dmdashmdash编织丝直径mm

（四）物料穿过筛孔的概率 对于前者以编织面为例直径为 D 的颗粒在筛面上通过筛孔的可能性仅为

当 D 越接近孔尺寸 b时筛过的可能性越是大幅度降低一般可将超过筛孔 08 ～ 10的粒度级称为难筛颗粒

当颗粒虽为筛下级别但它与筛面的相对运动速度达到一定值以上时则完全没有通过筛孔的机会

二 筛面的种类和结构 （一）栅筛面 栅筛面采用具有一定截面形状的棒料按一定的间距排列而成通常用于物料的去杂粗筛

栅筛面的特点是结构简单

（二）板筛面 1 板筛面由金属薄板冲压而成又称冲孔筛面最常用的金属薄板厚度为 05 ～15mm

2 板筛面最常用的筛孔形状是圆孔和长孔圆孔是按颗粒的宽度进行分级长孔是按颗粒的厚度分级也有时采用三角形孔或异形孔

3筛面的筛分效率与孔眼的形状间距和排列有密切关系即影响筛分效率的不仅是筛面的开孔率筛孔的排列也影响到颗粒接触和穿过筛孔的机会

（三）金属丝编织筛面 金属丝编织筛面由金属丝编织而成亦称筛网编织筛网通常为方孔或矩形孔孔尺寸大的可在 25mm 以上孔径小的可到 300目以上

（四）绢筛面 绢筛面由绢丝织成或称筛绢主要用于粉料的筛分在面粉工业中粉筛用量最大由于绢丝光滑柔软所以在筛面中极易移动而改变筛孔尺寸使用时必须用大框架绷紧较大孔的绢筛面都用绞织筛绢的材料为蚕丝或锦纶丝也可用两种材料混织

三筛面的运动方式 筛分机械工作过程的基础是物料与筛面的相对运动对于固定筛面而言则需要物料具有初始速度或是借重力产生的速度对于大多数筛分机械而言则需要借筛面运动的速度和加速度来产生物料与筛面的相对速度（如图 4-11 所示的各种筛面的运动方式）

（一）静止筛面 （二）往复运动筛面 （三）垂直圆运动筛面 （四）平面回转筛面 （五）旋转筛面

四筛面的传动方式 筛面的传动方式是每种筛分机械的主要特征它与支承机构决定了筛面的运动方式同一种筛面的运动方式也可有不同的传动方式

图 4-12 所示为常用的筛子传动方式

五摆动筛 摆动筛与振动筛的区别摆动筛又称摇动筛在食品工厂中常称为振动筛从物料在筛面上受力来看摆动筛与振动筛是不一样的摆动筛是以往复运动为主而以振动为辅摆动次数在 600 次 min以下振动筛在选矿和粮食筛选中常是一次筛分产品物料在筛面上是剧烈跳动的是以振动为主其振动次数为 800 ～ 1500次 min

（一）摆动筛结构特点 特点摆动筛的筛面是平的因而全部筛面都在工作制造和安装都比较容易结构简单调换筛面十分方便适用于多种物料的分级但是其动力平衡较差运行时连杆机构易损坏噪音较大

见图

（三）摆动筛主要技术参数 1 筛子结构主要有三种型式一种为钢条制成的一种是金属丝或丝线编织的一种是冲（钻）孔的薄金属板食品工厂常用最后一种型式为了减少筛孔被堵塞常将筛孔做成圆锥形孔由上向下逐渐增大其圆锥角以 7deg适

2 生产率生产能力 G 为 G=Bq 式中 Gmdashmdash生产能力 kgh Bmdashmdash筛面宽度m qmdashmdash筛面单位流量 kg m h

筛面单位流量主要与物料在筛面上的流速有关流量不能过大因此要提高 G 只能增大 B但筛宽和筛长有一定比例 B过大其结构庞大不便操作物料也不容易沿筛宽均匀散落筛宽一般在600 ～ 1200mm毫米内选取

3 物料运动特性 物料正向移动速度快显然可使物料层处于较薄状态从而增加过筛机会若该速度过快就需要较长的筛面否则就会造成来不及过筛的物料进入另一级中另外由于料层太薄物料在筛面上跳动过大而影响过筛机会

（四）摆动筛工作注意事项 由于摆动筛采用偏心曲轴连杆机构传动筛体往复运动时是变速运动由于加速度的影响使筛体产生的惯性力很大若不采取平衡措施就会造成筛体发生振动和噪音以致影响部件的使用寿命

要使筛体不发生剧烈振动或减少振动必须做到

（ 1 ）筛体的左右吊杆长短要一致（因有倾角存在故前后不一致）同时任何一根都不得扭曲变形

（ 2 ）保证筛面张紧和安装平整筛体不得向两侧倾斜

（ 3 ）偏心机构和连杆应与筛体的长轴线方向一致不得有偏差与扭曲更换偏心套时要成对更换

（ 4 ）偏心轴套与传动轴必须紧密配合不得松动偏心轴套在轴壳内滑动而不发生晃动轴壳与连杆连接处必须紧密平整并且在同一中心轴线上

（五）摆动筛惯性力的平衡 摆动筛中振动和平衡一对矛盾为了防止发生剧烈的振动除了在制造安装中保证其精度外设计上还必须采取措施通常的方法是采取平衡重平衡即在偏心装置上加设平衡重物或对称平衡即采取双筛体的方法平衡

1 平衡重平衡

2对称平衡法

六滚筒分级筛 见动画

1 滚筒 2 支承装置 3 收集料斗 4 传动装置 5 清筛装置

第三节 形状分级机械与设备 一三滚筒式分级机 应用范围主要用于球形体或近似球形的果蔬原料（苹果柑橘番茄桃子等）

全机结构驱动轮链轮出料输送带理料辊 分级原理 这种分级机的特点 工作过程

二颗粒形状分级设备 谷物颗粒料（如小麦大麦）等必须进行

精选和分级其主要原理是按颗粒长度进行分级以除去不必要的杂粒常用的精选机有滚筒精选机和碟片精选机两种其都是利用袋孔中嵌入长度不同的颗粒而带升高度不同的原理制成的如图 4-24和图4-25 所示

三带式分级机 1048708带式分级机工作原理 1048708国外生产的带式分级机有两种形式

第四节 光电分选分级机械与设备

一原理 利用紫外可见红外等光线和物体的相互作用而产生的吸收反射和吸收等现象对物料进行非接触式检测的方法是 20世纪60年代开始用于农产品和食品质量检验的新方法

根据物料的吸收和反射光谱可以鉴定物质的性质 例如利用紫外光作激励光源照射食品获得食品上的辐射荧光根据荧光的强度可以判别食品上附着的微生物的代谢物检出蛋品中霉菌花生类干果上附着的微生物及其代谢物如黄曲霉素

物料的吸收和反射光谱也可用于食品的异物检出用可见光作激励光源加上代替人眼的色彩传感器测定对象物的反射光或透射光可用于果品成熟度的判定谷类种子稻米水果的分选等作业领域

日本美国等正在开发用近红外光谱分析法无损检测水果的糖度和酸度的装置日本近年开发成功的米的食味计就是近红外分光分析仪装置和计算机系统结合的研究成果红外线法是利用红外吸收光谱测定食品的成分量例如牛乳的成分计等

（一）光与食品物料的相互作用 食品物料的光学特性 是指物料对投射到其表面上的光产生反射吸收透射漫射或受光照后激发出其他波长的光的性质物料是由许多微小的内部中间层组成的不同食品物料的物质种类组成不同因而在光学特性方面的反映也不尽相同

（二）食品物料的光特性应用技术 1 缺陷检测 食品和农产品的光特性已经被用于非破坏检

测方面的各种问题 2 成分分析 快速检测食品中的水分脂肪蛋白质氨基酸糖份酸度等化学成分的含量用于品质的监督和控制近红外光谱分析技术用于品质检测和控制是近年发展速度很快的一种全新的检测方法1048708

3 成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系并表现出表面或内部颜色的不同

最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

• Slide 1

为了保障安全生产和产品质量在食品原料的粮食等物料加工的全过程中凡是高速运转的及其的前部都应装有磁选设备

第三节 振动分选机械 一振动分选机械的基本知识 振动分选一般是通过机械的振动（或其他形式的运动）将原料通过一层或数层带孔的筛面使物料按宽度或厚度分成若干个粒度级别的过程

每一层筛面都可以将物料分成筛过物（也叫筛下物）和筛余物（也叫筛上物）两部分

（一）筛分效率

ηmdashmdash筛分效率 Gmdashmdash筛分物料总量 kg Grsquomdashmdash筛过物料总量 kg xmdashmdash可筛过物的质量百分比

（二）筛面组合将各种粒度的混合物通过筛分分成若干个粒级或提高总的筛分效率

1 筛余物法筛余物法如图 4-5 （ a）所示将前道筛面的筛余物送至后道筛面再筛图中所示筛分产品从 I 到 IV 依次渐粗这种筛面组合的特点是先提细粒后提粗粒它的优点是粗粒料的筛分路线长筛面的检查清理维护方便缺点是所有大粒物料要从每层筛面流过不但筛面易磨损而且多数粗物料阻碍细粒料接触筛孔降低筛分效率

2 筛过物法筛过物法如图 4-5 （ b）所示将前道筛面的筛过物送至下道筛面再筛筛分产品从 I 到 IV以次渐细先提粗粒后提细粒它的优点是使筛面的负荷减轻有助于提高筛分效率同时筛面配置空间较紧凑

3 混合法混合法如图 4-5 （ c）所示这种方法综合了前二种方法的优点因此流程可以灵活多变不同的筛分物料都要根据其物料的具体特点粗细粒的含量以及筛分的要求来确定筛面的组合方式

（三）开孔率（筛面利用系数筛孔系数） 开孔率 （筛面利用系数）是指整个筛面上筛孔所

占的面积与总面积之比 对于编织筛面有

式中 Kmdashmdash开孔率 bmdashmdash孔边长 mm dmdashmdash编织丝直径mm

（四）物料穿过筛孔的概率 对于前者以编织面为例直径为 D 的颗粒在筛面上通过筛孔的可能性仅为

当 D 越接近孔尺寸 b时筛过的可能性越是大幅度降低一般可将超过筛孔 08 ～ 10的粒度级称为难筛颗粒

当颗粒虽为筛下级别但它与筛面的相对运动速度达到一定值以上时则完全没有通过筛孔的机会

二 筛面的种类和结构 （一）栅筛面 栅筛面采用具有一定截面形状的棒料按一定的间距排列而成通常用于物料的去杂粗筛

栅筛面的特点是结构简单

（二）板筛面 1 板筛面由金属薄板冲压而成又称冲孔筛面最常用的金属薄板厚度为 05 ～15mm

2 板筛面最常用的筛孔形状是圆孔和长孔圆孔是按颗粒的宽度进行分级长孔是按颗粒的厚度分级也有时采用三角形孔或异形孔

3筛面的筛分效率与孔眼的形状间距和排列有密切关系即影响筛分效率的不仅是筛面的开孔率筛孔的排列也影响到颗粒接触和穿过筛孔的机会

（三）金属丝编织筛面 金属丝编织筛面由金属丝编织而成亦称筛网编织筛网通常为方孔或矩形孔孔尺寸大的可在 25mm 以上孔径小的可到 300目以上

（四）绢筛面 绢筛面由绢丝织成或称筛绢主要用于粉料的筛分在面粉工业中粉筛用量最大由于绢丝光滑柔软所以在筛面中极易移动而改变筛孔尺寸使用时必须用大框架绷紧较大孔的绢筛面都用绞织筛绢的材料为蚕丝或锦纶丝也可用两种材料混织

三筛面的运动方式 筛分机械工作过程的基础是物料与筛面的相对运动对于固定筛面而言则需要物料具有初始速度或是借重力产生的速度对于大多数筛分机械而言则需要借筛面运动的速度和加速度来产生物料与筛面的相对速度（如图 4-11 所示的各种筛面的运动方式）

（一）静止筛面 （二）往复运动筛面 （三）垂直圆运动筛面 （四）平面回转筛面 （五）旋转筛面

四筛面的传动方式 筛面的传动方式是每种筛分机械的主要特征它与支承机构决定了筛面的运动方式同一种筛面的运动方式也可有不同的传动方式

图 4-12 所示为常用的筛子传动方式

五摆动筛 摆动筛与振动筛的区别摆动筛又称摇动筛在食品工厂中常称为振动筛从物料在筛面上受力来看摆动筛与振动筛是不一样的摆动筛是以往复运动为主而以振动为辅摆动次数在 600 次 min以下振动筛在选矿和粮食筛选中常是一次筛分产品物料在筛面上是剧烈跳动的是以振动为主其振动次数为 800 ～ 1500次 min

（一）摆动筛结构特点 特点摆动筛的筛面是平的因而全部筛面都在工作制造和安装都比较容易结构简单调换筛面十分方便适用于多种物料的分级但是其动力平衡较差运行时连杆机构易损坏噪音较大

见图

（三）摆动筛主要技术参数 1 筛子结构主要有三种型式一种为钢条制成的一种是金属丝或丝线编织的一种是冲（钻）孔的薄金属板食品工厂常用最后一种型式为了减少筛孔被堵塞常将筛孔做成圆锥形孔由上向下逐渐增大其圆锥角以 7deg适

2 生产率生产能力 G 为 G=Bq 式中 Gmdashmdash生产能力 kgh Bmdashmdash筛面宽度m qmdashmdash筛面单位流量 kg m h

筛面单位流量主要与物料在筛面上的流速有关流量不能过大因此要提高 G 只能增大 B但筛宽和筛长有一定比例 B过大其结构庞大不便操作物料也不容易沿筛宽均匀散落筛宽一般在600 ～ 1200mm毫米内选取

3 物料运动特性 物料正向移动速度快显然可使物料层处于较薄状态从而增加过筛机会若该速度过快就需要较长的筛面否则就会造成来不及过筛的物料进入另一级中另外由于料层太薄物料在筛面上跳动过大而影响过筛机会

（四）摆动筛工作注意事项 由于摆动筛采用偏心曲轴连杆机构传动筛体往复运动时是变速运动由于加速度的影响使筛体产生的惯性力很大若不采取平衡措施就会造成筛体发生振动和噪音以致影响部件的使用寿命

要使筛体不发生剧烈振动或减少振动必须做到

（ 1 ）筛体的左右吊杆长短要一致（因有倾角存在故前后不一致）同时任何一根都不得扭曲变形

（ 2 ）保证筛面张紧和安装平整筛体不得向两侧倾斜

（ 3 ）偏心机构和连杆应与筛体的长轴线方向一致不得有偏差与扭曲更换偏心套时要成对更换

（ 4 ）偏心轴套与传动轴必须紧密配合不得松动偏心轴套在轴壳内滑动而不发生晃动轴壳与连杆连接处必须紧密平整并且在同一中心轴线上

（五）摆动筛惯性力的平衡 摆动筛中振动和平衡一对矛盾为了防止发生剧烈的振动除了在制造安装中保证其精度外设计上还必须采取措施通常的方法是采取平衡重平衡即在偏心装置上加设平衡重物或对称平衡即采取双筛体的方法平衡

1 平衡重平衡

2对称平衡法

六滚筒分级筛 见动画

1 滚筒 2 支承装置 3 收集料斗 4 传动装置 5 清筛装置

第三节 形状分级机械与设备 一三滚筒式分级机 应用范围主要用于球形体或近似球形的果蔬原料（苹果柑橘番茄桃子等）

全机结构驱动轮链轮出料输送带理料辊 分级原理 这种分级机的特点 工作过程

二颗粒形状分级设备 谷物颗粒料（如小麦大麦）等必须进行

精选和分级其主要原理是按颗粒长度进行分级以除去不必要的杂粒常用的精选机有滚筒精选机和碟片精选机两种其都是利用袋孔中嵌入长度不同的颗粒而带升高度不同的原理制成的如图 4-24和图4-25 所示

三带式分级机 1048708带式分级机工作原理 1048708国外生产的带式分级机有两种形式

第四节 光电分选分级机械与设备

一原理 利用紫外可见红外等光线和物体的相互作用而产生的吸收反射和吸收等现象对物料进行非接触式检测的方法是 20世纪60年代开始用于农产品和食品质量检验的新方法

根据物料的吸收和反射光谱可以鉴定物质的性质 例如利用紫外光作激励光源照射食品获得食品上的辐射荧光根据荧光的强度可以判别食品上附着的微生物的代谢物检出蛋品中霉菌花生类干果上附着的微生物及其代谢物如黄曲霉素

物料的吸收和反射光谱也可用于食品的异物检出用可见光作激励光源加上代替人眼的色彩传感器测定对象物的反射光或透射光可用于果品成熟度的判定谷类种子稻米水果的分选等作业领域

日本美国等正在开发用近红外光谱分析法无损检测水果的糖度和酸度的装置日本近年开发成功的米的食味计就是近红外分光分析仪装置和计算机系统结合的研究成果红外线法是利用红外吸收光谱测定食品的成分量例如牛乳的成分计等

（一）光与食品物料的相互作用 食品物料的光学特性 是指物料对投射到其表面上的光产生反射吸收透射漫射或受光照后激发出其他波长的光的性质物料是由许多微小的内部中间层组成的不同食品物料的物质种类组成不同因而在光学特性方面的反映也不尽相同

（二）食品物料的光特性应用技术 1 缺陷检测 食品和农产品的光特性已经被用于非破坏检

测方面的各种问题 2 成分分析 快速检测食品中的水分脂肪蛋白质氨基酸糖份酸度等化学成分的含量用于品质的监督和控制近红外光谱分析技术用于品质检测和控制是近年发展速度很快的一种全新的检测方法1048708

3 成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系并表现出表面或内部颜色的不同

最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

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第三节 振动分选机械 一振动分选机械的基本知识 振动分选一般是通过机械的振动（或其他形式的运动）将原料通过一层或数层带孔的筛面使物料按宽度或厚度分成若干个粒度级别的过程

每一层筛面都可以将物料分成筛过物（也叫筛下物）和筛余物（也叫筛上物）两部分

（一）筛分效率

ηmdashmdash筛分效率 Gmdashmdash筛分物料总量 kg Grsquomdashmdash筛过物料总量 kg xmdashmdash可筛过物的质量百分比

（二）筛面组合将各种粒度的混合物通过筛分分成若干个粒级或提高总的筛分效率

1 筛余物法筛余物法如图 4-5 （ a）所示将前道筛面的筛余物送至后道筛面再筛图中所示筛分产品从 I 到 IV 依次渐粗这种筛面组合的特点是先提细粒后提粗粒它的优点是粗粒料的筛分路线长筛面的检查清理维护方便缺点是所有大粒物料要从每层筛面流过不但筛面易磨损而且多数粗物料阻碍细粒料接触筛孔降低筛分效率

2 筛过物法筛过物法如图 4-5 （ b）所示将前道筛面的筛过物送至下道筛面再筛筛分产品从 I 到 IV以次渐细先提粗粒后提细粒它的优点是使筛面的负荷减轻有助于提高筛分效率同时筛面配置空间较紧凑

3 混合法混合法如图 4-5 （ c）所示这种方法综合了前二种方法的优点因此流程可以灵活多变不同的筛分物料都要根据其物料的具体特点粗细粒的含量以及筛分的要求来确定筛面的组合方式

（三）开孔率（筛面利用系数筛孔系数） 开孔率 （筛面利用系数）是指整个筛面上筛孔所

占的面积与总面积之比 对于编织筛面有

式中 Kmdashmdash开孔率 bmdashmdash孔边长 mm dmdashmdash编织丝直径mm

（四）物料穿过筛孔的概率 对于前者以编织面为例直径为 D 的颗粒在筛面上通过筛孔的可能性仅为

当 D 越接近孔尺寸 b时筛过的可能性越是大幅度降低一般可将超过筛孔 08 ～ 10的粒度级称为难筛颗粒

当颗粒虽为筛下级别但它与筛面的相对运动速度达到一定值以上时则完全没有通过筛孔的机会

二 筛面的种类和结构 （一）栅筛面 栅筛面采用具有一定截面形状的棒料按一定的间距排列而成通常用于物料的去杂粗筛

栅筛面的特点是结构简单

（二）板筛面 1 板筛面由金属薄板冲压而成又称冲孔筛面最常用的金属薄板厚度为 05 ～15mm

2 板筛面最常用的筛孔形状是圆孔和长孔圆孔是按颗粒的宽度进行分级长孔是按颗粒的厚度分级也有时采用三角形孔或异形孔

3筛面的筛分效率与孔眼的形状间距和排列有密切关系即影响筛分效率的不仅是筛面的开孔率筛孔的排列也影响到颗粒接触和穿过筛孔的机会

（三）金属丝编织筛面 金属丝编织筛面由金属丝编织而成亦称筛网编织筛网通常为方孔或矩形孔孔尺寸大的可在 25mm 以上孔径小的可到 300目以上

（四）绢筛面 绢筛面由绢丝织成或称筛绢主要用于粉料的筛分在面粉工业中粉筛用量最大由于绢丝光滑柔软所以在筛面中极易移动而改变筛孔尺寸使用时必须用大框架绷紧较大孔的绢筛面都用绞织筛绢的材料为蚕丝或锦纶丝也可用两种材料混织

三筛面的运动方式 筛分机械工作过程的基础是物料与筛面的相对运动对于固定筛面而言则需要物料具有初始速度或是借重力产生的速度对于大多数筛分机械而言则需要借筛面运动的速度和加速度来产生物料与筛面的相对速度（如图 4-11 所示的各种筛面的运动方式）

（一）静止筛面 （二）往复运动筛面 （三）垂直圆运动筛面 （四）平面回转筛面 （五）旋转筛面

四筛面的传动方式 筛面的传动方式是每种筛分机械的主要特征它与支承机构决定了筛面的运动方式同一种筛面的运动方式也可有不同的传动方式

图 4-12 所示为常用的筛子传动方式

五摆动筛 摆动筛与振动筛的区别摆动筛又称摇动筛在食品工厂中常称为振动筛从物料在筛面上受力来看摆动筛与振动筛是不一样的摆动筛是以往复运动为主而以振动为辅摆动次数在 600 次 min以下振动筛在选矿和粮食筛选中常是一次筛分产品物料在筛面上是剧烈跳动的是以振动为主其振动次数为 800 ～ 1500次 min

（一）摆动筛结构特点 特点摆动筛的筛面是平的因而全部筛面都在工作制造和安装都比较容易结构简单调换筛面十分方便适用于多种物料的分级但是其动力平衡较差运行时连杆机构易损坏噪音较大

见图

（三）摆动筛主要技术参数 1 筛子结构主要有三种型式一种为钢条制成的一种是金属丝或丝线编织的一种是冲（钻）孔的薄金属板食品工厂常用最后一种型式为了减少筛孔被堵塞常将筛孔做成圆锥形孔由上向下逐渐增大其圆锥角以 7deg适

2 生产率生产能力 G 为 G=Bq 式中 Gmdashmdash生产能力 kgh Bmdashmdash筛面宽度m qmdashmdash筛面单位流量 kg m h

筛面单位流量主要与物料在筛面上的流速有关流量不能过大因此要提高 G 只能增大 B但筛宽和筛长有一定比例 B过大其结构庞大不便操作物料也不容易沿筛宽均匀散落筛宽一般在600 ～ 1200mm毫米内选取

3 物料运动特性 物料正向移动速度快显然可使物料层处于较薄状态从而增加过筛机会若该速度过快就需要较长的筛面否则就会造成来不及过筛的物料进入另一级中另外由于料层太薄物料在筛面上跳动过大而影响过筛机会

（四）摆动筛工作注意事项 由于摆动筛采用偏心曲轴连杆机构传动筛体往复运动时是变速运动由于加速度的影响使筛体产生的惯性力很大若不采取平衡措施就会造成筛体发生振动和噪音以致影响部件的使用寿命

要使筛体不发生剧烈振动或减少振动必须做到

（ 1 ）筛体的左右吊杆长短要一致（因有倾角存在故前后不一致）同时任何一根都不得扭曲变形

（ 2 ）保证筛面张紧和安装平整筛体不得向两侧倾斜

（ 3 ）偏心机构和连杆应与筛体的长轴线方向一致不得有偏差与扭曲更换偏心套时要成对更换

（ 4 ）偏心轴套与传动轴必须紧密配合不得松动偏心轴套在轴壳内滑动而不发生晃动轴壳与连杆连接处必须紧密平整并且在同一中心轴线上

（五）摆动筛惯性力的平衡 摆动筛中振动和平衡一对矛盾为了防止发生剧烈的振动除了在制造安装中保证其精度外设计上还必须采取措施通常的方法是采取平衡重平衡即在偏心装置上加设平衡重物或对称平衡即采取双筛体的方法平衡

1 平衡重平衡

2对称平衡法

六滚筒分级筛 见动画

1 滚筒 2 支承装置 3 收集料斗 4 传动装置 5 清筛装置

第三节 形状分级机械与设备 一三滚筒式分级机 应用范围主要用于球形体或近似球形的果蔬原料（苹果柑橘番茄桃子等）

全机结构驱动轮链轮出料输送带理料辊 分级原理 这种分级机的特点 工作过程

二颗粒形状分级设备 谷物颗粒料（如小麦大麦）等必须进行

精选和分级其主要原理是按颗粒长度进行分级以除去不必要的杂粒常用的精选机有滚筒精选机和碟片精选机两种其都是利用袋孔中嵌入长度不同的颗粒而带升高度不同的原理制成的如图 4-24和图4-25 所示

三带式分级机 1048708带式分级机工作原理 1048708国外生产的带式分级机有两种形式

第四节 光电分选分级机械与设备

一原理 利用紫外可见红外等光线和物体的相互作用而产生的吸收反射和吸收等现象对物料进行非接触式检测的方法是 20世纪60年代开始用于农产品和食品质量检验的新方法

根据物料的吸收和反射光谱可以鉴定物质的性质 例如利用紫外光作激励光源照射食品获得食品上的辐射荧光根据荧光的强度可以判别食品上附着的微生物的代谢物检出蛋品中霉菌花生类干果上附着的微生物及其代谢物如黄曲霉素

物料的吸收和反射光谱也可用于食品的异物检出用可见光作激励光源加上代替人眼的色彩传感器测定对象物的反射光或透射光可用于果品成熟度的判定谷类种子稻米水果的分选等作业领域

日本美国等正在开发用近红外光谱分析法无损检测水果的糖度和酸度的装置日本近年开发成功的米的食味计就是近红外分光分析仪装置和计算机系统结合的研究成果红外线法是利用红外吸收光谱测定食品的成分量例如牛乳的成分计等

（一）光与食品物料的相互作用 食品物料的光学特性 是指物料对投射到其表面上的光产生反射吸收透射漫射或受光照后激发出其他波长的光的性质物料是由许多微小的内部中间层组成的不同食品物料的物质种类组成不同因而在光学特性方面的反映也不尽相同

