4物料分离机械(1)

9/28/201414分离机械（1）SCU食品工程系2014-2015学年上期第5-6周（6学时）9/28/20142主要内容概述过滤机压榨机离心分离机萃取机械膜技术设备蒸馏设备9/28/201434.1概述分离将具有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，即利用各种单元操作手段将对象物质从混合物中加以分开的过程。分离种类分离分离方法分离设备固-固分离固-液分离固-气分离液-液分离其他利用机械力和分离介质离心力超临界流体萃取技术惯性离心力机械力碟式离心分离机旋液分离器过滤机9/28/20144固液分离技术离心法沉降法过滤法实验室离心机（离心沉降）9/28/20145离心法离心法是利用离心力的作用，使混合物中固体颗粒和液体分离的过程离心过程一般在离心机中完成特别适用于粒状物料、纤维类物料与液体的分离其主要部分为一快速旋转的鼓，鼓安装在直立或水平轴上，鼓壁分为有孔式和无孔式当鼓壁有孔且高速旋转时，鼓内液体由于离心力的作用被甩出，而固体颗粒留在滤布上，这一过程称为离心过滤当鼓壁无孔时，物料受离心力作用按密度大小分层沉淀，称为离心沉降当物料为乳浊液时，液体在离心力作用下按密度分层则成为离心分离9/28/20146沉降法沉降是利用固体颗粒本身重力的作用，使颗粒沉降下来，并从液体中分离出来的过程沉降速度的大小是决定沉降效果的关键因素之一，它与颗粒的大小、密度以及液体分散密度和黏度等有关颗粒大、密度大、分散介质密度和黏度小时，沉降速度就快，反之则慢沉降设备分为间歇式、半连续式和连续式沉降器三种9/28/20147过滤法过滤是利用一种能将悬浮液中的固体微粒截留而使液体物料自由通过的多孔介质使悬浮液固液分离的过程过滤法在食品废弃物分离中主要有三种形式：滤饼过滤、深层过滤和膜过滤。其中膜过滤是采用有机膜、多孔陶瓷介质膜和半透膜等膜材料，从液体中除去极细小颗粒的方法过滤操作的关键设备是过滤机按过滤推动力可分为重力过滤机、加压过滤机和真空过滤机按过滤介质可分为粒状介质过滤机、滤布介质过滤机、多孔陶瓷介质过滤机和半透膜介质过滤机按操作方法可分为间歇式过滤机和连续式过滤机9/28/20148食品物料分离技术要求保持物料的天然性具有较高的物料分离效率满足食品卫生要求9/28/201494.2过滤机原理和特点过滤阻力和推动力过滤操作的程序和分类板框过滤机的结构与工作原理及过程板框过滤机的特点和应用硅藻土压力过滤机9/28/201410过滤的几个概念悬浮液称为滤浆或料浆所用的多孔性介质称为过滤介质通过过滤介质的液体称为滤液被截留下来的颗粒层称为滤饼或滤渣过滤推动力实现过滤操作的外力有重力，压强差或惯性离心力，在生产中应用最多的是过滤介质上、下两侧的压强差9/28/201411原理和特点过滤阻力和推动力过滤操作的基本原理：利用一种能将悬浮液中的固体微粒截留而使液体物料自由通过的多孔介质达到使悬浮液固液分离。过滤的过程实际上是过滤的推动力克服过滤阻力的过程。过滤阻力：过滤开始时，由过滤介质和支撑物阻力组成；随着过滤进行，滤渣被截留形成滤饼，过滤阻力则由过滤介质阻力和滤饼阻力组成。过滤推动力：滤饼和过滤介质所形成的过滤层两侧压力差。