第一节 生物质原料筛选与分级
生物加工原料在很多情况下往往会混入沙土、石子
甚至金属等杂物。进行生产前，必须先将原料中混杂的
杂物除去。所以在生产前，原料的除杂、筛选与分级处
理是十分必要的。
一、筛选与分级设备
二、筛选设备
一、筛选与分级设备
（一）磁力除铁器（二）精选机
目的是将夹杂在原料中的小铁块、螺丝等金属杂物除去，磁选设备分永
磁溜管和永磁滚筒。
A
A
A - A
图1 -1 永磁溜管
6
8
9
10
7
1
2
3
4
5
图 1-2 永磁滚筒的结构
进料斗 2-观察窗 3- 滚筒 4-磁芯 5-隔板 6-小麦出口
7-铁杂质收集盒 8-变速机构 9-电动机 10-机壳
颗粒状的生物质原料（如大麦、小麦）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，有滚筒精选机和碟片精
选机两种 。
1
2
3
4
短粒
长粒
图1-6 滚筒精选机工作示意图
5
1
2
3
4
图 1- 4 碟片的工作情况
1 -碟 片 2 -叶 片 3 -短 粒出口 4 -盛 物槽
3 12
4
5
6
7
12
11
109
8
图 1 -5 碟片精选机结构
1 - 进料口 2 - 碟片 3 -轴 4 - 轴承 5 - 绞龙 6 - 大链轮 7 - 小链轮
8 - 链条 9 - 隔板 1 0 - 孔 11 - 长粒物料出口 1 2 - 淌板
二、筛选设备
为保证生产质量，生产过程又往往将粒度不同的物料加以分级，这也
要用筛子来完成，发酵工厂中常用的是振动筛和转筒筛。
小麦
小杂质
小麦进口
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1112
图 1-7 振动筛的结构
1 -进料斗 2 -吊杆 3 -筛体 4 -筛格 5 -自衡振动器 6 -弹簧限振器
7 -电动机 8 -后吸风道 9 -沉降室 10 -风机 11 -风门 12 -前吸风道
进料
饲料大麦 Ⅱ级大麦 Ⅰ级大麦
图1-8 圆筒分级筛
第二节 生物质原料的粉碎
在以固体生物质为原料的生物反应生产过程中，对原
料粉碎的效果好坏，不仅直接反映出粉碎操作的合理性和
经济性，而且会间接影响到下一工序如蒸煮、浸出、水解
（酸解和酶解）和发酵等的效果和效率。
（一）锤式粉碎机
（二）辊式粉碎机
（三）湿式粉碎机
（四）球磨机
（五）切片机
（六）超细粉碎机
（七）纳米粉碎机
（一）锤式粉碎机
锤式粉碎机最大特点是具有很高的破碎比（达 10~50）这是其他粉
碎机不能比拟的。此外单位产量能耗低、构造简单、结构紧凑、生产能
力高等都是锤式粉碎机的优点。
1
2
3
4
5
图 1 -9 锤碎机的一般形式
轴 2- 转鼓 3-锤 刀 4 -栅 栏 5- 抽风机
（二）辊式粉碎机
辊式粉碎机广泛用于破碎粘性和湿物料块。啤酒厂粉碎麦芽和大米
都是用辊式粉碎机，常用的有两辊式、四辊式、无辊式和六辊式等。
（ a ） （ b ）
图 1 - 1 2 两辊粉碎机简图
皮壳 细粉 细粉
物料
辊筒 筛
图 1-14 四辊式粉碎机
图 1 - 1 5 五辊式粉碎机
细
粉
细
粒
皮
壳
细
粉
物料
图 1-16 六辊式粉碎机
细
粉
皮
壳
细
粒
细
粉
物料
（三）湿式粉碎机
生物加工工厂中，粉碎原料时，往往会逸出较多的粉尘，影响环境。
这是干法粉碎的一个不足之处。为了避免这一缺点，在某些产品的生产过
程中，采用湿式粉碎操作，其所用到的粉碎机称为湿式粉碎机。湿式粉碎
设备主要包括：输料装置、加料器、粉碎机和加热器等几部分。
1
水进口水出口
2
3
出料
进料
