第 4 章 物料分離機械與設備

1、第第 4 章章 物料分離機械與設備物料分離機械與設備 第第 4 章章 物料分離機械與設備物料分離機械與設備 2 n壓榨機械與設備 n過濾設備 n離心設備 n膜技術設備 第第 4 章章 物料分離機械與設備物料分離機械與設備 3 4.1 壓榨機械與設備壓榨機械與設備 n壓榨簡介 n間歇式壓榨機 n手動式壓榨機 n液壓壓榨設備 n氣囊式壓榨機 n連續(xù)式壓榨機 n螺旋壓榨機 n帶式壓榨機 第第 4 章章 物料分離機械與設備物料分離機械與設備 4 n壓榨的目是為了將固液相混合物分離； n固液混合物流動性好、易于泵送的可采用過濾分離，不易用泵輸 送的應采用壓榨分離；在過濾操作中，當濾餅中液體需去除得更 徹

2、底些時，就需用到壓榨操作。 n在某些生產過程中，壓榨效果與干燥相似，由于機械脫水法通常 較熱處理法更經(jīng)濟，因此壓榨作業(yè)一直被廣泛應用著。 一、壓榨簡介一、壓榨簡介 1. 壓榨操作的特點 壓榨是通過機械壓縮力將液相從液固兩相混合物中分離通過機械壓縮力將液相從液固兩相混合物中分離 出來的一種單元操作出來的一種單元操作，在壓榨過程中液相流出而固相截留在 壓榨面之間。與過濾不同的是，壓榨的壓力是由于壓榨面的 移動而不是由于物料泵送到一個固定的空間而施加的。 2. 壓縮過濾和干燥 第第 4 章章 物料分離機械與設備物料分離機械與設備 5 3. 壓榨過程的工序 壓榨過程主要包括加料、壓榨、卸渣等工序。有時

3、，由 于進料狀態(tài)要求或為了提高壓榨效率，需對物料進行必要的 預處理，如破碎、熱燙、打漿等。 4. 壓縮在食品工業(yè)中的典型應用 在食品工業(yè)上，壓榨主要用于從可可豆、椰子、花生、 棕櫚仁、大豆、菜子等種子或果仁中榨取油脂，以及從甘蔗 中榨取糖汁。壓榨的另一個重要用途就是用來榨取如蘋果和 柑橘之類的果汁。 第第 4 章章 物料分離機械與設備物料分離機械與設備 6 n壓榨設備按操作方式有間歇式和連續(xù)式兩類。 n間歇式壓榨機：其加料、卸料等均是間歇進行的。具有結 構簡單、安裝費用低、操作壓力易控制、能滿足壓榨過程 中壓力由小到大逐漸增加的工藝要求等優(yōu)點，適用于小規(guī) 模生產或傳統(tǒng)產品的生產過程。間歇式壓榨

4、機主要為液壓 壓榨機，型式有箱式、板式、缸式、筐式和籠式等。 n連續(xù)式壓榨機主要型式：螺旋式、輥式和帶式，連 續(xù)壓榨 機可適用于不同生產規(guī)模的需要。 5. 壓榨設備類型 第第 4 章章 物料分離機械與設備物料分離機械與設備 7 二、間歇式壓榨機間歇式壓榨機 n手動式壓榨機 n液壓壓榨設備 n氣囊式壓榨機 間歇式壓榨機有多種形式，大體上可以根據(jù)施壓的方式 分為機械螺桿型、液壓型和氣壓型三類。 第第 4 章章 物料分離機械與設備物料分離機械與設備 8 （一）手動式壓榨機（一）手動式壓榨機 圖 4.1 手動式壓榨機示意圖 n如圖4.1所示 n操作：先用布袋將要壓榨的物 料包裹起來，放在壓榨板和機 座

5、之間，扳動手柄經(jīng)螺桿使壓 榨板下降而對物料施加很高的 壓力(120 kN)。將物中所含汁 液壓榨出來，流入下部汁液收 集盤中，榨渣留在布袋中。應 注意壓力必須緩緩地增加，以 免布袋破裂造成榨汁混濁。待 泄壓且壓榨板復位后，將壓榨 渣由機座取下卸料。 第第 4 章章 物料分離機械與設備物料分離機械與設備 9 （二）液壓壓榨機（二）液壓壓榨機 n箱式壓榨機 n板式壓榨機 n筐式壓榨機 n臥籃式壓榨機 1. 箱式壓榨機 待榨物料用濾布袋包裝后放進一組鋼箱中，這些鋼箱置 于壓榨機的固定端板和活動端板之間。每個壓榨箱均設有排 液柵板，面上鋪有多孔濾墊，濾布袋就放在這些濾墊上。在 液壓作用下，疊置在鋼箱中

