第五章分离机械与设备.pdf

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1、第五章 分离机械与设备第五章 分离机械与设备定义：定义：食品生产的分离操作是将食品生产的分离操作是将不同物理、化学不同物理、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。混合物包括均相和非均相两大类，非均相混合物是由具有分界界面的两相所组成，而均相混合物则没有明显的界面。发酵的产品经常要经过分离或净化才能进入下一程序；淀粉、结晶或杂质等固形物料从原料液中的分离；纯净水的制备；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，采用适当的分离机械与设备来加以操作，并在此过程中消耗一定的物料和能量。等属性的物质，根据其颗粒大小、相

2、、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。混合物包括均相和非均相两大类，非均相混合物是由具有分界界面的两相所组成，而均相混合物则没有明显的界面。发酵的产品经常要经过分离或净化才能进入下一程序；淀粉、结晶或杂质等固形物料从原料液中的分离；纯净水的制备；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，采用适当的分离机械与设备来加以操作，并在此过程中消耗一定的物料和能量。第五章 分离机械与设备第五章 分离机械与设备不同物性物质的分离方法不同，分离一般采用过滤、蒸馏、重结晶、萃取、离心及吸附等方法。食品生产中的分离主要包括以下几类。（1）固一固分离固一固分离是根

3、据不同固体颗粒的大小和密度等性质来分离，如筛分，又可纳入分级的范畴；（2）固不同物性物质的分离方法不同，分离一般采用过滤、蒸馏、重结晶、萃取、离心及吸附等方法。食品生产中的分离主要包括以下几类。（1）固一固分离固一固分离是根据不同固体颗粒的大小和密度等性质来分离，如筛分，又可纳入分级的范畴；（2）固液分离固液分离固液分离常利用过滤机等机械（3）固液分离常利用过滤机等机械（3）固气分离固气分离固气分离常利用旋风分离器等将乳粉颗粒从热风中的分离；（4）液气分离常利用旋风分离器等将乳粉颗粒从热风中的分离；（4）液液分离液液分离液液的分离可利用离心机等机械液的分离可利用离心机等机械第五章 分离机械与设

4、备第五章 分离机械与设备从分离的原理上，可将食品的分离设备分为两大类。1利用机械力和分离介质来进行分离的操作，包括了利用离心力分离的分离设备；利用离心力和流体力学性质中的惯性力来进行物料分离的旋液分离器；利用机械力，在物料传递过程中通过过滤介质进行分离、以及用在20世纪60年代后发展起来的膜分离技术。2超临界流体萃取技术，该技术利用某些溶剂在临界值上所具有的特性来提取混合物中可溶性组分的一门新的分离技术。其他还有一些利用物理、化学或表面性质的方法使分散相与分散介质发生物性变化。从分离的原理上，可将食品的分离设备分为两大类。1利用机械力和分离介质来进行分离的操作，包括了利用离心力分离的分离设备；

5、利用离心力和流体力学性质中的惯性力来进行物料分离的旋液分离器；利用机械力，在物料传递过程中通过过滤介质进行分离、以及用在20世纪60年代后发展起来的膜分离技术。2超临界流体萃取技术，该技术利用某些溶剂在临界值上所具有的特性来提取混合物中可溶性组分的一门新的分离技术。其他还有一些利用物理、化学或表面性质的方法使分散相与分散介质发生物性变化。第五章 分离机械与设备第五章 分离机械与设备?第一节 离心分离原理及设备分类第一节 离心分离原理及设备分类?第二节 卧式螺旋离心机第二节 卧式螺旋离心机?第三节 旋液离心分离机械与设备第三节 旋液离心分离机械与设备?第四节 过滤机械与设备第四节 过滤机械与设备

6、?第五节 膜分离设备第五节 膜分离设备?第六节 超临界萃取设备第六节 超临界萃取设备?第七节 分子蒸馏设备第七节 分子蒸馏设备第五章 分离机械与设备第五章 分离机械与设备第一节 离心分离原理及设备分类第一节 离心分离原理及设备分类?（一）离心分离的原理在食品的生产中，经常需要将（一）离心分离的原理在食品的生产中，经常需要将固固固固、固固液液、液液液液、固固液液液液的混合物料中的组分加以分离，其中，固的混合物料中的组分加以分离，其中，固液、液液、液液、固液、固液液液混合物料的分离操作，可称之为非均相系分离操作。离心分离设备是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、分散相或其它杂质在