过滤压力差来源：本身的液柱压力差，一般不超过5×104N/m2；重力过滤在悬浮液表面加压，一般不超过5×105N/m2；加压过滤在过滤介质下方抽真空，一般不超过8.5×104N/m2；真空过滤利用离心力；离心过滤过滤操作程序过滤（恒速和恒压）洗涤干燥卸料9/28/201412过滤介质用于促使滤饼的形成，并为滤饼的支撑物要求具有多孔性，滤液通过时阻力小，孔道大小应能截留悬浮粒子具有足够的机械强度具有适当的表面特性，能加快滤饼卸除无毒、耐腐蚀不易滋生微生物、易于清洗消毒分类粒状介质：焦炭、活性炭、玻璃喳、石砾等织物状介质：金属滤布、非金属滤布多孔固体介质：多孔陶瓷、塑料、玻璃等9/28/201413助滤剂在过滤前覆盖在滤布上或加于滤浆中以提高过滤速度的物质常用助滤剂硅藻土、活性炭、石棉、锯屑要求颗粒细小、坚硬、不可压缩表面具有吸附胶体的能力适用：滤液有价值而滤渣无用9/28/201414（1）板框过滤机9/28/201415板框过滤机的结构与工作原理及过程端板滤板滤框滤布支撑横梁旋转压紧装置9/28/201416滤板和滤框多做成正方形滤板和滤框的角上均开有小孔，组合后构成滤浆和洗水流动的通道。滤框的两侧覆以滤布，围成容纳滤浆及滤饼的空间，滤布的角上也开有对应的孔道滤板的作用：一方面支撑滤布，另一方面提供滤液流出的通道，为此板面制成凸凹形状9/28/201417滤板又分为洗涤板和非洗涤板，其区别在于洗涤板左上角孔与板面两侧相通，洗水可由此进入。为便于组装时识别，在滤板和滤框外侧铸有小钮或其它标志，过滤板为一钮板，洗涤板为三钮板，滤框具有二钮。过滤机组装时按钮数1-2-3-2-1-2-3……的顺序排列板与框可以通过手动、电动或液压传动压紧装置料液通道2钮1钮3钮洗涤液通道洗涤板框非洗涤板9/28/201418滤板和滤框材料：可用铸铁、碳钢、不锈钢、塑料等框的厚度为20～75mm框的边长为320～1000mm滤板和滤框的数目可根据需要自行调节，一般为10～60块提供过滤面积为2～80m2操作压强一般为0.3～1MPa9/28/201419过滤阶段、洗涤阶段过滤：滤浆有滤框上方通孔进入滤框空间，固体颗粒被滤布截留，在框内形成滤饼，滤液则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，由滤板下方的通孔直接排出洗涤：洗涤水压入洗水通道，经洗涤板的左上角的小孔进入板面与滤布之间9/28/2014209/28/2014219/28/201422板框过滤机的型号BMS20/635-25B——板框过滤机M——明流（A暗流）S——手动压紧（Y液压）20——过滤面积20m2635——框内每边长635mm25——框厚25mm若为26个框,过滤面积A=0.6352*2*26m2滤饼体积（全充满）Vc=0.6352*0.025*26m39/28/201423板框过滤机的特点和应用特点滤饼含湿量高，滤液得率相对较低，必须进行滤饼的洗涤和干燥，增加了设备投资和操作工艺上的复杂性，降低了过滤效率应用适应于各种复杂物料的分离，以及粘度大、颗粒度细、可压缩性显著的物料；主要用于下列工艺过程液体的澄清分离难无过滤低浓度悬浮液或胶体悬浮液分离液相对粘度大或接近饱和状态的悬浮液9/28/201424（2）真空转鼓过滤机(连续过滤机)9/28/201425工作原理主体为一转鼓，转鼓表面有一层金属网，网上覆盖滤布，鼓的一部分浸入滤浆槽中，如图示沿转鼓的周边用隔板分成若干小过滤室，每室单独与转鼓转动盘上的孔相通转筒旋转一周时各小室可依次进行过滤、第一次脱水、洗涤、第二次脱水、卸饼、滤布再生等项操作而整个转筒上在任何时候都在不同的部位同时进行过滤、洗涤、脱水、卸饼的操作9/28/201426特性/特点特性：过滤面积一般为5～40m2转鼓浸没部分占总面积的30～40%转速可调通常在0.1～3rpm滤饼厚度在10～40mm之间，含水量10～30%特点：连续自动操作，节省人力，生产能力大，适用处理量大、易过滤悬浮液的分离附属设备多，投资费用高，过滤面积小，推动力有限，滤浆温度不能过高，洗涤不够充分，对滤浆的适应能力差，不适于难过滤的物料9/28/2014279/28/201428（3）硅藻土过滤机9/28/201429硅藻土压力过滤机结构壳体滤盘机座压紧装置排气阀压力表9/28/201430概念硅藻土过滤机是以硅藻土为助滤剂的压力式过滤机过程将2.5～3.0kg硅藻土加入150～200kg澄清良好的液体中，托国流体泵输入“硅机”，随过滤的进行，硅藻土将在滤盘上涂布形成过滤饼，至预涂液达到澄清的要求后结束欲涂，泵入添加硅藻土的待滤液进行正常过滤操作优点性能稳定，适应性强过滤效率高设备简单，在操作良好的情况下还具有除菌效果主要应用过滤糖液、啤酒、白酒、酱油、醋等9/28/201431（4）叶滤机主要构件是矩形或圆形的滤叶。