（二）食品物料的光特性应用技术 1 缺陷检测 食品和农产品的光特性已经被用于非破坏检

测方面的各种问题 2 成分分析 快速检测食品中的水分脂肪蛋白质氨基酸糖份酸度等化学成分的含量用于品质的监督和控制近红外光谱分析技术用于品质检测和控制是近年发展速度很快的一种全新的检测方法1048708

3 成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系并表现出表面或内部颜色的不同

最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

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（一）筛分效率

ηmdashmdash筛分效率 Gmdashmdash筛分物料总量 kg Grsquomdashmdash筛过物料总量 kg xmdashmdash可筛过物的质量百分比

（二）筛面组合将各种粒度的混合物通过筛分分成若干个粒级或提高总的筛分效率

1 筛余物法筛余物法如图 4-5 （ a）所示将前道筛面的筛余物送至后道筛面再筛图中所示筛分产品从 I 到 IV 依次渐粗这种筛面组合的特点是先提细粒后提粗粒它的优点是粗粒料的筛分路线长筛面的检查清理维护方便缺点是所有大粒物料要从每层筛面流过不但筛面易磨损而且多数粗物料阻碍细粒料接触筛孔降低筛分效率

2 筛过物法筛过物法如图 4-5 （ b）所示将前道筛面的筛过物送至下道筛面再筛筛分产品从 I 到 IV以次渐细先提粗粒后提细粒它的优点是使筛面的负荷减轻有助于提高筛分效率同时筛面配置空间较紧凑

3 混合法混合法如图 4-5 （ c）所示这种方法综合了前二种方法的优点因此流程可以灵活多变不同的筛分物料都要根据其物料的具体特点粗细粒的含量以及筛分的要求来确定筛面的组合方式

（三）开孔率（筛面利用系数筛孔系数） 开孔率 （筛面利用系数）是指整个筛面上筛孔所

占的面积与总面积之比 对于编织筛面有

式中 Kmdashmdash开孔率 bmdashmdash孔边长 mm dmdashmdash编织丝直径mm

（四）物料穿过筛孔的概率 对于前者以编织面为例直径为 D 的颗粒在筛面上通过筛孔的可能性仅为

当 D 越接近孔尺寸 b时筛过的可能性越是大幅度降低一般可将超过筛孔 08 ～ 10的粒度级称为难筛颗粒

当颗粒虽为筛下级别但它与筛面的相对运动速度达到一定值以上时则完全没有通过筛孔的机会

二 筛面的种类和结构 （一）栅筛面 栅筛面采用具有一定截面形状的棒料按一定的间距排列而成通常用于物料的去杂粗筛

栅筛面的特点是结构简单

（二）板筛面 1 板筛面由金属薄板冲压而成又称冲孔筛面最常用的金属薄板厚度为 05 ～15mm

2 板筛面最常用的筛孔形状是圆孔和长孔圆孔是按颗粒的宽度进行分级长孔是按颗粒的厚度分级也有时采用三角形孔或异形孔

3筛面的筛分效率与孔眼的形状间距和排列有密切关系即影响筛分效率的不仅是筛面的开孔率筛孔的排列也影响到颗粒接触和穿过筛孔的机会

（三）金属丝编织筛面 金属丝编织筛面由金属丝编织而成亦称筛网编织筛网通常为方孔或矩形孔孔尺寸大的可在 25mm 以上孔径小的可到 300目以上

（四）绢筛面 绢筛面由绢丝织成或称筛绢主要用于粉料的筛分在面粉工业中粉筛用量最大由于绢丝光滑柔软所以在筛面中极易移动而改变筛孔尺寸使用时必须用大框架绷紧较大孔的绢筛面都用绞织筛绢的材料为蚕丝或锦纶丝也可用两种材料混织

三筛面的运动方式 筛分机械工作过程的基础是物料与筛面的相对运动对于固定筛面而言则需要物料具有初始速度或是借重力产生的速度对于大多数筛分机械而言则需要借筛面运动的速度和加速度来产生物料与筛面的相对速度（如图 4-11 所示的各种筛面的运动方式）

（一）静止筛面 （二）往复运动筛面 （三）垂直圆运动筛面 （四）平面回转筛面 （五）旋转筛面

四筛面的传动方式 筛面的传动方式是每种筛分机械的主要特征它与支承机构决定了筛面的运动方式同一种筛面的运动方式也可有不同的传动方式

图 4-12 所示为常用的筛子传动方式

五摆动筛 摆动筛与振动筛的区别摆动筛又称摇动筛在食品工厂中常称为振动筛从物料在筛面上受力来看摆动筛与振动筛是不一样的摆动筛是以往复运动为主而以振动为辅摆动次数在 600 次 min以下振动筛在选矿和粮食筛选中常是一次筛分产品物料在筛面上是剧烈跳动的是以振动为主其振动次数为 800 ～ 1500次 min

（一）摆动筛结构特点 特点摆动筛的筛面是平的因而全部筛面都在工作制造和安装都比较容易结构简单调换筛面十分方便适用于多种物料的分级但是其动力平衡较差运行时连杆机构易损坏噪音较大

见图

（三）摆动筛主要技术参数 1 筛子结构主要有三种型式一种为钢条制成的一种是金属丝或丝线编织的一种是冲（钻）孔的薄金属板食品工厂常用最后一种型式为了减少筛孔被堵塞常将筛孔做成圆锥形孔由上向下逐渐增大其圆锥角以 7deg适

2 生产率生产能力 G 为 G=Bq 式中 Gmdashmdash生产能力 kgh Bmdashmdash筛面宽度m qmdashmdash筛面单位流量 kg m h

筛面单位流量主要与物料在筛面上的流速有关流量不能过大因此要提高 G 只能增大 B但筛宽和筛长有一定比例 B过大其结构庞大不便操作物料也不容易沿筛宽均匀散落筛宽一般在600 ～ 1200mm毫米内选取

3 物料运动特性 物料正向移动速度快显然可使物料层处于较薄状态从而增加过筛机会若该速度过快就需要较长的筛面否则就会造成来不及过筛的物料进入另一级中另外由于料层太薄物料在筛面上跳动过大而影响过筛机会

（四）摆动筛工作注意事项 由于摆动筛采用偏心曲轴连杆机构传动筛体往复运动时是变速运动由于加速度的影响使筛体产生的惯性力很大若不采取平衡措施就会造成筛体发生振动和噪音以致影响部件的使用寿命

要使筛体不发生剧烈振动或减少振动必须做到

（ 1 ）筛体的左右吊杆长短要一致（因有倾角存在故前后不一致）同时任何一根都不得扭曲变形

（ 2 ）保证筛面张紧和安装平整筛体不得向两侧倾斜

（ 3 ）偏心机构和连杆应与筛体的长轴线方向一致不得有偏差与扭曲更换偏心套时要成对更换

（ 4 ）偏心轴套与传动轴必须紧密配合不得松动偏心轴套在轴壳内滑动而不发生晃动轴壳与连杆连接处必须紧密平整并且在同一中心轴线上

（五）摆动筛惯性力的平衡 摆动筛中振动和平衡一对矛盾为了防止发生剧烈的振动除了在制造安装中保证其精度外设计上还必须采取措施通常的方法是采取平衡重平衡即在偏心装置上加设平衡重物或对称平衡即采取双筛体的方法平衡

1 平衡重平衡

2对称平衡法

六滚筒分级筛 见动画

1 滚筒 2 支承装置 3 收集料斗 4 传动装置 5 清筛装置

第三节 形状分级机械与设备 一三滚筒式分级机 应用范围主要用于球形体或近似球形的果蔬原料（苹果柑橘番茄桃子等）

全机结构驱动轮链轮出料输送带理料辊 分级原理 这种分级机的特点 工作过程

二颗粒形状分级设备 谷物颗粒料（如小麦大麦）等必须进行

精选和分级其主要原理是按颗粒长度进行分级以除去不必要的杂粒常用的精选机有滚筒精选机和碟片精选机两种其都是利用袋孔中嵌入长度不同的颗粒而带升高度不同的原理制成的如图 4-24和图4-25 所示

三带式分级机 1048708带式分级机工作原理 1048708国外生产的带式分级机有两种形式

第四节 光电分选分级机械与设备

一原理 利用紫外可见红外等光线和物体的相互作用而产生的吸收反射和吸收等现象对物料进行非接触式检测的方法是 20世纪60年代开始用于农产品和食品质量检验的新方法

根据物料的吸收和反射光谱可以鉴定物质的性质 例如利用紫外光作激励光源照射食品获得食品上的辐射荧光根据荧光的强度可以判别食品上附着的微生物的代谢物检出蛋品中霉菌花生类干果上附着的微生物及其代谢物如黄曲霉素

物料的吸收和反射光谱也可用于食品的异物检出用可见光作激励光源加上代替人眼的色彩传感器测定对象物的反射光或透射光可用于果品成熟度的判定谷类种子稻米水果的分选等作业领域

日本美国等正在开发用近红外光谱分析法无损检测水果的糖度和酸度的装置日本近年开发成功的米的食味计就是近红外分光分析仪装置和计算机系统结合的研究成果红外线法是利用红外吸收光谱测定食品的成分量例如牛乳的成分计等

（一）光与食品物料的相互作用 食品物料的光学特性 是指物料对投射到其表面上的光产生反射吸收透射漫射或受光照后激发出其他波长的光的性质物料是由许多微小的内部中间层组成的不同食品物料的物质种类组成不同因而在光学特性方面的反映也不尽相同

（二）食品物料的光特性应用技术 1 缺陷检测 食品和农产品的光特性已经被用于非破坏检

测方面的各种问题 2 成分分析 快速检测食品中的水分脂肪蛋白质氨基酸糖份酸度等化学成分的含量用于品质的监督和控制近红外光谱分析技术用于品质检测和控制是近年发展速度很快的一种全新的检测方法1048708

3 成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系并表现出表面或内部颜色的不同

最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

• Slide 1

（二）筛面组合将各种粒度的混合物通过筛分分成若干个粒级或提高总的筛分效率

1 筛余物法筛余物法如图 4-5 （ a）所示将前道筛面的筛余物送至后道筛面再筛图中所示筛分产品从 I 到 IV 依次渐粗这种筛面组合的特点是先提细粒后提粗粒它的优点是粗粒料的筛分路线长筛面的检查清理维护方便缺点是所有大粒物料要从每层筛面流过不但筛面易磨损而且多数粗物料阻碍细粒料接触筛孔降低筛分效率

2 筛过物法筛过物法如图 4-5 （ b）所示将前道筛面的筛过物送至下道筛面再筛筛分产品从 I 到 IV以次渐细先提粗粒后提细粒它的优点是使筛面的负荷减轻有助于提高筛分效率同时筛面配置空间较紧凑

3 混合法混合法如图 4-5 （ c）所示这种方法综合了前二种方法的优点因此流程可以灵活多变不同的筛分物料都要根据其物料的具体特点粗细粒的含量以及筛分的要求来确定筛面的组合方式

（三）开孔率（筛面利用系数筛孔系数） 开孔率 （筛面利用系数）是指整个筛面上筛孔所

占的面积与总面积之比 对于编织筛面有

式中 Kmdashmdash开孔率 bmdashmdash孔边长 mm dmdashmdash编织丝直径mm

（四）物料穿过筛孔的概率 对于前者以编织面为例直径为 D 的颗粒在筛面上通过筛孔的可能性仅为

当 D 越接近孔尺寸 b时筛过的可能性越是大幅度降低一般可将超过筛孔 08 ～ 10的粒度级称为难筛颗粒

当颗粒虽为筛下级别但它与筛面的相对运动速度达到一定值以上时则完全没有通过筛孔的机会

二 筛面的种类和结构 （一）栅筛面 栅筛面采用具有一定截面形状的棒料按一定的间距排列而成通常用于物料的去杂粗筛

栅筛面的特点是结构简单

（二）板筛面 1 板筛面由金属薄板冲压而成又称冲孔筛面最常用的金属薄板厚度为 05 ～15mm

2 板筛面最常用的筛孔形状是圆孔和长孔圆孔是按颗粒的宽度进行分级长孔是按颗粒的厚度分级也有时采用三角形孔或异形孔

3筛面的筛分效率与孔眼的形状间距和排列有密切关系即影响筛分效率的不仅是筛面的开孔率筛孔的排列也影响到颗粒接触和穿过筛孔的机会

（三）金属丝编织筛面 金属丝编织筛面由金属丝编织而成亦称筛网编织筛网通常为方孔或矩形孔孔尺寸大的可在 25mm 以上孔径小的可到 300目以上

（四）绢筛面 绢筛面由绢丝织成或称筛绢主要用于粉料的筛分在面粉工业中粉筛用量最大由于绢丝光滑柔软所以在筛面中极易移动而改变筛孔尺寸使用时必须用大框架绷紧较大孔的绢筛面都用绞织筛绢的材料为蚕丝或锦纶丝也可用两种材料混织

三筛面的运动方式 筛分机械工作过程的基础是物料与筛面的相对运动对于固定筛面而言则需要物料具有初始速度或是借重力产生的速度对于大多数筛分机械而言则需要借筛面运动的速度和加速度来产生物料与筛面的相对速度（如图 4-11 所示的各种筛面的运动方式）

（一）静止筛面 （二）往复运动筛面 （三）垂直圆运动筛面 （四）平面回转筛面 （五）旋转筛面

四筛面的传动方式 筛面的传动方式是每种筛分机械的主要特征它与支承机构决定了筛面的运动方式同一种筛面的运动方式也可有不同的传动方式

图 4-12 所示为常用的筛子传动方式

五摆动筛 摆动筛与振动筛的区别摆动筛又称摇动筛在食品工厂中常称为振动筛从物料在筛面上受力来看摆动筛与振动筛是不一样的摆动筛是以往复运动为主而以振动为辅摆动次数在 600 次 min以下振动筛在选矿和粮食筛选中常是一次筛分产品物料在筛面上是剧烈跳动的是以振动为主其振动次数为 800 ～ 1500次 min

（一）摆动筛结构特点 特点摆动筛的筛面是平的因而全部筛面都在工作制造和安装都比较容易结构简单调换筛面十分方便适用于多种物料的分级但是其动力平衡较差运行时连杆机构易损坏噪音较大

见图

（三）摆动筛主要技术参数 1 筛子结构主要有三种型式一种为钢条制成的一种是金属丝或丝线编织的一种是冲（钻）孔的薄金属板食品工厂常用最后一种型式为了减少筛孔被堵塞常将筛孔做成圆锥形孔由上向下逐渐增大其圆锥角以 7deg适

2 生产率生产能力 G 为 G=Bq 式中 Gmdashmdash生产能力 kgh Bmdashmdash筛面宽度m qmdashmdash筛面单位流量 kg m h

筛面单位流量主要与物料在筛面上的流速有关流量不能过大因此要提高 G 只能增大 B但筛宽和筛长有一定比例 B过大其结构庞大不便操作物料也不容易沿筛宽均匀散落筛宽一般在600 ～ 1200mm毫米内选取

3 物料运动特性 物料正向移动速度快显然可使物料层处于较薄状态从而增加过筛机会若该速度过快就需要较长的筛面否则就会造成来不及过筛的物料进入另一级中另外由于料层太薄物料在筛面上跳动过大而影响过筛机会

（四）摆动筛工作注意事项 由于摆动筛采用偏心曲轴连杆机构传动筛体往复运动时是变速运动由于加速度的影响使筛体产生的惯性力很大若不采取平衡措施就会造成筛体发生振动和噪音以致影响部件的使用寿命

要使筛体不发生剧烈振动或减少振动必须做到

（ 1 ）筛体的左右吊杆长短要一致（因有倾角存在故前后不一致）同时任何一根都不得扭曲变形

（ 2 ）保证筛面张紧和安装平整筛体不得向两侧倾斜

（ 3 ）偏心机构和连杆应与筛体的长轴线方向一致不得有偏差与扭曲更换偏心套时要成对更换

（ 4 ）偏心轴套与传动轴必须紧密配合不得松动偏心轴套在轴壳内滑动而不发生晃动轴壳与连杆连接处必须紧密平整并且在同一中心轴线上

（五）摆动筛惯性力的平衡 摆动筛中振动和平衡一对矛盾为了防止发生剧烈的振动除了在制造安装中保证其精度外设计上还必须采取措施通常的方法是采取平衡重平衡即在偏心装置上加设平衡重物或对称平衡即采取双筛体的方法平衡

1 平衡重平衡

2对称平衡法

六滚筒分级筛 见动画

1 滚筒 2 支承装置 3 收集料斗 4 传动装置 5 清筛装置

第三节 形状分级机械与设备 一三滚筒式分级机 应用范围主要用于球形体或近似球形的果蔬原料（苹果柑橘番茄桃子等）

全机结构驱动轮链轮出料输送带理料辊 分级原理 这种分级机的特点 工作过程

二颗粒形状分级设备 谷物颗粒料（如小麦大麦）等必须进行

精选和分级其主要原理是按颗粒长度进行分级以除去不必要的杂粒常用的精选机有滚筒精选机和碟片精选机两种其都是利用袋孔中嵌入长度不同的颗粒而带升高度不同的原理制成的如图 4-24和图4-25 所示

三带式分级机 1048708带式分级机工作原理 1048708国外生产的带式分级机有两种形式

第四节 光电分选分级机械与设备

一原理 利用紫外可见红外等光线和物体的相互作用而产生的吸收反射和吸收等现象对物料进行非接触式检测的方法是 20世纪60年代开始用于农产品和食品质量检验的新方法

根据物料的吸收和反射光谱可以鉴定物质的性质 例如利用紫外光作激励光源照射食品获得食品上的辐射荧光根据荧光的强度可以判别食品上附着的微生物的代谢物检出蛋品中霉菌花生类干果上附着的微生物及其代谢物如黄曲霉素

物料的吸收和反射光谱也可用于食品的异物检出用可见光作激励光源加上代替人眼的色彩传感器测定对象物的反射光或透射光可用于果品成熟度的判定谷类种子稻米水果的分选等作业领域

日本美国等正在开发用近红外光谱分析法无损检测水果的糖度和酸度的装置日本近年开发成功的米的食味计就是近红外分光分析仪装置和计算机系统结合的研究成果红外线法是利用红外吸收光谱测定食品的成分量例如牛乳的成分计等

（一）光与食品物料的相互作用 食品物料的光学特性 是指物料对投射到其表面上的光产生反射吸收透射漫射或受光照后激发出其他波长的光的性质物料是由许多微小的内部中间层组成的不同食品物料的物质种类组成不同因而在光学特性方面的反映也不尽相同

（二）食品物料的光特性应用技术 1 缺陷检测 食品和农产品的光特性已经被用于非破坏检

测方面的各种问题 2 成分分析 快速检测食品中的水分脂肪蛋白质氨基酸糖份酸度等化学成分的含量用于品质的监督和控制近红外光谱分析技术用于品质检测和控制是近年发展速度很快的一种全新的检测方法1048708

3 成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系并表现出表面或内部颜色的不同

最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

• Slide 1

1 筛余物法筛余物法如图 4-5 （ a）所示将前道筛面的筛余物送至后道筛面再筛图中所示筛分产品从 I 到 IV 依次渐粗这种筛面组合的特点是先提细粒后提粗粒它的优点是粗粒料的筛分路线长筛面的检查清理维护方便缺点是所有大粒物料要从每层筛面流过不但筛面易磨损而且多数粗物料阻碍细粒料接触筛孔降低筛分效率

2 筛过物法筛过物法如图 4-5 （ b）所示将前道筛面的筛过物送至下道筛面再筛筛分产品从 I 到 IV以次渐细先提粗粒后提细粒它的优点是使筛面的负荷减轻有助于提高筛分效率同时筛面配置空间较紧凑

3 混合法混合法如图 4-5 （ c）所示这种方法综合了前二种方法的优点因此流程可以灵活多变不同的筛分物料都要根据其物料的具体特点粗细粒的含量以及筛分的要求来确定筛面的组合方式

（三）开孔率（筛面利用系数筛孔系数） 开孔率 （筛面利用系数）是指整个筛面上筛孔所

占的面积与总面积之比 对于编织筛面有

式中 Kmdashmdash开孔率 bmdashmdash孔边长 mm dmdashmdash编织丝直径mm

（四）物料穿过筛孔的概率 对于前者以编织面为例直径为 D 的颗粒在筛面上通过筛孔的可能性仅为

当 D 越接近孔尺寸 b时筛过的可能性越是大幅度降低一般可将超过筛孔 08 ～ 10的粒度级称为难筛颗粒

当颗粒虽为筛下级别但它与筛面的相对运动速度达到一定值以上时则完全没有通过筛孔的机会

二 筛面的种类和结构 （一）栅筛面 栅筛面采用具有一定截面形状的棒料按一定的间距排列而成通常用于物料的去杂粗筛

栅筛面的特点是结构简单

（二）板筛面 1 板筛面由金属薄板冲压而成又称冲孔筛面最常用的金属薄板厚度为 05 ～15mm

2 板筛面最常用的筛孔形状是圆孔和长孔圆孔是按颗粒的宽度进行分级长孔是按颗粒的厚度分级也有时采用三角形孔或异形孔

3筛面的筛分效率与孔眼的形状间距和排列有密切关系即影响筛分效率的不仅是筛面的开孔率筛孔的排列也影响到颗粒接触和穿过筛孔的机会

（三）金属丝编织筛面 金属丝编织筛面由金属丝编织而成亦称筛网编织筛网通常为方孔或矩形孔孔尺寸大的可在 25mm 以上孔径小的可到 300目以上

（四）绢筛面 绢筛面由绢丝织成或称筛绢主要用于粉料的筛分在面粉工业中粉筛用量最大由于绢丝光滑柔软所以在筛面中极易移动而改变筛孔尺寸使用时必须用大框架绷紧较大孔的绢筛面都用绞织筛绢的材料为蚕丝或锦纶丝也可用两种材料混织

三筛面的运动方式 筛分机械工作过程的基础是物料与筛面的相对运动对于固定筛面而言则需要物料具有初始速度或是借重力产生的速度对于大多数筛分机械而言则需要借筛面运动的速度和加速度来产生物料与筛面的相对速度（如图 4-11 所示的各种筛面的运动方式）

（一）静止筛面 （二）往复运动筛面 （三）垂直圆运动筛面 （四）平面回转筛面 （五）旋转筛面

四筛面的传动方式 筛面的传动方式是每种筛分机械的主要特征它与支承机构决定了筛面的运动方式同一种筛面的运动方式也可有不同的传动方式

图 4-12 所示为常用的筛子传动方式

五摆动筛 摆动筛与振动筛的区别摆动筛又称摇动筛在食品工厂中常称为振动筛从物料在筛面上受力来看摆动筛与振动筛是不一样的摆动筛是以往复运动为主而以振动为辅摆动次数在 600 次 min以下振动筛在选矿和粮食筛选中常是一次筛分产品物料在筛面上是剧烈跳动的是以振动为主其振动次数为 800 ～ 1500次 min

（一）摆动筛结构特点 特点摆动筛的筛面是平的因而全部筛面都在工作制造和安装都比较容易结构简单调换筛面十分方便适用于多种物料的分级但是其动力平衡较差运行时连杆机构易损坏噪音较大

见图

（三）摆动筛主要技术参数 1 筛子结构主要有三种型式一种为钢条制成的一种是金属丝或丝线编织的一种是冲（钻）孔的薄金属板食品工厂常用最后一种型式为了减少筛孔被堵塞常将筛孔做成圆锥形孔由上向下逐渐增大其圆锥角以 7deg适

2 生产率生产能力 G 为 G=Bq 式中 Gmdashmdash生产能力 kgh Bmdashmdash筛面宽度m qmdashmdash筛面单位流量 kg m h

筛面单位流量主要与物料在筛面上的流速有关流量不能过大因此要提高 G 只能增大 B但筛宽和筛长有一定比例 B过大其结构庞大不便操作物料也不容易沿筛宽均匀散落筛宽一般在600 ～ 1200mm毫米内选取

3 物料运动特性 物料正向移动速度快显然可使物料层处于较薄状态从而增加过筛机会若该速度过快就需要较长的筛面否则就会造成来不及过筛的物料进入另一级中另外由于料层太薄物料在筛面上跳动过大而影响过筛机会

（四）摆动筛工作注意事项 由于摆动筛采用偏心曲轴连杆机构传动筛体往复运动时是变速运动由于加速度的影响使筛体产生的惯性力很大若不采取平衡措施就会造成筛体发生振动和噪音以致影响部件的使用寿命

要使筛体不发生剧烈振动或减少振动必须做到

（ 1 ）筛体的左右吊杆长短要一致（因有倾角存在故前后不一致）同时任何一根都不得扭曲变形

（ 2 ）保证筛面张紧和安装平整筛体不得向两侧倾斜

（ 3 ）偏心机构和连杆应与筛体的长轴线方向一致不得有偏差与扭曲更换偏心套时要成对更换

（ 4 ）偏心轴套与传动轴必须紧密配合不得松动偏心轴套在轴壳内滑动而不发生晃动轴壳与连杆连接处必须紧密平整并且在同一中心轴线上

（五）摆动筛惯性力的平衡 摆动筛中振动和平衡一对矛盾为了防止发生剧烈的振动除了在制造安装中保证其精度外设计上还必须采取措施通常的方法是采取平衡重平衡即在偏心装置上加设平衡重物或对称平衡即采取双筛体的方法平衡

1 平衡重平衡

2对称平衡法

六滚筒分级筛 见动画

1 滚筒 2 支承装置 3 收集料斗 4 传动装置 5 清筛装置

第三节 形状分级机械与设备 一三滚筒式分级机 应用范围主要用于球形体或近似球形的果蔬原料（苹果柑橘番茄桃子等）

全机结构驱动轮链轮出料输送带理料辊 分级原理 这种分级机的特点 工作过程

二颗粒形状分级设备 谷物颗粒料（如小麦大麦）等必须进行

精选和分级其主要原理是按颗粒长度进行分级以除去不必要的杂粒常用的精选机有滚筒精选机和碟片精选机两种其都是利用袋孔中嵌入长度不同的颗粒而带升高度不同的原理制成的如图 4-24和图4-25 所示

三带式分级机 1048708带式分级机工作原理 1048708国外生产的带式分级机有两种形式

第四节 光电分选分级机械与设备

一原理 利用紫外可见红外等光线和物体的相互作用而产生的吸收反射和吸收等现象对物料进行非接触式检测的方法是 20世纪60年代开始用于农产品和食品质量检验的新方法

根据物料的吸收和反射光谱可以鉴定物质的性质 例如利用紫外光作激励光源照射食品获得食品上的辐射荧光根据荧光的强度可以判别食品上附着的微生物的代谢物检出蛋品中霉菌花生类干果上附着的微生物及其代谢物如黄曲霉素

物料的吸收和反射光谱也可用于食品的异物检出用可见光作激励光源加上代替人眼的色彩传感器测定对象物的反射光或透射光可用于果品成熟度的判定谷类种子稻米水果的分选等作业领域

日本美国等正在开发用近红外光谱分析法无损检测水果的糖度和酸度的装置日本近年开发成功的米的食味计就是近红外分光分析仪装置和计算机系统结合的研究成果红外线法是利用红外吸收光谱测定食品的成分量例如牛乳的成分计等

