食品分离机械与设备

Chapter4分别机械与设备第四章食品分别机械与设备第一节*过滤机械第二节*离心机械第三节旋流分别机械第四节溶剂萃取设备第五节膜分别设备第六节超临界流体萃取设备第七节分子蒸馏设备主要内容、重点与难点主要内容：分别的方法与分类、过滤机械、离心机械、各种分别机械的分别原理重点：过滤机械中板框式过滤机械和离心机械中的卧式螺旋卸料离心机的构造、任务原理和任务过程及其运用难点：过滤分别的任务过程和分别机械的分别原理的比较。几种典型的过滤安装：二氧化碳过滤器中空纤维超滤活性碳过滤器概述食品消费的分别操作是将不同物理、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。发酵产品经常要经过分别纯化才干进入下一工序。比如：淀粉、结晶或杂质等固形物料从原料液中的分别；纯真水的制备；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，采用适当的分别机械与设备来实现。分别过程是食品加工中一个非常重要的操作。分别过程的的费用通常占消费总本钱的70%甚至更高。概述食品加工中典型的两大类混合物：延续相为液体：分散相为固体〔固-液系统〕、分散相为液体〔液-液系统或液体混合物〕和分散相为气体〔气-液相系统〕三种；延续相为气体：分散相为固体〔固-气系统〕和分散相为气体〔液-气系统〕。分别的方法1.分散式分别方法蒸发、蒸馏、枯燥等〔根据挥发度或汽化点的不同〕；结晶〔根据凝固点的不同〕；吸收、萃取、沥取等〔根据溶解度的不同〕；沉淀〔根据化学反响生成沉淀物的选择性〕；吸附〔根据吸附势的差别〕；离子交换〔用离子交换树脂〕；等电位聚焦〔根据等电位pH的差别〕；气体交换、热分散、渗析、超滤、反浸透等〔根据分散速率差〕分别的方法2.机械分别方法过滤、压榨〔根据截流性或流动性〕；沉降〔根据密度或粒度差〕。沉降分别可分为重力沉降和离心沉降分别。后者包括离心分别和旋流分别，分别设备分别为离心机和旋流分别器。分别的方法磁分别〔根据磁性差〕；静电除尘、静电聚结〔根据电特性〕；超声波分别〔根据对波的反映特性〕。在以上分别方法中，过滤分别、离心分别和旋流分别被称为食品分别中的三大主要机械分别方法。分别的方法第一节过滤机械过滤是利用混合物内相的截留性差别进展分别的一种操作。优点：过滤运用范围广，顺应粒度和浓度范围较宽，可用于延续相为流体，分散相为固体混合物的分别。缺陷：过滤介质的堵塞难以防止，任务的延续性较差，对于低浓度的混合液过滤的经济性较差。一、概念在过滤的操作过程中：滤浆：被过滤处置的悬浮液称为滤浆滤渣：滤浆中被截留下来的固体微粒滤饼：积聚在过滤介质上的滤渣层滤液：透过滤饼和过滤介质的液体称为二、过滤分别的任务过程过滤操作过程普通包括过滤、洗涤、枯燥和卸料四个过程。过滤：悬浮液在推进力作用下，抑制过滤介质的阻力进展固液分别；洗涤：停顿过滤后，滤饼的毛细孔中包含有许多滤液，须用清水或其他液体洗涤，以得到纯真的固粒产品或尽量多的滤液；枯燥：用紧缩空气吹或真空吸，把滤饼毛细管中存留的洗涤液排走，得到含湿量较低滤饼；卸料：把滤饼从过滤介质上卸下，并将过滤介质洗净，以备重新进展过滤。三、过滤机的分类过滤推进力：重力过滤机、加压过滤机、真空过滤机；过滤介质的性质：粒状介质、滤布介质、多孔陶瓷介质、半透膜介质过滤机等；操作方法：间歇式过滤机、延续式过滤机。