道尔工艺之离心机篇.doc

道尔工艺之离心机篇淀粉工业类 2007-10-09 14:00:07 阅读287 评论0 字号：大中小 第十六章 离心机离心机通过物料高速的旋转产生的巨大的离心力达到物理分离的效果，如利用喷嘴离心机通过沉淀出悬浮物质可以对液体物料进行澄清，或利用在悬浮液中的密度不同来分离两种固体物料。利用（perforated basket）可以进行固体物料和液体物料的分离。离心分离的效力可以通过计算“g”值来衡量，“g”值是在离心中颗粒重量增加的数值。可以通过以下公式来计算：g=DN2/70440，D 转子的直径（英寸），N每分钟的转速。这样的话对于一个30英寸直径的转子以2800转/分钟旋转时，转子外围的“g”值为：30*2800（平方）/70440=3339在玉米加工工业中离心机有几方面的应用，利用离心机是得车间更加紧凑，后面的部分大概讲述现在应用比较广的几种离心机。16.1 喷嘴（叠片）离心机这种离心机在湿磨工业中非常的重要，它应用于破碎料（1590）浓缩（3.6.2）、淀粉与麸质的分离（3.6.3）、淀粉洗涤顶流的浓缩（3.6.4）、麸质浓缩（3.7.1）中，喷嘴离心机还用来洗涤去除淀粉变性后的多余的化学物质（10.2），一种三步分离设计的离心机可以用来去掉淀粉水解液中的浆状物质（7.7.2）。图16.1喷嘴离心机的主要的设计特点，它的转子分为两部分，并且他们固定在一起，还包含一叠圆锥叠片，叠片之间的空隙很小，喷嘴安装在转子的外围。转子设计成一定的锥度以避免喷嘴之间的固体的堆积。从顶端或底部进入转子的物料，被分配室的叶片加速，并被分配到了叶片的底端，一些重的液相被分离到了转子的外围，并通过喷嘴释放出来，形成底流。大多数的液体穿过了碟片之间的空隙，在这里进行离心分离的最主要的步骤，顶流的排放安装在转子的中心，排放受到了向心泵的作用的帮助。转子上的一摞碟片把液体物料分离成薄层（一般为1mm）。当进行分离时，重物料的颗粒在离心力的作用下向外运动，并在液体流动的影响下向上运动，快速的接触碟片壁（图16.2），当这些重物料颗粒聚集成块时它克服了液体向上流动的影响沿着碟片壁向下运动，到达喷嘴部分，并最终从喷嘴排放出来，为了达到更好的分离效果，一定要选择特殊的碟片。根据转子规格的大小一般选择6-12个喷嘴，并且喷嘴有稍微的角度以提供一些推力。离心机的标准表有不同的喷嘴大小对应不同喷嘴流量的对应表，所以一般根据工艺要求来选择不同的喷嘴直径，喷嘴直径最小不能小于1mm，否则容易造成喷嘴堵塞，最大为4mm，如果选择大的喷嘴直径的话，需要更大的马力要求（即需要大的电机）。在一些应用中，即使选择最小直径的喷嘴也不能达到底流浓度的要求，在这种情况下，一部分产品回流到转子以提供更多的固体物料穿过喷嘴。因为穿过喷嘴的体积流量是一定的，所以回流可以使底流浓度增加，也可以使顶流体积增大。为了达到这个目的，一些离心机本身就装有这个回流管。这种方法对可以达到的最大的底流浓度有要求，如果要试图浓缩淀粉到浓度为20玻美以上，或者麸质达到22oz/gal(165克/升)时可能导致固体物料从顶流走掉。循环物料进入了离心机转子靠近喷嘴的部位，因为如果它与离心机进料混合的话，就需要对固体进行再分离，增加了离心机的负担以及能量的消耗。洗涤水也是以同样的方法进入离心机内（to carry out an efficient displacement of the original liquid），对于淀粉乳来说，固定量的洗涤水所需的进入离心机的压力由喷嘴排放出来的淀粉的浓度决定，这样的话可以通过调节进料以及循环料的数量来控制底流的波美。喷嘴离心机不同应用上的操作标准在相对应的工艺部分都由介绍。16.2锥形筛离心机如图16.3所示，该离心机由旋转的锥形筛组成，这个筛可以水平的或垂直安装，筛子上安装有洗涤喷射和螺旋叶片已曲筛表面的物料的流动。就像在9.5.1所说，这种离心机在湿磨工业中的应用主要是用于纤维的预脱水。纤维浆连续不断的进入旋转的锥形筛的窄的一端，随着物料达到一定的速度，强大的离心力使得液体、游离淀粉以及麸质等颗粒穿过锥形筛（0.2mm的直径）。在离心力的作用下固体物料移向了锥形筛的宽的部分。如果安装有螺旋的话，螺旋的旋转速度稍稍大于锥形筛的旋转速度，以便在控制的速率下传输固体物料。螺旋与锥形筛的间距需要调整以适合产品的连贯性（consistency）。随着锥形筛直径的逐渐增大离心作用也增加，所以固体物料在向锥形筛宽端移动时不断地脱水。洗涤喷射可以用于喷射到固体层，当固体沿着锥形筛移动时，但是由于在工艺中纤维已经洗涤洗涤过了，所以这步操作没有多大的作用。16.3 沉降式离心机这种连续离心机可以应用于麸质的脱水（3.7.2），除非在浸泡和磨区中二氧化硫的用量大量减少，否则沉降式离心机的脱水效果比其他的过滤装置要差。并且需要特殊的技术维护，但是，该机器非常紧凑，操作中不需要太多的注意。沉降式离心机的转子是实心的，水平安装（图16.4），转子的一端是圆锥状的。进料进入转子得圆柱与圆锥的交叉点处，在离心力的作用下，固体物料沿转子壁分离，并在螺旋轴的（转动速度稍大于转子速度）作用下移动上了转子的圆锥端，在该端固体物料脱水并从锥口释放出来。同时，液体向转子的另一端流动。在这端，当液位高于堰时排放出去，堰用来保持转子的圆柱以及部分圆锥体中充满液体，可以调节该堰来使液位变浅，从而延长了转子的脱水部分。相反的，液位变深使脱水效率降低，但是被排放的液体的（顶流）的澄清度提高。转子与传输螺旋之间的速度的差异可以在一定的范围之内进行调整，速度差异较高的话导致固体层较薄，但是固体通过脱水区域是速度较快。在具体的应用中需要经验进行最优调整。16.4篮式筐式离心过滤机篮式离心过滤机可以用于分离那些相对容易保留在过滤器以及曲筛表面的固体，该离心机在旋转时间以及洗涤方面有很大的随意性（flexibility），允许近距离的控制产品质量，并且卸载篮子的操作可以实现自动化控制。5.2.1描述了传统的水平安装的外壳离心机用于淀粉干燥前的脱水工序，图11.4展示了用于分离以及洗涤葡萄糖晶体的垂直式的篮式离心过滤机。在该部分中，因为母液的黏度非常的高，所以需要很大的离心力来消除黏度，这种离心分离机非常适合该结晶物料，（since plowing out the basket canbe done at low speed