分离机械与设备

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1、第四章分离机械与设备本章主要问题1.过滤操作基本原理2.过滤分离工作过程3.旋液器工作原理定义：食品生产的分离操作是将不同物理、化学等属性的物质，根据其颗粒大小、相、密度、溶解性、沸点等表现出的不同特点而将物质分开的一种操作过程。混合物包括均相和非均相两大类，非均相混合物是由具有分界界面的两相所组成，而均相混合物则没有明显的界面。发酵的产品经常要经过分离或净化才能进入下一程序；淀粉、结晶或杂质等固形物料从原料液中的分离；纯净水的制备；蛋白质的提纯以及提取天然有效成份等。要运用一定的物理或化学方法，采用适当的分

2、离机械与设备来加以操作，并在此过程中消耗一定的物料和能量。不同物性物质的分离方法不同，分离一般采用过滤、蒸馏、重结晶、萃取、离心及吸附等方法。食品生产中的分离主要包括以下几类。（1）固-固分离固-固分离是根据不同固体颗粒的大小和密度等性质来分离，如筛分，又可纳入分级的范畴；（2）固-液分离固-液分离常利用过滤机等机械（3）固-气分离固-气分离常利用旋风分离器等将乳粉颗粒从热风中的分离；（4）液-液分离液-液的分离可利用离心机等机械从分离的原理上，可将食品的分离设备分为两大类。1．利用机械力和分离介质来进行分离

3、的操作，包括：①利用离心力分离的分离设备；②利用离心力和流体力学性质中的惯性力来进行物料分离的旋液分离器；③利用机械力，在物料传递过程中通过过滤介质进行分离、以及用在20世纪60年代后发展起来的膜分离技术。2．超临界流体萃取技术，该技术利用某些溶剂在临界值上所具有的特性来提取混合物中可溶性组分的一门新的分离技术。其他还有一些利用物理、化学或表面性质的方法使分散相与分散介质发生物性变化。第一节离心分离原理及设备分类（一）离心分离的原理在食品的生产中，经常需要将固—固、固—液、液—液、固—液—液的混合物料中的组分

4、加以分离，其中，固—液、液—液、固—液—液混合物料的分离操作，可称之为非均相系分离操作。离心分离设备是利用分离筒的高速旋转，使物料中具有不同比重的分散介质、分散相或其它杂质在离心力场中获得不同的离心力，达到分离的目的。离心过滤：在有孔的鼓内壁面覆以滤布，则流体甩出而颗粒被截留在鼓内的过程。离心沉降：对于鼓壁上无孔，且分离的是悬浮液，则密度较大的颗粒沉于鼓壁，而密度较小的流体集中于中央并不断引出的过程。离心分离：对于鼓壁上无孔且分离的是乳浊液，则两种液体按轻重分层，重者在外，轻者在内，各自从适当位置引出的过程。

5、离心机分离性能的指标用分离因素（Kc）表示。Kc=物料所受的离心力：重力=离心加速度：重力加速度（二）离心机分类1．按离心机的离心分离因数大小来分类（1）常速离心机α<3000，主要用于分离颗粒不大的悬浮液和物料的脱水。（2）高速离心机3000<α<50000，主要用于分离乳状和细粒悬浮液。（3）超高速离心机α>50000，主要用于分离相不易分离的超微细粒的悬浮系统和高分子的胶体悬浮液。2．按操作原理的不同分类（1）过滤式离心机这是鼓壁上有孔，借离心力实现过滤分离的离心机。（2）沉降式离心机这是一种鼓壁上无孔

6、，借离心力实现沉降分离的离心机。（3）分离式离心机这是一种鼓壁上无孔，具有极大的转速，一般在4000r/min以上，分离因数在3000以上的离心机。3．按操作方式的不同分类（1）间歇式离心机是指转鼓对所承载的被分离而截留的物料有一定质量限度的离心机。可根据需要延长或缩短过滤时间，主要用以固—液悬浮混合液的分离。（2）连续式离心机整个设备的操作均在连续化状态下，用于固—液悬浮液和液—液乳浊液的分离。4．按卸料方式分类（1）人工卸料离心机（2）重力卸料离心机（3）刮刀卸料离心机（4）活塞推料离心机（5）螺旋卸料离

7、心机（6）离心卸料离心机（7）振动卸料离心机（8）进动卸料离心机5．按转鼓主轴位置分类（1）卧式离心机（2）立式离心机离心机的应用砂糖糖蜜分离奶制品工业牛奶分离制盐工业的晶盐脱卤淀粉工业中淀粉与蛋白质的分离第二节卧式螺旋离心机一、卧式螺旋离心机的基本结构和工作原理1．卧式螺旋离心机的基本结构由三个部分组成：转筒部分、螺旋推料器和驱动装置。第二节卧式螺旋离心机2．卧式螺旋离心机的工作原理工作原理如图所示。整个设备由固定部分和运转部分两大部分组成。二、卧式螺旋离心机的使用主要有脱水用卧式螺旋离心机和澄清用卧式螺旋

8、离心机，前者较后者转速低，螺径大，螺距大。1．螺旋离心机的主要应用应用化工、轻工、食品和环保行业，适用对悬浮液的液体澄清、固体脱水及粒度分级和废水处理等，并进行有效的沉渣输送。具有可连续分离操作，对物料的适应性强。在选用时考虑的几个方面。（1）对于易分离物料的固相脱水，可以得到含液量较低的固体。（2）对于细粒级难分离的悬浮液,采用高分离因数，大长径比的螺旋离心机来完成。（3）对于固相浓度大的液—液—