四、典型的过滤机械〔一〕板框压滤机*：间歇式过滤机的一种，利用滤板支撑过滤介质，滤浆在加压下强迫进入滤板之间的空间内，并构成滤饼。〔二〕加压叶滤机：一种间歇式过滤机。〔三〕真空过滤机：以抽真空为推进力，普通为延续式操作，是一种延续性消费和机械化程度较高的过滤设备。〔一〕板框压滤机1.主要构造滤板滤框滤布压紧安装滤框：滤板和滤布的支撑载体。滤框与滤布共同作用构成滤浆和滤饼的空间。滤板：分为洗涤板和非洗涤板，面板上有各种凸凹纹路，其作用是支撑滤布并提供滤液流出的通道。2主要构造及其作用2主要构造及其作用滤布：分别滤浆和滤饼。压紧安装：提供推压力。普通依托螺杆的旋转提供推压力，也有采用液压油缸驱动的。3.任务原理利用滤板来支撑过滤介质，滤浆在加压下〔0.1－1MPa〕强迫进入滤板之间的空间内，并构成滤饼，分别滤饼和滤液。4.任务过程滤浆由滤框上方通孔进入滤框空间，固粒被滤布截流，在框内构成滤饼，滤液那么穿过滤饼和滤布流向两侧的滤板，然后沿滤板的沟槽向下流动，由滤板下方的通孔排出。当滤框内充溢滤饼时，停顿进料，进展滤饼洗涤，洗涤后再将滤饼去除，重新组装，进入下一循环操作。4.任务过程板框压滤机video5特点5.1优点：过滤面积大；过滤推进力大〔最大可达1MPa，普通在0.3~0.5MPa〕；无运动部件，动力耗费小；运用可靠、构造简单、制造方便、造价低、便于检查操作等。5.2缺陷过滤的滤液不均匀；滤布磨损严重；间歇式操作，装卸板框的劳动强度大，消费效率低；滤饼洗涤慢；6运用运用：适用于各种复杂物料的过滤，在食品工业中运用广泛，特别适用于低浓度悬浮液、胶体悬浮液、分别液相黏度大或接近饱和形状的悬浮液的过滤。(二)转鼓真空过滤机以抽真空为推进力的延续式过滤设备，其过滤介质上游压力为大气压，下游压力为负压。推进力仅限制在0.1MPa以下。滤浆槽搅拌器刮刀洗涤安装各种阀腔、真空系统、紧缩空气机、传动系统1．根本构造转鼓：筛板组成的圆筒(排水构件)滤布覆盖其上低速旋转(二)转鼓真空过滤机

2．任务过程各项操作工序同时在转鼓的不同部位上进展，转鼓每回转一周，完成一个操作循环，自动延续完成作业。过滤第一次吸水洗涤第二次吸水卸饼滤布再生(二)转鼓真空过滤机

主要用于悬浮液中颗粒度中等、粘度不太大的物料。优点：①能延续任务，节省人力，消费才干大；②可用调理转鼓速度来控制滤饼厚度和洗涤效果③滤布损耗少。缺陷：①由于真空操作，过滤推进力有限，对难过滤物料顺应性差；②滤饼的洗涤不充分〔滤饼仍含30％水分〕；③设备费用高。3．特点第二节离心分别机械一、离心分别概念〔原理〕*二、离心分别运用三、离心分别机械的分类*四、典型的离心分别机械一、离心分别原理原理：利用物料在惯性离心力的作用下进展固-液、液-液、液-液-固相分别。详细可分为离心过滤、离心沉降、离心分别。分别因子*：物料所受离心力与重力的比值，也等于离心加速度与重力加速度的比值。

它是衡量离心分别机分别性能的主要性能目的，分别因子的大小常根据不同的分别物料性质和不同的分别要求来选取。二、离心分别机的运用制糖工业：砂糖糖蜜的分别；制盐工业：晶盐脱卤；奶制品工业：牛奶分别；淀粉工业：淀粉于蛋白质分别；油脂工业：食油精制；饮料工业：啤酒、果汁等的廓清；脱水蔬菜制造业：预脱水枯燥处置；三、离心分别机的分类过滤式离心机：转鼓上有孔，过滤分别，分别因数小，适用于易过滤的晶体悬浮液和较大颗粒悬浮液的分别及脱水处置。