臥螺離心機(jī)在淀粉生產(chǎn)中的應(yīng)用
行業(yè)動(dòng)態(tài)
一、機(jī)型和參數(shù)
1.概述
臥螺離心機(jī)的全稱是臥式螺旋卸料沉降離心機(jī)。它是常見(jiàn)的沉降式離心機(jī)，結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、自動(dòng)連續(xù)作業(yè)、處理量大，廣泛應(yīng)用于化工、石油、食品、制藥、環(huán)保等領(lǐng)域，能夠完成固相脫水，液相澄清，液—液，液—固相間的分離，按密度分級(jí)等分離過(guò)程。
臥螺離心機(jī)主要由轉(zhuǎn)鼓、螺旋推進(jìn)器、差速器3部分組成，其中還包括機(jī)殼、機(jī)座、驅(qū)動(dòng)裝置等。
近20年來(lái)，臥螺離心機(jī)的發(fā)展極為迅速，形成規(guī)格眾多，根據(jù)不同的依據(jù)可以有多種分類。
淀粉生產(chǎn)中廣泛使用的是逆流型柱錐體重力排液兩相臥螺離心機(jī)，重力排液臥螺離心機(jī)也稱為傾析式臥螺離心機(jī)。差速器以機(jī)械式居多，近年來(lái)液壓馬達(dá)也有應(yīng)用。雖然從理論上并流型臥螺離心機(jī)可以提高分離效率，但由于缺乏足夠的實(shí)踐證據(jù)，所以至今世界上90%的臥螺離心機(jī)仍然是逆流型?；旌闲偷臋C(jī)型出現(xiàn)得更晚一些。三相臥螺離心機(jī)的轉(zhuǎn)速更高，制造工藝更為復(fù)雜，可以將待分離混合物根據(jù)各組分密度的不同，一次性分離成符合工藝要求的三部分。這是繼兩相臥螺離心機(jī)之后市場(chǎng)上出現(xiàn)的新型臥螺離心機(jī)。近年來(lái)，國(guó)外先進(jìn)的小麥淀粉生產(chǎn)工藝已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用三相臥螺離心機(jī)進(jìn)行淀粉和蛋白質(zhì)的分離。雙椎體臥螺離心機(jī)適用于物料難以沉降分離的場(chǎng)合，淀粉生產(chǎn)上的應(yīng)用比較少見(jiàn)，不過(guò)已經(jīng)有將其用于淀粉廢水澄清的報(bào)道。
臥螺離心機(jī)可以適應(yīng)粘度和濃度不斷變化的物料，包括含有固體顆粒甚至是比較堅(jiān)硬的顆粒，對(duì)顆粒的破壞也很小。臥螺離心機(jī)可以處理的混合物其所含固體顆粒的粒徑范圍也比較廣，在1-10×103μm之間。物料的濃度在5%~40%之間都是可以的，但是要視具體的物料而定。過(guò)于稀薄而且難以沉降的物料應(yīng)該考慮采用碟片離心機(jī)或其他方法先進(jìn)行濃縮。對(duì)于含有5μm以下不定形顆粒的漿液，必要時(shí)需要考慮添加合適的絮凝劑。
2.臥螺離心機(jī)的性能參數(shù)
臥螺離心機(jī)的性能參數(shù)主要有：轉(zhuǎn)鼓直徑、轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速、分離因素、差轉(zhuǎn)速、長(zhǎng)徑比等。一般生產(chǎn)廠家會(huì)給出以上全部參數(shù)或者部分參數(shù)。有些廠家還會(huì)給出轉(zhuǎn)鼓和螺旋推進(jìn)器的形狀、調(diào)速方式、產(chǎn)量等。同樣的機(jī)型，要處理的物料不同，應(yīng)用場(chǎng)合不同，機(jī)器的產(chǎn)量也是不同的。
轉(zhuǎn)鼓直徑是衡量臥螺離心機(jī)生產(chǎn)能力的重要參數(shù)，轉(zhuǎn)鼓直徑越大，產(chǎn)量越大。但限于制造的難度和經(jīng)濟(jì)的原因，直徑不能做得過(guò)大。目前多數(shù)臥螺離心機(jī)的轉(zhuǎn)鼓直徑小于520mm。
轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速、分離因素、差轉(zhuǎn)速、長(zhǎng)徑比都是衡量臥螺離心機(jī)的分離能力的重要參數(shù)，而且是相互影響的，在選型時(shí)應(yīng)該通盤(pán)考慮。轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速越高，分離能力越高，但是限于機(jī)械制造和運(yùn)行經(jīng)濟(jì)型的原因，轉(zhuǎn)鼓直徑較大的臥螺離心機(jī)，轉(zhuǎn)速相對(duì)較低。一般轉(zhuǎn)鼓直徑在350mm以上的機(jī)型，轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速都在4000r/min以下，小于350mm的機(jī)型，轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速可以做得很高，達(dá)到6000-7000r/min甚至10000r/min，不過(guò)產(chǎn)量相對(duì)來(lái)說(shuō)都比較小。
1.1差轉(zhuǎn)速
轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速和螺旋推進(jìn)器轉(zhuǎn)速的差就是差轉(zhuǎn)速，一般在0-100r/min之間，對(duì)于采用液壓馬達(dá)的機(jī)型，其數(shù)值在30r/min以下。差轉(zhuǎn)速既反映臥螺離心機(jī)的分離能力，也反映其生產(chǎn)能力。用于脫水時(shí)，差轉(zhuǎn)速是臥螺離心機(jī)的生產(chǎn)能力的決定因素之一。新型高濃縮型臥螺離心機(jī)可以使脫水物料的含水量低至35%左右。
1.2長(zhǎng)徑比
轉(zhuǎn)鼓長(zhǎng)度（包括圓錐部分的長(zhǎng)度）和轉(zhuǎn)鼓直徑的比值，沒(méi)有單位。長(zhǎng)徑比的數(shù)值在2-5之間，其數(shù)值可以作為衡量臥螺離心機(jī)分離能力的參考，對(duì)于非柱錐型的臥螺離心機(jī)，一般不給出長(zhǎng)徑比數(shù)值。
1.3分離因素
理想狀態(tài)下轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的粒子受到的離心力和重力的比值，是一個(gè)無(wú)單位的量。理想狀態(tài)是指轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的粒子是一個(gè)質(zhì)子，只受到重力和離心力的作用。分離因素是衡量臥螺離心機(jī)分離能力的主要參數(shù)，產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)一般都會(huì)給出這個(gè)參數(shù)。需要指出的是，分離因素不是臥螺離心機(jī)分離能力的唯一決定性參數(shù)，而是理想條件下計(jì)算出的理論值，所以分離因素相同的不同臥螺離心機(jī)在不同的實(shí)際應(yīng)用中會(huì)有很大差別。
二、臥螺離心機(jī)在淀粉生產(chǎn)中的應(yīng)用
1.概述
使用臥螺離心機(jī)進(jìn)行分離作業(yè)的前提條件是 ：
①必須在液體中進(jìn)行。
②待分離物料的各組分之間必須存在密度差，密度的差別越大，分離越容易。
③待分離固體物料的微粒在液體中能夠形成懸浮液，越理想的懸浮液越容易分離。
淀粉不溶于冷水，植物蛋白質(zhì)多數(shù)不溶于冷水，因此以水為輔助介質(zhì)使待分離物料形成懸浮液，采用臥螺離心機(jī)可以分離密度不同的淀粉和蛋白質(zhì)或者分離不同密度的淀粉組分，也可以將不溶于水的淀粉、蛋白質(zhì)等從懸浮液中分離出來(lái)，具體來(lái)說(shuō)有三個(gè)方面：
1.1濃縮
淀粉生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢水所含固體顆粒較小，粘度大，用過(guò)濾的方法效率很低甚至難以奏效。對(duì)于濃度大于5%的廢水可以直接使用臥螺離心機(jī)進(jìn)行濃縮和脫水，回收其中的干物質(zhì)。如果濃度過(guò)低，可以和碟片離心機(jī)配合使用。先使用碟片離心機(jī)進(jìn)行預(yù)濃縮，然后使用臥螺離心機(jī)進(jìn)行濃縮脫水。新型雙椎體臥螺離心機(jī)的分離因素可以達(dá)到7000~10000，已經(jīng)和碟片離心機(jī)持平，也可以替代碟片離心機(jī)完成難以分離沉降的任務(wù)。