（一）光与食品物料的相互作用 食品物料的光学特性 是指物料对投射到其表面上的光产生反射吸收透射漫射或受光照后激发出其他波长的光的性质物料是由许多微小的内部中间层组成的不同食品物料的物质种类组成不同因而在光学特性方面的反映也不尽相同

（二）食品物料的光特性应用技术 1 缺陷检测 食品和农产品的光特性已经被用于非破坏检

测方面的各种问题 2 成分分析 快速检测食品中的水分脂肪蛋白质氨基酸糖份酸度等化学成分的含量用于品质的监督和控制近红外光谱分析技术用于品质检测和控制是近年发展速度很快的一种全新的检测方法1048708

3 成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系并表现出表面或内部颜色的不同

最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

• Slide 1

2 筛过物法筛过物法如图 4-5 （ b）所示将前道筛面的筛过物送至下道筛面再筛筛分产品从 I 到 IV以次渐细先提粗粒后提细粒它的优点是使筛面的负荷减轻有助于提高筛分效率同时筛面配置空间较紧凑

3 混合法混合法如图 4-5 （ c）所示这种方法综合了前二种方法的优点因此流程可以灵活多变不同的筛分物料都要根据其物料的具体特点粗细粒的含量以及筛分的要求来确定筛面的组合方式

（三）开孔率（筛面利用系数筛孔系数） 开孔率 （筛面利用系数）是指整个筛面上筛孔所

占的面积与总面积之比 对于编织筛面有

式中 Kmdashmdash开孔率 bmdashmdash孔边长 mm dmdashmdash编织丝直径mm

（四）物料穿过筛孔的概率 对于前者以编织面为例直径为 D 的颗粒在筛面上通过筛孔的可能性仅为

当 D 越接近孔尺寸 b时筛过的可能性越是大幅度降低一般可将超过筛孔 08 ～ 10的粒度级称为难筛颗粒

当颗粒虽为筛下级别但它与筛面的相对运动速度达到一定值以上时则完全没有通过筛孔的机会

二 筛面的种类和结构 （一）栅筛面 栅筛面采用具有一定截面形状的棒料按一定的间距排列而成通常用于物料的去杂粗筛

栅筛面的特点是结构简单

（二）板筛面 1 板筛面由金属薄板冲压而成又称冲孔筛面最常用的金属薄板厚度为 05 ～15mm

2 板筛面最常用的筛孔形状是圆孔和长孔圆孔是按颗粒的宽度进行分级长孔是按颗粒的厚度分级也有时采用三角形孔或异形孔

3筛面的筛分效率与孔眼的形状间距和排列有密切关系即影响筛分效率的不仅是筛面的开孔率筛孔的排列也影响到颗粒接触和穿过筛孔的机会

（三）金属丝编织筛面 金属丝编织筛面由金属丝编织而成亦称筛网编织筛网通常为方孔或矩形孔孔尺寸大的可在 25mm 以上孔径小的可到 300目以上

（四）绢筛面 绢筛面由绢丝织成或称筛绢主要用于粉料的筛分在面粉工业中粉筛用量最大由于绢丝光滑柔软所以在筛面中极易移动而改变筛孔尺寸使用时必须用大框架绷紧较大孔的绢筛面都用绞织筛绢的材料为蚕丝或锦纶丝也可用两种材料混织

三筛面的运动方式 筛分机械工作过程的基础是物料与筛面的相对运动对于固定筛面而言则需要物料具有初始速度或是借重力产生的速度对于大多数筛分机械而言则需要借筛面运动的速度和加速度来产生物料与筛面的相对速度（如图 4-11 所示的各种筛面的运动方式）

（一）静止筛面 （二）往复运动筛面 （三）垂直圆运动筛面 （四）平面回转筛面 （五）旋转筛面

四筛面的传动方式 筛面的传动方式是每种筛分机械的主要特征它与支承机构决定了筛面的运动方式同一种筛面的运动方式也可有不同的传动方式

图 4-12 所示为常用的筛子传动方式

五摆动筛 摆动筛与振动筛的区别摆动筛又称摇动筛在食品工厂中常称为振动筛从物料在筛面上受力来看摆动筛与振动筛是不一样的摆动筛是以往复运动为主而以振动为辅摆动次数在 600 次 min以下振动筛在选矿和粮食筛选中常是一次筛分产品物料在筛面上是剧烈跳动的是以振动为主其振动次数为 800 ～ 1500次 min

（一）摆动筛结构特点 特点摆动筛的筛面是平的因而全部筛面都在工作制造和安装都比较容易结构简单调换筛面十分方便适用于多种物料的分级但是其动力平衡较差运行时连杆机构易损坏噪音较大

见图

（三）摆动筛主要技术参数 1 筛子结构主要有三种型式一种为钢条制成的一种是金属丝或丝线编织的一种是冲（钻）孔的薄金属板食品工厂常用最后一种型式为了减少筛孔被堵塞常将筛孔做成圆锥形孔由上向下逐渐增大其圆锥角以 7deg适

2 生产率生产能力 G 为 G=Bq 式中 Gmdashmdash生产能力 kgh Bmdashmdash筛面宽度m qmdashmdash筛面单位流量 kg m h

筛面单位流量主要与物料在筛面上的流速有关流量不能过大因此要提高 G 只能增大 B但筛宽和筛长有一定比例 B过大其结构庞大不便操作物料也不容易沿筛宽均匀散落筛宽一般在600 ～ 1200mm毫米内选取

3 物料运动特性 物料正向移动速度快显然可使物料层处于较薄状态从而增加过筛机会若该速度过快就需要较长的筛面否则就会造成来不及过筛的物料进入另一级中另外由于料层太薄物料在筛面上跳动过大而影响过筛机会

（四）摆动筛工作注意事项 由于摆动筛采用偏心曲轴连杆机构传动筛体往复运动时是变速运动由于加速度的影响使筛体产生的惯性力很大若不采取平衡措施就会造成筛体发生振动和噪音以致影响部件的使用寿命

要使筛体不发生剧烈振动或减少振动必须做到

（ 1 ）筛体的左右吊杆长短要一致（因有倾角存在故前后不一致）同时任何一根都不得扭曲变形

（ 2 ）保证筛面张紧和安装平整筛体不得向两侧倾斜

（ 3 ）偏心机构和连杆应与筛体的长轴线方向一致不得有偏差与扭曲更换偏心套时要成对更换

（ 4 ）偏心轴套与传动轴必须紧密配合不得松动偏心轴套在轴壳内滑动而不发生晃动轴壳与连杆连接处必须紧密平整并且在同一中心轴线上

（五）摆动筛惯性力的平衡 摆动筛中振动和平衡一对矛盾为了防止发生剧烈的振动除了在制造安装中保证其精度外设计上还必须采取措施通常的方法是采取平衡重平衡即在偏心装置上加设平衡重物或对称平衡即采取双筛体的方法平衡

1 平衡重平衡

2对称平衡法

六滚筒分级筛 见动画

1 滚筒 2 支承装置 3 收集料斗 4 传动装置 5 清筛装置

第三节 形状分级机械与设备 一三滚筒式分级机 应用范围主要用于球形体或近似球形的果蔬原料（苹果柑橘番茄桃子等）

全机结构驱动轮链轮出料输送带理料辊 分级原理 这种分级机的特点 工作过程

二颗粒形状分级设备 谷物颗粒料（如小麦大麦）等必须进行

精选和分级其主要原理是按颗粒长度进行分级以除去不必要的杂粒常用的精选机有滚筒精选机和碟片精选机两种其都是利用袋孔中嵌入长度不同的颗粒而带升高度不同的原理制成的如图 4-24和图4-25 所示

三带式分级机 1048708带式分级机工作原理 1048708国外生产的带式分级机有两种形式

第四节 光电分选分级机械与设备

一原理 利用紫外可见红外等光线和物体的相互作用而产生的吸收反射和吸收等现象对物料进行非接触式检测的方法是 20世纪60年代开始用于农产品和食品质量检验的新方法

根据物料的吸收和反射光谱可以鉴定物质的性质 例如利用紫外光作激励光源照射食品获得食品上的辐射荧光根据荧光的强度可以判别食品上附着的微生物的代谢物检出蛋品中霉菌花生类干果上附着的微生物及其代谢物如黄曲霉素

物料的吸收和反射光谱也可用于食品的异物检出用可见光作激励光源加上代替人眼的色彩传感器测定对象物的反射光或透射光可用于果品成熟度的判定谷类种子稻米水果的分选等作业领域

日本美国等正在开发用近红外光谱分析法无损检测水果的糖度和酸度的装置日本近年开发成功的米的食味计就是近红外分光分析仪装置和计算机系统结合的研究成果红外线法是利用红外吸收光谱测定食品的成分量例如牛乳的成分计等

（一）光与食品物料的相互作用 食品物料的光学特性 是指物料对投射到其表面上的光产生反射吸收透射漫射或受光照后激发出其他波长的光的性质物料是由许多微小的内部中间层组成的不同食品物料的物质种类组成不同因而在光学特性方面的反映也不尽相同

（二）食品物料的光特性应用技术 1 缺陷检测 食品和农产品的光特性已经被用于非破坏检

测方面的各种问题 2 成分分析 快速检测食品中的水分脂肪蛋白质氨基酸糖份酸度等化学成分的含量用于品质的监督和控制近红外光谱分析技术用于品质检测和控制是近年发展速度很快的一种全新的检测方法1048708

3 成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系并表现出表面或内部颜色的不同

最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

• Slide 1

3 混合法混合法如图 4-5 （ c）所示这种方法综合了前二种方法的优点因此流程可以灵活多变不同的筛分物料都要根据其物料的具体特点粗细粒的含量以及筛分的要求来确定筛面的组合方式

（三）开孔率（筛面利用系数筛孔系数） 开孔率 （筛面利用系数）是指整个筛面上筛孔所

占的面积与总面积之比 对于编织筛面有

式中 Kmdashmdash开孔率 bmdashmdash孔边长 mm dmdashmdash编织丝直径mm

（四）物料穿过筛孔的概率 对于前者以编织面为例直径为 D 的颗粒在筛面上通过筛孔的可能性仅为

当 D 越接近孔尺寸 b时筛过的可能性越是大幅度降低一般可将超过筛孔 08 ～ 10的粒度级称为难筛颗粒

当颗粒虽为筛下级别但它与筛面的相对运动速度达到一定值以上时则完全没有通过筛孔的机会

二 筛面的种类和结构 （一）栅筛面 栅筛面采用具有一定截面形状的棒料按一定的间距排列而成通常用于物料的去杂粗筛

栅筛面的特点是结构简单

（二）板筛面 1 板筛面由金属薄板冲压而成又称冲孔筛面最常用的金属薄板厚度为 05 ～15mm

2 板筛面最常用的筛孔形状是圆孔和长孔圆孔是按颗粒的宽度进行分级长孔是按颗粒的厚度分级也有时采用三角形孔或异形孔

3筛面的筛分效率与孔眼的形状间距和排列有密切关系即影响筛分效率的不仅是筛面的开孔率筛孔的排列也影响到颗粒接触和穿过筛孔的机会

（三）金属丝编织筛面 金属丝编织筛面由金属丝编织而成亦称筛网编织筛网通常为方孔或矩形孔孔尺寸大的可在 25mm 以上孔径小的可到 300目以上

（四）绢筛面 绢筛面由绢丝织成或称筛绢主要用于粉料的筛分在面粉工业中粉筛用量最大由于绢丝光滑柔软所以在筛面中极易移动而改变筛孔尺寸使用时必须用大框架绷紧较大孔的绢筛面都用绞织筛绢的材料为蚕丝或锦纶丝也可用两种材料混织

三筛面的运动方式 筛分机械工作过程的基础是物料与筛面的相对运动对于固定筛面而言则需要物料具有初始速度或是借重力产生的速度对于大多数筛分机械而言则需要借筛面运动的速度和加速度来产生物料与筛面的相对速度（如图 4-11 所示的各种筛面的运动方式）

（一）静止筛面 （二）往复运动筛面 （三）垂直圆运动筛面 （四）平面回转筛面 （五）旋转筛面

四筛面的传动方式 筛面的传动方式是每种筛分机械的主要特征它与支承机构决定了筛面的运动方式同一种筛面的运动方式也可有不同的传动方式

图 4-12 所示为常用的筛子传动方式

五摆动筛 摆动筛与振动筛的区别摆动筛又称摇动筛在食品工厂中常称为振动筛从物料在筛面上受力来看摆动筛与振动筛是不一样的摆动筛是以往复运动为主而以振动为辅摆动次数在 600 次 min以下振动筛在选矿和粮食筛选中常是一次筛分产品物料在筛面上是剧烈跳动的是以振动为主其振动次数为 800 ～ 1500次 min

（一）摆动筛结构特点 特点摆动筛的筛面是平的因而全部筛面都在工作制造和安装都比较容易结构简单调换筛面十分方便适用于多种物料的分级但是其动力平衡较差运行时连杆机构易损坏噪音较大

见图

（三）摆动筛主要技术参数 1 筛子结构主要有三种型式一种为钢条制成的一种是金属丝或丝线编织的一种是冲（钻）孔的薄金属板食品工厂常用最后一种型式为了减少筛孔被堵塞常将筛孔做成圆锥形孔由上向下逐渐增大其圆锥角以 7deg适

2 生产率生产能力 G 为 G=Bq 式中 Gmdashmdash生产能力 kgh Bmdashmdash筛面宽度m qmdashmdash筛面单位流量 kg m h

筛面单位流量主要与物料在筛面上的流速有关流量不能过大因此要提高 G 只能增大 B但筛宽和筛长有一定比例 B过大其结构庞大不便操作物料也不容易沿筛宽均匀散落筛宽一般在600 ～ 1200mm毫米内选取

3 物料运动特性 物料正向移动速度快显然可使物料层处于较薄状态从而增加过筛机会若该速度过快就需要较长的筛面否则就会造成来不及过筛的物料进入另一级中另外由于料层太薄物料在筛面上跳动过大而影响过筛机会

（四）摆动筛工作注意事项 由于摆动筛采用偏心曲轴连杆机构传动筛体往复运动时是变速运动由于加速度的影响使筛体产生的惯性力很大若不采取平衡措施就会造成筛体发生振动和噪音以致影响部件的使用寿命

要使筛体不发生剧烈振动或减少振动必须做到

（ 1 ）筛体的左右吊杆长短要一致（因有倾角存在故前后不一致）同时任何一根都不得扭曲变形

（ 2 ）保证筛面张紧和安装平整筛体不得向两侧倾斜

（ 3 ）偏心机构和连杆应与筛体的长轴线方向一致不得有偏差与扭曲更换偏心套时要成对更换

（ 4 ）偏心轴套与传动轴必须紧密配合不得松动偏心轴套在轴壳内滑动而不发生晃动轴壳与连杆连接处必须紧密平整并且在同一中心轴线上

（五）摆动筛惯性力的平衡 摆动筛中振动和平衡一对矛盾为了防止发生剧烈的振动除了在制造安装中保证其精度外设计上还必须采取措施通常的方法是采取平衡重平衡即在偏心装置上加设平衡重物或对称平衡即采取双筛体的方法平衡

1 平衡重平衡

2对称平衡法

六滚筒分级筛 见动画

1 滚筒 2 支承装置 3 收集料斗 4 传动装置 5 清筛装置

第三节 形状分级机械与设备 一三滚筒式分级机 应用范围主要用于球形体或近似球形的果蔬原料（苹果柑橘番茄桃子等）

全机结构驱动轮链轮出料输送带理料辊 分级原理 这种分级机的特点 工作过程

二颗粒形状分级设备 谷物颗粒料（如小麦大麦）等必须进行

精选和分级其主要原理是按颗粒长度进行分级以除去不必要的杂粒常用的精选机有滚筒精选机和碟片精选机两种其都是利用袋孔中嵌入长度不同的颗粒而带升高度不同的原理制成的如图 4-24和图4-25 所示

三带式分级机 1048708带式分级机工作原理 1048708国外生产的带式分级机有两种形式

第四节 光电分选分级机械与设备

一原理 利用紫外可见红外等光线和物体的相互作用而产生的吸收反射和吸收等现象对物料进行非接触式检测的方法是 20世纪60年代开始用于农产品和食品质量检验的新方法

根据物料的吸收和反射光谱可以鉴定物质的性质 例如利用紫外光作激励光源照射食品获得食品上的辐射荧光根据荧光的强度可以判别食品上附着的微生物的代谢物检出蛋品中霉菌花生类干果上附着的微生物及其代谢物如黄曲霉素

物料的吸收和反射光谱也可用于食品的异物检出用可见光作激励光源加上代替人眼的色彩传感器测定对象物的反射光或透射光可用于果品成熟度的判定谷类种子稻米水果的分选等作业领域

日本美国等正在开发用近红外光谱分析法无损检测水果的糖度和酸度的装置日本近年开发成功的米的食味计就是近红外分光分析仪装置和计算机系统结合的研究成果红外线法是利用红外吸收光谱测定食品的成分量例如牛乳的成分计等

（一）光与食品物料的相互作用 食品物料的光学特性 是指物料对投射到其表面上的光产生反射吸收透射漫射或受光照后激发出其他波长的光的性质物料是由许多微小的内部中间层组成的不同食品物料的物质种类组成不同因而在光学特性方面的反映也不尽相同

（二）食品物料的光特性应用技术 1 缺陷检测 食品和农产品的光特性已经被用于非破坏检

测方面的各种问题 2 成分分析 快速检测食品中的水分脂肪蛋白质氨基酸糖份酸度等化学成分的含量用于品质的监督和控制近红外光谱分析技术用于品质检测和控制是近年发展速度很快的一种全新的检测方法1048708

3 成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系并表现出表面或内部颜色的不同

最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

• Slide 1

（三）开孔率（筛面利用系数筛孔系数） 开孔率 （筛面利用系数）是指整个筛面上筛孔所

占的面积与总面积之比 对于编织筛面有

式中 Kmdashmdash开孔率 bmdashmdash孔边长 mm dmdashmdash编织丝直径mm

（四）物料穿过筛孔的概率 对于前者以编织面为例直径为 D 的颗粒在筛面上通过筛孔的可能性仅为

当 D 越接近孔尺寸 b时筛过的可能性越是大幅度降低一般可将超过筛孔 08 ～ 10的粒度级称为难筛颗粒

当颗粒虽为筛下级别但它与筛面的相对运动速度达到一定值以上时则完全没有通过筛孔的机会

二 筛面的种类和结构 （一）栅筛面 栅筛面采用具有一定截面形状的棒料按一定的间距排列而成通常用于物料的去杂粗筛

栅筛面的特点是结构简单

（二）板筛面 1 板筛面由金属薄板冲压而成又称冲孔筛面最常用的金属薄板厚度为 05 ～15mm

2 板筛面最常用的筛孔形状是圆孔和长孔圆孔是按颗粒的宽度进行分级长孔是按颗粒的厚度分级也有时采用三角形孔或异形孔

3筛面的筛分效率与孔眼的形状间距和排列有密切关系即影响筛分效率的不仅是筛面的开孔率筛孔的排列也影响到颗粒接触和穿过筛孔的机会

（三）金属丝编织筛面 金属丝编织筛面由金属丝编织而成亦称筛网编织筛网通常为方孔或矩形孔孔尺寸大的可在 25mm 以上孔径小的可到 300目以上

（四）绢筛面 绢筛面由绢丝织成或称筛绢主要用于粉料的筛分在面粉工业中粉筛用量最大由于绢丝光滑柔软所以在筛面中极易移动而改变筛孔尺寸使用时必须用大框架绷紧较大孔的绢筛面都用绞织筛绢的材料为蚕丝或锦纶丝也可用两种材料混织

三筛面的运动方式 筛分机械工作过程的基础是物料与筛面的相对运动对于固定筛面而言则需要物料具有初始速度或是借重力产生的速度对于大多数筛分机械而言则需要借筛面运动的速度和加速度来产生物料与筛面的相对速度（如图 4-11 所示的各种筛面的运动方式）

（一）静止筛面 （二）往复运动筛面 （三）垂直圆运动筛面 （四）平面回转筛面 （五）旋转筛面

四筛面的传动方式 筛面的传动方式是每种筛分机械的主要特征它与支承机构决定了筛面的运动方式同一种筛面的运动方式也可有不同的传动方式

图 4-12 所示为常用的筛子传动方式

五摆动筛 摆动筛与振动筛的区别摆动筛又称摇动筛在食品工厂中常称为振动筛从物料在筛面上受力来看摆动筛与振动筛是不一样的摆动筛是以往复运动为主而以振动为辅摆动次数在 600 次 min以下振动筛在选矿和粮食筛选中常是一次筛分产品物料在筛面上是剧烈跳动的是以振动为主其振动次数为 800 ～ 1500次 min

（一）摆动筛结构特点 特点摆动筛的筛面是平的因而全部筛面都在工作制造和安装都比较容易结构简单调换筛面十分方便适用于多种物料的分级但是其动力平衡较差运行时连杆机构易损坏噪音较大

见图

（三）摆动筛主要技术参数 1 筛子结构主要有三种型式一种为钢条制成的一种是金属丝或丝线编织的一种是冲（钻）孔的薄金属板食品工厂常用最后一种型式为了减少筛孔被堵塞常将筛孔做成圆锥形孔由上向下逐渐增大其圆锥角以 7deg适

2 生产率生产能力 G 为 G=Bq 式中 Gmdashmdash生产能力 kgh Bmdashmdash筛面宽度m qmdashmdash筛面单位流量 kg m h

筛面单位流量主要与物料在筛面上的流速有关流量不能过大因此要提高 G 只能增大 B但筛宽和筛长有一定比例 B过大其结构庞大不便操作物料也不容易沿筛宽均匀散落筛宽一般在600 ～ 1200mm毫米内选取

3 物料运动特性 物料正向移动速度快显然可使物料层处于较薄状态从而增加过筛机会若该速度过快就需要较长的筛面否则就会造成来不及过筛的物料进入另一级中另外由于料层太薄物料在筛面上跳动过大而影响过筛机会

（四）摆动筛工作注意事项 由于摆动筛采用偏心曲轴连杆机构传动筛体往复运动时是变速运动由于加速度的影响使筛体产生的惯性力很大若不采取平衡措施就会造成筛体发生振动和噪音以致影响部件的使用寿命

要使筛体不发生剧烈振动或减少振动必须做到

（ 1 ）筛体的左右吊杆长短要一致（因有倾角存在故前后不一致）同时任何一根都不得扭曲变形

（ 2 ）保证筛面张紧和安装平整筛体不得向两侧倾斜

（ 3 ）偏心机构和连杆应与筛体的长轴线方向一致不得有偏差与扭曲更换偏心套时要成对更换

（ 4 ）偏心轴套与传动轴必须紧密配合不得松动偏心轴套在轴壳内滑动而不发生晃动轴壳与连杆连接处必须紧密平整并且在同一中心轴线上

（五）摆动筛惯性力的平衡 摆动筛中振动和平衡一对矛盾为了防止发生剧烈的振动除了在制造安装中保证其精度外设计上还必须采取措施通常的方法是采取平衡重平衡即在偏心装置上加设平衡重物或对称平衡即采取双筛体的方法平衡

1 平衡重平衡

2对称平衡法

六滚筒分级筛 见动画

1 滚筒 2 支承装置 3 收集料斗 4 传动装置 5 清筛装置

第三节 形状分级机械与设备 一三滚筒式分级机 应用范围主要用于球形体或近似球形的果蔬原料（苹果柑橘番茄桃子等）

全机结构驱动轮链轮出料输送带理料辊 分级原理 这种分级机的特点 工作过程

二颗粒形状分级设备 谷物颗粒料（如小麦大麦）等必须进行

精选和分级其主要原理是按颗粒长度进行分级以除去不必要的杂粒常用的精选机有滚筒精选机和碟片精选机两种其都是利用袋孔中嵌入长度不同的颗粒而带升高度不同的原理制成的如图 4-24和图4-25 所示

三带式分级机 1048708带式分级机工作原理 1048708国外生产的带式分级机有两种形式

第四节 光电分选分级机械与设备

一原理 利用紫外可见红外等光线和物体的相互作用而产生的吸收反射和吸收等现象对物料进行非接触式检测的方法是 20世纪60年代开始用于农产品和食品质量检验的新方法

根据物料的吸收和反射光谱可以鉴定物质的性质 例如利用紫外光作激励光源照射食品获得食品上的辐射荧光根据荧光的强度可以判别食品上附着的微生物的代谢物检出蛋品中霉菌花生类干果上附着的微生物及其代谢物如黄曲霉素

物料的吸收和反射光谱也可用于食品的异物检出用可见光作激励光源加上代替人眼的色彩传感器测定对象物的反射光或透射光可用于果品成熟度的判定谷类种子稻米水果的分选等作业领域

日本美国等正在开发用近红外光谱分析法无损检测水果的糖度和酸度的装置日本近年开发成功的米的食味计就是近红外分光分析仪装置和计算机系统结合的研究成果红外线法是利用红外吸收光谱测定食品的成分量例如牛乳的成分计等

（一）光与食品物料的相互作用 食品物料的光学特性 是指物料对投射到其表面上的光产生反射吸收透射漫射或受光照后激发出其他波长的光的性质物料是由许多微小的内部中间层组成的不同食品物料的物质种类组成不同因而在光学特性方面的反映也不尽相同

（二）食品物料的光特性应用技术 1 缺陷检测 食品和农产品的光特性已经被用于非破坏检

测方面的各种问题 2 成分分析 快速检测食品中的水分脂肪蛋白质氨基酸糖份酸度等化学成分的含量用于品质的监督和控制近红外光谱分析技术用于品质检测和控制是近年发展速度很快的一种全新的检测方法1048708

3 成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系并表现出表面或内部颜色的不同

最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

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（四）物料穿过筛孔的概率 对于前者以编织面为例直径为 D 的颗粒在筛面上通过筛孔的可能性仅为

当 D 越接近孔尺寸 b时筛过的可能性越是大幅度降低一般可将超过筛孔 08 ～ 10的粒度级称为难筛颗粒

当颗粒虽为筛下级别但它与筛面的相对运动速度达到一定值以上时则完全没有通过筛孔的机会

二 筛面的种类和结构 （一）栅筛面 栅筛面采用具有一定截面形状的棒料按一定的间距排列而成通常用于物料的去杂粗筛

栅筛面的特点是结构简单

（二）板筛面 1 板筛面由金属薄板冲压而成又称冲孔筛面最常用的金属薄板厚度为 05 ～15mm

2 板筛面最常用的筛孔形状是圆孔和长孔圆孔是按颗粒的宽度进行分级长孔是按颗粒的厚度分级也有时采用三角形孔或异形孔

3筛面的筛分效率与孔眼的形状间距和排列有密切关系即影响筛分效率的不仅是筛面的开孔率筛孔的排列也影响到颗粒接触和穿过筛孔的机会

（三）金属丝编织筛面 金属丝编织筛面由金属丝编织而成亦称筛网编织筛网通常为方孔或矩形孔孔尺寸大的可在 25mm 以上孔径小的可到 300目以上

（四）绢筛面 绢筛面由绢丝织成或称筛绢主要用于粉料的筛分在面粉工业中粉筛用量最大由于绢丝光滑柔软所以在筛面中极易移动而改变筛孔尺寸使用时必须用大框架绷紧较大孔的绢筛面都用绞织筛绢的材料为蚕丝或锦纶丝也可用两种材料混织