6、的濾布袋作為一個整體受到擠壓。 第第 4 章章 物料分離機械與設備物料分離機械與設備 10 2. 板式壓榨機 典型板式壓榨機如圖4.2所示。 它由四根直立鋼柱做成堅固的壓榨 支架，上有頂板下有底板，中間夾 有1016塊壓榨板，距離7525 mm。 當液壓活塞加壓向上移動時壓榨板 間的物料受到壓縮，壓榨初期的壓 力較低，通常僅約幾個兆帕。當被 榨取物料的體積逐漸縮小時，壓力 增加很快，可達到初期壓力的510 倍。壓榨后的殘渣形成了組織緊密 而又堅實的榨餅。 圖 4.2 板式壓榨機示意圖 第第 4 章章 物料分離機械與設備物料分離機械與設備 11 3. 筐式壓榨機 待榨物料置于由梯形截面的木條、鋼

7、條或多孔鋼板圍成 的圓筒內，加壓時液體流出筒壁，沿筒壁外側流向壓榨機底 座的集液槽。由于筐式壓榨機不用濾布，因此最適于非油料 的壓榨，但榨出液常混雜一些固體碎片。 第第 4 章章 物料分離機械與設備物料分離機械與設備 12 食品工業(yè)中，這類壓榨機常用在果汁、菜汁的生產，用 于葡萄汁壓榨時，最終的壓榨壓力一般為0.30.4 MPa，最高 時可達1.21.6 MPa?？鹗綁赫C也用于鯨脂、魚脂以及其它 不需高壓的油脂壓榨。 第第 4 章章 物料分離機械與設備物料分離機械與設備 13 4. 臥籃式壓榨機 臥籃式壓榨機也稱布赫（Bucher）榨汁機，最初是瑞士 布赫公司用來生產蘋果汁的專用設備。最大加

8、工能力810 t/h 蘋果原料，出汁率8284%，設備功率24.7 kW，活塞行程 1480 mm。 n布赫榨汁機的結構 n布赫榨汁機壓榨過程的工作狀態(tài) n布赫榨汁機的主要工序 n應用 第第 4 章章 物料分離機械與設備物料分離機械與設備 14 （1）布赫榨汁機的結構 如圖4.4所示。關鍵部件是可獲得低混濁天然純果汁的 尼龍濾繩組合體。濾繩由強度很高且柔性很強的多股尼龍 線復捻而成，沿其長度方向有許多貫通的溝槽，其表面纏 有濾網(wǎng)。 一臺榨汁機濾繩多達220根。 第第 4 章章 物料分離機械與設備物料分離機械與設備 15 圖 4.4 布赫榨汁機結構圖 第第 4 章章 物料分離機械與設備物料分離機

9、械與設備 16 （2）壓榨過程中濾繩的工作狀態(tài) 擠壓時汁液經(jīng)濾繩過濾后進入繩體溝槽，沿繩索流至貯 汁槽，然后擠壓面復位，繩索重新逐漸伸直。由于繩索的運 動使?jié){渣松動，破碎，然后再次擠壓。如此周期動作，直到 按預定程序結束榨汁過程。榨汁結束后，壓榨室外筒與擠壓 面同時移動，使?jié){渣松動并將其排出。 （1）裝料（2）壓擠（3）復位松渣（4）排渣 圖 4.5 濾繩在壓榨過程中的工作狀態(tài) 第第 4 章章 物料分離機械與設備物料分離機械與設備 17 （3）布赫榨汁機的主要工序 裝料：通過一次性或多次性裝料可以優(yōu)化裝料過程； 壓榨：可根據(jù)原料情況調整壓榨的各種參數(shù)； 二次壓榨：在壓榨后的果渣中加水，進行浸提

10、后再次壓榨， 用以提高出汁率； 排渣：通過選擇一次性或多次性排渣程序可以提高整體 榨 汁能力； 清洗：在經(jīng)過多次榨汁循環(huán)后可采用就地清洗(CIP)方式對 榨汁機清洗，以保持系統(tǒng)衛(wèi)生，避免微生物的污染 第第 4 章章 物料分離機械與設備物料分離機械與設備 18 目前，布赫榨汁機已發(fā)展成為可適合多品種果蔬榨汁的 通用型筐式榨汁機，可用于仁果類（蘋果、梨）、核果類 （櫻桃、桃杏李）、漿果類（葡萄、草莓）、某些熱帶水果 （菠蘿、芒果）和蔬菜類（胡蘿卜、芹菜、白菜）的榨汁。 （4）布赫榨汁機應用 第第 4 章章 物料分離機械與設備物料分離機械與設備 19 （三）氣囊壓榨機（三）氣囊壓榨機 又稱為維爾密斯