7、离心力场中获得不同的离心力，达到分离的目的。液混合物料的分离操作，可称之为非均相系分离操作。离心分离设备是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、分散相或其它杂质在离心力场中获得不同的离心力，达到分离的目的。第一节 离心分离原理及设备分类第一节 离心分离原理及设备分类第五章 分离机械与设备第五章 分离机械与设备第一节 离心分离原理及设备分类第一节 离心分离原理及设备分类以牛乳的重力沉降来加以说明：牛乳主要部份：水分87.0%，乳固体13.0%，(中非脂乳固体9.0%,脂肪4.0),还有少量的腺体细胞和杂质等。脂肪球的直径约为10010 000nm，比重0.93、脱脂乳的比重为1.

8、035，将新鲜乳静置放在普通沉降槽内，脂肪球将徐徐上浮，数小时后，可分成三个较明显的组分，上层稀奶油、中层脱脂乳、下层固体杂质。稀奶油的上浮速度可用斯托克斯公式来表示：以牛乳的重力沉降来加以说明：牛乳主要部份：水分87.0%，乳固体13.0%，(中非脂乳固体9.0%,脂肪4.0),还有少量的腺体细胞和杂质等。脂肪球的直径约为10010 000nm，比重0.93、脱脂乳的比重为1.035，将新鲜乳静置放在普通沉降槽内，脂肪球将徐徐上浮，数小时后，可分成三个较明显的组分，上层稀奶油、中层脱脂乳、下层固体杂质。稀奶油的上浮速度可用斯托克斯公式来表示：9)(22ahppgrv=v v 上浮速度（沉降速

9、度），cm/s；上浮速度（沉降速度），cm/s；g g 重力加速度，cm/s2；重力加速度，cm/s2；r r 脂肪球的半径，cm；脂肪球的半径，cm；p pa a脂肪球的密度（颗粒密度）,g/cm3；脂肪球的密度（颗粒密度）,g/cm3；p pb b脱脂乳的密度（分散介质的密度），g/cm3；脱脂乳的密度（分散介质的密度），g/cm3；脱脂乳的粒度（介质粘度），脱脂乳的粒度（介质粘度），=0.1ps。=0.1ps。第五章 分离机械与设备第五章 分离机械与设备第一节 离心分离原理及设备分类第一节 离心分离原理及设备分类9)(22ahppgrv=脂肪球上浮速度与脂肪球上浮速度与g、pg、pa a

10、、p、pb b、r、r、有关，与脂肪球半径的平方成正比，由于有关，与脂肪球半径的平方成正比，由于S S=vtvt，沉降槽越深(路程，沉降槽越深(路程s s)，分层所需的时间)，分层所需的时间t t越长。越长。重力沉降重力沉降离心沉降重力沉降及离心沉降都是利用物料内清液和杂质的比重差来实现分离的，不同的是所用的分离力的形式不同，前者是重力，后者是离心力。离心沉降重力沉降及离心沉降都是利用物料内清液和杂质的比重差来实现分离的，不同的是所用的分离力的形式不同，前者是重力，后者是离心力。第五章 分离机械与设备第五章 分离机械与设备第一节 离心分离原理及设备分类第一节 离心分离原理及设备分类以离心沉降的

11、情况来说，因为有重力的数百倍到数万倍的离心力的作用，其分离速度远比重力沉降大，分离的效果也高得多。分离因数是用来表示离心机分离性能的主要指标，其定义是物料所受的离心力与重力之比值，也等于离心加速度与重力加速度之比值：以离心沉降的情况来说，因为有重力的数百倍到数万倍的离心力的作用，其分离速度远比重力沉降大，分离的效果也高得多。分离因数是用来表示离心机分离性能的主要指标，其定义是物料所受的离心力与重力之比值，也等于离心加速度与重力加速度之比值：gR2=分离因数；分离因数；转鼓回转角速度；转鼓回转角速度；R R转鼓半径，cm；转鼓半径，cm；g g重力加速度，cm/s重力加速度，cm/s2 2。增大