三筛面的运动方式 筛分机械工作过程的基础是物料与筛面的相对运动对于固定筛面而言则需要物料具有初始速度或是借重力产生的速度对于大多数筛分机械而言则需要借筛面运动的速度和加速度来产生物料与筛面的相对速度（如图 4-11 所示的各种筛面的运动方式）

（一）静止筛面 （二）往复运动筛面 （三）垂直圆运动筛面 （四）平面回转筛面 （五）旋转筛面

四筛面的传动方式 筛面的传动方式是每种筛分机械的主要特征它与支承机构决定了筛面的运动方式同一种筛面的运动方式也可有不同的传动方式

图 4-12 所示为常用的筛子传动方式

五摆动筛 摆动筛与振动筛的区别摆动筛又称摇动筛在食品工厂中常称为振动筛从物料在筛面上受力来看摆动筛与振动筛是不一样的摆动筛是以往复运动为主而以振动为辅摆动次数在 600 次 min以下振动筛在选矿和粮食筛选中常是一次筛分产品物料在筛面上是剧烈跳动的是以振动为主其振动次数为 800 ～ 1500次 min

（一）摆动筛结构特点 特点摆动筛的筛面是平的因而全部筛面都在工作制造和安装都比较容易结构简单调换筛面十分方便适用于多种物料的分级但是其动力平衡较差运行时连杆机构易损坏噪音较大

见图

（三）摆动筛主要技术参数 1 筛子结构主要有三种型式一种为钢条制成的一种是金属丝或丝线编织的一种是冲（钻）孔的薄金属板食品工厂常用最后一种型式为了减少筛孔被堵塞常将筛孔做成圆锥形孔由上向下逐渐增大其圆锥角以 7deg适

2 生产率生产能力 G 为 G=Bq 式中 Gmdashmdash生产能力 kgh Bmdashmdash筛面宽度m qmdashmdash筛面单位流量 kg m h

筛面单位流量主要与物料在筛面上的流速有关流量不能过大因此要提高 G 只能增大 B但筛宽和筛长有一定比例 B过大其结构庞大不便操作物料也不容易沿筛宽均匀散落筛宽一般在600 ～ 1200mm毫米内选取

3 物料运动特性 物料正向移动速度快显然可使物料层处于较薄状态从而增加过筛机会若该速度过快就需要较长的筛面否则就会造成来不及过筛的物料进入另一级中另外由于料层太薄物料在筛面上跳动过大而影响过筛机会

（四）摆动筛工作注意事项 由于摆动筛采用偏心曲轴连杆机构传动筛体往复运动时是变速运动由于加速度的影响使筛体产生的惯性力很大若不采取平衡措施就会造成筛体发生振动和噪音以致影响部件的使用寿命

要使筛体不发生剧烈振动或减少振动必须做到

（ 1 ）筛体的左右吊杆长短要一致（因有倾角存在故前后不一致）同时任何一根都不得扭曲变形

（ 2 ）保证筛面张紧和安装平整筛体不得向两侧倾斜

（ 3 ）偏心机构和连杆应与筛体的长轴线方向一致不得有偏差与扭曲更换偏心套时要成对更换

（ 4 ）偏心轴套与传动轴必须紧密配合不得松动偏心轴套在轴壳内滑动而不发生晃动轴壳与连杆连接处必须紧密平整并且在同一中心轴线上

（五）摆动筛惯性力的平衡 摆动筛中振动和平衡一对矛盾为了防止发生剧烈的振动除了在制造安装中保证其精度外设计上还必须采取措施通常的方法是采取平衡重平衡即在偏心装置上加设平衡重物或对称平衡即采取双筛体的方法平衡

1 平衡重平衡

2对称平衡法

六滚筒分级筛 见动画

1 滚筒 2 支承装置 3 收集料斗 4 传动装置 5 清筛装置

第三节 形状分级机械与设备 一三滚筒式分级机 应用范围主要用于球形体或近似球形的果蔬原料（苹果柑橘番茄桃子等）

全机结构驱动轮链轮出料输送带理料辊 分级原理 这种分级机的特点 工作过程

二颗粒形状分级设备 谷物颗粒料（如小麦大麦）等必须进行

精选和分级其主要原理是按颗粒长度进行分级以除去不必要的杂粒常用的精选机有滚筒精选机和碟片精选机两种其都是利用袋孔中嵌入长度不同的颗粒而带升高度不同的原理制成的如图 4-24和图4-25 所示

三带式分级机 1048708带式分级机工作原理 1048708国外生产的带式分级机有两种形式

第四节 光电分选分级机械与设备

一原理 利用紫外可见红外等光线和物体的相互作用而产生的吸收反射和吸收等现象对物料进行非接触式检测的方法是 20世纪60年代开始用于农产品和食品质量检验的新方法

根据物料的吸收和反射光谱可以鉴定物质的性质 例如利用紫外光作激励光源照射食品获得食品上的辐射荧光根据荧光的强度可以判别食品上附着的微生物的代谢物检出蛋品中霉菌花生类干果上附着的微生物及其代谢物如黄曲霉素

物料的吸收和反射光谱也可用于食品的异物检出用可见光作激励光源加上代替人眼的色彩传感器测定对象物的反射光或透射光可用于果品成熟度的判定谷类种子稻米水果的分选等作业领域

日本美国等正在开发用近红外光谱分析法无损检测水果的糖度和酸度的装置日本近年开发成功的米的食味计就是近红外分光分析仪装置和计算机系统结合的研究成果红外线法是利用红外吸收光谱测定食品的成分量例如牛乳的成分计等

（一）光与食品物料的相互作用 食品物料的光学特性 是指物料对投射到其表面上的光产生反射吸收透射漫射或受光照后激发出其他波长的光的性质物料是由许多微小的内部中间层组成的不同食品物料的物质种类组成不同因而在光学特性方面的反映也不尽相同

（二）食品物料的光特性应用技术 1 缺陷检测 食品和农产品的光特性已经被用于非破坏检

测方面的各种问题 2 成分分析 快速检测食品中的水分脂肪蛋白质氨基酸糖份酸度等化学成分的含量用于品质的监督和控制近红外光谱分析技术用于品质检测和控制是近年发展速度很快的一种全新的检测方法1048708

3 成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系并表现出表面或内部颜色的不同

最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

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当颗粒虽为筛下级别但它与筛面的相对运动速度达到一定值以上时则完全没有通过筛孔的机会

二 筛面的种类和结构 （一）栅筛面 栅筛面采用具有一定截面形状的棒料按一定的间距排列而成通常用于物料的去杂粗筛

栅筛面的特点是结构简单

（二）板筛面 1 板筛面由金属薄板冲压而成又称冲孔筛面最常用的金属薄板厚度为 05 ～15mm

2 板筛面最常用的筛孔形状是圆孔和长孔圆孔是按颗粒的宽度进行分级长孔是按颗粒的厚度分级也有时采用三角形孔或异形孔

3筛面的筛分效率与孔眼的形状间距和排列有密切关系即影响筛分效率的不仅是筛面的开孔率筛孔的排列也影响到颗粒接触和穿过筛孔的机会

（三）金属丝编织筛面 金属丝编织筛面由金属丝编织而成亦称筛网编织筛网通常为方孔或矩形孔孔尺寸大的可在 25mm 以上孔径小的可到 300目以上

（四）绢筛面 绢筛面由绢丝织成或称筛绢主要用于粉料的筛分在面粉工业中粉筛用量最大由于绢丝光滑柔软所以在筛面中极易移动而改变筛孔尺寸使用时必须用大框架绷紧较大孔的绢筛面都用绞织筛绢的材料为蚕丝或锦纶丝也可用两种材料混织

三筛面的运动方式 筛分机械工作过程的基础是物料与筛面的相对运动对于固定筛面而言则需要物料具有初始速度或是借重力产生的速度对于大多数筛分机械而言则需要借筛面运动的速度和加速度来产生物料与筛面的相对速度（如图 4-11 所示的各种筛面的运动方式）

（一）静止筛面 （二）往复运动筛面 （三）垂直圆运动筛面 （四）平面回转筛面 （五）旋转筛面

四筛面的传动方式 筛面的传动方式是每种筛分机械的主要特征它与支承机构决定了筛面的运动方式同一种筛面的运动方式也可有不同的传动方式

图 4-12 所示为常用的筛子传动方式

五摆动筛 摆动筛与振动筛的区别摆动筛又称摇动筛在食品工厂中常称为振动筛从物料在筛面上受力来看摆动筛与振动筛是不一样的摆动筛是以往复运动为主而以振动为辅摆动次数在 600 次 min以下振动筛在选矿和粮食筛选中常是一次筛分产品物料在筛面上是剧烈跳动的是以振动为主其振动次数为 800 ～ 1500次 min

（一）摆动筛结构特点 特点摆动筛的筛面是平的因而全部筛面都在工作制造和安装都比较容易结构简单调换筛面十分方便适用于多种物料的分级但是其动力平衡较差运行时连杆机构易损坏噪音较大

见图

（三）摆动筛主要技术参数 1 筛子结构主要有三种型式一种为钢条制成的一种是金属丝或丝线编织的一种是冲（钻）孔的薄金属板食品工厂常用最后一种型式为了减少筛孔被堵塞常将筛孔做成圆锥形孔由上向下逐渐增大其圆锥角以 7deg适

2 生产率生产能力 G 为 G=Bq 式中 Gmdashmdash生产能力 kgh Bmdashmdash筛面宽度m qmdashmdash筛面单位流量 kg m h

筛面单位流量主要与物料在筛面上的流速有关流量不能过大因此要提高 G 只能增大 B但筛宽和筛长有一定比例 B过大其结构庞大不便操作物料也不容易沿筛宽均匀散落筛宽一般在600 ～ 1200mm毫米内选取

3 物料运动特性 物料正向移动速度快显然可使物料层处于较薄状态从而增加过筛机会若该速度过快就需要较长的筛面否则就会造成来不及过筛的物料进入另一级中另外由于料层太薄物料在筛面上跳动过大而影响过筛机会

（四）摆动筛工作注意事项 由于摆动筛采用偏心曲轴连杆机构传动筛体往复运动时是变速运动由于加速度的影响使筛体产生的惯性力很大若不采取平衡措施就会造成筛体发生振动和噪音以致影响部件的使用寿命

要使筛体不发生剧烈振动或减少振动必须做到

（ 1 ）筛体的左右吊杆长短要一致（因有倾角存在故前后不一致）同时任何一根都不得扭曲变形

（ 2 ）保证筛面张紧和安装平整筛体不得向两侧倾斜

（ 3 ）偏心机构和连杆应与筛体的长轴线方向一致不得有偏差与扭曲更换偏心套时要成对更换

（ 4 ）偏心轴套与传动轴必须紧密配合不得松动偏心轴套在轴壳内滑动而不发生晃动轴壳与连杆连接处必须紧密平整并且在同一中心轴线上

（五）摆动筛惯性力的平衡 摆动筛中振动和平衡一对矛盾为了防止发生剧烈的振动除了在制造安装中保证其精度外设计上还必须采取措施通常的方法是采取平衡重平衡即在偏心装置上加设平衡重物或对称平衡即采取双筛体的方法平衡

1 平衡重平衡

2对称平衡法

六滚筒分级筛 见动画

1 滚筒 2 支承装置 3 收集料斗 4 传动装置 5 清筛装置

第三节 形状分级机械与设备 一三滚筒式分级机 应用范围主要用于球形体或近似球形的果蔬原料（苹果柑橘番茄桃子等）

全机结构驱动轮链轮出料输送带理料辊 分级原理 这种分级机的特点 工作过程

二颗粒形状分级设备 谷物颗粒料（如小麦大麦）等必须进行

精选和分级其主要原理是按颗粒长度进行分级以除去不必要的杂粒常用的精选机有滚筒精选机和碟片精选机两种其都是利用袋孔中嵌入长度不同的颗粒而带升高度不同的原理制成的如图 4-24和图4-25 所示

三带式分级机 1048708带式分级机工作原理 1048708国外生产的带式分级机有两种形式

第四节 光电分选分级机械与设备

一原理 利用紫外可见红外等光线和物体的相互作用而产生的吸收反射和吸收等现象对物料进行非接触式检测的方法是 20世纪60年代开始用于农产品和食品质量检验的新方法

根据物料的吸收和反射光谱可以鉴定物质的性质 例如利用紫外光作激励光源照射食品获得食品上的辐射荧光根据荧光的强度可以判别食品上附着的微生物的代谢物检出蛋品中霉菌花生类干果上附着的微生物及其代谢物如黄曲霉素

物料的吸收和反射光谱也可用于食品的异物检出用可见光作激励光源加上代替人眼的色彩传感器测定对象物的反射光或透射光可用于果品成熟度的判定谷类种子稻米水果的分选等作业领域

日本美国等正在开发用近红外光谱分析法无损检测水果的糖度和酸度的装置日本近年开发成功的米的食味计就是近红外分光分析仪装置和计算机系统结合的研究成果红外线法是利用红外吸收光谱测定食品的成分量例如牛乳的成分计等

（一）光与食品物料的相互作用 食品物料的光学特性 是指物料对投射到其表面上的光产生反射吸收透射漫射或受光照后激发出其他波长的光的性质物料是由许多微小的内部中间层组成的不同食品物料的物质种类组成不同因而在光学特性方面的反映也不尽相同

（二）食品物料的光特性应用技术 1 缺陷检测 食品和农产品的光特性已经被用于非破坏检

测方面的各种问题 2 成分分析 快速检测食品中的水分脂肪蛋白质氨基酸糖份酸度等化学成分的含量用于品质的监督和控制近红外光谱分析技术用于品质检测和控制是近年发展速度很快的一种全新的检测方法1048708

3 成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系并表现出表面或内部颜色的不同

最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

• Slide 1

二 筛面的种类和结构 （一）栅筛面 栅筛面采用具有一定截面形状的棒料按一定的间距排列而成通常用于物料的去杂粗筛

栅筛面的特点是结构简单

（二）板筛面 1 板筛面由金属薄板冲压而成又称冲孔筛面最常用的金属薄板厚度为 05 ～15mm

2 板筛面最常用的筛孔形状是圆孔和长孔圆孔是按颗粒的宽度进行分级长孔是按颗粒的厚度分级也有时采用三角形孔或异形孔

3筛面的筛分效率与孔眼的形状间距和排列有密切关系即影响筛分效率的不仅是筛面的开孔率筛孔的排列也影响到颗粒接触和穿过筛孔的机会

（三）金属丝编织筛面 金属丝编织筛面由金属丝编织而成亦称筛网编织筛网通常为方孔或矩形孔孔尺寸大的可在 25mm 以上孔径小的可到 300目以上

（四）绢筛面 绢筛面由绢丝织成或称筛绢主要用于粉料的筛分在面粉工业中粉筛用量最大由于绢丝光滑柔软所以在筛面中极易移动而改变筛孔尺寸使用时必须用大框架绷紧较大孔的绢筛面都用绞织筛绢的材料为蚕丝或锦纶丝也可用两种材料混织

三筛面的运动方式 筛分机械工作过程的基础是物料与筛面的相对运动对于固定筛面而言则需要物料具有初始速度或是借重力产生的速度对于大多数筛分机械而言则需要借筛面运动的速度和加速度来产生物料与筛面的相对速度（如图 4-11 所示的各种筛面的运动方式）

（一）静止筛面 （二）往复运动筛面 （三）垂直圆运动筛面 （四）平面回转筛面 （五）旋转筛面

四筛面的传动方式 筛面的传动方式是每种筛分机械的主要特征它与支承机构决定了筛面的运动方式同一种筛面的运动方式也可有不同的传动方式

图 4-12 所示为常用的筛子传动方式

五摆动筛 摆动筛与振动筛的区别摆动筛又称摇动筛在食品工厂中常称为振动筛从物料在筛面上受力来看摆动筛与振动筛是不一样的摆动筛是以往复运动为主而以振动为辅摆动次数在 600 次 min以下振动筛在选矿和粮食筛选中常是一次筛分产品物料在筛面上是剧烈跳动的是以振动为主其振动次数为 800 ～ 1500次 min

（一）摆动筛结构特点 特点摆动筛的筛面是平的因而全部筛面都在工作制造和安装都比较容易结构简单调换筛面十分方便适用于多种物料的分级但是其动力平衡较差运行时连杆机构易损坏噪音较大

见图

（三）摆动筛主要技术参数 1 筛子结构主要有三种型式一种为钢条制成的一种是金属丝或丝线编织的一种是冲（钻）孔的薄金属板食品工厂常用最后一种型式为了减少筛孔被堵塞常将筛孔做成圆锥形孔由上向下逐渐增大其圆锥角以 7deg适

2 生产率生产能力 G 为 G=Bq 式中 Gmdashmdash生产能力 kgh Bmdashmdash筛面宽度m qmdashmdash筛面单位流量 kg m h

筛面单位流量主要与物料在筛面上的流速有关流量不能过大因此要提高 G 只能增大 B但筛宽和筛长有一定比例 B过大其结构庞大不便操作物料也不容易沿筛宽均匀散落筛宽一般在600 ～ 1200mm毫米内选取

3 物料运动特性 物料正向移动速度快显然可使物料层处于较薄状态从而增加过筛机会若该速度过快就需要较长的筛面否则就会造成来不及过筛的物料进入另一级中另外由于料层太薄物料在筛面上跳动过大而影响过筛机会

（四）摆动筛工作注意事项 由于摆动筛采用偏心曲轴连杆机构传动筛体往复运动时是变速运动由于加速度的影响使筛体产生的惯性力很大若不采取平衡措施就会造成筛体发生振动和噪音以致影响部件的使用寿命

要使筛体不发生剧烈振动或减少振动必须做到

（ 1 ）筛体的左右吊杆长短要一致（因有倾角存在故前后不一致）同时任何一根都不得扭曲变形

（ 2 ）保证筛面张紧和安装平整筛体不得向两侧倾斜

（ 3 ）偏心机构和连杆应与筛体的长轴线方向一致不得有偏差与扭曲更换偏心套时要成对更换

（ 4 ）偏心轴套与传动轴必须紧密配合不得松动偏心轴套在轴壳内滑动而不发生晃动轴壳与连杆连接处必须紧密平整并且在同一中心轴线上

（五）摆动筛惯性力的平衡 摆动筛中振动和平衡一对矛盾为了防止发生剧烈的振动除了在制造安装中保证其精度外设计上还必须采取措施通常的方法是采取平衡重平衡即在偏心装置上加设平衡重物或对称平衡即采取双筛体的方法平衡

1 平衡重平衡

2对称平衡法

六滚筒分级筛 见动画

1 滚筒 2 支承装置 3 收集料斗 4 传动装置 5 清筛装置

第三节 形状分级机械与设备 一三滚筒式分级机 应用范围主要用于球形体或近似球形的果蔬原料（苹果柑橘番茄桃子等）

全机结构驱动轮链轮出料输送带理料辊 分级原理 这种分级机的特点 工作过程

二颗粒形状分级设备 谷物颗粒料（如小麦大麦）等必须进行

精选和分级其主要原理是按颗粒长度进行分级以除去不必要的杂粒常用的精选机有滚筒精选机和碟片精选机两种其都是利用袋孔中嵌入长度不同的颗粒而带升高度不同的原理制成的如图 4-24和图4-25 所示

三带式分级机 1048708带式分级机工作原理 1048708国外生产的带式分级机有两种形式

第四节 光电分选分级机械与设备

一原理 利用紫外可见红外等光线和物体的相互作用而产生的吸收反射和吸收等现象对物料进行非接触式检测的方法是 20世纪60年代开始用于农产品和食品质量检验的新方法

根据物料的吸收和反射光谱可以鉴定物质的性质 例如利用紫外光作激励光源照射食品获得食品上的辐射荧光根据荧光的强度可以判别食品上附着的微生物的代谢物检出蛋品中霉菌花生类干果上附着的微生物及其代谢物如黄曲霉素

物料的吸收和反射光谱也可用于食品的异物检出用可见光作激励光源加上代替人眼的色彩传感器测定对象物的反射光或透射光可用于果品成熟度的判定谷类种子稻米水果的分选等作业领域

日本美国等正在开发用近红外光谱分析法无损检测水果的糖度和酸度的装置日本近年开发成功的米的食味计就是近红外分光分析仪装置和计算机系统结合的研究成果红外线法是利用红外吸收光谱测定食品的成分量例如牛乳的成分计等

（一）光与食品物料的相互作用 食品物料的光学特性 是指物料对投射到其表面上的光产生反射吸收透射漫射或受光照后激发出其他波长的光的性质物料是由许多微小的内部中间层组成的不同食品物料的物质种类组成不同因而在光学特性方面的反映也不尽相同

（二）食品物料的光特性应用技术 1 缺陷检测 食品和农产品的光特性已经被用于非破坏检

测方面的各种问题 2 成分分析 快速检测食品中的水分脂肪蛋白质氨基酸糖份酸度等化学成分的含量用于品质的监督和控制近红外光谱分析技术用于品质检测和控制是近年发展速度很快的一种全新的检测方法1048708

3 成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系并表现出表面或内部颜色的不同

最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

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（二）板筛面 1 板筛面由金属薄板冲压而成又称冲孔筛面最常用的金属薄板厚度为 05 ～15mm

2 板筛面最常用的筛孔形状是圆孔和长孔圆孔是按颗粒的宽度进行分级长孔是按颗粒的厚度分级也有时采用三角形孔或异形孔

3筛面的筛分效率与孔眼的形状间距和排列有密切关系即影响筛分效率的不仅是筛面的开孔率筛孔的排列也影响到颗粒接触和穿过筛孔的机会

（三）金属丝编织筛面 金属丝编织筛面由金属丝编织而成亦称筛网编织筛网通常为方孔或矩形孔孔尺寸大的可在 25mm 以上孔径小的可到 300目以上

（四）绢筛面 绢筛面由绢丝织成或称筛绢主要用于粉料的筛分在面粉工业中粉筛用量最大由于绢丝光滑柔软所以在筛面中极易移动而改变筛孔尺寸使用时必须用大框架绷紧较大孔的绢筛面都用绞织筛绢的材料为蚕丝或锦纶丝也可用两种材料混织

三筛面的运动方式 筛分机械工作过程的基础是物料与筛面的相对运动对于固定筛面而言则需要物料具有初始速度或是借重力产生的速度对于大多数筛分机械而言则需要借筛面运动的速度和加速度来产生物料与筛面的相对速度（如图 4-11 所示的各种筛面的运动方式）

（一）静止筛面 （二）往复运动筛面 （三）垂直圆运动筛面 （四）平面回转筛面 （五）旋转筛面

四筛面的传动方式 筛面的传动方式是每种筛分机械的主要特征它与支承机构决定了筛面的运动方式同一种筛面的运动方式也可有不同的传动方式

图 4-12 所示为常用的筛子传动方式

五摆动筛 摆动筛与振动筛的区别摆动筛又称摇动筛在食品工厂中常称为振动筛从物料在筛面上受力来看摆动筛与振动筛是不一样的摆动筛是以往复运动为主而以振动为辅摆动次数在 600 次 min以下振动筛在选矿和粮食筛选中常是一次筛分产品物料在筛面上是剧烈跳动的是以振动为主其振动次数为 800 ～ 1500次 min

（一）摆动筛结构特点 特点摆动筛的筛面是平的因而全部筛面都在工作制造和安装都比较容易结构简单调换筛面十分方便适用于多种物料的分级但是其动力平衡较差运行时连杆机构易损坏噪音较大

见图

（三）摆动筛主要技术参数 1 筛子结构主要有三种型式一种为钢条制成的一种是金属丝或丝线编织的一种是冲（钻）孔的薄金属板食品工厂常用最后一种型式为了减少筛孔被堵塞常将筛孔做成圆锥形孔由上向下逐渐增大其圆锥角以 7deg适

2 生产率生产能力 G 为 G=Bq 式中 Gmdashmdash生产能力 kgh Bmdashmdash筛面宽度m qmdashmdash筛面单位流量 kg m h

筛面单位流量主要与物料在筛面上的流速有关流量不能过大因此要提高 G 只能增大 B但筛宽和筛长有一定比例 B过大其结构庞大不便操作物料也不容易沿筛宽均匀散落筛宽一般在600 ～ 1200mm毫米内选取

3 物料运动特性 物料正向移动速度快显然可使物料层处于较薄状态从而增加过筛机会若该速度过快就需要较长的筛面否则就会造成来不及过筛的物料进入另一级中另外由于料层太薄物料在筛面上跳动过大而影响过筛机会

（四）摆动筛工作注意事项 由于摆动筛采用偏心曲轴连杆机构传动筛体往复运动时是变速运动由于加速度的影响使筛体产生的惯性力很大若不采取平衡措施就会造成筛体发生振动和噪音以致影响部件的使用寿命

要使筛体不发生剧烈振动或减少振动必须做到

（ 1 ）筛体的左右吊杆长短要一致（因有倾角存在故前后不一致）同时任何一根都不得扭曲变形

（ 2 ）保证筛面张紧和安装平整筛体不得向两侧倾斜

（ 3 ）偏心机构和连杆应与筛体的长轴线方向一致不得有偏差与扭曲更换偏心套时要成对更换

（ 4 ）偏心轴套与传动轴必须紧密配合不得松动偏心轴套在轴壳内滑动而不发生晃动轴壳与连杆连接处必须紧密平整并且在同一中心轴线上

（五）摆动筛惯性力的平衡 摆动筛中振动和平衡一对矛盾为了防止发生剧烈的振动除了在制造安装中保证其精度外设计上还必须采取措施通常的方法是采取平衡重平衡即在偏心装置上加设平衡重物或对称平衡即采取双筛体的方法平衡

1 平衡重平衡

2对称平衡法

六滚筒分级筛 见动画

1 滚筒 2 支承装置 3 收集料斗 4 传动装置 5 清筛装置

第三节 形状分级机械与设备 一三滚筒式分级机 应用范围主要用于球形体或近似球形的果蔬原料（苹果柑橘番茄桃子等）

全机结构驱动轮链轮出料输送带理料辊 分级原理 这种分级机的特点 工作过程

二颗粒形状分级设备 谷物颗粒料（如小麦大麦）等必须进行

精选和分级其主要原理是按颗粒长度进行分级以除去不必要的杂粒常用的精选机有滚筒精选机和碟片精选机两种其都是利用袋孔中嵌入长度不同的颗粒而带升高度不同的原理制成的如图 4-24和图4-25 所示