11、（Willmes）壓榨機。 1. 基本結構 臥式圓筒篩, 內側有一個過濾 用的濾布圓筒篩，濾布圓筒篩內裝 有一個能充壓縮空氣的橡膠氣囊。 圖 4.5 氣囊壓榨機截面 壓縮空氣將橡膠氣囊充脹起 來，給夾在橡膠氣囊與圓筒篩之 間的物料由里向外施加壓力。同 時,整個裝置旋轉起來，使空氣 壓力均勻分布在物料上。分多次 增壓將果汁榨出。 2. 原理 3. 應用 常用于葡萄酒廠 及果汁飲料廠的生產。 它可以壓榨任何果汁 甚至黏性的果渣。 第第 4 章章 物料分離機械與設備物料分離機械與設備 20 二、連續(xù)式壓榨機二、連續(xù)式壓榨機 連續(xù)式壓榨機的進料、壓榨、卸渣等工序都是連續(xù)進 行的。食品工業(yè)中，最有代表性

12、的這類壓榨設備是螺旋壓 榨機，其它還有帶式壓榨機和輥式壓榨機等。輥式壓榨機 主要在榨糖操作中應用，這里不作介紹。以下介紹螺旋壓 榨機和帶式壓榨機。 n螺旋壓榨機 n帶式壓榨機 第第 4 章章 物料分離機械與設備物料分離機械與設備 21 螺旋壓榨機是使用比較廣泛的一種連續(xù)式壓榨機，很早 就用來榨油、水果榨汁及魚肉磨碎物的壓榨脫水上。近年來 隨著壓榨理論研究的進展，以及設備本身的革新，使得該設 備的應用更加廣泛。 圖 3.7 復試對輥式磨粉機 （一）螺旋壓榨機 n螺旋壓榨機的結構 n螺旋壓榨機的操作 n特點 第第 4 章章 物料分離機械與設備物料分離機械與設備 22 1. 螺旋壓榨機的結構 如圖4

13、.6所示，主要由壓榨螺桿、圓筒篩、離合器、壓 力調整機構、傳動裝置、汁液收集斗和機架組成。 圖 4.6 螺旋壓榨機 第第 4 章章 物料分離機械與設備物料分離機械與設備 23 （1）壓榨螺桿 由兩端的軸承8支承在機架上，傳動系統(tǒng)使螺桿9在圓筒 篩6內作旋轉運動（如圖4.6所示）。 壓縮比 n為了使物料進入榨汁機后盡快受到壓榨，螺桿的結構在 長度方向（從進料口向出料口方向）隨著螺桿內徑增大 而螺距減小。 n螺桿的這種結構特點，使得螺旋槽容積逐漸縮小，其縮 小程度用壓縮比來表示。壓縮比是指進料端第一個螺旋壓縮比是指進料端第一個螺旋 槽的容積與最后一個螺旋槽容積之比槽的容積與最后一個螺旋槽容積之比

14、。如國產GT6GS螺 旋連續(xù)榨汁機的壓縮比為1:20。 第第 4 章章 物料分離機械與設備物料分離機械與設備 24 螺距 改變螺桿的螺距大小對一定直徑的螺旋來說就是改變螺 旋升角大小。螺距小則物料受到的軸向分力增加，徑向分力 減小，有利于物料的推進。 （2）圓筒篩 一般由不銹鋼板鉆孔后卷成，為了便于清洗及維修，通 常做成上、下兩半，用螺釘連接安裝在機殼上。圓篩孔徑一 般為0.30.8 mm，開孔率既要考慮榨汁的要求，又要考慮篩 體強度。螺桿擠壓產生的壓力可達1.2 MPa以上，篩筒的強 度應能承受這個壓力。 第第 4 章章 物料分離機械與設備物料分離機械與設備 25 （3）壓力調整機構 具有一

15、定壓縮比的螺旋壓榨機，雖對物料能產生一定的 擠壓力，但往往達不到壓榨要求，通常采用調壓裝置來調整 榨汁壓力。一般通過調整出渣口環(huán)形間隙大小來控制最終壓 榨力和出汁率。間隙大，出渣阻力小，壓力減小；反之，壓 力增大。扳動壓力調整手柄3使壓榨螺桿9沿軸向左右移動， 環(huán)形間隙即可改變。 第第 4 章章 物料分離機械與設備物料分離機械與設備 26 2. 螺旋壓榨機的操作 操作時，先將出渣口環(huán)形間隙調至最大，以減小負荷。 啟動正常后加料，物料就在螺旋推力作用下沿軸向向出渣口 移動，由于螺距漸小，螺旋內徑漸大，對物料產生預壓力。 然后逐漸調整出渣口環(huán)形間隙，以達到榨汁工藝要求的壓力。 第第 4 章章 物料