沉降式过滤机：转鼓上无孔，沉降分别，分别因数中，适用于分别不易过滤的悬浮液。1〕操作原理分别式离心机：转鼓无孔，转速高，分别因数大，用于乳浊液的分别和悬浮液的增浓或廓清。三、离心分别机的分类常速离心机：Kc‹3000，用于分别颗粒不大的悬浮液和物料的脱水；高速离心机：3000‹Kc‹50000，用于分别乳状和细粒悬浮液；超高速离心机：Kc›50000，用于分别极不易分别的超微细粒的悬浮系统和高分子的胶体悬浮液。2〕离心分别因数大小操作方式：间歇式和延续式离心机；转鼓主轴位置：卧式和立式离心机；转鼓内流体和沉渣的运动方向：逆流式和并流式；卸料方式：人工卸料、重力卸料、刮刀卸料、活塞卸料、螺旋卸料、离心卸料和进动卸料等离心机；分别工艺操作条件：常用型和密闭防爆型。三、离心分别机的分类四、典型离心分别机〔一〕卧式离心机：卧式螺旋卸料离心机*；卧式螺旋卸料沉降离心机；卧式离心卸料离心机；刮刀卸料离心机；〔二〕立式离心机：自动排出式离心机；振动式离心机；三足式吊袋上卸料离心机；三足式刮刀下卸料自动离心机；高速管式离心机；碟片式离心分别机*。四、典型离心分别机〔一〕卧式螺旋卸料离心机能在全速下实现进料、分别、洗涤、卸料等工序，是延续卸料的过滤式离心机。主要构造圆锥转鼓螺旋推料器差速器筛网过载维护安装其他附件：进出料口、壳体、箱体及机座等〔一〕卧式螺旋卸料离心机圆锥转鼓：转鼓上有孔，内衬有筛网，与筛网共同作用分别滤液和滤饼；螺旋卸料器：卸出滤饼；差速器：调理螺旋卸料器和圆锥转鼓的转速，使其坚持一个微小的转速差；筛网：分别滤液和滤饼；任务原理经过过滤型锥形转鼓的转动，利用滤液与滤饼离心惯性力的差别将其分别，并借助差速器调理螺旋推料器的转速，以实现滤饼的卸出。任务过程悬浮液由进料管输入螺旋推料器内腔。料液经过料斗口喷铺在转鼓内衬筛网上。在离心力作用下，料液的液相经过筛网孔隙、转鼓孔被搜集在机壳内，从排出口排出机外。滤饼在筛网中滞留。在差速器作用下，滤饼由小直径处滑向大端，随转鼓直径增大，滤饼加快脱水，直到推出转鼓，以此实现进料、分别、洗涤和卸料的循环操作。特点优点：延续性操作，消费效率高，具有过载维护安装，可实现无人平安操作；运转平稳、噪声低；适用于腐蚀性强的介质物料的分别。缺陷制造本钱高；滤饼中还存有滤液；应视不同的滤浆调整转速差。〔二〕碟式分别机

特点运用碟式分别机用于乳浊液的分别和含有少量固相的悬浮液的廓清。化学、制药和生化工业运用最广泛。A)10-100个锥顶角为60-100Ｃ的锥形碟片；B)碟片距很短0.5-2.5mm，沉降间隔极短，分别效果高；C)碟片多，沉降面积大，添加分别效果；D)抗对流效果高。〔二〕碟式分别机分类①用途：廓清用碟式分别机和分别用碟式分别机。②进料和排液方式：敞开式、半密封式、密封式。③按排渣方式：人工排渣型、喷嘴排渣型、环阀排渣型。主要构造转鼓：锥形碟片传动安装：主轴、离心摩擦联轴节、螺旋齿轮等它具有一密闭的转鼓，鼓中放置有数十个至上百个锥顶角为60°~100°的锥形碟片，碟片与碟片间的间隔用帖附于碟片反面的狭条来调理和控制，普通碟片间的间隔为0.5－2.5mm。任务特点廓清用与分别用碟式分别机构造上区别在于碟片和出液口。悬浮液从中心管参与，经碟片底架引到转鼓下方，在离心力作用下，重度大的固相颗粒沿碟片下外表堆积到转鼓内壁，定期停机取出。廓清液那么沿碟片上外表向中间流动，由转鼓上部出液口排出。廓清用：碟片不开孔，出液口只需一个。