三带式分级机 1048708带式分级机工作原理 1048708国外生产的带式分级机有两种形式

第四节 光电分选分级机械与设备

一原理 利用紫外可见红外等光线和物体的相互作用而产生的吸收反射和吸收等现象对物料进行非接触式检测的方法是 20世纪60年代开始用于农产品和食品质量检验的新方法

根据物料的吸收和反射光谱可以鉴定物质的性质 例如利用紫外光作激励光源照射食品获得食品上的辐射荧光根据荧光的强度可以判别食品上附着的微生物的代谢物检出蛋品中霉菌花生类干果上附着的微生物及其代谢物如黄曲霉素

物料的吸收和反射光谱也可用于食品的异物检出用可见光作激励光源加上代替人眼的色彩传感器测定对象物的反射光或透射光可用于果品成熟度的判定谷类种子稻米水果的分选等作业领域

日本美国等正在开发用近红外光谱分析法无损检测水果的糖度和酸度的装置日本近年开发成功的米的食味计就是近红外分光分析仪装置和计算机系统结合的研究成果红外线法是利用红外吸收光谱测定食品的成分量例如牛乳的成分计等

（一）光与食品物料的相互作用 食品物料的光学特性 是指物料对投射到其表面上的光产生反射吸收透射漫射或受光照后激发出其他波长的光的性质物料是由许多微小的内部中间层组成的不同食品物料的物质种类组成不同因而在光学特性方面的反映也不尽相同

（二）食品物料的光特性应用技术 1 缺陷检测 食品和农产品的光特性已经被用于非破坏检

测方面的各种问题 2 成分分析 快速检测食品中的水分脂肪蛋白质氨基酸糖份酸度等化学成分的含量用于品质的监督和控制近红外光谱分析技术用于品质检测和控制是近年发展速度很快的一种全新的检测方法1048708

3 成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系并表现出表面或内部颜色的不同

最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

• Slide 1

3筛面的筛分效率与孔眼的形状间距和排列有密切关系即影响筛分效率的不仅是筛面的开孔率筛孔的排列也影响到颗粒接触和穿过筛孔的机会

（三）金属丝编织筛面 金属丝编织筛面由金属丝编织而成亦称筛网编织筛网通常为方孔或矩形孔孔尺寸大的可在 25mm 以上孔径小的可到 300目以上

（四）绢筛面 绢筛面由绢丝织成或称筛绢主要用于粉料的筛分在面粉工业中粉筛用量最大由于绢丝光滑柔软所以在筛面中极易移动而改变筛孔尺寸使用时必须用大框架绷紧较大孔的绢筛面都用绞织筛绢的材料为蚕丝或锦纶丝也可用两种材料混织

三筛面的运动方式 筛分机械工作过程的基础是物料与筛面的相对运动对于固定筛面而言则需要物料具有初始速度或是借重力产生的速度对于大多数筛分机械而言则需要借筛面运动的速度和加速度来产生物料与筛面的相对速度（如图 4-11 所示的各种筛面的运动方式）

（一）静止筛面 （二）往复运动筛面 （三）垂直圆运动筛面 （四）平面回转筛面 （五）旋转筛面

四筛面的传动方式 筛面的传动方式是每种筛分机械的主要特征它与支承机构决定了筛面的运动方式同一种筛面的运动方式也可有不同的传动方式

图 4-12 所示为常用的筛子传动方式

五摆动筛 摆动筛与振动筛的区别摆动筛又称摇动筛在食品工厂中常称为振动筛从物料在筛面上受力来看摆动筛与振动筛是不一样的摆动筛是以往复运动为主而以振动为辅摆动次数在 600 次 min以下振动筛在选矿和粮食筛选中常是一次筛分产品物料在筛面上是剧烈跳动的是以振动为主其振动次数为 800 ～ 1500次 min

（一）摆动筛结构特点 特点摆动筛的筛面是平的因而全部筛面都在工作制造和安装都比较容易结构简单调换筛面十分方便适用于多种物料的分级但是其动力平衡较差运行时连杆机构易损坏噪音较大

见图

（三）摆动筛主要技术参数 1 筛子结构主要有三种型式一种为钢条制成的一种是金属丝或丝线编织的一种是冲（钻）孔的薄金属板食品工厂常用最后一种型式为了减少筛孔被堵塞常将筛孔做成圆锥形孔由上向下逐渐增大其圆锥角以 7deg适

2 生产率生产能力 G 为 G=Bq 式中 Gmdashmdash生产能力 kgh Bmdashmdash筛面宽度m qmdashmdash筛面单位流量 kg m h

筛面单位流量主要与物料在筛面上的流速有关流量不能过大因此要提高 G 只能增大 B但筛宽和筛长有一定比例 B过大其结构庞大不便操作物料也不容易沿筛宽均匀散落筛宽一般在600 ～ 1200mm毫米内选取

3 物料运动特性 物料正向移动速度快显然可使物料层处于较薄状态从而增加过筛机会若该速度过快就需要较长的筛面否则就会造成来不及过筛的物料进入另一级中另外由于料层太薄物料在筛面上跳动过大而影响过筛机会

（四）摆动筛工作注意事项 由于摆动筛采用偏心曲轴连杆机构传动筛体往复运动时是变速运动由于加速度的影响使筛体产生的惯性力很大若不采取平衡措施就会造成筛体发生振动和噪音以致影响部件的使用寿命

要使筛体不发生剧烈振动或减少振动必须做到

（ 1 ）筛体的左右吊杆长短要一致（因有倾角存在故前后不一致）同时任何一根都不得扭曲变形

（ 2 ）保证筛面张紧和安装平整筛体不得向两侧倾斜

（ 3 ）偏心机构和连杆应与筛体的长轴线方向一致不得有偏差与扭曲更换偏心套时要成对更换

（ 4 ）偏心轴套与传动轴必须紧密配合不得松动偏心轴套在轴壳内滑动而不发生晃动轴壳与连杆连接处必须紧密平整并且在同一中心轴线上

（五）摆动筛惯性力的平衡 摆动筛中振动和平衡一对矛盾为了防止发生剧烈的振动除了在制造安装中保证其精度外设计上还必须采取措施通常的方法是采取平衡重平衡即在偏心装置上加设平衡重物或对称平衡即采取双筛体的方法平衡

1 平衡重平衡

2对称平衡法

六滚筒分级筛 见动画

1 滚筒 2 支承装置 3 收集料斗 4 传动装置 5 清筛装置

第三节 形状分级机械与设备 一三滚筒式分级机 应用范围主要用于球形体或近似球形的果蔬原料（苹果柑橘番茄桃子等）

全机结构驱动轮链轮出料输送带理料辊 分级原理 这种分级机的特点 工作过程

二颗粒形状分级设备 谷物颗粒料（如小麦大麦）等必须进行

精选和分级其主要原理是按颗粒长度进行分级以除去不必要的杂粒常用的精选机有滚筒精选机和碟片精选机两种其都是利用袋孔中嵌入长度不同的颗粒而带升高度不同的原理制成的如图 4-24和图4-25 所示

三带式分级机 1048708带式分级机工作原理 1048708国外生产的带式分级机有两种形式

第四节 光电分选分级机械与设备

一原理 利用紫外可见红外等光线和物体的相互作用而产生的吸收反射和吸收等现象对物料进行非接触式检测的方法是 20世纪60年代开始用于农产品和食品质量检验的新方法

根据物料的吸收和反射光谱可以鉴定物质的性质 例如利用紫外光作激励光源照射食品获得食品上的辐射荧光根据荧光的强度可以判别食品上附着的微生物的代谢物检出蛋品中霉菌花生类干果上附着的微生物及其代谢物如黄曲霉素

物料的吸收和反射光谱也可用于食品的异物检出用可见光作激励光源加上代替人眼的色彩传感器测定对象物的反射光或透射光可用于果品成熟度的判定谷类种子稻米水果的分选等作业领域

日本美国等正在开发用近红外光谱分析法无损检测水果的糖度和酸度的装置日本近年开发成功的米的食味计就是近红外分光分析仪装置和计算机系统结合的研究成果红外线法是利用红外吸收光谱测定食品的成分量例如牛乳的成分计等

（一）光与食品物料的相互作用 食品物料的光学特性 是指物料对投射到其表面上的光产生反射吸收透射漫射或受光照后激发出其他波长的光的性质物料是由许多微小的内部中间层组成的不同食品物料的物质种类组成不同因而在光学特性方面的反映也不尽相同

（二）食品物料的光特性应用技术 1 缺陷检测 食品和农产品的光特性已经被用于非破坏检

测方面的各种问题 2 成分分析 快速检测食品中的水分脂肪蛋白质氨基酸糖份酸度等化学成分的含量用于品质的监督和控制近红外光谱分析技术用于品质检测和控制是近年发展速度很快的一种全新的检测方法1048708

3 成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系并表现出表面或内部颜色的不同

最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

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（三）金属丝编织筛面 金属丝编织筛面由金属丝编织而成亦称筛网编织筛网通常为方孔或矩形孔孔尺寸大的可在 25mm 以上孔径小的可到 300目以上

（四）绢筛面 绢筛面由绢丝织成或称筛绢主要用于粉料的筛分在面粉工业中粉筛用量最大由于绢丝光滑柔软所以在筛面中极易移动而改变筛孔尺寸使用时必须用大框架绷紧较大孔的绢筛面都用绞织筛绢的材料为蚕丝或锦纶丝也可用两种材料混织

三筛面的运动方式 筛分机械工作过程的基础是物料与筛面的相对运动对于固定筛面而言则需要物料具有初始速度或是借重力产生的速度对于大多数筛分机械而言则需要借筛面运动的速度和加速度来产生物料与筛面的相对速度（如图 4-11 所示的各种筛面的运动方式）

（一）静止筛面 （二）往复运动筛面 （三）垂直圆运动筛面 （四）平面回转筛面 （五）旋转筛面

四筛面的传动方式 筛面的传动方式是每种筛分机械的主要特征它与支承机构决定了筛面的运动方式同一种筛面的运动方式也可有不同的传动方式

图 4-12 所示为常用的筛子传动方式

五摆动筛 摆动筛与振动筛的区别摆动筛又称摇动筛在食品工厂中常称为振动筛从物料在筛面上受力来看摆动筛与振动筛是不一样的摆动筛是以往复运动为主而以振动为辅摆动次数在 600 次 min以下振动筛在选矿和粮食筛选中常是一次筛分产品物料在筛面上是剧烈跳动的是以振动为主其振动次数为 800 ～ 1500次 min

（一）摆动筛结构特点 特点摆动筛的筛面是平的因而全部筛面都在工作制造和安装都比较容易结构简单调换筛面十分方便适用于多种物料的分级但是其动力平衡较差运行时连杆机构易损坏噪音较大

见图

（三）摆动筛主要技术参数 1 筛子结构主要有三种型式一种为钢条制成的一种是金属丝或丝线编织的一种是冲（钻）孔的薄金属板食品工厂常用最后一种型式为了减少筛孔被堵塞常将筛孔做成圆锥形孔由上向下逐渐增大其圆锥角以 7deg适

2 生产率生产能力 G 为 G=Bq 式中 Gmdashmdash生产能力 kgh Bmdashmdash筛面宽度m qmdashmdash筛面单位流量 kg m h

筛面单位流量主要与物料在筛面上的流速有关流量不能过大因此要提高 G 只能增大 B但筛宽和筛长有一定比例 B过大其结构庞大不便操作物料也不容易沿筛宽均匀散落筛宽一般在600 ～ 1200mm毫米内选取

3 物料运动特性 物料正向移动速度快显然可使物料层处于较薄状态从而增加过筛机会若该速度过快就需要较长的筛面否则就会造成来不及过筛的物料进入另一级中另外由于料层太薄物料在筛面上跳动过大而影响过筛机会

（四）摆动筛工作注意事项 由于摆动筛采用偏心曲轴连杆机构传动筛体往复运动时是变速运动由于加速度的影响使筛体产生的惯性力很大若不采取平衡措施就会造成筛体发生振动和噪音以致影响部件的使用寿命

要使筛体不发生剧烈振动或减少振动必须做到

（ 1 ）筛体的左右吊杆长短要一致（因有倾角存在故前后不一致）同时任何一根都不得扭曲变形

（ 2 ）保证筛面张紧和安装平整筛体不得向两侧倾斜

（ 3 ）偏心机构和连杆应与筛体的长轴线方向一致不得有偏差与扭曲更换偏心套时要成对更换

（ 4 ）偏心轴套与传动轴必须紧密配合不得松动偏心轴套在轴壳内滑动而不发生晃动轴壳与连杆连接处必须紧密平整并且在同一中心轴线上

（五）摆动筛惯性力的平衡 摆动筛中振动和平衡一对矛盾为了防止发生剧烈的振动除了在制造安装中保证其精度外设计上还必须采取措施通常的方法是采取平衡重平衡即在偏心装置上加设平衡重物或对称平衡即采取双筛体的方法平衡

1 平衡重平衡

2对称平衡法

六滚筒分级筛 见动画

1 滚筒 2 支承装置 3 收集料斗 4 传动装置 5 清筛装置

第三节 形状分级机械与设备 一三滚筒式分级机 应用范围主要用于球形体或近似球形的果蔬原料（苹果柑橘番茄桃子等）

全机结构驱动轮链轮出料输送带理料辊 分级原理 这种分级机的特点 工作过程

二颗粒形状分级设备 谷物颗粒料（如小麦大麦）等必须进行

精选和分级其主要原理是按颗粒长度进行分级以除去不必要的杂粒常用的精选机有滚筒精选机和碟片精选机两种其都是利用袋孔中嵌入长度不同的颗粒而带升高度不同的原理制成的如图 4-24和图4-25 所示

三带式分级机 1048708带式分级机工作原理 1048708国外生产的带式分级机有两种形式

第四节 光电分选分级机械与设备

一原理 利用紫外可见红外等光线和物体的相互作用而产生的吸收反射和吸收等现象对物料进行非接触式检测的方法是 20世纪60年代开始用于农产品和食品质量检验的新方法

根据物料的吸收和反射光谱可以鉴定物质的性质 例如利用紫外光作激励光源照射食品获得食品上的辐射荧光根据荧光的强度可以判别食品上附着的微生物的代谢物检出蛋品中霉菌花生类干果上附着的微生物及其代谢物如黄曲霉素

物料的吸收和反射光谱也可用于食品的异物检出用可见光作激励光源加上代替人眼的色彩传感器测定对象物的反射光或透射光可用于果品成熟度的判定谷类种子稻米水果的分选等作业领域

日本美国等正在开发用近红外光谱分析法无损检测水果的糖度和酸度的装置日本近年开发成功的米的食味计就是近红外分光分析仪装置和计算机系统结合的研究成果红外线法是利用红外吸收光谱测定食品的成分量例如牛乳的成分计等

（一）光与食品物料的相互作用 食品物料的光学特性 是指物料对投射到其表面上的光产生反射吸收透射漫射或受光照后激发出其他波长的光的性质物料是由许多微小的内部中间层组成的不同食品物料的物质种类组成不同因而在光学特性方面的反映也不尽相同

（二）食品物料的光特性应用技术 1 缺陷检测 食品和农产品的光特性已经被用于非破坏检

测方面的各种问题 2 成分分析 快速检测食品中的水分脂肪蛋白质氨基酸糖份酸度等化学成分的含量用于品质的监督和控制近红外光谱分析技术用于品质检测和控制是近年发展速度很快的一种全新的检测方法1048708

3 成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系并表现出表面或内部颜色的不同

最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

• Slide 1

（四）绢筛面 绢筛面由绢丝织成或称筛绢主要用于粉料的筛分在面粉工业中粉筛用量最大由于绢丝光滑柔软所以在筛面中极易移动而改变筛孔尺寸使用时必须用大框架绷紧较大孔的绢筛面都用绞织筛绢的材料为蚕丝或锦纶丝也可用两种材料混织

三筛面的运动方式 筛分机械工作过程的基础是物料与筛面的相对运动对于固定筛面而言则需要物料具有初始速度或是借重力产生的速度对于大多数筛分机械而言则需要借筛面运动的速度和加速度来产生物料与筛面的相对速度（如图 4-11 所示的各种筛面的运动方式）

（一）静止筛面 （二）往复运动筛面 （三）垂直圆运动筛面 （四）平面回转筛面 （五）旋转筛面

四筛面的传动方式 筛面的传动方式是每种筛分机械的主要特征它与支承机构决定了筛面的运动方式同一种筛面的运动方式也可有不同的传动方式

图 4-12 所示为常用的筛子传动方式

五摆动筛 摆动筛与振动筛的区别摆动筛又称摇动筛在食品工厂中常称为振动筛从物料在筛面上受力来看摆动筛与振动筛是不一样的摆动筛是以往复运动为主而以振动为辅摆动次数在 600 次 min以下振动筛在选矿和粮食筛选中常是一次筛分产品物料在筛面上是剧烈跳动的是以振动为主其振动次数为 800 ～ 1500次 min

（一）摆动筛结构特点 特点摆动筛的筛面是平的因而全部筛面都在工作制造和安装都比较容易结构简单调换筛面十分方便适用于多种物料的分级但是其动力平衡较差运行时连杆机构易损坏噪音较大

见图

（三）摆动筛主要技术参数 1 筛子结构主要有三种型式一种为钢条制成的一种是金属丝或丝线编织的一种是冲（钻）孔的薄金属板食品工厂常用最后一种型式为了减少筛孔被堵塞常将筛孔做成圆锥形孔由上向下逐渐增大其圆锥角以 7deg适

2 生产率生产能力 G 为 G=Bq 式中 Gmdashmdash生产能力 kgh Bmdashmdash筛面宽度m qmdashmdash筛面单位流量 kg m h

筛面单位流量主要与物料在筛面上的流速有关流量不能过大因此要提高 G 只能增大 B但筛宽和筛长有一定比例 B过大其结构庞大不便操作物料也不容易沿筛宽均匀散落筛宽一般在600 ～ 1200mm毫米内选取

3 物料运动特性 物料正向移动速度快显然可使物料层处于较薄状态从而增加过筛机会若该速度过快就需要较长的筛面否则就会造成来不及过筛的物料进入另一级中另外由于料层太薄物料在筛面上跳动过大而影响过筛机会

（四）摆动筛工作注意事项 由于摆动筛采用偏心曲轴连杆机构传动筛体往复运动时是变速运动由于加速度的影响使筛体产生的惯性力很大若不采取平衡措施就会造成筛体发生振动和噪音以致影响部件的使用寿命

要使筛体不发生剧烈振动或减少振动必须做到

（ 1 ）筛体的左右吊杆长短要一致（因有倾角存在故前后不一致）同时任何一根都不得扭曲变形

（ 2 ）保证筛面张紧和安装平整筛体不得向两侧倾斜

（ 3 ）偏心机构和连杆应与筛体的长轴线方向一致不得有偏差与扭曲更换偏心套时要成对更换

（ 4 ）偏心轴套与传动轴必须紧密配合不得松动偏心轴套在轴壳内滑动而不发生晃动轴壳与连杆连接处必须紧密平整并且在同一中心轴线上

（五）摆动筛惯性力的平衡 摆动筛中振动和平衡一对矛盾为了防止发生剧烈的振动除了在制造安装中保证其精度外设计上还必须采取措施通常的方法是采取平衡重平衡即在偏心装置上加设平衡重物或对称平衡即采取双筛体的方法平衡

1 平衡重平衡

2对称平衡法

六滚筒分级筛 见动画

1 滚筒 2 支承装置 3 收集料斗 4 传动装置 5 清筛装置

第三节 形状分级机械与设备 一三滚筒式分级机 应用范围主要用于球形体或近似球形的果蔬原料（苹果柑橘番茄桃子等）

全机结构驱动轮链轮出料输送带理料辊 分级原理 这种分级机的特点 工作过程

二颗粒形状分级设备 谷物颗粒料（如小麦大麦）等必须进行

精选和分级其主要原理是按颗粒长度进行分级以除去不必要的杂粒常用的精选机有滚筒精选机和碟片精选机两种其都是利用袋孔中嵌入长度不同的颗粒而带升高度不同的原理制成的如图 4-24和图4-25 所示

三带式分级机 1048708带式分级机工作原理 1048708国外生产的带式分级机有两种形式

第四节 光电分选分级机械与设备

一原理 利用紫外可见红外等光线和物体的相互作用而产生的吸收反射和吸收等现象对物料进行非接触式检测的方法是 20世纪60年代开始用于农产品和食品质量检验的新方法

根据物料的吸收和反射光谱可以鉴定物质的性质 例如利用紫外光作激励光源照射食品获得食品上的辐射荧光根据荧光的强度可以判别食品上附着的微生物的代谢物检出蛋品中霉菌花生类干果上附着的微生物及其代谢物如黄曲霉素

物料的吸收和反射光谱也可用于食品的异物检出用可见光作激励光源加上代替人眼的色彩传感器测定对象物的反射光或透射光可用于果品成熟度的判定谷类种子稻米水果的分选等作业领域

日本美国等正在开发用近红外光谱分析法无损检测水果的糖度和酸度的装置日本近年开发成功的米的食味计就是近红外分光分析仪装置和计算机系统结合的研究成果红外线法是利用红外吸收光谱测定食品的成分量例如牛乳的成分计等

（一）光与食品物料的相互作用 食品物料的光学特性 是指物料对投射到其表面上的光产生反射吸收透射漫射或受光照后激发出其他波长的光的性质物料是由许多微小的内部中间层组成的不同食品物料的物质种类组成不同因而在光学特性方面的反映也不尽相同

（二）食品物料的光特性应用技术 1 缺陷检测 食品和农产品的光特性已经被用于非破坏检

测方面的各种问题 2 成分分析 快速检测食品中的水分脂肪蛋白质氨基酸糖份酸度等化学成分的含量用于品质的监督和控制近红外光谱分析技术用于品质检测和控制是近年发展速度很快的一种全新的检测方法1048708

3 成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系并表现出表面或内部颜色的不同

最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

• Slide 1

三筛面的运动方式 筛分机械工作过程的基础是物料与筛面的相对运动对于固定筛面而言则需要物料具有初始速度或是借重力产生的速度对于大多数筛分机械而言则需要借筛面运动的速度和加速度来产生物料与筛面的相对速度（如图 4-11 所示的各种筛面的运动方式）

（一）静止筛面 （二）往复运动筛面 （三）垂直圆运动筛面 （四）平面回转筛面 （五）旋转筛面

四筛面的传动方式 筛面的传动方式是每种筛分机械的主要特征它与支承机构决定了筛面的运动方式同一种筛面的运动方式也可有不同的传动方式

图 4-12 所示为常用的筛子传动方式

五摆动筛 摆动筛与振动筛的区别摆动筛又称摇动筛在食品工厂中常称为振动筛从物料在筛面上受力来看摆动筛与振动筛是不一样的摆动筛是以往复运动为主而以振动为辅摆动次数在 600 次 min以下振动筛在选矿和粮食筛选中常是一次筛分产品物料在筛面上是剧烈跳动的是以振动为主其振动次数为 800 ～ 1500次 min

（一）摆动筛结构特点 特点摆动筛的筛面是平的因而全部筛面都在工作制造和安装都比较容易结构简单调换筛面十分方便适用于多种物料的分级但是其动力平衡较差运行时连杆机构易损坏噪音较大

见图

（三）摆动筛主要技术参数 1 筛子结构主要有三种型式一种为钢条制成的一种是金属丝或丝线编织的一种是冲（钻）孔的薄金属板食品工厂常用最后一种型式为了减少筛孔被堵塞常将筛孔做成圆锥形孔由上向下逐渐增大其圆锥角以 7deg适

2 生产率生产能力 G 为 G=Bq 式中 Gmdashmdash生产能力 kgh Bmdashmdash筛面宽度m qmdashmdash筛面单位流量 kg m h

筛面单位流量主要与物料在筛面上的流速有关流量不能过大因此要提高 G 只能增大 B但筛宽和筛长有一定比例 B过大其结构庞大不便操作物料也不容易沿筛宽均匀散落筛宽一般在600 ～ 1200mm毫米内选取

3 物料运动特性 物料正向移动速度快显然可使物料层处于较薄状态从而增加过筛机会若该速度过快就需要较长的筛面否则就会造成来不及过筛的物料进入另一级中另外由于料层太薄物料在筛面上跳动过大而影响过筛机会

（四）摆动筛工作注意事项 由于摆动筛采用偏心曲轴连杆机构传动筛体往复运动时是变速运动由于加速度的影响使筛体产生的惯性力很大若不采取平衡措施就会造成筛体发生振动和噪音以致影响部件的使用寿命

要使筛体不发生剧烈振动或减少振动必须做到

（ 1 ）筛体的左右吊杆长短要一致（因有倾角存在故前后不一致）同时任何一根都不得扭曲变形

（ 2 ）保证筛面张紧和安装平整筛体不得向两侧倾斜

（ 3 ）偏心机构和连杆应与筛体的长轴线方向一致不得有偏差与扭曲更换偏心套时要成对更换

（ 4 ）偏心轴套与传动轴必须紧密配合不得松动偏心轴套在轴壳内滑动而不发生晃动轴壳与连杆连接处必须紧密平整并且在同一中心轴线上

（五）摆动筛惯性力的平衡 摆动筛中振动和平衡一对矛盾为了防止发生剧烈的振动除了在制造安装中保证其精度外设计上还必须采取措施通常的方法是采取平衡重平衡即在偏心装置上加设平衡重物或对称平衡即采取双筛体的方法平衡

1 平衡重平衡

2对称平衡法

六滚筒分级筛 见动画

1 滚筒 2 支承装置 3 收集料斗 4 传动装置 5 清筛装置

第三节 形状分级机械与设备 一三滚筒式分级机 应用范围主要用于球形体或近似球形的果蔬原料（苹果柑橘番茄桃子等）

全机结构驱动轮链轮出料输送带理料辊 分级原理 这种分级机的特点 工作过程

二颗粒形状分级设备 谷物颗粒料（如小麦大麦）等必须进行

精选和分级其主要原理是按颗粒长度进行分级以除去不必要的杂粒常用的精选机有滚筒精选机和碟片精选机两种其都是利用袋孔中嵌入长度不同的颗粒而带升高度不同的原理制成的如图 4-24和图4-25 所示

三带式分级机 1048708带式分级机工作原理 1048708国外生产的带式分级机有两种形式

第四节 光电分选分级机械与设备

一原理 利用紫外可见红外等光线和物体的相互作用而产生的吸收反射和吸收等现象对物料进行非接触式检测的方法是 20世纪60年代开始用于农产品和食品质量检验的新方法

根据物料的吸收和反射光谱可以鉴定物质的性质 例如利用紫外光作激励光源照射食品获得食品上的辐射荧光根据荧光的强度可以判别食品上附着的微生物的代谢物检出蛋品中霉菌花生类干果上附着的微生物及其代谢物如黄曲霉素

物料的吸收和反射光谱也可用于食品的异物检出用可见光作激励光源加上代替人眼的色彩传感器测定对象物的反射光或透射光可用于果品成熟度的判定谷类种子稻米水果的分选等作业领域

日本美国等正在开发用近红外光谱分析法无损检测水果的糖度和酸度的装置日本近年开发成功的米的食味计就是近红外分光分析仪装置和计算机系统结合的研究成果红外线法是利用红外吸收光谱测定食品的成分量例如牛乳的成分计等