16、分離機械與設備物料分離機械與設備 27 （二）帶式壓榨機 1. 福樂偉帶式壓榨機結構 如圖4.7所示，主要由料槽1，壓榨網(wǎng)帶5、10，一組壓輥 3、4，高壓沖洗噴嘴9，導向輥11，汁液收集槽8，機架和傳 動部分以及控制部分等組成。所有壓輥均安裝在機架上，一 系列壓輥驅動網(wǎng)帶運行的同時，從徑向給網(wǎng)帶施加壓力，使 夾在兩網(wǎng)帶之間的待榨物料受壓而將汁液榨出。 第第 4 章章 物料分離機械與設備物料分離機械與設備 28 圖 4.7 福樂偉帶式壓榨機原理圖 料盒 篩網(wǎng) 壓輥 壓輥 上壓榨網(wǎng)帶 增壓輥 果渣刮板 導向輥 下壓榨網(wǎng)帶高壓沖洗噴嘴汁液收集槽 第第 4 章章 物料分離機械與設備物料分離機械與設備

17、 29 2. 工作原理 n帶式榨汁機有很多型式，但其工作原理基本相同。 n主要工作部件是兩條同向、同速回轉運動的環(huán)狀壓榨帶及 驅動輥、張緊輥、壓榨輥。壓榨帶通常用聚酯纖維制成， 本身就是過濾介質。借助壓榨輥的壓力擠出位于兩條壓榨 帶之間的物料中的汁液。 n帶式壓榨機一般可分為三個工作區(qū)： n重力滲濾或粗濾區(qū)，用于滲濾自由水分； n低壓榨區(qū)，在此區(qū)域壓榨力逐漸提高，用于壓榨固體顆粒表面和 顆粒之間孔隙水分； n高壓榨區(qū)，除了保持低壓榨區(qū)的作用外，還進一步使多孔體內部 水或結合水分離。 第第 4 章章 物料分離機械與設備物料分離機械與設備 30 n經(jīng)破碎待壓榨的固液混合物從料槽1中連續(xù)均勻地送入下

18、網(wǎng)帶10和上 網(wǎng)帶5之間，被兩網(wǎng)帶夾著向前移動，在下彎的楔形區(qū)域，大量汁液 被緩緩壓出，形成可壓榨的濾餅。當進入壓榨區(qū)后，由于網(wǎng)帶的張力 和帶L形壓條的壓輥3的作用將汁液進一步壓出，匯集于汁液收集槽8 中。以后由于10個壓輥4的直徑遞減，使兩網(wǎng)帶間的濾餅所受的表面 壓力與剪力遞增，保證了最佳的榨汁效果。 n為了進一步提高榨汁率，該設備在末端設置了兩個增壓輥7，以增加 線性壓力與周邊壓力。榨汁后的濾餅由耐磨塑料刮板刮下從右端出渣 口排出。 n為保證榨出汁液能順利排出，該機專門設置了清洗系統(tǒng)，若濾帶孔隙 被堵塞，可啟動清洗系統(tǒng)，利用高壓噴嘴 9 洗掉黏在帶上的糖和果膠 凝結物。工作結束后，也是由該

19、系統(tǒng)噴射化學清洗劑和清水清洗濾帶 和機體。 3. 福樂偉帶式壓榨機工作過程 第第 4 章章 物料分離機械與設備物料分離機械與設備 31 4. 特點 n優(yōu)點：逐漸升高的表面壓力可使汁液連續(xù)榨出，出汁率 高，果渣含汁率低，清洗方便。 n缺點：壓榨過程中汁液全部與大氣接觸，所以，對車間 環(huán)境衛(wèi)生要求較嚴。 第第 4 章章 物料分離機械與設備物料分離機械與設備 32 n過濾過程及設備類型 n加壓式過濾機 n真空過濾機 過濾是利用多孔介質將懸浮液中的固體微粒截留而使液 體自由通過，以使固液分離的操作。食品工業(yè)在生產飲料、 果汁、糖漿、酒類等類產品時，常用過濾方式除去其中的固 形物微粒，以提高產品的澄清度

20、，防止制品日后隨保存時間 延長發(fā)生沉淀。 4.2 過濾設備過濾設備 第第 4 章章 物料分離機械與設備物料分離機械與設備 33 如圖4.8所示，過濾操作過程 中，被過濾處理的懸浮液稱為濾 漿，濾漿中被截留下來的固體微 粒稱為濾渣，而積聚在過濾介質 上的濾渣層則被稱為濾餅，透過 濾餅和過濾介質的液體稱為濾液。 一、過濾過程及設備類型 工業(yè)上常用的過濾介質有三 類：粒狀介質，如細砂、石礫、 炭等；織物介質，如金屬或非金屬絲編織的網(wǎng)、布或無紡 織類的纖維紙；多孔性固體介質，如多孔陶、多孔塑料等。 圖 4.8 過濾操作示意圖 （一）過濾過程 第第 4 章章 物料分離機械與設備物料分離機械與設備 34