12、转鼓。增大转鼓半径半径、增加、增加转速转速，有利于提高分离因数，尤其是增大转速，但从设备强度因素方面考虑，两者的增加都有限度。，有利于提高分离因数，尤其是增大转速，但从设备强度因素方面考虑，两者的增加都有限度。第五章 分离机械与设备第五章 分离机械与设备第一节 离心分离原理及设备分类第一节 离心分离原理及设备分类离心机转速很高，分离因数可高达离心机转速很高，分离因数可高达30003000以上，对于在重力场中极为稳定的悬浮液和乳浊液的分离尤其适用,分离因数的选取取决于被分离的物料性质和要求。对悬浮液、乳浊液（及气溶胶）分离操作的目的。（1）生产的产品以上，对于在重力场中极为稳定的悬浮液和乳浊液的

13、分离尤其适用,分离因数的选取取决于被分离的物料性质和要求。对悬浮液、乳浊液（及气溶胶）分离操作的目的。（1）生产的产品从淀粉乳浆中制取淀粉；制取奶油和脱脂奶；将晶体与母液分离，制取纯净晶体食品等；从淀粉乳浆中制取淀粉；制取奶油和脱脂奶；将晶体与母液分离，制取纯净晶体食品等；（2）提高制品纯度（2）提高制品纯度如牛奶净化除去微粒固体等；如牛奶净化除去微粒固体等；（3）回收有价值的物质（3）回收有价值的物质如从含微粒固体的气溶胶中分离出奶粉；如从含微粒固体的气溶胶中分离出奶粉；（4）安全生产（4）安全生产分离生产中产生的酸雾、烟等有害物质，保证人身和设备的安全；分离生产中产生的酸雾、烟等有害物质，

14、保证人身和设备的安全；（5）分离浓缩（5）分离浓缩如反渗透法利用于牛乳、乳浆、饮料、咖啡、啤酒、蛋白质等的浓缩。如反渗透法利用于牛乳、乳浆、饮料、咖啡、啤酒、蛋白质等的浓缩。第五章 分离机械与设备第五章 分离机械与设备第一节 离心分离原理及设备分类第一节 离心分离原理及设备分类（二）离心机分类1按离心机的离心分离因数大小来分类（1）常速离心机（二）离心机分类1按离心机的离心分离因数大小来分类（1）常速离心机3 000，3 000，主要用于分离颗粒不大的悬浮液和物料的脱水。（2）高速离心机主要用于分离颗粒不大的悬浮液和物料的脱水。（2）高速离心机3 0003 00050 00050 00050

15、000，主要用于分离相不易分离的超微细粒的悬浮系统和高分子的胶体悬浮液。2按操作原理的不同分类（1）过滤式离心机这是鼓壁上有孔，借离心力实现过滤分离的离心机。（2）沉降式离心机这是一种鼓壁上无孔，借离心力实现沉降分离的离心机。（3）分离式离心机这是一种鼓壁上无孔，具有极大的转速，一般在4 000r/min以上，分离因数在3 000以上的离心机。，主要用于分离相不易分离的超微细粒的悬浮系统和高分子的胶体悬浮液。2按操作原理的不同分类（1）过滤式离心机这是鼓壁上有孔，借离心力实现过滤分离的离心机。（2）沉降式离心机这是一种鼓壁上无孔，借离心力实现沉降分离的离心机。（3）分离式离心机这是一种鼓壁上无

16、孔，具有极大的转速，一般在4 000r/min以上，分离因数在3 000以上的离心机。第五章 分离机械与设备第五章 分离机械与设备第一节 离心分离原理及设备分类第一节 离心分离原理及设备分类3按操作方式的不同分类（1）间歇式离心机是指转鼓对所承载的被分离而截留的物料有一定质量限度的离心机。可根据需要延长或缩短过滤时间，主要用以固3按操作方式的不同分类（1）间歇式离心机是指转鼓对所承载的被分离而截留的物料有一定质量限度的离心机。可根据需要延长或缩短过滤时间，主要用以固液悬浮混合液的分离。（2）连续式离心机整个设备的操作均在连续化状态下，用于固液悬浮混合液的分离。（2）连续式离心机整个设备的操作均

17、在连续化状态下，用于固液悬浮液和液液悬浮液和液液乳浊液的分离。4按卸料方式分类（1）人工卸料离心机（2）重力卸料离心机（3）刮刀卸料离心机（4）活塞推料离心机（5）螺旋卸料离心机（6）离心卸料离心机（7）振动卸料离心机（8）进动卸料离心机5按转鼓主轴位置分类（1）卧式离心机（2）立式离心机液乳浊液的分离。4按卸料方式分类（1）人工卸料离心机（2）重力卸料离心机（3）刮刀卸料离心机（4）活塞推料离心机（5）螺旋卸料离心机（6）离心卸料离心机（7）振动卸料离心机（8）进动卸料离心机5按转鼓主轴位置分类（1）卧式离心机（2）立式离心机第五章 分离机械与设备第二节卧式螺旋离心机第五章 分离机械与设备第