（一）光与食品物料的相互作用 食品物料的光学特性 是指物料对投射到其表面上的光产生反射吸收透射漫射或受光照后激发出其他波长的光的性质物料是由许多微小的内部中间层组成的不同食品物料的物质种类组成不同因而在光学特性方面的反映也不尽相同

（二）食品物料的光特性应用技术 1 缺陷检测 食品和农产品的光特性已经被用于非破坏检

测方面的各种问题 2 成分分析 快速检测食品中的水分脂肪蛋白质氨基酸糖份酸度等化学成分的含量用于品质的监督和控制近红外光谱分析技术用于品质检测和控制是近年发展速度很快的一种全新的检测方法1048708

3 成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系并表现出表面或内部颜色的不同

最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

• Slide 1

（一）静止筛面 （二）往复运动筛面 （三）垂直圆运动筛面 （四）平面回转筛面 （五）旋转筛面

四筛面的传动方式 筛面的传动方式是每种筛分机械的主要特征它与支承机构决定了筛面的运动方式同一种筛面的运动方式也可有不同的传动方式

图 4-12 所示为常用的筛子传动方式

五摆动筛 摆动筛与振动筛的区别摆动筛又称摇动筛在食品工厂中常称为振动筛从物料在筛面上受力来看摆动筛与振动筛是不一样的摆动筛是以往复运动为主而以振动为辅摆动次数在 600 次 min以下振动筛在选矿和粮食筛选中常是一次筛分产品物料在筛面上是剧烈跳动的是以振动为主其振动次数为 800 ～ 1500次 min

（一）摆动筛结构特点 特点摆动筛的筛面是平的因而全部筛面都在工作制造和安装都比较容易结构简单调换筛面十分方便适用于多种物料的分级但是其动力平衡较差运行时连杆机构易损坏噪音较大

见图

（三）摆动筛主要技术参数 1 筛子结构主要有三种型式一种为钢条制成的一种是金属丝或丝线编织的一种是冲（钻）孔的薄金属板食品工厂常用最后一种型式为了减少筛孔被堵塞常将筛孔做成圆锥形孔由上向下逐渐增大其圆锥角以 7deg适

2 生产率生产能力 G 为 G=Bq 式中 Gmdashmdash生产能力 kgh Bmdashmdash筛面宽度m qmdashmdash筛面单位流量 kg m h

筛面单位流量主要与物料在筛面上的流速有关流量不能过大因此要提高 G 只能增大 B但筛宽和筛长有一定比例 B过大其结构庞大不便操作物料也不容易沿筛宽均匀散落筛宽一般在600 ～ 1200mm毫米内选取

3 物料运动特性 物料正向移动速度快显然可使物料层处于较薄状态从而增加过筛机会若该速度过快就需要较长的筛面否则就会造成来不及过筛的物料进入另一级中另外由于料层太薄物料在筛面上跳动过大而影响过筛机会

（四）摆动筛工作注意事项 由于摆动筛采用偏心曲轴连杆机构传动筛体往复运动时是变速运动由于加速度的影响使筛体产生的惯性力很大若不采取平衡措施就会造成筛体发生振动和噪音以致影响部件的使用寿命

要使筛体不发生剧烈振动或减少振动必须做到

（ 1 ）筛体的左右吊杆长短要一致（因有倾角存在故前后不一致）同时任何一根都不得扭曲变形

（ 2 ）保证筛面张紧和安装平整筛体不得向两侧倾斜

（ 3 ）偏心机构和连杆应与筛体的长轴线方向一致不得有偏差与扭曲更换偏心套时要成对更换

（ 4 ）偏心轴套与传动轴必须紧密配合不得松动偏心轴套在轴壳内滑动而不发生晃动轴壳与连杆连接处必须紧密平整并且在同一中心轴线上

（五）摆动筛惯性力的平衡 摆动筛中振动和平衡一对矛盾为了防止发生剧烈的振动除了在制造安装中保证其精度外设计上还必须采取措施通常的方法是采取平衡重平衡即在偏心装置上加设平衡重物或对称平衡即采取双筛体的方法平衡

1 平衡重平衡

2对称平衡法

六滚筒分级筛 见动画

1 滚筒 2 支承装置 3 收集料斗 4 传动装置 5 清筛装置

第三节 形状分级机械与设备 一三滚筒式分级机 应用范围主要用于球形体或近似球形的果蔬原料（苹果柑橘番茄桃子等）

全机结构驱动轮链轮出料输送带理料辊 分级原理 这种分级机的特点 工作过程

二颗粒形状分级设备 谷物颗粒料（如小麦大麦）等必须进行

精选和分级其主要原理是按颗粒长度进行分级以除去不必要的杂粒常用的精选机有滚筒精选机和碟片精选机两种其都是利用袋孔中嵌入长度不同的颗粒而带升高度不同的原理制成的如图 4-24和图4-25 所示

三带式分级机 1048708带式分级机工作原理 1048708国外生产的带式分级机有两种形式

第四节 光电分选分级机械与设备

一原理 利用紫外可见红外等光线和物体的相互作用而产生的吸收反射和吸收等现象对物料进行非接触式检测的方法是 20世纪60年代开始用于农产品和食品质量检验的新方法

根据物料的吸收和反射光谱可以鉴定物质的性质 例如利用紫外光作激励光源照射食品获得食品上的辐射荧光根据荧光的强度可以判别食品上附着的微生物的代谢物检出蛋品中霉菌花生类干果上附着的微生物及其代谢物如黄曲霉素

物料的吸收和反射光谱也可用于食品的异物检出用可见光作激励光源加上代替人眼的色彩传感器测定对象物的反射光或透射光可用于果品成熟度的判定谷类种子稻米水果的分选等作业领域

日本美国等正在开发用近红外光谱分析法无损检测水果的糖度和酸度的装置日本近年开发成功的米的食味计就是近红外分光分析仪装置和计算机系统结合的研究成果红外线法是利用红外吸收光谱测定食品的成分量例如牛乳的成分计等

（一）光与食品物料的相互作用 食品物料的光学特性 是指物料对投射到其表面上的光产生反射吸收透射漫射或受光照后激发出其他波长的光的性质物料是由许多微小的内部中间层组成的不同食品物料的物质种类组成不同因而在光学特性方面的反映也不尽相同

（二）食品物料的光特性应用技术 1 缺陷检测 食品和农产品的光特性已经被用于非破坏检

测方面的各种问题 2 成分分析 快速检测食品中的水分脂肪蛋白质氨基酸糖份酸度等化学成分的含量用于品质的监督和控制近红外光谱分析技术用于品质检测和控制是近年发展速度很快的一种全新的检测方法1048708

3 成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系并表现出表面或内部颜色的不同

最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

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四筛面的传动方式 筛面的传动方式是每种筛分机械的主要特征它与支承机构决定了筛面的运动方式同一种筛面的运动方式也可有不同的传动方式

图 4-12 所示为常用的筛子传动方式

五摆动筛 摆动筛与振动筛的区别摆动筛又称摇动筛在食品工厂中常称为振动筛从物料在筛面上受力来看摆动筛与振动筛是不一样的摆动筛是以往复运动为主而以振动为辅摆动次数在 600 次 min以下振动筛在选矿和粮食筛选中常是一次筛分产品物料在筛面上是剧烈跳动的是以振动为主其振动次数为 800 ～ 1500次 min

（一）摆动筛结构特点 特点摆动筛的筛面是平的因而全部筛面都在工作制造和安装都比较容易结构简单调换筛面十分方便适用于多种物料的分级但是其动力平衡较差运行时连杆机构易损坏噪音较大

见图

（三）摆动筛主要技术参数 1 筛子结构主要有三种型式一种为钢条制成的一种是金属丝或丝线编织的一种是冲（钻）孔的薄金属板食品工厂常用最后一种型式为了减少筛孔被堵塞常将筛孔做成圆锥形孔由上向下逐渐增大其圆锥角以 7deg适

2 生产率生产能力 G 为 G=Bq 式中 Gmdashmdash生产能力 kgh Bmdashmdash筛面宽度m qmdashmdash筛面单位流量 kg m h

筛面单位流量主要与物料在筛面上的流速有关流量不能过大因此要提高 G 只能增大 B但筛宽和筛长有一定比例 B过大其结构庞大不便操作物料也不容易沿筛宽均匀散落筛宽一般在600 ～ 1200mm毫米内选取

3 物料运动特性 物料正向移动速度快显然可使物料层处于较薄状态从而增加过筛机会若该速度过快就需要较长的筛面否则就会造成来不及过筛的物料进入另一级中另外由于料层太薄物料在筛面上跳动过大而影响过筛机会

（四）摆动筛工作注意事项 由于摆动筛采用偏心曲轴连杆机构传动筛体往复运动时是变速运动由于加速度的影响使筛体产生的惯性力很大若不采取平衡措施就会造成筛体发生振动和噪音以致影响部件的使用寿命

要使筛体不发生剧烈振动或减少振动必须做到

（ 1 ）筛体的左右吊杆长短要一致（因有倾角存在故前后不一致）同时任何一根都不得扭曲变形

（ 2 ）保证筛面张紧和安装平整筛体不得向两侧倾斜

（ 3 ）偏心机构和连杆应与筛体的长轴线方向一致不得有偏差与扭曲更换偏心套时要成对更换

（ 4 ）偏心轴套与传动轴必须紧密配合不得松动偏心轴套在轴壳内滑动而不发生晃动轴壳与连杆连接处必须紧密平整并且在同一中心轴线上

（五）摆动筛惯性力的平衡 摆动筛中振动和平衡一对矛盾为了防止发生剧烈的振动除了在制造安装中保证其精度外设计上还必须采取措施通常的方法是采取平衡重平衡即在偏心装置上加设平衡重物或对称平衡即采取双筛体的方法平衡

1 平衡重平衡

2对称平衡法

六滚筒分级筛 见动画

1 滚筒 2 支承装置 3 收集料斗 4 传动装置 5 清筛装置

第三节 形状分级机械与设备 一三滚筒式分级机 应用范围主要用于球形体或近似球形的果蔬原料（苹果柑橘番茄桃子等）

全机结构驱动轮链轮出料输送带理料辊 分级原理 这种分级机的特点 工作过程

二颗粒形状分级设备 谷物颗粒料（如小麦大麦）等必须进行

精选和分级其主要原理是按颗粒长度进行分级以除去不必要的杂粒常用的精选机有滚筒精选机和碟片精选机两种其都是利用袋孔中嵌入长度不同的颗粒而带升高度不同的原理制成的如图 4-24和图4-25 所示

三带式分级机 1048708带式分级机工作原理 1048708国外生产的带式分级机有两种形式

第四节 光电分选分级机械与设备

一原理 利用紫外可见红外等光线和物体的相互作用而产生的吸收反射和吸收等现象对物料进行非接触式检测的方法是 20世纪60年代开始用于农产品和食品质量检验的新方法

根据物料的吸收和反射光谱可以鉴定物质的性质 例如利用紫外光作激励光源照射食品获得食品上的辐射荧光根据荧光的强度可以判别食品上附着的微生物的代谢物检出蛋品中霉菌花生类干果上附着的微生物及其代谢物如黄曲霉素

物料的吸收和反射光谱也可用于食品的异物检出用可见光作激励光源加上代替人眼的色彩传感器测定对象物的反射光或透射光可用于果品成熟度的判定谷类种子稻米水果的分选等作业领域

日本美国等正在开发用近红外光谱分析法无损检测水果的糖度和酸度的装置日本近年开发成功的米的食味计就是近红外分光分析仪装置和计算机系统结合的研究成果红外线法是利用红外吸收光谱测定食品的成分量例如牛乳的成分计等

（一）光与食品物料的相互作用 食品物料的光学特性 是指物料对投射到其表面上的光产生反射吸收透射漫射或受光照后激发出其他波长的光的性质物料是由许多微小的内部中间层组成的不同食品物料的物质种类组成不同因而在光学特性方面的反映也不尽相同

（二）食品物料的光特性应用技术 1 缺陷检测 食品和农产品的光特性已经被用于非破坏检

测方面的各种问题 2 成分分析 快速检测食品中的水分脂肪蛋白质氨基酸糖份酸度等化学成分的含量用于品质的监督和控制近红外光谱分析技术用于品质检测和控制是近年发展速度很快的一种全新的检测方法1048708

3 成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系并表现出表面或内部颜色的不同

最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

• Slide 1

五摆动筛 摆动筛与振动筛的区别摆动筛又称摇动筛在食品工厂中常称为振动筛从物料在筛面上受力来看摆动筛与振动筛是不一样的摆动筛是以往复运动为主而以振动为辅摆动次数在 600 次 min以下振动筛在选矿和粮食筛选中常是一次筛分产品物料在筛面上是剧烈跳动的是以振动为主其振动次数为 800 ～ 1500次 min

（一）摆动筛结构特点 特点摆动筛的筛面是平的因而全部筛面都在工作制造和安装都比较容易结构简单调换筛面十分方便适用于多种物料的分级但是其动力平衡较差运行时连杆机构易损坏噪音较大

见图

（三）摆动筛主要技术参数 1 筛子结构主要有三种型式一种为钢条制成的一种是金属丝或丝线编织的一种是冲（钻）孔的薄金属板食品工厂常用最后一种型式为了减少筛孔被堵塞常将筛孔做成圆锥形孔由上向下逐渐增大其圆锥角以 7deg适

2 生产率生产能力 G 为 G=Bq 式中 Gmdashmdash生产能力 kgh Bmdashmdash筛面宽度m qmdashmdash筛面单位流量 kg m h

筛面单位流量主要与物料在筛面上的流速有关流量不能过大因此要提高 G 只能增大 B但筛宽和筛长有一定比例 B过大其结构庞大不便操作物料也不容易沿筛宽均匀散落筛宽一般在600 ～ 1200mm毫米内选取

3 物料运动特性 物料正向移动速度快显然可使物料层处于较薄状态从而增加过筛机会若该速度过快就需要较长的筛面否则就会造成来不及过筛的物料进入另一级中另外由于料层太薄物料在筛面上跳动过大而影响过筛机会

（四）摆动筛工作注意事项 由于摆动筛采用偏心曲轴连杆机构传动筛体往复运动时是变速运动由于加速度的影响使筛体产生的惯性力很大若不采取平衡措施就会造成筛体发生振动和噪音以致影响部件的使用寿命

要使筛体不发生剧烈振动或减少振动必须做到

（ 1 ）筛体的左右吊杆长短要一致（因有倾角存在故前后不一致）同时任何一根都不得扭曲变形

（ 2 ）保证筛面张紧和安装平整筛体不得向两侧倾斜

（ 3 ）偏心机构和连杆应与筛体的长轴线方向一致不得有偏差与扭曲更换偏心套时要成对更换

（ 4 ）偏心轴套与传动轴必须紧密配合不得松动偏心轴套在轴壳内滑动而不发生晃动轴壳与连杆连接处必须紧密平整并且在同一中心轴线上

（五）摆动筛惯性力的平衡 摆动筛中振动和平衡一对矛盾为了防止发生剧烈的振动除了在制造安装中保证其精度外设计上还必须采取措施通常的方法是采取平衡重平衡即在偏心装置上加设平衡重物或对称平衡即采取双筛体的方法平衡

1 平衡重平衡

2对称平衡法

六滚筒分级筛 见动画

1 滚筒 2 支承装置 3 收集料斗 4 传动装置 5 清筛装置

第三节 形状分级机械与设备 一三滚筒式分级机 应用范围主要用于球形体或近似球形的果蔬原料（苹果柑橘番茄桃子等）

全机结构驱动轮链轮出料输送带理料辊 分级原理 这种分级机的特点 工作过程

二颗粒形状分级设备 谷物颗粒料（如小麦大麦）等必须进行

精选和分级其主要原理是按颗粒长度进行分级以除去不必要的杂粒常用的精选机有滚筒精选机和碟片精选机两种其都是利用袋孔中嵌入长度不同的颗粒而带升高度不同的原理制成的如图 4-24和图4-25 所示

三带式分级机 1048708带式分级机工作原理 1048708国外生产的带式分级机有两种形式

第四节 光电分选分级机械与设备

一原理 利用紫外可见红外等光线和物体的相互作用而产生的吸收反射和吸收等现象对物料进行非接触式检测的方法是 20世纪60年代开始用于农产品和食品质量检验的新方法

根据物料的吸收和反射光谱可以鉴定物质的性质 例如利用紫外光作激励光源照射食品获得食品上的辐射荧光根据荧光的强度可以判别食品上附着的微生物的代谢物检出蛋品中霉菌花生类干果上附着的微生物及其代谢物如黄曲霉素

物料的吸收和反射光谱也可用于食品的异物检出用可见光作激励光源加上代替人眼的色彩传感器测定对象物的反射光或透射光可用于果品成熟度的判定谷类种子稻米水果的分选等作业领域

日本美国等正在开发用近红外光谱分析法无损检测水果的糖度和酸度的装置日本近年开发成功的米的食味计就是近红外分光分析仪装置和计算机系统结合的研究成果红外线法是利用红外吸收光谱测定食品的成分量例如牛乳的成分计等

（一）光与食品物料的相互作用 食品物料的光学特性 是指物料对投射到其表面上的光产生反射吸收透射漫射或受光照后激发出其他波长的光的性质物料是由许多微小的内部中间层组成的不同食品物料的物质种类组成不同因而在光学特性方面的反映也不尽相同

（二）食品物料的光特性应用技术 1 缺陷检测 食品和农产品的光特性已经被用于非破坏检

测方面的各种问题 2 成分分析 快速检测食品中的水分脂肪蛋白质氨基酸糖份酸度等化学成分的含量用于品质的监督和控制近红外光谱分析技术用于品质检测和控制是近年发展速度很快的一种全新的检测方法1048708

3 成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系并表现出表面或内部颜色的不同

最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

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（一）摆动筛结构特点 特点摆动筛的筛面是平的因而全部筛面都在工作制造和安装都比较容易结构简单调换筛面十分方便适用于多种物料的分级但是其动力平衡较差运行时连杆机构易损坏噪音较大

见图

（三）摆动筛主要技术参数 1 筛子结构主要有三种型式一种为钢条制成的一种是金属丝或丝线编织的一种是冲（钻）孔的薄金属板食品工厂常用最后一种型式为了减少筛孔被堵塞常将筛孔做成圆锥形孔由上向下逐渐增大其圆锥角以 7deg适

2 生产率生产能力 G 为 G=Bq 式中 Gmdashmdash生产能力 kgh Bmdashmdash筛面宽度m qmdashmdash筛面单位流量 kg m h

筛面单位流量主要与物料在筛面上的流速有关流量不能过大因此要提高 G 只能增大 B但筛宽和筛长有一定比例 B过大其结构庞大不便操作物料也不容易沿筛宽均匀散落筛宽一般在600 ～ 1200mm毫米内选取

3 物料运动特性 物料正向移动速度快显然可使物料层处于较薄状态从而增加过筛机会若该速度过快就需要较长的筛面否则就会造成来不及过筛的物料进入另一级中另外由于料层太薄物料在筛面上跳动过大而影响过筛机会

（四）摆动筛工作注意事项 由于摆动筛采用偏心曲轴连杆机构传动筛体往复运动时是变速运动由于加速度的影响使筛体产生的惯性力很大若不采取平衡措施就会造成筛体发生振动和噪音以致影响部件的使用寿命

要使筛体不发生剧烈振动或减少振动必须做到

（ 1 ）筛体的左右吊杆长短要一致（因有倾角存在故前后不一致）同时任何一根都不得扭曲变形

（ 2 ）保证筛面张紧和安装平整筛体不得向两侧倾斜

（ 3 ）偏心机构和连杆应与筛体的长轴线方向一致不得有偏差与扭曲更换偏心套时要成对更换

（ 4 ）偏心轴套与传动轴必须紧密配合不得松动偏心轴套在轴壳内滑动而不发生晃动轴壳与连杆连接处必须紧密平整并且在同一中心轴线上

（五）摆动筛惯性力的平衡 摆动筛中振动和平衡一对矛盾为了防止发生剧烈的振动除了在制造安装中保证其精度外设计上还必须采取措施通常的方法是采取平衡重平衡即在偏心装置上加设平衡重物或对称平衡即采取双筛体的方法平衡

1 平衡重平衡

2对称平衡法

六滚筒分级筛 见动画

1 滚筒 2 支承装置 3 收集料斗 4 传动装置 5 清筛装置

第三节 形状分级机械与设备 一三滚筒式分级机 应用范围主要用于球形体或近似球形的果蔬原料（苹果柑橘番茄桃子等）

全机结构驱动轮链轮出料输送带理料辊 分级原理 这种分级机的特点 工作过程

二颗粒形状分级设备 谷物颗粒料（如小麦大麦）等必须进行

精选和分级其主要原理是按颗粒长度进行分级以除去不必要的杂粒常用的精选机有滚筒精选机和碟片精选机两种其都是利用袋孔中嵌入长度不同的颗粒而带升高度不同的原理制成的如图 4-24和图4-25 所示

三带式分级机 1048708带式分级机工作原理 1048708国外生产的带式分级机有两种形式

第四节 光电分选分级机械与设备

一原理 利用紫外可见红外等光线和物体的相互作用而产生的吸收反射和吸收等现象对物料进行非接触式检测的方法是 20世纪60年代开始用于农产品和食品质量检验的新方法

根据物料的吸收和反射光谱可以鉴定物质的性质 例如利用紫外光作激励光源照射食品获得食品上的辐射荧光根据荧光的强度可以判别食品上附着的微生物的代谢物检出蛋品中霉菌花生类干果上附着的微生物及其代谢物如黄曲霉素

物料的吸收和反射光谱也可用于食品的异物检出用可见光作激励光源加上代替人眼的色彩传感器测定对象物的反射光或透射光可用于果品成熟度的判定谷类种子稻米水果的分选等作业领域

日本美国等正在开发用近红外光谱分析法无损检测水果的糖度和酸度的装置日本近年开发成功的米的食味计就是近红外分光分析仪装置和计算机系统结合的研究成果红外线法是利用红外吸收光谱测定食品的成分量例如牛乳的成分计等

（一）光与食品物料的相互作用 食品物料的光学特性 是指物料对投射到其表面上的光产生反射吸收透射漫射或受光照后激发出其他波长的光的性质物料是由许多微小的内部中间层组成的不同食品物料的物质种类组成不同因而在光学特性方面的反映也不尽相同

（二）食品物料的光特性应用技术 1 缺陷检测 食品和农产品的光特性已经被用于非破坏检

测方面的各种问题 2 成分分析 快速检测食品中的水分脂肪蛋白质氨基酸糖份酸度等化学成分的含量用于品质的监督和控制近红外光谱分析技术用于品质检测和控制是近年发展速度很快的一种全新的检测方法1048708

3 成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系并表现出表面或内部颜色的不同

最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

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（三）摆动筛主要技术参数 1 筛子结构主要有三种型式一种为钢条制成的一种是金属丝或丝线编织的一种是冲（钻）孔的薄金属板食品工厂常用最后一种型式为了减少筛孔被堵塞常将筛孔做成圆锥形孔由上向下逐渐增大其圆锥角以 7deg适

2 生产率生产能力 G 为 G=Bq 式中 Gmdashmdash生产能力 kgh Bmdashmdash筛面宽度m qmdashmdash筛面单位流量 kg m h

筛面单位流量主要与物料在筛面上的流速有关流量不能过大因此要提高 G 只能增大 B但筛宽和筛长有一定比例 B过大其结构庞大不便操作物料也不容易沿筛宽均匀散落筛宽一般在600 ～ 1200mm毫米内选取

3 物料运动特性 物料正向移动速度快显然可使物料层处于较薄状态从而增加过筛机会若该速度过快就需要较长的筛面否则就会造成来不及过筛的物料进入另一级中另外由于料层太薄物料在筛面上跳动过大而影响过筛机会

（四）摆动筛工作注意事项 由于摆动筛采用偏心曲轴连杆机构传动筛体往复运动时是变速运动由于加速度的影响使筛体产生的惯性力很大若不采取平衡措施就会造成筛体发生振动和噪音以致影响部件的使用寿命

要使筛体不发生剧烈振动或减少振动必须做到

（ 1 ）筛体的左右吊杆长短要一致（因有倾角存在故前后不一致）同时任何一根都不得扭曲变形

（ 2 ）保证筛面张紧和安装平整筛体不得向两侧倾斜

（ 3 ）偏心机构和连杆应与筛体的长轴线方向一致不得有偏差与扭曲更换偏心套时要成对更换

（ 4 ）偏心轴套与传动轴必须紧密配合不得松动偏心轴套在轴壳内滑动而不发生晃动轴壳与连杆连接处必须紧密平整并且在同一中心轴线上

（五）摆动筛惯性力的平衡 摆动筛中振动和平衡一对矛盾为了防止发生剧烈的振动除了在制造安装中保证其精度外设计上还必须采取措施通常的方法是采取平衡重平衡即在偏心装置上加设平衡重物或对称平衡即采取双筛体的方法平衡

1 平衡重平衡

2对称平衡法

六滚筒分级筛 见动画

1 滚筒 2 支承装置 3 收集料斗 4 传动装置 5 清筛装置

第三节 形状分级机械与设备 一三滚筒式分级机 应用范围主要用于球形体或近似球形的果蔬原料（苹果柑橘番茄桃子等）

全机结构驱动轮链轮出料输送带理料辊 分级原理 这种分级机的特点 工作过程

二颗粒形状分级设备 谷物颗粒料（如小麦大麦）等必须进行

精选和分级其主要原理是按颗粒长度进行分级以除去不必要的杂粒常用的精选机有滚筒精选机和碟片精选机两种其都是利用袋孔中嵌入长度不同的颗粒而带升高度不同的原理制成的如图 4-24和图4-25 所示

三带式分级机 1048708带式分级机工作原理 1048708国外生产的带式分级机有两种形式

第四节 光电分选分级机械与设备

一原理 利用紫外可见红外等光线和物体的相互作用而产生的吸收反射和吸收等现象对物料进行非接触式检测的方法是 20世纪60年代开始用于农产品和食品质量检验的新方法

根据物料的吸收和反射光谱可以鉴定物质的性质 例如利用紫外光作激励光源照射食品获得食品上的辐射荧光根据荧光的强度可以判别食品上附着的微生物的代谢物检出蛋品中霉菌花生类干果上附着的微生物及其代谢物如黄曲霉素

物料的吸收和反射光谱也可用于食品的异物检出用可见光作激励光源加上代替人眼的色彩传感器测定对象物的反射光或透射光可用于果品成熟度的判定谷类种子稻米水果的分选等作业领域

日本美国等正在开发用近红外光谱分析法无损检测水果的糖度和酸度的装置日本近年开发成功的米的食味计就是近红外分光分析仪装置和计算机系统结合的研究成果红外线法是利用红外吸收光谱测定食品的成分量例如牛乳的成分计等

（一）光与食品物料的相互作用 食品物料的光学特性 是指物料对投射到其表面上的光产生反射吸收透射漫射或受光照后激发出其他波长的光的性质物料是由许多微小的内部中间层组成的不同食品物料的物质种类组成不同因而在光学特性方面的反映也不尽相同