料液从中心管参与，由底架分配到碟片层的“中性孔〞位置，分别进入各锥形碟片间，构成薄层分别。密度小的轻液沿碟片上外表向中心流动，由轻液口排出；重液那么沿碟片下外表流向转鼓外层，经重液口排出。乳浊液含有少量固相时，它们积沉于转鼓内壁上定期排渣。分别用：碟片开孔，出液口有两个〔轻液、重液〕。5.特点：消费才干大，能自动延续操作，并可制成密闭、防爆型。6.开展趋势：进一步改善自动化控制系统；研制转鼓资料，提高转鼓的强度；研讨转鼓内流体动力形状；改善转鼓构造，进一步提高分别效果和消费才干，以及更好地满足各种消费的工艺要求。55Ａ、人工排渣碟片离心机运用：A、液-液分别，并含少量固体，B、固-液分别，固相含量小于２%，C、廓清操作。主要技术目的：A、分别因子10000g以上；B、颗粒直径0.02—20m，固体含量<2%，C、<100t/h。优点：A、分别因子>10000g；B、适宜含少量细颗粒的液液分别。缺陷：A、转鼓与碟片间空隙大，不易发扬离心机的高效分别性能；B、停车清洗，消费效率低，劳动强度大。56Ｂ、喷嘴排渣碟片离心机运用：多用于cell浓缩，浓缩比在5-20。主要技术目的：A、分别因子5000g左右；B、顺应的颗粒直径0.1-100m，固体含量<25%，C、喷嘴2-24个，D、转鼓d<900mm优点：A、颗粒富积好；B、处置量大，可达300t/h。缺陷：A、分别因子5000g，低，不适宜于小颗粒的分别；B、富积的颗粒含水量大。57Ｃ、活塞排渣碟片离心机主要技术目的：A、分别因子5000-9000g；B、顺应的颗粒直径0.1—500m，固体含量<10%，C、处置量达40t/h，D、固液密度差0.01g/cm3。优点：A、颗粒富积好；B、处置量较大40t/h。缺陷：A、富积的颗粒含水量大；B、不适宜于高固体含量的发酵液(>10%)。运用：多种颗粒的分别(0.1——500m颗粒)，固体含量<10%,运用范围最广 离心设备的选择根本参数选择

亚型根本型号固体物浓度颗粒d，固液密度,粘度产物热稳定性低温离心流量Q,规模规格、台数气溶胶,活cell密封灭菌设计59第三节旋流分别机械〔简介〕一、根本概念与运用二、旋液器的根本构造与任务原理三、旋流分别器的特点一、根本概念与运用旋流分别技术：一种高效节能型的分别技术，其关键部分是旋流分别器，简称旋流器。原理：利用切向注入的混合物高速旋转产生的离心力来加速颗粒的沉降，非均相物料系在分别器内构成向下的外旋流和向上的内旋流，到达不同密度的相或不同粒度颗粒的分别。根本概念与运用运用：具有密度差的固-液、气-液、固-气、液-气、液-液以及固-固等非均相混合物的分别。包括生物、食品〔如淀粉消费、制糖工业、奶制品工业、食用油工业、啤酒工业、葡萄酒消费工业等〕、三废〔废气、废液和废固〕处置等领域中的廓清、增浓或脱水、分级、洗涤等分别过程，甚至还可以及强化传热传质和分别于一身，用作旋流枯燥器等。二、旋液器的根本构造与任务原理旋液器：用于液-液分别的旋流分别器称为旋液器。一种利用离心沉降原理将非均相混合物中具有不同密度的相的机械分别设备。根本构造1个分别腔：圆柱形、圆锥形、柱-锥形1~2个入口2个出口外圆筒内圆筒锥形筒切向入口关风器(防止空气进入)进料底流溢流外螺旋内螺旋任务原理锥形筒切向入口关风器(防止空气进入)进料底流溢流外螺旋内螺旋悬浮液从圆筒上部的切向口进入器内，旋转向下流动。液流中的颗粒受