18、二节卧式螺旋离心机第二节卧式螺旋离心机第二节卧式螺旋离心机图6-11 卧式螺旋卸料过滤离心机1.出料斗2.排液口3.壳体 4.防振垫 5.机座（底座）6.防护罩 7.差速器 8.箱体 9.圆锥转鼓 10.螺旋推料器 11.洗涤进料管第五章 分离机械与设备第二节卧式螺旋离心机一、卧式螺旋离心机的基本结构和工作原理第五章 分离机械与设备第二节卧式螺旋离心机一、卧式螺旋离心机的基本结构和工作原理1卧式螺旋离心机的基本结构由三个部分组成：转筒部分、螺旋推料器和驱动装置。2卧式螺旋离心机的工作原理工作原理如图所示。整个设备由固定部分和运转部分两大部分组成。1卧式螺旋离心机的基本结构由三个部分组成：转筒部

19、分、螺旋推料器和驱动装置。2卧式螺旋离心机的工作原理工作原理如图所示。整个设备由固定部分和运转部分两大部分组成。卧式螺旋离心机工作原理图卧式螺旋离心机工作原理图1-皮带轮皮带轮2-差速器差速器 3-机壳机壳 4-转鼓转鼓5-螺旋输送器螺旋输送器 6-主皮带轮主皮带轮 7-进料管进料管 8-机座机座第五章 分离机械与设备第二节卧式螺旋离心机第五章 分离机械与设备第二节卧式螺旋离心机3卧式螺旋离心机的主要部件卧式螺旋离心机的主要部件有:（1）转鼓（2）螺旋（3）差速器3卧式螺旋离心机的主要部件卧式螺旋离心机的主要部件有:（1）转鼓（2）螺旋（3）差速器图6-12 卧式螺旋卸料沉降离心机1.差速器2

20、.主轴承3.油封14.左右铜轴瓦5.油封26.外壳 7.螺旋8.转鼓9.油封310.转承11.油封412.进料管第五章 分离机械与设备第二节卧式螺旋离心机二、卧式螺旋离心机的使用第五章 分离机械与设备第二节卧式螺旋离心机二、卧式螺旋离心机的使用主要有脱水用卧式螺旋离心机和澄清用卧式螺旋离心机，前者较后者转速低，螺径大，螺距大。1螺旋离心机的主要应用应用化工、轻工、食品和环保行业，适用对悬浮液的液体澄清、固体脱水及粒度分级和废水处理等，并进行有效的沉渣输送。具有可连续分离操作，对物料的适应性强。在选用时考虑的几个方面。（1）对于易分离物料的固相脱水，可以得到含液量较低的固体。（2）对于细粒级难分

21、离的悬浮液,采用高分离因数，大长径比的螺旋离心机来完成。（3）对于固相浓度大的液主要有脱水用卧式螺旋离心机和澄清用卧式螺旋离心机，前者较后者转速低，螺径大，螺距大。1螺旋离心机的主要应用应用化工、轻工、食品和环保行业，适用对悬浮液的液体澄清、固体脱水及粒度分级和废水处理等，并进行有效的沉渣输送。具有可连续分离操作，对物料的适应性强。在选用时考虑的几个方面。（1）对于易分离物料的固相脱水，可以得到含液量较低的固体。（2）对于细粒级难分离的悬浮液,采用高分离因数，大长径比的螺旋离心机来完成。（3）对于固相浓度大的液液液固三相悬浮液可采用特殊结构的螺旋离心机来完成。（4）对固相颗粒粒度分级，适当的分

22、离因数和合理的结构来实现。固三相悬浮液可采用特殊结构的螺旋离心机来完成。（4）对固相颗粒粒度分级，适当的分离因数和合理的结构来实现。第五章 分离机械与设备第二节离心机三、立式离心机第五章 分离机械与设备第二节离心机三、立式离心机原料入口固形物出口滤液出口图6-16 立式连续离心卸料离心机（自动排出式）1.固定槽 2.回转兰 3.驱动轴123原液入口固形物出口滤液出口1234图6-17 立式连续离心卸料离心机（振动式）1.固定槽 2.回转兰 3.驱动轴 4.曲柄轴第五章 分离机械与设备第二节离心机第五章 分离机械与设备第二节离心机以叠加在一起的锥形碟片在高速旋转过程中对物料进行分离的设备，主要用