图 1-17 PM -D C P 磨
1 -磨 罐 2 -圆 钉 3 -转 筒
（四）球磨机
球磨机是目前工业上广泛应用的粉磨机械。合理的选择粉磨设备和工
艺流程非常重要，因为粉磨设备的动力消耗和投资占有很大的经济比重。
1
2
3
4
1
给料
排料
图 1 - 1 8 球磨机及其粉磨原理示意图
1 - 筒体 2 - 端盖 3 - 轴承 4 - 齿圈
（五）切片机
对生物质原料的粉碎处理，根据加工工艺的不同，对粉碎后的原料形
状有不同的要求，有的要求是粉状的，有的要求是块状或片状的。要求块
状或片状的粉碎，这时要求用到切片机。
1 2 3 4 5 6
图1-19 切 片机结构示意图
1- 步进电机 2 -传 动机构 3 -夹 具 4 -药 材 5 -刀 架 6 -电 机
1 2 3 4 5 6 7 8
9
10
11
12
13
图 1 -21 离心式切片机结构示意图
1- 接料斗 2- 主轴 3- 转盘 4- 导向刀管 5- 调节螺栓 6- 切刀
7- 定位圆环 8- 厚度调节机构 9- 制动离合器 10- 操纵杆
11 - 传动机构 12- 电机 13- 机架
（六）超细粉碎机
生物材料的超细粉碎除了使产品的粒度微细化外，还需保持产品的有
效成分及营养物质不受氧化和损坏，不引入污染杂质，尽可能保持和改善
产品的生化特性和风味等；另外，生物材料一般多含水分、纤维素、糖分、
蛋白质及其它生物活性物质，使得加工过程中粘度大、韧性强、抗热性差，
因而使物料的粉碎和分级较为困难。
图1-22 ACM 型机 械冲击磨结构示意图
（七）纳米粉碎机
纳米粒子一般是指颗粒尺寸在 1nm到 100nm之间具有量子尺寸效应、小
尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应的超细粒子，该粒子具有的比表面
积、表面原子数、表面能和表面张力很大，且随粒径的下降急剧增加，因而
展现出许多特有的性质。
冲击波
金属容器
炸药
粉体
减压器
吸尘器
营值
图 1- 23 冲击粉碎工艺设计示意图
1
3
4
2 2 2 2
图 1 - 24 多层次分级纳米球磨流程图
1- 驱动装置 2- 粉碎装置 3- 为收集装置 4- 为进料装置
第三节 生物质原料固体间的混合
在生物加工的过程中，固体间的混合也是操作单
元之一。固体间的混合与气体间的混合有很大的差别。
气体通过分子扩散，互相掺合，最终自动达到均匀混
合。而固体间混合需要外加机械作用才能进行。因固
体粒子形状、粒径、密度等各不相同，各成分在混合
的同时伴随着分离现象，所以固体间的混合不能达到
完全的均匀，只能达到总体的均匀而不能达到局部的
均匀性。
（一）固体混合的机理
（二）混合设备
（一）固体混合的机理
固体粒子在混合器内混合时，会发生对流、剪切、
扩散等三种不同运动形式，形成三种不同的混合：
ｌ．对流混合
2．剪切混合
3．扩散混合
（二）混合设备
混合设备有两种，一种是不能转动的固定型混合机；一种是可以
转动的回旋型混合机。
1．回旋型混合机
双锥型 立方体型
V 型倾斜圆筒型
水平圆筒型
图1-26 回转型混合机的型式
2．固定型混合机
（ 1）搅拌槽式混合机
图1 -27 搅 拌槽式混合机
（ 2）锥形混合机
图1 - 2 8 锥型混合机
（ 3）回转圆板型混合机
加料口
圆板 上锥形板
出料挡板
出料口
下部圆板 粒子混合区
加料口 加料口
图1-29 回转原板式混合机
（ 4）流动型混合机
底座
排出口
搅拌叶
排出阀
快开螺栓
混合室
图1 -30 流 动型混合机
皮带
加料盖 夹 套 电 机
The End