臥螺離心機(jī)具有較長(zhǎng)的轉(zhuǎn)鼓，能夠處理高濃度的物料，可以連續(xù)操作，重相固形物含量高（19%~23%），物料中可以含有較大的顆粒（5mm乃至更大），相對(duì)于碟片離心機(jī)只能適應(yīng)低濃度物料，物料顆粒不能大于1mm（否則噴嘴容易堵塞）、重相固形物含量低（12%~14%）、每2-3d必須沖洗1次的缺點(diǎn)，優(yōu)勢(shì)明顯。
1.2脫水
機(jī)械方法脫水的效率要比采用蒸發(fā)（熱、冷凍等）的方法的效率高5~10倍。如果濃漿所含固體的顆粒細(xì)小，粘度也就比較大，采用過(guò)濾脫水的方法不但效率低，固體含水量也比較高。麩質(zhì)回收（玉米淀粉，俗稱黃漿）和B淀粉脫水（小麥淀粉）都可以采用臥螺離心機(jī)實(shí)現(xiàn)，但固體含水量都在60%以上。
采用新型臥螺離心機(jī)對(duì)小麥A淀粉漿脫水，可以使含固量達(dá)到54%。臥螺離心機(jī)可以連續(xù)作業(yè)，不需要沖洗，產(chǎn)量大。而真空過(guò)濾器雖然可以使含固量達(dá)到60%，但即使是比較先進(jìn)的間歇式?jīng)_洗機(jī)型也需要2h沖洗1次，而沖洗會(huì)降低淀粉的得率，真空過(guò)濾器的篩面也容易破損。
1.3分離
在現(xiàn)代化的淀粉生產(chǎn)工藝中，臥螺離心機(jī)作為高效可連續(xù)作業(yè)的分離設(shè)備已經(jīng)被廣泛采用了，尤其是在小麥淀粉生產(chǎn)工藝中，包括三相臥螺離心機(jī)和雙錐體臥螺離心機(jī)都已經(jīng)被采用。
2.具體應(yīng)用
2.1在玉米淀粉生產(chǎn)中的應(yīng)用（麩質(zhì)回收）
麩質(zhì)回收是從黃漿中回收麩質(zhì)蛋白粉的過(guò)程。麩質(zhì)水俗稱黃漿，是玉米淀粉精制過(guò)程中產(chǎn)生的廢水。固形物主要有玉米蛋白質(zhì)、碳水化合物、色素和油脂等。濃度一般在1%~2%左右。離心分離法是進(jìn)行麩質(zhì)回收的常用而且高效的方法。采用碟片離心機(jī)和臥螺離心機(jī)的組合比采用碟片離心機(jī)和真空過(guò)濾器的組合具有更高的效率，因?yàn)榕P螺離心機(jī)在正常生產(chǎn)過(guò)程中可以連續(xù)生產(chǎn)而不需要沖洗。采用新技術(shù)的臥螺離心機(jī)，干物質(zhì)濃度和真空過(guò)濾器已經(jīng)相差無(wú)幾。
2.2在薯類淀粉生產(chǎn)中的應(yīng)用（細(xì)胞液分離）
馬鈴薯、甘薯、木薯具有十分相似的結(jié)構(gòu)，因此淀粉生產(chǎn)的基本過(guò)程是一致的。細(xì)胞液是水溶性蛋白質(zhì)、氨基酸、維生素等物質(zhì)的混合物。干物質(zhì)含量在4.5~7%之間，與薯類淀粉一同存在于根莖細(xì)胞中，薯塊粉碎時(shí)一同與淀粉釋放出來(lái)。薯塊粉碎后先分離出細(xì)胞液可以降低后續(xù)工藝中泡沫的產(chǎn)生，降低水的消耗和廢水的產(chǎn)生，提高淀粉的質(zhì)量。分離出的細(xì)胞液濃縮干燥后可以用作優(yōu)質(zhì)的飼料等。分離細(xì)胞液可以使用曲篩、錐形離心篩、臥螺離心機(jī)?，F(xiàn)代化的生產(chǎn)工藝中臥螺離心機(jī)的應(yīng)用比較廣泛。
2.3在小麥淀粉生產(chǎn)中的應(yīng)用
臥螺離心機(jī)在小麥淀粉生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用比較晚，但發(fā)展迅速。國(guó)外先進(jìn)的離心分離工藝采用臥螺離心機(jī)進(jìn)行A淀粉和面粉中的其他成分的分離，A淀粉和B淀粉的分離，B淀粉的脫水以及廢水的處理。比較先進(jìn)的改良的馬丁法也開(kāi)始將臥螺離心機(jī)應(yīng)用到淀粉的脫水工序。三相臥螺離心機(jī)、雙椎體臥螺離心機(jī)在生產(chǎn)中的應(yīng)用使生產(chǎn)線的規(guī)模、效率、連續(xù)化操作的程度、產(chǎn)品的得率都有了新的進(jìn)展。
熱門產(chǎn)品