21、n按過濾推動力可分為：重力過濾機、加壓過濾機加壓過濾機和真空 過濾機。 n按過濾介質的性質可分為：粒狀介質過濾機、濾布介質 過濾機、多孔陶瓷介質過濾機和半透膜介質過濾機等。 n按操作方法可分為：間歇式和連續(xù)式過濾機等。 （二）過濾機類型 第第 4 章章 物料分離機械與設備物料分離機械與設備 35 （一）加壓式過濾機 n加壓過濾機是在過濾介質或濾餅的一側施加高于大氣壓 的壓力，在另一側則是常壓或略高于常壓，由兩側壓力 差作為過濾推動力而進行過濾的裝置。柱塞泵、隔膜泵、 螺桿泵、離心泵、壓縮氣體以及來自壓力反應器的物料 本身都可提供加壓的壓力。加壓過濾機的操作壓力一般 不低于0.3 MPa，常用的

22、為0.30.5 MPa，最高的可達3.5 MPa。 n常用加壓過濾機多為間歇操作，包括：板框式壓濾機、 箱式壓濾機和葉濾機等。 n連續(xù)操作的加壓過濾機由于帶壓卸料困難而限制了它的 使用。加壓過濾機的發(fā)展方向是自動化、大型化。 二、過濾設備二、過濾設備 第第 4 章章 物料分離機械與設備物料分離機械與設備 36 n優(yōu)點 n由于較高的過濾壓力，過濾速率較大； n結構緊湊，造價較低； n操作性能可靠，適用范圍廣。 n缺點 n主要是間歇操作方式，有些型式加壓過濾機的勞動強度較大。 特點：特點： 第第 4 章章 物料分離機械與設備物料分離機械與設備 37 1. 板框式壓濾機 過濾面積大，結構簡單，價格低

23、，動力消耗少，對不同 過濾特性的發(fā)酵液適應性強。 不能連續(xù)操作，設備笨重，勞動強度大，衛(wèi)生條件差， 非過濾的輔助時間較長。 適合于固體含量1-10%的懸浮液的分離。 a. 優(yōu)點 b. 缺點 （2）特點 （1）應用 a. 濾板和濾框間隔排列，框兩側覆以濾布，形成空腔供 濾板支撐、壓緊； b. 濾板的作用：支撐濾布，提供濾液流出的通道。正方 形，角端開有小孔，兩面制成溝槽，與濾出口和洗水孔道 連通； c. 濾框的作用：提 供濾漿進入的空間， 容納濾餅，總框數(shù)由 其生產能力和懸浮液 固體濃度確定。 濾液引出方式：明 流和暗流。 （3）結構組成 圖 4.9 板框壓濾機結構圖 1-固定端板 2-濾布 3

24、-板框支座 4-可動端 板5-支撐橫梁 6-過濾板 7-濾框 8-洗滌板 67843135 第第 4 章章 物料分離機械與設備物料分離機械與設備 39 （4） 操作 過濾 洗滌 卸渣 清洗 濾布 過濾 圖 4.10 濾板和濾框 1-料液通道 2-濾液出口 3-濾液或洗液出口 4-洗液通道 過濾板濾框洗滌框 第第 4 章章 物料分離機械與設備物料分離機械與設備 40 2. 葉濾機 葉濾機也是一 種間歇加壓過濾設 備，主要由耐壓的 密閉圓筒形罐體密閉圓筒形罐體及 安裝在罐體內的多 片濾葉組成，包括 垂直式葉濾機和水 平式葉濾機。 （1） 葉濾機結構 圖 4.11 垂直式葉濾機結構示意圖 第第 4

25、章章 物料分離機械與設備物料分離機械與設備 41 濾葉： 骨 架 為 方 形 框，框中間平面 上夾持一層粗的 大孔格金屬絲網(wǎng)， 兩側有細密的金 屬絲網(wǎng)（400-500 目），每只濾葉 下有接管接于濾 液總管上。 濾漿 濾液 濾餅 粗金屬 絲網(wǎng) 濾布 細金屬 絲網(wǎng) 拔出 裝置 圖 4.12 濾葉剖面圖 第第 4 章章 物料分離機械與設備物料分離機械與設備 42 （2）操作過程 過濾時器蓋緊閉，從混合槽中將濾漿與硅藻土混合液 泵入過濾器，以制備硅藻土預涂層?；旌弦褐械墓柙逋亮?子被截留在濾葉表面的細金屬絲網(wǎng)上，而濾液進入濾框內 腔進而從水平濾液總管流出。濁液返流，直至流出澄清的 啤酒，至此預涂層完