滤叶由金属丝网组成的框架上覆以滤布构成。将若干个平行排列的滤叶组装成一体，安装在密闭的机壳内，即构成叶滤机。滤叶可垂直放置，也可水平放置。滤饼厚度一般5~35mm。叶滤机也是间歇操作设备叶滤机设备紧凑，密闭操作，劳动条件较好，每次循环滤布不需装卸，劳动力较省。缺点是结构相对较复杂，造价较高如果滤饼需要洗涤，则在过滤完毕后通入洗水，洗水路径和滤液路径相同，这种洗涤方式叫置换洗涤法。洗涤过后，打开机壳，拔出滤叶除去滤饼9/28/2014329/28/201433过滤机的选型过滤目的：过滤是为了取得滤液、还是滤饼，或者二者都要滤浆性质：包括滤饼的生成速度、孔隙率、固体颗粒沉降速度、粘度、浓度、颗粒直径、溶解度、腐蚀性等其他因素：生产规模、操作条件、设备投资费用、操作维护费用等9/28/2014344.3压榨机压榨通过压缩力将液体从固液两项混合物中分离出了的一种单元操作压榨原理将物料置于两个表面（平面、圆柱面或螺旋面）之间，对物料施加压力使液体释出，释出的液体再通过物料内部的空隙流向只有表面压榨用途榨取原料内的汁液脱水9/28/201435压榨作用方式平面压榨利用两个平面，其中一个固定不动，另一个靠所施加的压力移动，将物料预先成型或以滤布包裹后置于两平面之间螺旋压榨利用一个多孔的圆筒表面和一个螺距逐渐减小的旋转螺旋面之间逐渐缩小的空间，释物料通过该空间而得到压缩轮辊压榨利用旋转辊子之间的空间变化进行压榨，并备有分别排除液体、固体的装置，辊子表面需要适当地刻出沟槽9/28/201436压榨效率出汁率是压榨机主要性能指标之一影响出汁率的因素压榨机物料性质操作工艺：温度、压力、施压方法％被压榨的物料量榨出的汁液量出汁率＝1009/28/201437压榨机的应用榨油种子或果仁菜籽、花生、大豆、棕榈仁、椰子榨汁水果、蔬菜苹果、柑桔、番茄9/28/201438压榨机械分类间歇式间断完成加料、卸料操作手动螺杆压榨机、液压压榨机、气囊式压榨机、活塞式压榨机连续式不间断地完成加料、卸料操作螺旋压榨机、辊式压榨机、离心压榨机、带式压榨机9/28/201439（1）手动压榨机间歇式压榨机组成9/28/201440（2）气囊压榨机9/28/201441（3）螺旋（水果）压榨机连续压榨设备结构简单、体积小、出汁率高、操作简便常用于果汁榨汁主要由锥形筛筒、螺旋和动力装置组成9/28/201442（4）轧辊式压榨机2014/9/28434.4离心分离机离心分离原理及离心机分类典型离心机过滤离心机——足式离心机沉降离心机——螺旋离心机分离离心机旋液分离器离心机的选型2014/9/2844离心分离原理及离心机分类非均相系分离操作将固-液、液-液、固-液-液相组成的混合物加以分离的操作离心分离原理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、分散相或其他杂质在离心力场中获得不同的离心力，达到分离的目的离心机利用惯性离心力进行固-液、液-液、固-液-液相离心分离的机械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2014/9/2845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