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1、2023/7/28,第四章 分离机械,1,离心分离机械,离心分离：利用离心力来达到悬浮液及乳浊液中固液、液液分离的方法通称离心分离。实现离心分离操作的机械称为离心机。离心机用于淀粉、牛奶、酵母、啤酒、果汁、砂糖、桔油、食用动物油、米糠油等食品加工中，主要用于脱水、浓缩、分离、澄清、净化和固体分级等工艺过程。悬浮液是由液体和悬浮于其中的固体颗粒组成的系统。固体颗粒是由许多单个颗粒及聚集在一起的颗粒团组成的混合体。乳浊液是由液体和悬浮于其中的一种或数种其他液体所组成的系统，其中至少有一种液体是以液珠的形式，均匀地分散于一个不和它互溶的液体之中。乳浊液的稳定性低，当悬浮液珠达一定的大小时（临界的大小
2、等于.）,组成它的两相会较快地分层。,离心力场中颗粒在流体中的运动情况 假定离心机转鼓内液体自由面为圆柱面，即重力影响忽略不计，颗粒被加速的时间忽略不计，颗粒在液体中的运动服从斯托克斯公式，由此，距中心轴为处的颗粒沉降速度（图）为 vr,，则,（）,颗粒直径（）；、颗粒及液体密度（）；液体粘度（）。颗粒离心沉降所经过的最长距离为，沉降时间,（）,上式表明，颗粒愈细、粘度愈大，则沉降速度愈小，所需的沉降时间愈长。提高离心机分离因素是提高沉降速度、减少沉降时间的有力措施。,乳浊液在离心场中的分层和两相的排出情况 在离心机转鼓内乳浊液分离因混合物密度的不同而形成内外两层圆柱面，密度大的在外层。设混合
3、液轻液体积V与重液体积Vn之比为，分层界面的半径为ri，则,为了从离心机转鼓内分别引出轻、重液体，转鼓内上方设有挡板，挡板上方设置轻、重液引出通道及溢流堰，溢流堰内径r3是设计离心机的重要参数。根据挡板上下离心力压力平衡原则可确定r3。即,2023/7/28,第四章 分离机械,6,离心机分类(1)按分离因数的大小可分为常速离心机、高速离心机及超高速离心机。常速离心机：Fr3000，主要用于分离颗粒不大的悬浮液和物料的脱水。高速离心机：3000 Fr 50000，主要用于分离乳浊液和细粒悬浮液。超高速离心机：Fr 50000，主要用于分离极不易分离的超微细粒悬浮液和高分子胶体悬浮液。,2023/
4、7/28,第四章 分离机械,7,（）按操作原理的不同可分为过滤离心机、沉降离心机及分离离心机。过滤离心机：转鼓壁上有孔，借离心力实现过滤分离，分离因数不大，适用于易过滤的晶体悬浮液和较大颗粒悬浮液的分离以及物料的脱水。沉降离心机：鼓壁上无孔，借离心力实现沉降分离。分离离心机：鼓壁上无孔，分离因数在3000以上，主要用于乳浊液的分离和悬浮液的增浓或澄清。（）按操作方式的不同可分为间歇式离心机和连续式离心机。,2023/7/28,第四章 分离机械,8,一、过滤离心机,（一）三足式离心机,2023/7/28,第四章 分离机械,9,一、过滤离心机,机械卸料的三足式离心机,一、过滤离心机,2023/7/
5、28,第四章 分离机械,11,一、过滤离心机,（二）上悬式离心机,2023/7/28,第四章 分离机械,12,一、过滤离心机,（三）卧式刮刀卸料式离心机,2023/7/28,第四章 分离机械,13,一、过滤离心机,（四）离心力卸料式离心机,2023/7/28,第四章 分离机械,14,二、沉降离心机,在食品工业，这类离心机主要用于回收动植物蛋白，可可、咖啡等滤浆的分离以及鱼油去杂和鱼肉制取等。,2023/7/28,第四章 分离机械,15,三、分离离心机,在分离乳浊液和极细颗粒的悬浮液时，需要有很大的离心力。转鼓内液体因旋转所产生的离心压力与转鼓半径及转速的平方成正比。为了减小鼓壁上所产生的应力，
6、宜采用小直径、高转速的转鼓，故称高速离心机。高速离心机分为管式离心机和倒锥式离心机。管式离心机常用于动物油、植物油和鱼油的脱水及果汁、苹果浆及糖浆的澄清。倒锥式离心机广泛用于奶油的分离和牛奶的净化、动植物油精制中的脱水和澄清、淀粉的分离和净化等。,2023/7/28,第四章 分离机械,16,三、分离离心机,（一）管式高速离心机 管式高速离心机具有很高的分离因数（1.5万6万），转鼓的转速可达80005万。为尽量减小转鼓所受的应力，采用较小的鼓径，因而在一定的进料量下，悬浮液沿转鼓轴向运动的速度较大。为此，应增大转鼓的长度，以保证物料在鼓内有足够的沉降时间，于是导致转鼓成为直径小而高度相对很大的
7、管式构形。,2023/7/28,第四章 分离机械,17,三、分离离心机,（二）倒锥式离心分离机 对于给定进料速率的离心机分离效果与物料在机内的停留时间有关，管式高速离心机是一种类型。如果采用转速较低而直径较大的转鼓，就必须将液流分成若干薄层，既加长了液流行程，又避免了分离后再混合，从而提高了分离效果，这就是倒锥式离心分离机的由来。,2023/7/28,第四章 分离机械,18,2023/7/28,第四章 分离机械,19,2023/7/28,第四章 分离机械,20,2023/7/28,第四章 分离机械,21,三、分离离心机,离心净化机,2023/7/28,第四章 分离机械,22,四、旋液分离器,旋
8、液分离器是利用离心力进行湿法分级的设备，用途很广，例如脱泥、除砂、回收溶剂、浓缩等。食品工业多用于淀粉加工中分离胚芽、纤维及蛋白质，也可用于洗涤淀粉和除砂等。其分级作业的分级粒度为0.0030.25，浓缩或澄清的分级粒度小于15。旋液分离器由进料管1、溢流管2、圆管3 和锥管4 等部分组成（图3-48）。,2023/7/28,第四章 分离机械,23,四、旋液分离器,旋液分离器由聚氨酯、人造橡胶、硬镍铸铁、合金钢、玻璃纤维以及配有橡胶、聚氨酯、陶瓷、辉绿岩等衬里的钢制或铝制筒体等材料制成。和其他分离机相比，旋液分离器有很多优点：结构简单紧凑、无传动部分、占地面积小。,使用维护方便；物料在机器内停
9、留时间短、生产率高；能在密闭的条件下加工，产品质量高。环境卫生和劳动条件较好；便于连续作业和生产过程的自动控制。其缺点是管子内壁易磨损。,2023/7/28,第四章 分离机械,24,旋液分离器和旋风分离器的比较相同点：原理相同，都采用离心分离的方法除去内部杂质。结构相同，就单个分离器而言，其结构大致相同。不同点：用途不同，旋液分离器用于从液体中分离固体杂质，旋风分离器用于从气体中分离固体杂质。设备体积不同，旋液分离器由于用于液体分离，其密度较大，固单个分离器的体积较小；而旋风分离器由于用于气体分离，其密度较小，固分离器的体积较大。设备组装方式不同。为了提高生产率，旋液分离器一般多个分离器并联使用，而旋风分离器一般单个分离器即可使用。,