26、成。然后將待過濾濾漿過濾。 第第 4 章章 物料分離機械與設備物料分離機械與設備 43 n優(yōu)點：靈活性大，人力使用經(jīng)濟，單位體積生產能力較 大，而且單位體積具有很大的過濾面積。另外洗滌速率 較一般壓濾機快，而且洗滌效果較好。 n缺點：構造復雜，成本高，濾餅不如壓濾機干燥，可能 造成濾餅不均勻的現(xiàn)象，使用的壓差通常不超過400 kPa。 n葉濾機利于取得濾液，適用于過濾周期長、濾漿特性恒 定的過濾操作。在食品工業(yè)中，加壓葉濾機大多作為硅 藻土預涂層過濾機使用。 （3）特點與應用 第第 4 章章 物料分離機械與設備物料分離機械與設備 44 n真空過濾機是過濾介質的上游為常壓，下游為真空，由上 下游

27、兩側的壓力差形成過濾推動力而進行固、液分離的設 備。 n常用真空度為0.050.08 MPa，但也有超過0.09 MPa的。 n有間歇式和連續(xù)式兩種型式，各有特點，但是連續(xù)式真空 過濾機的應用更廣泛。 n連續(xù)式真空過濾機有轉鼓式和轉盤式等。 （二）真空過濾機 第第 4 章章 物料分離機械與設備物料分離機械與設備 45 1. 真空轉鼓過濾機 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 圖8-10 RCF真空轉鼓過濾機工作原理 1-過濾筒 2-洗滌水 3-真空調整 4-過濾槽 5-攪拌裝置 6-洗滌液 7-刮板 8-濾餅剝離滾 9-噴嘴 10-張緊滾 11-濾布 脫水 脫液 洗滌 真空 剝離 圖

28、4.13 RCF真空轉鼓過濾機工作原理 （1）結構組成 a. 一個由篩板組成 能轉動的水 平圓筒； b. 表面有一層金屬 絲網(wǎng)； c. 網(wǎng)上覆蓋濾布； d. 筋板分隔成若干個 空間 e. 分配頭內沿徑向隔 離成3個室。 （2）工作原理 當轉鼓旋轉時，借分配頭的作用，扇形格內分別獲得真空和加壓， 如此便可控制過濾、洗滌等操作循序進行。 第第 4 章章 物料分離機械與設備物料分離機械與設備 46 n可連續(xù)生產，機械化程度較高； n可以根據(jù)料液性質、工藝要求，采用不同材料制造成各種類型，以滿 足不同的過濾要求（通常，對于懸浮液中顆粒粒度中等、黏度不太大 的物料，轉筒真空過濾機均適用）； n可通過調節(jié)

29、轉鼓轉速來控制濾餅厚度和洗滌效果； n濾布損耗要比其它類型過濾機為小。 （3）特點 優(yōu)點: 缺點: n過濾推動力小，它僅是利用真空作為推動力。由于管路阻力損失，最 大不超過80 kPa，一般為267667 kPa。因此，不易抽干，濾餅的終 濕度一般在20以上； n設備加工制造復雜，主設備及輔助真空設備投資昂貴，消耗于抽真空 的電能高，同時過濾面積愈大制造愈加困難。 第第 4 章章 物料分離機械與設備物料分離機械與設備 47 n由一組安裝在水平轉 軸上并隨軸旋轉的濾 盤（或轉盤)所構成。 n結構和操作原理與轉 筒真空過濾機相類似。 2. 轉盤真空過濾機 （1）結構 盤的每個扇形格各有其出口管道通

30、向中心軸，而當若干個 盤聯(lián)結在一起時，一個轉盤的扇形格的出口與其它同相位 角轉盤相應的出口就形成連續(xù)通道。與轉筒真空過濾機相 似，這些連續(xù)通道也與軸端旋轉閥（分配頭）相連。 圖 4.14 轉盤真空過濾機 第第 4 章章 物料分離機械與設備物料分離機械與設備 48 n與轉筒真空過濾機甚為相似。 n每一轉盤即相當于一個轉鼓，操作循環(huán)也受旋轉閥的控 制。 n每一轉盤各有其濾餅卸料裝置，但卸料較為困難。 （2）操作 （3）特點 n優(yōu)點：轉盤真空過濾機具有非常大的過濾面積，可以大 到85 m2，其單位過濾面積占地少，濾布更換方便、消耗 少、能耗也較低； n缺點：濾餅的洗滌不良，洗滌水與懸浮液易在濾槽中相