（二）食品物料的光特性应用技术 1 缺陷检测 食品和农产品的光特性已经被用于非破坏检

测方面的各种问题 2 成分分析 快速检测食品中的水分脂肪蛋白质氨基酸糖份酸度等化学成分的含量用于品质的监督和控制近红外光谱分析技术用于品质检测和控制是近年发展速度很快的一种全新的检测方法1048708

3 成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系并表现出表面或内部颜色的不同

最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

• Slide 1

2 生产率生产能力 G 为 G=Bq 式中 Gmdashmdash生产能力 kgh Bmdashmdash筛面宽度m qmdashmdash筛面单位流量 kg m h

筛面单位流量主要与物料在筛面上的流速有关流量不能过大因此要提高 G 只能增大 B但筛宽和筛长有一定比例 B过大其结构庞大不便操作物料也不容易沿筛宽均匀散落筛宽一般在600 ～ 1200mm毫米内选取

3 物料运动特性 物料正向移动速度快显然可使物料层处于较薄状态从而增加过筛机会若该速度过快就需要较长的筛面否则就会造成来不及过筛的物料进入另一级中另外由于料层太薄物料在筛面上跳动过大而影响过筛机会

（四）摆动筛工作注意事项 由于摆动筛采用偏心曲轴连杆机构传动筛体往复运动时是变速运动由于加速度的影响使筛体产生的惯性力很大若不采取平衡措施就会造成筛体发生振动和噪音以致影响部件的使用寿命

要使筛体不发生剧烈振动或减少振动必须做到

（ 1 ）筛体的左右吊杆长短要一致（因有倾角存在故前后不一致）同时任何一根都不得扭曲变形

（ 2 ）保证筛面张紧和安装平整筛体不得向两侧倾斜

（ 3 ）偏心机构和连杆应与筛体的长轴线方向一致不得有偏差与扭曲更换偏心套时要成对更换

（ 4 ）偏心轴套与传动轴必须紧密配合不得松动偏心轴套在轴壳内滑动而不发生晃动轴壳与连杆连接处必须紧密平整并且在同一中心轴线上

（五）摆动筛惯性力的平衡 摆动筛中振动和平衡一对矛盾为了防止发生剧烈的振动除了在制造安装中保证其精度外设计上还必须采取措施通常的方法是采取平衡重平衡即在偏心装置上加设平衡重物或对称平衡即采取双筛体的方法平衡

1 平衡重平衡

2对称平衡法

六滚筒分级筛 见动画

1 滚筒 2 支承装置 3 收集料斗 4 传动装置 5 清筛装置

第三节 形状分级机械与设备 一三滚筒式分级机 应用范围主要用于球形体或近似球形的果蔬原料（苹果柑橘番茄桃子等）

全机结构驱动轮链轮出料输送带理料辊 分级原理 这种分级机的特点 工作过程

二颗粒形状分级设备 谷物颗粒料（如小麦大麦）等必须进行

精选和分级其主要原理是按颗粒长度进行分级以除去不必要的杂粒常用的精选机有滚筒精选机和碟片精选机两种其都是利用袋孔中嵌入长度不同的颗粒而带升高度不同的原理制成的如图 4-24和图4-25 所示

三带式分级机 1048708带式分级机工作原理 1048708国外生产的带式分级机有两种形式

第四节 光电分选分级机械与设备

一原理 利用紫外可见红外等光线和物体的相互作用而产生的吸收反射和吸收等现象对物料进行非接触式检测的方法是 20世纪60年代开始用于农产品和食品质量检验的新方法

根据物料的吸收和反射光谱可以鉴定物质的性质 例如利用紫外光作激励光源照射食品获得食品上的辐射荧光根据荧光的强度可以判别食品上附着的微生物的代谢物检出蛋品中霉菌花生类干果上附着的微生物及其代谢物如黄曲霉素

物料的吸收和反射光谱也可用于食品的异物检出用可见光作激励光源加上代替人眼的色彩传感器测定对象物的反射光或透射光可用于果品成熟度的判定谷类种子稻米水果的分选等作业领域

日本美国等正在开发用近红外光谱分析法无损检测水果的糖度和酸度的装置日本近年开发成功的米的食味计就是近红外分光分析仪装置和计算机系统结合的研究成果红外线法是利用红外吸收光谱测定食品的成分量例如牛乳的成分计等

（一）光与食品物料的相互作用 食品物料的光学特性 是指物料对投射到其表面上的光产生反射吸收透射漫射或受光照后激发出其他波长的光的性质物料是由许多微小的内部中间层组成的不同食品物料的物质种类组成不同因而在光学特性方面的反映也不尽相同

（二）食品物料的光特性应用技术 1 缺陷检测 食品和农产品的光特性已经被用于非破坏检

测方面的各种问题 2 成分分析 快速检测食品中的水分脂肪蛋白质氨基酸糖份酸度等化学成分的含量用于品质的监督和控制近红外光谱分析技术用于品质检测和控制是近年发展速度很快的一种全新的检测方法1048708

3 成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系并表现出表面或内部颜色的不同

最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

• Slide 1

筛面单位流量主要与物料在筛面上的流速有关流量不能过大因此要提高 G 只能增大 B但筛宽和筛长有一定比例 B过大其结构庞大不便操作物料也不容易沿筛宽均匀散落筛宽一般在600 ～ 1200mm毫米内选取

3 物料运动特性 物料正向移动速度快显然可使物料层处于较薄状态从而增加过筛机会若该速度过快就需要较长的筛面否则就会造成来不及过筛的物料进入另一级中另外由于料层太薄物料在筛面上跳动过大而影响过筛机会

（四）摆动筛工作注意事项 由于摆动筛采用偏心曲轴连杆机构传动筛体往复运动时是变速运动由于加速度的影响使筛体产生的惯性力很大若不采取平衡措施就会造成筛体发生振动和噪音以致影响部件的使用寿命

要使筛体不发生剧烈振动或减少振动必须做到

（ 1 ）筛体的左右吊杆长短要一致（因有倾角存在故前后不一致）同时任何一根都不得扭曲变形

（ 2 ）保证筛面张紧和安装平整筛体不得向两侧倾斜

（ 3 ）偏心机构和连杆应与筛体的长轴线方向一致不得有偏差与扭曲更换偏心套时要成对更换

（ 4 ）偏心轴套与传动轴必须紧密配合不得松动偏心轴套在轴壳内滑动而不发生晃动轴壳与连杆连接处必须紧密平整并且在同一中心轴线上

（五）摆动筛惯性力的平衡 摆动筛中振动和平衡一对矛盾为了防止发生剧烈的振动除了在制造安装中保证其精度外设计上还必须采取措施通常的方法是采取平衡重平衡即在偏心装置上加设平衡重物或对称平衡即采取双筛体的方法平衡

1 平衡重平衡

2对称平衡法

六滚筒分级筛 见动画

1 滚筒 2 支承装置 3 收集料斗 4 传动装置 5 清筛装置

第三节 形状分级机械与设备 一三滚筒式分级机 应用范围主要用于球形体或近似球形的果蔬原料（苹果柑橘番茄桃子等）

全机结构驱动轮链轮出料输送带理料辊 分级原理 这种分级机的特点 工作过程

二颗粒形状分级设备 谷物颗粒料（如小麦大麦）等必须进行

精选和分级其主要原理是按颗粒长度进行分级以除去不必要的杂粒常用的精选机有滚筒精选机和碟片精选机两种其都是利用袋孔中嵌入长度不同的颗粒而带升高度不同的原理制成的如图 4-24和图4-25 所示

三带式分级机 1048708带式分级机工作原理 1048708国外生产的带式分级机有两种形式

第四节 光电分选分级机械与设备

一原理 利用紫外可见红外等光线和物体的相互作用而产生的吸收反射和吸收等现象对物料进行非接触式检测的方法是 20世纪60年代开始用于农产品和食品质量检验的新方法

根据物料的吸收和反射光谱可以鉴定物质的性质 例如利用紫外光作激励光源照射食品获得食品上的辐射荧光根据荧光的强度可以判别食品上附着的微生物的代谢物检出蛋品中霉菌花生类干果上附着的微生物及其代谢物如黄曲霉素

物料的吸收和反射光谱也可用于食品的异物检出用可见光作激励光源加上代替人眼的色彩传感器测定对象物的反射光或透射光可用于果品成熟度的判定谷类种子稻米水果的分选等作业领域

日本美国等正在开发用近红外光谱分析法无损检测水果的糖度和酸度的装置日本近年开发成功的米的食味计就是近红外分光分析仪装置和计算机系统结合的研究成果红外线法是利用红外吸收光谱测定食品的成分量例如牛乳的成分计等

（一）光与食品物料的相互作用 食品物料的光学特性 是指物料对投射到其表面上的光产生反射吸收透射漫射或受光照后激发出其他波长的光的性质物料是由许多微小的内部中间层组成的不同食品物料的物质种类组成不同因而在光学特性方面的反映也不尽相同

（二）食品物料的光特性应用技术 1 缺陷检测 食品和农产品的光特性已经被用于非破坏检

测方面的各种问题 2 成分分析 快速检测食品中的水分脂肪蛋白质氨基酸糖份酸度等化学成分的含量用于品质的监督和控制近红外光谱分析技术用于品质检测和控制是近年发展速度很快的一种全新的检测方法1048708

3 成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系并表现出表面或内部颜色的不同

最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

• Slide 1

3 物料运动特性 物料正向移动速度快显然可使物料层处于较薄状态从而增加过筛机会若该速度过快就需要较长的筛面否则就会造成来不及过筛的物料进入另一级中另外由于料层太薄物料在筛面上跳动过大而影响过筛机会

（四）摆动筛工作注意事项 由于摆动筛采用偏心曲轴连杆机构传动筛体往复运动时是变速运动由于加速度的影响使筛体产生的惯性力很大若不采取平衡措施就会造成筛体发生振动和噪音以致影响部件的使用寿命

要使筛体不发生剧烈振动或减少振动必须做到

（ 1 ）筛体的左右吊杆长短要一致（因有倾角存在故前后不一致）同时任何一根都不得扭曲变形

（ 2 ）保证筛面张紧和安装平整筛体不得向两侧倾斜

（ 3 ）偏心机构和连杆应与筛体的长轴线方向一致不得有偏差与扭曲更换偏心套时要成对更换

（ 4 ）偏心轴套与传动轴必须紧密配合不得松动偏心轴套在轴壳内滑动而不发生晃动轴壳与连杆连接处必须紧密平整并且在同一中心轴线上

（五）摆动筛惯性力的平衡 摆动筛中振动和平衡一对矛盾为了防止发生剧烈的振动除了在制造安装中保证其精度外设计上还必须采取措施通常的方法是采取平衡重平衡即在偏心装置上加设平衡重物或对称平衡即采取双筛体的方法平衡

1 平衡重平衡

2对称平衡法

六滚筒分级筛 见动画

1 滚筒 2 支承装置 3 收集料斗 4 传动装置 5 清筛装置

第三节 形状分级机械与设备 一三滚筒式分级机 应用范围主要用于球形体或近似球形的果蔬原料（苹果柑橘番茄桃子等）

全机结构驱动轮链轮出料输送带理料辊 分级原理 这种分级机的特点 工作过程

二颗粒形状分级设备 谷物颗粒料（如小麦大麦）等必须进行

精选和分级其主要原理是按颗粒长度进行分级以除去不必要的杂粒常用的精选机有滚筒精选机和碟片精选机两种其都是利用袋孔中嵌入长度不同的颗粒而带升高度不同的原理制成的如图 4-24和图4-25 所示

三带式分级机 1048708带式分级机工作原理 1048708国外生产的带式分级机有两种形式

第四节 光电分选分级机械与设备

一原理 利用紫外可见红外等光线和物体的相互作用而产生的吸收反射和吸收等现象对物料进行非接触式检测的方法是 20世纪60年代开始用于农产品和食品质量检验的新方法

根据物料的吸收和反射光谱可以鉴定物质的性质 例如利用紫外光作激励光源照射食品获得食品上的辐射荧光根据荧光的强度可以判别食品上附着的微生物的代谢物检出蛋品中霉菌花生类干果上附着的微生物及其代谢物如黄曲霉素

物料的吸收和反射光谱也可用于食品的异物检出用可见光作激励光源加上代替人眼的色彩传感器测定对象物的反射光或透射光可用于果品成熟度的判定谷类种子稻米水果的分选等作业领域

日本美国等正在开发用近红外光谱分析法无损检测水果的糖度和酸度的装置日本近年开发成功的米的食味计就是近红外分光分析仪装置和计算机系统结合的研究成果红外线法是利用红外吸收光谱测定食品的成分量例如牛乳的成分计等

（一）光与食品物料的相互作用 食品物料的光学特性 是指物料对投射到其表面上的光产生反射吸收透射漫射或受光照后激发出其他波长的光的性质物料是由许多微小的内部中间层组成的不同食品物料的物质种类组成不同因而在光学特性方面的反映也不尽相同

（二）食品物料的光特性应用技术 1 缺陷检测 食品和农产品的光特性已经被用于非破坏检

测方面的各种问题 2 成分分析 快速检测食品中的水分脂肪蛋白质氨基酸糖份酸度等化学成分的含量用于品质的监督和控制近红外光谱分析技术用于品质检测和控制是近年发展速度很快的一种全新的检测方法1048708

3 成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系并表现出表面或内部颜色的不同

最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

• Slide 1

（四）摆动筛工作注意事项 由于摆动筛采用偏心曲轴连杆机构传动筛体往复运动时是变速运动由于加速度的影响使筛体产生的惯性力很大若不采取平衡措施就会造成筛体发生振动和噪音以致影响部件的使用寿命

要使筛体不发生剧烈振动或减少振动必须做到

（ 1 ）筛体的左右吊杆长短要一致（因有倾角存在故前后不一致）同时任何一根都不得扭曲变形

（ 2 ）保证筛面张紧和安装平整筛体不得向两侧倾斜

（ 3 ）偏心机构和连杆应与筛体的长轴线方向一致不得有偏差与扭曲更换偏心套时要成对更换

（ 4 ）偏心轴套与传动轴必须紧密配合不得松动偏心轴套在轴壳内滑动而不发生晃动轴壳与连杆连接处必须紧密平整并且在同一中心轴线上

（五）摆动筛惯性力的平衡 摆动筛中振动和平衡一对矛盾为了防止发生剧烈的振动除了在制造安装中保证其精度外设计上还必须采取措施通常的方法是采取平衡重平衡即在偏心装置上加设平衡重物或对称平衡即采取双筛体的方法平衡

1 平衡重平衡

2对称平衡法

六滚筒分级筛 见动画

1 滚筒 2 支承装置 3 收集料斗 4 传动装置 5 清筛装置

第三节 形状分级机械与设备 一三滚筒式分级机 应用范围主要用于球形体或近似球形的果蔬原料（苹果柑橘番茄桃子等）

全机结构驱动轮链轮出料输送带理料辊 分级原理 这种分级机的特点 工作过程

二颗粒形状分级设备 谷物颗粒料（如小麦大麦）等必须进行

精选和分级其主要原理是按颗粒长度进行分级以除去不必要的杂粒常用的精选机有滚筒精选机和碟片精选机两种其都是利用袋孔中嵌入长度不同的颗粒而带升高度不同的原理制成的如图 4-24和图4-25 所示

三带式分级机 1048708带式分级机工作原理 1048708国外生产的带式分级机有两种形式

第四节 光电分选分级机械与设备

一原理 利用紫外可见红外等光线和物体的相互作用而产生的吸收反射和吸收等现象对物料进行非接触式检测的方法是 20世纪60年代开始用于农产品和食品质量检验的新方法

根据物料的吸收和反射光谱可以鉴定物质的性质 例如利用紫外光作激励光源照射食品获得食品上的辐射荧光根据荧光的强度可以判别食品上附着的微生物的代谢物检出蛋品中霉菌花生类干果上附着的微生物及其代谢物如黄曲霉素

物料的吸收和反射光谱也可用于食品的异物检出用可见光作激励光源加上代替人眼的色彩传感器测定对象物的反射光或透射光可用于果品成熟度的判定谷类种子稻米水果的分选等作业领域

日本美国等正在开发用近红外光谱分析法无损检测水果的糖度和酸度的装置日本近年开发成功的米的食味计就是近红外分光分析仪装置和计算机系统结合的研究成果红外线法是利用红外吸收光谱测定食品的成分量例如牛乳的成分计等

（一）光与食品物料的相互作用 食品物料的光学特性 是指物料对投射到其表面上的光产生反射吸收透射漫射或受光照后激发出其他波长的光的性质物料是由许多微小的内部中间层组成的不同食品物料的物质种类组成不同因而在光学特性方面的反映也不尽相同

（二）食品物料的光特性应用技术 1 缺陷检测 食品和农产品的光特性已经被用于非破坏检

测方面的各种问题 2 成分分析 快速检测食品中的水分脂肪蛋白质氨基酸糖份酸度等化学成分的含量用于品质的监督和控制近红外光谱分析技术用于品质检测和控制是近年发展速度很快的一种全新的检测方法1048708

3 成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系并表现出表面或内部颜色的不同

最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

• Slide 1

要使筛体不发生剧烈振动或减少振动必须做到

（ 1 ）筛体的左右吊杆长短要一致（因有倾角存在故前后不一致）同时任何一根都不得扭曲变形

（ 2 ）保证筛面张紧和安装平整筛体不得向两侧倾斜

（ 3 ）偏心机构和连杆应与筛体的长轴线方向一致不得有偏差与扭曲更换偏心套时要成对更换

（ 4 ）偏心轴套与传动轴必须紧密配合不得松动偏心轴套在轴壳内滑动而不发生晃动轴壳与连杆连接处必须紧密平整并且在同一中心轴线上

（五）摆动筛惯性力的平衡 摆动筛中振动和平衡一对矛盾为了防止发生剧烈的振动除了在制造安装中保证其精度外设计上还必须采取措施通常的方法是采取平衡重平衡即在偏心装置上加设平衡重物或对称平衡即采取双筛体的方法平衡

1 平衡重平衡

2对称平衡法

六滚筒分级筛 见动画

1 滚筒 2 支承装置 3 收集料斗 4 传动装置 5 清筛装置

第三节 形状分级机械与设备 一三滚筒式分级机 应用范围主要用于球形体或近似球形的果蔬原料（苹果柑橘番茄桃子等）

全机结构驱动轮链轮出料输送带理料辊 分级原理 这种分级机的特点 工作过程

二颗粒形状分级设备 谷物颗粒料（如小麦大麦）等必须进行

精选和分级其主要原理是按颗粒长度进行分级以除去不必要的杂粒常用的精选机有滚筒精选机和碟片精选机两种其都是利用袋孔中嵌入长度不同的颗粒而带升高度不同的原理制成的如图 4-24和图4-25 所示

三带式分级机 1048708带式分级机工作原理 1048708国外生产的带式分级机有两种形式

第四节 光电分选分级机械与设备

一原理 利用紫外可见红外等光线和物体的相互作用而产生的吸收反射和吸收等现象对物料进行非接触式检测的方法是 20世纪60年代开始用于农产品和食品质量检验的新方法

根据物料的吸收和反射光谱可以鉴定物质的性质 例如利用紫外光作激励光源照射食品获得食品上的辐射荧光根据荧光的强度可以判别食品上附着的微生物的代谢物检出蛋品中霉菌花生类干果上附着的微生物及其代谢物如黄曲霉素

物料的吸收和反射光谱也可用于食品的异物检出用可见光作激励光源加上代替人眼的色彩传感器测定对象物的反射光或透射光可用于果品成熟度的判定谷类种子稻米水果的分选等作业领域

日本美国等正在开发用近红外光谱分析法无损检测水果的糖度和酸度的装置日本近年开发成功的米的食味计就是近红外分光分析仪装置和计算机系统结合的研究成果红外线法是利用红外吸收光谱测定食品的成分量例如牛乳的成分计等

（一）光与食品物料的相互作用 食品物料的光学特性 是指物料对投射到其表面上的光产生反射吸收透射漫射或受光照后激发出其他波长的光的性质物料是由许多微小的内部中间层组成的不同食品物料的物质种类组成不同因而在光学特性方面的反映也不尽相同

（二）食品物料的光特性应用技术 1 缺陷检测 食品和农产品的光特性已经被用于非破坏检

测方面的各种问题 2 成分分析 快速检测食品中的水分脂肪蛋白质氨基酸糖份酸度等化学成分的含量用于品质的监督和控制近红外光谱分析技术用于品质检测和控制是近年发展速度很快的一种全新的检测方法1048708

3 成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系并表现出表面或内部颜色的不同

最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

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（ 4 ）偏心轴套与传动轴必须紧密配合不得松动偏心轴套在轴壳内滑动而不发生晃动轴壳与连杆连接处必须紧密平整并且在同一中心轴线上

（五）摆动筛惯性力的平衡 摆动筛中振动和平衡一对矛盾为了防止发生剧烈的振动除了在制造安装中保证其精度外设计上还必须采取措施通常的方法是采取平衡重平衡即在偏心装置上加设平衡重物或对称平衡即采取双筛体的方法平衡

1 平衡重平衡

2对称平衡法

六滚筒分级筛 见动画

1 滚筒 2 支承装置 3 收集料斗 4 传动装置 5 清筛装置

第三节 形状分级机械与设备 一三滚筒式分级机 应用范围主要用于球形体或近似球形的果蔬原料（苹果柑橘番茄桃子等）

全机结构驱动轮链轮出料输送带理料辊 分级原理 这种分级机的特点 工作过程

二颗粒形状分级设备 谷物颗粒料（如小麦大麦）等必须进行

精选和分级其主要原理是按颗粒长度进行分级以除去不必要的杂粒常用的精选机有滚筒精选机和碟片精选机两种其都是利用袋孔中嵌入长度不同的颗粒而带升高度不同的原理制成的如图 4-24和图4-25 所示

三带式分级机 1048708带式分级机工作原理 1048708国外生产的带式分级机有两种形式

第四节 光电分选分级机械与设备

一原理 利用紫外可见红外等光线和物体的相互作用而产生的吸收反射和吸收等现象对物料进行非接触式检测的方法是 20世纪60年代开始用于农产品和食品质量检验的新方法

根据物料的吸收和反射光谱可以鉴定物质的性质 例如利用紫外光作激励光源照射食品获得食品上的辐射荧光根据荧光的强度可以判别食品上附着的微生物的代谢物检出蛋品中霉菌花生类干果上附着的微生物及其代谢物如黄曲霉素

物料的吸收和反射光谱也可用于食品的异物检出用可见光作激励光源加上代替人眼的色彩传感器测定对象物的反射光或透射光可用于果品成熟度的判定谷类种子稻米水果的分选等作业领域

日本美国等正在开发用近红外光谱分析法无损检测水果的糖度和酸度的装置日本近年开发成功的米的食味计就是近红外分光分析仪装置和计算机系统结合的研究成果红外线法是利用红外吸收光谱测定食品的成分量例如牛乳的成分计等

（一）光与食品物料的相互作用 食品物料的光学特性 是指物料对投射到其表面上的光产生反射吸收透射漫射或受光照后激发出其他波长的光的性质物料是由许多微小的内部中间层组成的不同食品物料的物质种类组成不同因而在光学特性方面的反映也不尽相同

（二）食品物料的光特性应用技术 1 缺陷检测 食品和农产品的光特性已经被用于非破坏检

测方面的各种问题 2 成分分析 快速检测食品中的水分脂肪蛋白质氨基酸糖份酸度等化学成分的含量用于品质的监督和控制近红外光谱分析技术用于品质检测和控制是近年发展速度很快的一种全新的检测方法1048708

3 成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系并表现出表面或内部颜色的不同

最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

• Slide 1

（五）摆动筛惯性力的平衡 摆动筛中振动和平衡一对矛盾为了防止发生剧烈的振动除了在制造安装中保证其精度外设计上还必须采取措施通常的方法是采取平衡重平衡即在偏心装置上加设平衡重物或对称平衡即采取双筛体的方法平衡

1 平衡重平衡

2对称平衡法

六滚筒分级筛 见动画

1 滚筒 2 支承装置 3 收集料斗 4 传动装置 5 清筛装置

第三节 形状分级机械与设备 一三滚筒式分级机 应用范围主要用于球形体或近似球形的果蔬原料（苹果柑橘番茄桃子等）

全机结构驱动轮链轮出料输送带理料辊 分级原理 这种分级机的特点 工作过程

二颗粒形状分级设备 谷物颗粒料（如小麦大麦）等必须进行

精选和分级其主要原理是按颗粒长度进行分级以除去不必要的杂粒常用的精选机有滚筒精选机和碟片精选机两种其都是利用袋孔中嵌入长度不同的颗粒而带升高度不同的原理制成的如图 4-24和图4-25 所示

三带式分级机 1048708带式分级机工作原理 1048708国外生产的带式分级机有两种形式

第四节 光电分选分级机械与设备

一原理 利用紫外可见红外等光线和物体的相互作用而产生的吸收反射和吸收等现象对物料进行非接触式检测的方法是 20世纪60年代开始用于农产品和食品质量检验的新方法

根据物料的吸收和反射光谱可以鉴定物质的性质 例如利用紫外光作激励光源照射食品获得食品上的辐射荧光根据荧光的强度可以判别食品上附着的微生物的代谢物检出蛋品中霉菌花生类干果上附着的微生物及其代谢物如黄曲霉素

物料的吸收和反射光谱也可用于食品的异物检出用可见光作激励光源加上代替人眼的色彩传感器测定对象物的反射光或透射光可用于果品成熟度的判定谷类种子稻米水果的分选等作业领域

日本美国等正在开发用近红外光谱分析法无损检测水果的糖度和酸度的装置日本近年开发成功的米的食味计就是近红外分光分析仪装置和计算机系统结合的研究成果红外线法是利用红外吸收光谱测定食品的成分量例如牛乳的成分计等

（一）光与食品物料的相互作用 食品物料的光学特性 是指物料对投射到其表面上的光产生反射吸收透射漫射或受光照后激发出其他波长的光的性质物料是由许多微小的内部中间层组成的不同食品物料的物质种类组成不同因而在光学特性方面的反映也不尽相同

（二）食品物料的光特性应用技术 1 缺陷检测 食品和农产品的光特性已经被用于非破坏检

测方面的各种问题 2 成分分析 快速检测食品中的水分脂肪蛋白质氨基酸糖份酸度等化学成分的含量用于品质的监督和控制近红外光谱分析技术用于品质检测和控制是近年发展速度很快的一种全新的检测方法1048708

3 成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系并表现出表面或内部颜色的不同

最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

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1 平衡重平衡

2对称平衡法

六滚筒分级筛 见动画

1 滚筒 2 支承装置 3 收集料斗 4 传动装置 5 清筛装置

第三节 形状分级机械与设备 一三滚筒式分级机 应用范围主要用于球形体或近似球形的果蔬原料（苹果柑橘番茄桃子等）

全机结构驱动轮链轮出料输送带理料辊 分级原理 这种分级机的特点 工作过程

二颗粒形状分级设备 谷物颗粒料（如小麦大麦）等必须进行

精选和分级其主要原理是按颗粒长度进行分级以除去不必要的杂粒常用的精选机有滚筒精选机和碟片精选机两种其都是利用袋孔中嵌入长度不同的颗粒而带升高度不同的原理制成的如图 4-24和图4-25 所示