23、于液以叠加在一起的锥形碟片在高速旋转过程中对物料进行分离的设备，主要用于液液乳浊液分离和固液乳浊液分离和固液悬浮液的分离，应用于乳品加工、淀粉提取等生产领域。（一）碟式离心机的工作原理与结构1工作原理分离机高速旋转形成一个强大的离心力场，料液在强大的离心力场的作用下，由于物料的密度差的存在，重组分受到了较大的离心力沿着锥形碟片下表面滑移出沉降区，进入混流过渡区并汇聚喷嘴排出机外；而轻组分因受到的离心力较小，汇聚向心泵室后排出机外，完成整个过程。液悬浮液的分离，应用于乳品加工、淀粉提取等生产领域。（一）碟式离心机的工作原理与结构1工作原理分离机高速旋转形成一个强大的离心力场，料液在强大的离心力场

24、的作用下，由于物料的密度差的存在，重组分受到了较大的离心力沿着锥形碟片下表面滑移出沉降区，进入混流过渡区并汇聚喷嘴排出机外；而轻组分因受到的离心力较小，汇聚向心泵室后排出机外，完成整个过程。四、碟式离心机分离设备结构与应用四、碟式离心机分离设备结构与应用图6-23 液固分离和液液固分离的工作原理工作原理第五章 分离机械与设备第二节离心机第五章 分离机械与设备第二节离心机2碟式离心机的主要结构转鼓、机壳、传动系统、控制系统和机座组成。转鼓是碟式机的主要部件，由转鼓体、分配器、碟片、转鼓盖、锁环等组成。碟片呈倒锥形，锥顶角6001000，间距在0.310mm。2碟式离心机的主要结构转鼓、机壳、传动

25、系统、控制系统和机座组成。转鼓是碟式机的主要部件，由转鼓体、分配器、碟片、转鼓盖、锁环等组成。碟片呈倒锥形，锥顶角6001000，间距在0.310mm。四、碟式离心机分离设备结构与应用四、碟式离心机分离设备结构与应用第五章 分离机械与设备第二节离心机第五章 分离机械与设备第二节离心机2碟式离心机的主要结构碟式离心机的驱动结构使离心机转子高速旋转，是离心机设计中的核心技术之一，应保证离心机可靠地运行，具有较高的分离效率、高质量的分离效果。离心机的驱动结构应具有如下的基本要求：工作转速范围内振动小，运行稳定可靠；转速精度高；升降速快；噪音低；体积小，结构简单。碟式离心机的驱动结构从人力驱动开始，经

26、历了油透平驱动、空气透平驱动，发展到至今采用了高速电机2碟式离心机的主要结构碟式离心机的驱动结构使离心机转子高速旋转，是离心机设计中的核心技术之一，应保证离心机可靠地运行，具有较高的分离效率、高质量的分离效果。离心机的驱动结构应具有如下的基本要求：工作转速范围内振动小，运行稳定可靠；转速精度高；升降速快；噪音低；体积小，结构简单。碟式离心机的驱动结构从人力驱动开始，经历了油透平驱动、空气透平驱动，发展到至今采用了高速电机增速机构和电机直接驱动的过程。增速机构和电机直接驱动的过程。四、碟式离心机分离设备结构与应用四、碟式离心机分离设备结构与应用第五章 分离机械与设备第二节离心机第五章 分离机械与

27、设备第二节离心机3碟式离心机的操作碟式离心机是高速旋转的分离机，回转离心力极大，操作中，要注意安全。开机前，分离机必须按规定进行细致的清洗和正确的装配，以达到动平衡状态，并且在每次开机前认真检查转鼓的转动是否灵活，各机件是否锁紧，刹车是否处在松开状态，察看机座的油箱油面是否处于玻璃刻度位上，要防止虚油面的产生。若停机12h以上，开机前应将排油螺栓旋松几圈，排出可能沉降的水分。3碟式离心机的操作碟式离心机是高速旋转的分离机，回转离心力极大，操作中，要注意安全。开机前，分离机必须按规定进行细致的清洗和正确的装配，以达到动平衡状态，并且在每次开机前认真检查转鼓的转动是否灵活，各机件是否锁紧，刹车是否