31、 混。 第第 4 章章 物料分離機械與設備物料分離機械與設備 49 n離心機類型 n過濾式離心機 n分離式離心分離機 4.3 離心設備離心設備 離心分離機械可用于不同狀態(tài)分散體系分離，在食品工 業(yè)中有著廣泛的應用。例如，原料乳凈化、奶油分離、淀粉 脫水、食用油凈化、豆制品漿渣分離、葡萄糖脫水等操作， 都由離心分離機械完成。離心分離機械種類較多，分別適用 不同物料體系和滿足不同分離需要。 第第 4 章章 物料分離機械與設備物料分離機械與設備 50 一、離心機類型一、離心機類型 離心分離機可有不同的分類方式。常見的分類因素有： 分離因數(shù)、分離原理、操作方式、卸料方式和軸向等。 表 4.1 按分離因

32、素范圍數(shù)劃分的離心機類型 1. 按離心分離因數(shù) 第第 4 章章 物料分離機械與設備物料分離機械與設備 51 n過濾式: 是鼓壁上有孔，借離心力實現(xiàn)過濾分離的離心機。這類離心機 分離因數(shù)不大，轉速一般在10001500 r/min。 n沉降式: 轉鼓壁不開孔、借離心力實現(xiàn)沉降分離的離心機。 n分離式: 鼓壁亦無開孔，但其轉速很大，一般在4000 r/min以上，分離因 數(shù)在3000以上。 2. 按分離原理分類 表 4.2 過濾式、沉降式和分離式離心機的常見類型及其特性 第第 4 章章 物料分離機械與設備物料分離機械與設備 52 n間歇式: 轉鼓對所承載的被分離而截留的物料有一定質量限 度的離心機

33、。在卸料時，必須停車或減速，然后采用人工 或機械方法卸出物料，如三足式、上懸式離心機。其特點 是可根據(jù)需要延長或縮短過濾時間，滿足物料終濕度的要 求，主要用于固-液懸浮混合液的分離。 n連續(xù)式: 操作在連續(xù)化狀態(tài)下進行的離心機，其物料的輸入 和不同相物質的分離與輸出均為連續(xù)完成。典型的連續(xù)式 離心機有螺旋卸料沉降式離心機、活塞推料離心機和奶油 分離機等?？捎糜诠桃簯腋∫汉鸵阂喝闈嵋旱姆蛛x。 3. 按操作方式分類 第第 4 章章 物料分離機械與設備物料分離機械與設備 53 二、過濾式離心機 1. 三足離心機 （1）三足離心機結構 人工卸料三足離心機結構如圖4.15所示，主要由轉鼓、 機殼、支柱、

34、制動器、電動機等組成。 轉鼓又稱濾筐，由不銹鋼制成，鼓壁開有濾孔。轉鼓由 電機通過傳動裝置，最后通過裝在其軸下端的V型皮帶輪驅 動。 結構特點：外殼、轉鼓和傳動裝置都通過減震彈簧組件 懸在三個支柱上（故稱作三足式離心機），以減弱離心機轉 鼓運轉時產生的振動。 第第 4 章章 物料分離機械與設備物料分離機械與設備 54 圖 4.15 三足離心機結構 第第 4 章章 物料分離機械與設備物料分離機械與設備 55 （2） 離心過濾原理 離心過濾是將 料液送入有孔的轉 鼓并利用離心力場 進行過濾的過程， 以離心力為推動力 完成過濾作業(yè)，兼 有離心和過濾的雙 重作用。其工作原 理見圖4.16所示。 圖 4

35、.16 離心過濾分離工作原理 第第 4 章章 物料分離機械與設備物料分離機械與設備 56 （2）離心操作過程）離心操作過程 料液料液首先首先進入進入裝有裝有過濾介質過濾介質的的裝鼓裝鼓中，然后被加速到中，然后被加速到 轉鼓旋轉轉鼓旋轉速度，形成附著在轉鼓壁上的速度，形成附著在轉鼓壁上的液環(huán)液環(huán)； 粒子受到離心力而沉降，過濾介質阻礙粒子通過，形粒子受到離心力而沉降，過濾介質阻礙粒子通過，形 成濾餅成濾餅； 懸浮液的固體顆粒截留而沉積下來，濾餅表面懸浮液的固體顆粒截留而沉積下來，濾餅表面生成了生成了 澄清液，該濾液透過濾餅層和過濾介質向外排出。澄清液，該濾液透過濾餅層和過濾介質向外排出。 第第 4

36、 章章 物料分離機械與設備物料分離機械與設備 57 濾餅形成濾餅形成 懸浮液進入離心機，在離心機的作用下液體通過過濾面排出，濾渣懸浮液進入離心機，在離心機的作用下液體通過過濾面排出，濾渣 形成濾餅。形成濾餅。 濾餅壓縮濾餅壓縮 濾餅中的固體物質濾餅中的固體物質逐漸排列緊密逐漸排列緊密，減小，空隙間的液體逐漸排出，減小，空隙間的液體逐漸排出， 濾餅體積減小濾餅體積減小。這時。這時過濾推動力為濾餅對液體的壓力和液體所受到的離過濾推動力為濾餅對液體的壓力和液體所受到的離 心力心力。 濾餅壓干濾餅壓干 此時濾餅層的結構已經(jīng)排列地非常緊密，其此時濾餅層的結構已經(jīng)排列地非常緊密，其的液體被進的液體被進 一