三带式分级机 1048708带式分级机工作原理 1048708国外生产的带式分级机有两种形式

第四节 光电分选分级机械与设备

一原理 利用紫外可见红外等光线和物体的相互作用而产生的吸收反射和吸收等现象对物料进行非接触式检测的方法是 20世纪60年代开始用于农产品和食品质量检验的新方法

根据物料的吸收和反射光谱可以鉴定物质的性质 例如利用紫外光作激励光源照射食品获得食品上的辐射荧光根据荧光的强度可以判别食品上附着的微生物的代谢物检出蛋品中霉菌花生类干果上附着的微生物及其代谢物如黄曲霉素

物料的吸收和反射光谱也可用于食品的异物检出用可见光作激励光源加上代替人眼的色彩传感器测定对象物的反射光或透射光可用于果品成熟度的判定谷类种子稻米水果的分选等作业领域

日本美国等正在开发用近红外光谱分析法无损检测水果的糖度和酸度的装置日本近年开发成功的米的食味计就是近红外分光分析仪装置和计算机系统结合的研究成果红外线法是利用红外吸收光谱测定食品的成分量例如牛乳的成分计等

（一）光与食品物料的相互作用 食品物料的光学特性 是指物料对投射到其表面上的光产生反射吸收透射漫射或受光照后激发出其他波长的光的性质物料是由许多微小的内部中间层组成的不同食品物料的物质种类组成不同因而在光学特性方面的反映也不尽相同

（二）食品物料的光特性应用技术 1 缺陷检测 食品和农产品的光特性已经被用于非破坏检

测方面的各种问题 2 成分分析 快速检测食品中的水分脂肪蛋白质氨基酸糖份酸度等化学成分的含量用于品质的监督和控制近红外光谱分析技术用于品质检测和控制是近年发展速度很快的一种全新的检测方法1048708

3 成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系并表现出表面或内部颜色的不同

最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

• Slide 1

2对称平衡法

六滚筒分级筛 见动画

1 滚筒 2 支承装置 3 收集料斗 4 传动装置 5 清筛装置

第三节 形状分级机械与设备 一三滚筒式分级机 应用范围主要用于球形体或近似球形的果蔬原料（苹果柑橘番茄桃子等）

全机结构驱动轮链轮出料输送带理料辊 分级原理 这种分级机的特点 工作过程

二颗粒形状分级设备 谷物颗粒料（如小麦大麦）等必须进行

精选和分级其主要原理是按颗粒长度进行分级以除去不必要的杂粒常用的精选机有滚筒精选机和碟片精选机两种其都是利用袋孔中嵌入长度不同的颗粒而带升高度不同的原理制成的如图 4-24和图4-25 所示

三带式分级机 1048708带式分级机工作原理 1048708国外生产的带式分级机有两种形式

第四节 光电分选分级机械与设备

一原理 利用紫外可见红外等光线和物体的相互作用而产生的吸收反射和吸收等现象对物料进行非接触式检测的方法是 20世纪60年代开始用于农产品和食品质量检验的新方法

根据物料的吸收和反射光谱可以鉴定物质的性质 例如利用紫外光作激励光源照射食品获得食品上的辐射荧光根据荧光的强度可以判别食品上附着的微生物的代谢物检出蛋品中霉菌花生类干果上附着的微生物及其代谢物如黄曲霉素

物料的吸收和反射光谱也可用于食品的异物检出用可见光作激励光源加上代替人眼的色彩传感器测定对象物的反射光或透射光可用于果品成熟度的判定谷类种子稻米水果的分选等作业领域

日本美国等正在开发用近红外光谱分析法无损检测水果的糖度和酸度的装置日本近年开发成功的米的食味计就是近红外分光分析仪装置和计算机系统结合的研究成果红外线法是利用红外吸收光谱测定食品的成分量例如牛乳的成分计等

（一）光与食品物料的相互作用 食品物料的光学特性 是指物料对投射到其表面上的光产生反射吸收透射漫射或受光照后激发出其他波长的光的性质物料是由许多微小的内部中间层组成的不同食品物料的物质种类组成不同因而在光学特性方面的反映也不尽相同

（二）食品物料的光特性应用技术 1 缺陷检测 食品和农产品的光特性已经被用于非破坏检

测方面的各种问题 2 成分分析 快速检测食品中的水分脂肪蛋白质氨基酸糖份酸度等化学成分的含量用于品质的监督和控制近红外光谱分析技术用于品质检测和控制是近年发展速度很快的一种全新的检测方法1048708

3 成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系并表现出表面或内部颜色的不同

最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

• Slide 1

六滚筒分级筛 见动画

1 滚筒 2 支承装置 3 收集料斗 4 传动装置 5 清筛装置

第三节 形状分级机械与设备 一三滚筒式分级机 应用范围主要用于球形体或近似球形的果蔬原料（苹果柑橘番茄桃子等）

全机结构驱动轮链轮出料输送带理料辊 分级原理 这种分级机的特点 工作过程

二颗粒形状分级设备 谷物颗粒料（如小麦大麦）等必须进行

精选和分级其主要原理是按颗粒长度进行分级以除去不必要的杂粒常用的精选机有滚筒精选机和碟片精选机两种其都是利用袋孔中嵌入长度不同的颗粒而带升高度不同的原理制成的如图 4-24和图4-25 所示

三带式分级机 1048708带式分级机工作原理 1048708国外生产的带式分级机有两种形式

第四节 光电分选分级机械与设备

一原理 利用紫外可见红外等光线和物体的相互作用而产生的吸收反射和吸收等现象对物料进行非接触式检测的方法是 20世纪60年代开始用于农产品和食品质量检验的新方法

根据物料的吸收和反射光谱可以鉴定物质的性质 例如利用紫外光作激励光源照射食品获得食品上的辐射荧光根据荧光的强度可以判别食品上附着的微生物的代谢物检出蛋品中霉菌花生类干果上附着的微生物及其代谢物如黄曲霉素

物料的吸收和反射光谱也可用于食品的异物检出用可见光作激励光源加上代替人眼的色彩传感器测定对象物的反射光或透射光可用于果品成熟度的判定谷类种子稻米水果的分选等作业领域

日本美国等正在开发用近红外光谱分析法无损检测水果的糖度和酸度的装置日本近年开发成功的米的食味计就是近红外分光分析仪装置和计算机系统结合的研究成果红外线法是利用红外吸收光谱测定食品的成分量例如牛乳的成分计等

（一）光与食品物料的相互作用 食品物料的光学特性 是指物料对投射到其表面上的光产生反射吸收透射漫射或受光照后激发出其他波长的光的性质物料是由许多微小的内部中间层组成的不同食品物料的物质种类组成不同因而在光学特性方面的反映也不尽相同

（二）食品物料的光特性应用技术 1 缺陷检测 食品和农产品的光特性已经被用于非破坏检

测方面的各种问题 2 成分分析 快速检测食品中的水分脂肪蛋白质氨基酸糖份酸度等化学成分的含量用于品质的监督和控制近红外光谱分析技术用于品质检测和控制是近年发展速度很快的一种全新的检测方法1048708

3 成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系并表现出表面或内部颜色的不同

最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

• Slide 1

1 滚筒 2 支承装置 3 收集料斗 4 传动装置 5 清筛装置

第三节 形状分级机械与设备 一三滚筒式分级机 应用范围主要用于球形体或近似球形的果蔬原料（苹果柑橘番茄桃子等）

全机结构驱动轮链轮出料输送带理料辊 分级原理 这种分级机的特点 工作过程

二颗粒形状分级设备 谷物颗粒料（如小麦大麦）等必须进行

精选和分级其主要原理是按颗粒长度进行分级以除去不必要的杂粒常用的精选机有滚筒精选机和碟片精选机两种其都是利用袋孔中嵌入长度不同的颗粒而带升高度不同的原理制成的如图 4-24和图4-25 所示

三带式分级机 1048708带式分级机工作原理 1048708国外生产的带式分级机有两种形式

第四节 光电分选分级机械与设备

一原理 利用紫外可见红外等光线和物体的相互作用而产生的吸收反射和吸收等现象对物料进行非接触式检测的方法是 20世纪60年代开始用于农产品和食品质量检验的新方法

根据物料的吸收和反射光谱可以鉴定物质的性质 例如利用紫外光作激励光源照射食品获得食品上的辐射荧光根据荧光的强度可以判别食品上附着的微生物的代谢物检出蛋品中霉菌花生类干果上附着的微生物及其代谢物如黄曲霉素

物料的吸收和反射光谱也可用于食品的异物检出用可见光作激励光源加上代替人眼的色彩传感器测定对象物的反射光或透射光可用于果品成熟度的判定谷类种子稻米水果的分选等作业领域

日本美国等正在开发用近红外光谱分析法无损检测水果的糖度和酸度的装置日本近年开发成功的米的食味计就是近红外分光分析仪装置和计算机系统结合的研究成果红外线法是利用红外吸收光谱测定食品的成分量例如牛乳的成分计等

（一）光与食品物料的相互作用 食品物料的光学特性 是指物料对投射到其表面上的光产生反射吸收透射漫射或受光照后激发出其他波长的光的性质物料是由许多微小的内部中间层组成的不同食品物料的物质种类组成不同因而在光学特性方面的反映也不尽相同

（二）食品物料的光特性应用技术 1 缺陷检测 食品和农产品的光特性已经被用于非破坏检

测方面的各种问题 2 成分分析 快速检测食品中的水分脂肪蛋白质氨基酸糖份酸度等化学成分的含量用于品质的监督和控制近红外光谱分析技术用于品质检测和控制是近年发展速度很快的一种全新的检测方法1048708

3 成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系并表现出表面或内部颜色的不同

最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

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第三节 形状分级机械与设备 一三滚筒式分级机 应用范围主要用于球形体或近似球形的果蔬原料（苹果柑橘番茄桃子等）

全机结构驱动轮链轮出料输送带理料辊 分级原理 这种分级机的特点 工作过程

二颗粒形状分级设备 谷物颗粒料（如小麦大麦）等必须进行

精选和分级其主要原理是按颗粒长度进行分级以除去不必要的杂粒常用的精选机有滚筒精选机和碟片精选机两种其都是利用袋孔中嵌入长度不同的颗粒而带升高度不同的原理制成的如图 4-24和图4-25 所示

三带式分级机 1048708带式分级机工作原理 1048708国外生产的带式分级机有两种形式

第四节 光电分选分级机械与设备

一原理 利用紫外可见红外等光线和物体的相互作用而产生的吸收反射和吸收等现象对物料进行非接触式检测的方法是 20世纪60年代开始用于农产品和食品质量检验的新方法

根据物料的吸收和反射光谱可以鉴定物质的性质 例如利用紫外光作激励光源照射食品获得食品上的辐射荧光根据荧光的强度可以判别食品上附着的微生物的代谢物检出蛋品中霉菌花生类干果上附着的微生物及其代谢物如黄曲霉素

物料的吸收和反射光谱也可用于食品的异物检出用可见光作激励光源加上代替人眼的色彩传感器测定对象物的反射光或透射光可用于果品成熟度的判定谷类种子稻米水果的分选等作业领域

日本美国等正在开发用近红外光谱分析法无损检测水果的糖度和酸度的装置日本近年开发成功的米的食味计就是近红外分光分析仪装置和计算机系统结合的研究成果红外线法是利用红外吸收光谱测定食品的成分量例如牛乳的成分计等

（一）光与食品物料的相互作用 食品物料的光学特性 是指物料对投射到其表面上的光产生反射吸收透射漫射或受光照后激发出其他波长的光的性质物料是由许多微小的内部中间层组成的不同食品物料的物质种类组成不同因而在光学特性方面的反映也不尽相同

（二）食品物料的光特性应用技术 1 缺陷检测 食品和农产品的光特性已经被用于非破坏检

测方面的各种问题 2 成分分析 快速检测食品中的水分脂肪蛋白质氨基酸糖份酸度等化学成分的含量用于品质的监督和控制近红外光谱分析技术用于品质检测和控制是近年发展速度很快的一种全新的检测方法1048708

3 成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系并表现出表面或内部颜色的不同

最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

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二颗粒形状分级设备 谷物颗粒料（如小麦大麦）等必须进行

精选和分级其主要原理是按颗粒长度进行分级以除去不必要的杂粒常用的精选机有滚筒精选机和碟片精选机两种其都是利用袋孔中嵌入长度不同的颗粒而带升高度不同的原理制成的如图 4-24和图4-25 所示

三带式分级机 1048708带式分级机工作原理 1048708国外生产的带式分级机有两种形式

第四节 光电分选分级机械与设备

一原理 利用紫外可见红外等光线和物体的相互作用而产生的吸收反射和吸收等现象对物料进行非接触式检测的方法是 20世纪60年代开始用于农产品和食品质量检验的新方法

根据物料的吸收和反射光谱可以鉴定物质的性质 例如利用紫外光作激励光源照射食品获得食品上的辐射荧光根据荧光的强度可以判别食品上附着的微生物的代谢物检出蛋品中霉菌花生类干果上附着的微生物及其代谢物如黄曲霉素

物料的吸收和反射光谱也可用于食品的异物检出用可见光作激励光源加上代替人眼的色彩传感器测定对象物的反射光或透射光可用于果品成熟度的判定谷类种子稻米水果的分选等作业领域

日本美国等正在开发用近红外光谱分析法无损检测水果的糖度和酸度的装置日本近年开发成功的米的食味计就是近红外分光分析仪装置和计算机系统结合的研究成果红外线法是利用红外吸收光谱测定食品的成分量例如牛乳的成分计等

（一）光与食品物料的相互作用 食品物料的光学特性 是指物料对投射到其表面上的光产生反射吸收透射漫射或受光照后激发出其他波长的光的性质物料是由许多微小的内部中间层组成的不同食品物料的物质种类组成不同因而在光学特性方面的反映也不尽相同

（二）食品物料的光特性应用技术 1 缺陷检测 食品和农产品的光特性已经被用于非破坏检

测方面的各种问题 2 成分分析 快速检测食品中的水分脂肪蛋白质氨基酸糖份酸度等化学成分的含量用于品质的监督和控制近红外光谱分析技术用于品质检测和控制是近年发展速度很快的一种全新的检测方法1048708

3 成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系并表现出表面或内部颜色的不同

最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

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三带式分级机 1048708带式分级机工作原理 1048708国外生产的带式分级机有两种形式

第四节 光电分选分级机械与设备

一原理 利用紫外可见红外等光线和物体的相互作用而产生的吸收反射和吸收等现象对物料进行非接触式检测的方法是 20世纪60年代开始用于农产品和食品质量检验的新方法

根据物料的吸收和反射光谱可以鉴定物质的性质 例如利用紫外光作激励光源照射食品获得食品上的辐射荧光根据荧光的强度可以判别食品上附着的微生物的代谢物检出蛋品中霉菌花生类干果上附着的微生物及其代谢物如黄曲霉素

物料的吸收和反射光谱也可用于食品的异物检出用可见光作激励光源加上代替人眼的色彩传感器测定对象物的反射光或透射光可用于果品成熟度的判定谷类种子稻米水果的分选等作业领域

日本美国等正在开发用近红外光谱分析法无损检测水果的糖度和酸度的装置日本近年开发成功的米的食味计就是近红外分光分析仪装置和计算机系统结合的研究成果红外线法是利用红外吸收光谱测定食品的成分量例如牛乳的成分计等

（一）光与食品物料的相互作用 食品物料的光学特性 是指物料对投射到其表面上的光产生反射吸收透射漫射或受光照后激发出其他波长的光的性质物料是由许多微小的内部中间层组成的不同食品物料的物质种类组成不同因而在光学特性方面的反映也不尽相同

（二）食品物料的光特性应用技术 1 缺陷检测 食品和农产品的光特性已经被用于非破坏检

测方面的各种问题 2 成分分析 快速检测食品中的水分脂肪蛋白质氨基酸糖份酸度等化学成分的含量用于品质的监督和控制近红外光谱分析技术用于品质检测和控制是近年发展速度很快的一种全新的检测方法1048708

3 成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系并表现出表面或内部颜色的不同

最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

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第四节 光电分选分级机械与设备

一原理 利用紫外可见红外等光线和物体的相互作用而产生的吸收反射和吸收等现象对物料进行非接触式检测的方法是 20世纪60年代开始用于农产品和食品质量检验的新方法

根据物料的吸收和反射光谱可以鉴定物质的性质 例如利用紫外光作激励光源照射食品获得食品上的辐射荧光根据荧光的强度可以判别食品上附着的微生物的代谢物检出蛋品中霉菌花生类干果上附着的微生物及其代谢物如黄曲霉素

物料的吸收和反射光谱也可用于食品的异物检出用可见光作激励光源加上代替人眼的色彩传感器测定对象物的反射光或透射光可用于果品成熟度的判定谷类种子稻米水果的分选等作业领域

日本美国等正在开发用近红外光谱分析法无损检测水果的糖度和酸度的装置日本近年开发成功的米的食味计就是近红外分光分析仪装置和计算机系统结合的研究成果红外线法是利用红外吸收光谱测定食品的成分量例如牛乳的成分计等

（一）光与食品物料的相互作用 食品物料的光学特性 是指物料对投射到其表面上的光产生反射吸收透射漫射或受光照后激发出其他波长的光的性质物料是由许多微小的内部中间层组成的不同食品物料的物质种类组成不同因而在光学特性方面的反映也不尽相同

（二）食品物料的光特性应用技术 1 缺陷检测 食品和农产品的光特性已经被用于非破坏检

测方面的各种问题 2 成分分析 快速检测食品中的水分脂肪蛋白质氨基酸糖份酸度等化学成分的含量用于品质的监督和控制近红外光谱分析技术用于品质检测和控制是近年发展速度很快的一种全新的检测方法1048708

3 成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系并表现出表面或内部颜色的不同

最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

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根据物料的吸收和反射光谱可以鉴定物质的性质 例如利用紫外光作激励光源照射食品获得食品上的辐射荧光根据荧光的强度可以判别食品上附着的微生物的代谢物检出蛋品中霉菌花生类干果上附着的微生物及其代谢物如黄曲霉素

物料的吸收和反射光谱也可用于食品的异物检出用可见光作激励光源加上代替人眼的色彩传感器测定对象物的反射光或透射光可用于果品成熟度的判定谷类种子稻米水果的分选等作业领域

日本美国等正在开发用近红外光谱分析法无损检测水果的糖度和酸度的装置日本近年开发成功的米的食味计就是近红外分光分析仪装置和计算机系统结合的研究成果红外线法是利用红外吸收光谱测定食品的成分量例如牛乳的成分计等

（一）光与食品物料的相互作用 食品物料的光学特性 是指物料对投射到其表面上的光产生反射吸收透射漫射或受光照后激发出其他波长的光的性质物料是由许多微小的内部中间层组成的不同食品物料的物质种类组成不同因而在光学特性方面的反映也不尽相同

（二）食品物料的光特性应用技术 1 缺陷检测 食品和农产品的光特性已经被用于非破坏检

测方面的各种问题 2 成分分析 快速检测食品中的水分脂肪蛋白质氨基酸糖份酸度等化学成分的含量用于品质的监督和控制近红外光谱分析技术用于品质检测和控制是近年发展速度很快的一种全新的检测方法1048708

3 成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系并表现出表面或内部颜色的不同

最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

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物料的吸收和反射光谱也可用于食品的异物检出用可见光作激励光源加上代替人眼的色彩传感器测定对象物的反射光或透射光可用于果品成熟度的判定谷类种子稻米水果的分选等作业领域

日本美国等正在开发用近红外光谱分析法无损检测水果的糖度和酸度的装置日本近年开发成功的米的食味计就是近红外分光分析仪装置和计算机系统结合的研究成果红外线法是利用红外吸收光谱测定食品的成分量例如牛乳的成分计等

（一）光与食品物料的相互作用 食品物料的光学特性 是指物料对投射到其表面上的光产生反射吸收透射漫射或受光照后激发出其他波长的光的性质物料是由许多微小的内部中间层组成的不同食品物料的物质种类组成不同因而在光学特性方面的反映也不尽相同

（二）食品物料的光特性应用技术 1 缺陷检测 食品和农产品的光特性已经被用于非破坏检

测方面的各种问题 2 成分分析 快速检测食品中的水分脂肪蛋白质氨基酸糖份酸度等化学成分的含量用于品质的监督和控制近红外光谱分析技术用于品质检测和控制是近年发展速度很快的一种全新的检测方法1048708

3 成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系并表现出表面或内部颜色的不同

最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

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日本美国等正在开发用近红外光谱分析法无损检测水果的糖度和酸度的装置日本近年开发成功的米的食味计就是近红外分光分析仪装置和计算机系统结合的研究成果红外线法是利用红外吸收光谱测定食品的成分量例如牛乳的成分计等

（一）光与食品物料的相互作用 食品物料的光学特性 是指物料对投射到其表面上的光产生反射吸收透射漫射或受光照后激发出其他波长的光的性质物料是由许多微小的内部中间层组成的不同食品物料的物质种类组成不同因而在光学特性方面的反映也不尽相同

（二）食品物料的光特性应用技术 1 缺陷检测 食品和农产品的光特性已经被用于非破坏检

测方面的各种问题 2 成分分析 快速检测食品中的水分脂肪蛋白质氨基酸糖份酸度等化学成分的含量用于品质的监督和控制近红外光谱分析技术用于品质检测和控制是近年发展速度很快的一种全新的检测方法1048708

3 成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系并表现出表面或内部颜色的不同

最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

• Slide 1

（一）光与食品物料的相互作用 食品物料的光学特性 是指物料对投射到其表面上的光产生反射吸收透射漫射或受光照后激发出其他波长的光的性质物料是由许多微小的内部中间层组成的不同食品物料的物质种类组成不同因而在光学特性方面的反映也不尽相同

（二）食品物料的光特性应用技术 1 缺陷检测 食品和农产品的光特性已经被用于非破坏检

测方面的各种问题 2 成分分析 快速检测食品中的水分脂肪蛋白质氨基酸糖份酸度等化学成分的含量用于品质的监督和控制近红外光谱分析技术用于品质检测和控制是近年发展速度很快的一种全新的检测方法1048708

3 成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系并表现出表面或内部颜色的不同

最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

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（二）食品物料的光特性应用技术 1 缺陷检测 食品和农产品的光特性已经被用于非破坏检

测方面的各种问题 2 成分分析 快速检测食品中的水分脂肪蛋白质氨基酸糖份酸度等化学成分的含量用于品质的监督和控制近红外光谱分析技术用于品质检测和控制是近年发展速度很快的一种全新的检测方法1048708

3 成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系并表现出表面或内部颜色的不同

最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

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3 成熟度与新鲜度分析 在成熟度和新鲜度检测方面应用最多也最成功的是果蔬产品它们的成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系并表现出表面或内部颜色的不同

最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

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最终目的是为了对食品物料进行自动化分级分类自动分类的标准可以是上述三方面应用之一包括从合格物料中剔除缺陷品按物料中某种成分含量进行分类把成熟度不同的产品进行分类以便分别贮藏和销售经过自动分类的合格产品以获得总体质量等级提高

（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

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（三）食品物料光特性应用技术的特点 常规手段无法对颜色变化进行有效分选大多依靠眼手配合的人工分选其主要特点是生产率低劳动力费用高容易受主观因素的干扰精确度低

光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

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光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点具有以下明显的优越性

（ 1 ）既能检测表面品质又能检测内部品质而且检测为非接触性的因而是非破坏性的经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理

（ 2 ）排除了主观因素的影响对产品进行全数（ 100）检测保证了分选的精确和可靠性

（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

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（ 3 ）劳动强度低自动化程度高生产费用降低便于实现在线检测

（ 4 ）机械的适应能力强通过调节背景光或比色板即可以处理不同的物料生产能力大适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求

二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

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二色选机 人们可以通过农产品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）特性家禽以及禽蛋也具有不同的表面颜色并且它们的表面颜色往往与品质有着密切的关系

三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

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三计算机图象处理技术与设备 （一）计算机图像处理系统的分类及发展 分类 1 从系统的层次分为高中低 3 个档次

2 从图像传感器的敏感区域分成可见光红外近红外 X 射线雷达伽玛射线超声波等图像处理系统

3 从采集部件与景物的距离上分成遥感宏观和微观图像处理系统

4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

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4 应用场所分成通用图像处理系统和专用图像处理系统

（ 1 ）通用系统一般用于研究开发因此要求传感器敏感区间宽线性度好

（ 2 ）而专用系统一般用于特殊用途是在通用系统研究基础上研制开发的为实现某一个或几个功能的商用系统因此在保证性能的前提下由价格因素决定系统的配置 计算机图像处理技术是以计算机为核心的应用技术因此计算机图像处理系统的发展是随着计算机技术的提高而发展起来的

（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

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（二）计算机图像处理系统的结构组成

（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

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（三）图像处理技术在食品和农产品加工中的应用

应用范围原材料特性的评价农产品初加工中的分级农产品收获过程中的成熟果蔬的自动化判别食品加工过程中的质量控制最终产品的外形及内部品质的检测等方面

1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

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1 食品原料的品质评价可视图像可以表示景物的形状颜色纹理等基本表面特征图像表面特征的利用和日常生活中人们对这些特性的认识相呼应也是比较直观的

2 农产品图像检测技术按其目的可分成分级检验和分类提取可视或不可视图像中某一特征或多个单一特征的综合做出合乎专家思想的判断

3 分类计算机图像处理应用于类别的区分 类似于人工的去杂

四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

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四人工嗅觉检测系统 （一）人工嗅觉检测系统的应用 定义人工嗅觉系统（电子鼻）是 20世纪

90年代发展起来的新颖的分析 识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器

电子鼻是涉及传感器融合技术计算机技术和应用数学以及各具体领域的一门综合性技术广泛应用于环境污染检测医疗食品检测能源化工等各个领域

（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

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（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

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（二）人工嗅觉检测系统的基本组成

1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

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1气敏传感器与气敏传感器阵列作气敏传感器的材料必须具备两个基本条件

（ 1）对多种气味均有响应即通用性要强要求对成千上万种不同的嗅味在分子水平上做出鉴别

（ 2）与嗅味分子的相互作用或反应必须是快速可递的不产生任何ldquo记忆效应rdquo即传感器还原

（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

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（三）人工嗅觉检测系统的发展方向 （ 1 ）研究对微量痕量气体分子瞬时敏

感的检测器以得到与气体化学成分相对应的信号

（ 2 ）研究对检测得到的信号进行识别与分类的数据处理器以便将有用信号与噪声加以分离

（ 3 ）研究将测量数据转换为感官评定指标的智能解释器以得到与人的感官感受相符的结果

作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

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作业题 1 食品分选分级的主要作用是什么 2 筛面有几种形式各用于处理什么样的物料》

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