37、步排出。液體受到離心力和固體顆粒的壓力，由于越靠近轉鼓壁出處一步排出。液體受到離心力和固體顆粒的壓力，由于越靠近轉鼓壁出處 的壓力越大，所以越靠近轉鼓壁的濾餅越干。的壓力越大，所以越靠近轉鼓壁的濾餅越干。 （3）離心過濾一般分成三個階段 第第 4 章章 物料分離機械與設備物料分離機械與設備 58 （4）應用 三足式離心機廣泛應用于食品工業(yè)中如味精、檸檬酸及 其它有機酸生產中的結晶與母液的分離。 第第 4 章章 物料分離機械與設備物料分離機械與設備 59 三、分離式離心分離機 （一）離心沉降分離原理 離心沉降的基礎是固體的沉降。當固 體粒子在無限連續(xù)流體中沉降時，受到兩 種力的作用，一種是連續(xù)流

38、體對它的浮力， 另一種是流體對運動粒子的粘滯力。 Fg Ff 圖圖 4.17 管式離心機管式離心機 分離過程分離過程 3 ()() 6 gss d FgVg 2222 124 1 ()()()() 2424 fD e FCudud R 當這兩種力達到平衡時，固體粒子將 保持勻速運動。 gf FF g d u s )( 18 2 第第 4 章章 物料分離機械與設備物料分離機械與設備 60 最終沉降速率與粒子直徑的平方成正比，與粒子和流 體的密度差成正比，而與流體黏度成反比。就是說，粒子 的沉降速度僅僅是液體性質及粒子本身特性的函數(shù)。 如果粒子在離心力場中沉降，則重力加速度g應換成2r 從式中可以

39、看出，沉降速度與的二次方成正比，因 此只要根據(jù)要求改變或提高，使粒子快速旋轉，就可獲 得比重力沉降或過濾時高得多的分離效果。 r d u s 2 2 )( 18 g d u s )( 18 2 第第 4 章章 物料分離機械與設備物料分離機械與設備 61 怎樣來判斷這種效果呢？ 可用離心分離因數(shù)f來定量評價： 離心分離因數(shù)（什么是 f , 怎樣計算 f ?） 重量為M(kg)的物體旋轉時，當其圓周速度為u(m/s)， 旋轉半徑為R(m)，則產生的離心力為: 式中 g 重力加速度，m/s； n 轉數(shù)，r/min； D 旋轉直徑，m。 M增加，F(xiàn)增加；R 增加，F(xiàn)增加；n增加， F增加顯著。 2 2

40、2 2 () 60 90 R n M M uM R n F gRgR 222 900 uRn R 第第 4 章章 物料分離機械與設備物料分離機械與設備 62 222 900 RuRn f ggR 如果以旋轉角速度(rad/s)表示，并取旋轉加速度2R 與重力加速度之比稱為“離心分離因數(shù)”，以f表示。則 f 是反映離心機分離能力的重要指標，它表示在離心力 場中，微粒可以獲得比在重力場中大f 倍的作用力。 由 f 可將離心機分為三類： 普通離心機 f 50000 第第 4 章章 物料分離機械與設備物料分離機械與設備 63 （二）常用離心機結構及選型 （1）轉鼓的三部分組成： 頂蓋、帶空心軸的底蓋和

41、 管狀轉筒 1. 管式離心機的結構及操作 圖圖 4.18 管式離心機分離過程管式離心機分離過程 第第 4 章章 物料分離機械與設備物料分離機械與設備 64 加長轉鼓長度的目的：增加物料在轉 鼓內的停留時間。 （2）工作：料液從底部進入，經(jīng)折轉器分布，十字形擋板 使料液均勻分布于四周，在離心力場作用下，懸浮液沿軸向 向上流動的過程中，被分層成輕重兩液相，從上方環(huán)狀溢流 口排出。 轉速：15000 rpm，f 50000左右 （3）懸浮液中的顆粒在離心機中能夠被分離并沉降至轉鼓 壁上的條件：料液在轉鼓內的停留時間t1應大于等于顆粒離 心沉降所需的時間t2。 t1 t2 第第 4 章章 物料分離機械與設備物料分離機械與設備 65 第第 4 章章 物料分離機械與設備物料分離機械與設備 66 第第 4 章章 物料分離機械與設備物料分離機械與設備 67 2. 碟片式離心機的結構及操作 密閉轉鼓內設有數(shù)十個至上百個錐角為60120的