28、处在松开状态，察看机座的油箱油面是否处于玻璃刻度位上，要防止虚油面的产生。若停机12h以上，开机前应将排油螺栓旋松几圈，排出可能沉降的水分。四、碟式离心机分离设备结构与应用四、碟式离心机分离设备结构与应用第五章 分离机械与设备第二节离心机第五章 分离机械与设备第二节离心机1三足式离心机的工作原理三足式离心机是一种过滤式离心机，鼓壁上开孔，覆以滤布，将待处理浆料注入其中随鼓壁一同旋转，液体受离心力后穿过滤布及壁上的小孔排出，而直径大于滤布孔隙的固体颗粒则被截留在滤布上形成滤层。2三足式离心机的结构由转鼓、机壳、支柱、制动器、电动机组成，是间歇操作的转鼓式离心机中最简单的一种。转鼓又称滤筐，直立，

29、开口向上，从底部被带动，转鼓和机壳上端向内收敛。由不锈钢制成的鼓壁上开有呈正方形（或其它形式）排列的滤孔。由于该设备的外壳、转鼓和传动装置都悬在三个支柱上，所以称作三足式离心机。五、三足式离心机设备结构与应用1三足式离心机的工作原理三足式离心机是一种过滤式离心机，鼓壁上开孔，覆以滤布，将待处理浆料注入其中随鼓壁一同旋转，液体受离心力后穿过滤布及壁上的小孔排出，而直径大于滤布孔隙的固体颗粒则被截留在滤布上形成滤层。2三足式离心机的结构由转鼓、机壳、支柱、制动器、电动机组成，是间歇操作的转鼓式离心机中最简单的一种。转鼓又称滤筐，直立，开口向上，从底部被带动，转鼓和机壳上端向内收敛。由不锈钢制成的鼓

30、壁上开有呈正方形（或其它形式）排列的滤孔。由于该设备的外壳、转鼓和传动装置都悬在三个支柱上，所以称作三足式离心机。五、三足式离心机设备结构与应用第五章 分离机械与设备第二节离心机第五章 分离机械与设备第二节离心机人工卸料三足离心机人工卸料三足离心机1-出液管；出液管；2-支柱；支柱；3-底盘；底盘；4-轴承座；轴承座；5-摆杆；摆杆；6-弹簧；弹簧；7-转鼓；转鼓；8-外壳；外壳；9-主轴；主轴；10-轴承；轴承；11-压紧螺栓；压紧螺栓；12-三角带；三角带；13-电机；电机；14-离心离合器；离心离合器；15-机座机座第五章 分离机械与设备第二节离心机第五章 分离机械与设备第二节离心机三足

31、式液压自动卸料离心过滤机三足式液压自动卸料离心过滤机1-油马达；油马达；2-主轴；主轴；3-转鼓底；转鼓底；4-刮刀装置；刮刀装置；5-旋转油缸；旋转油缸；6-挡液板；挡液板；7-升降油缸；升降油缸；8-转鼓；转鼓；9-外机壳；外机壳；10-弹性悬挂支承装置；弹性悬挂支承装置；11-底座底座图6-19 三足式吊袋上卸料离心机工作原理图第五章 分离机械与设备第三节旋液离心分离机械与设备旋液离心分离器又称旋液分离管、水力旋流器。广泛应用于食品、医药、化工行业等领域，如在淀粉的分离和提纯工艺中被普遍使用。它不仅可用于悬浮液的分离、增浓，而且可用于产品的分级，此外，还可用于不互溶液体的分离、气液分离以

32、及传热、传质和雾化的操作中。第五章 分离机械与设备第三节旋液离心分离机械与设备旋液离心分离器又称旋液分离管、水力旋流器。广泛应用于食品、医药、化工行业等领域，如在淀粉的分离和提纯工艺中被普遍使用。它不仅可用于悬浮液的分离、增浓，而且可用于产品的分级，此外，还可用于不互溶液体的分离、气液分离以及传热、传质和雾化的操作中。第五章 分离机械与设备第三节旋液离心分离机械与设备第五章 分离机械与设备第三节旋液离心分离机械与设备1旋液离心分离机械与设备的原理和结构其结构如图所示，也是一种离心沉降式分离器，其结构紧凑，操作维修方便，可实现连续操作，造价低廉，使用寿命长。1旋液离心分离机械与设备的原理和结构其

33、结构如图所示，也是一种离心沉降式分离器，其结构紧凑，操作维修方便，可实现连续操作，造价低廉，使用寿命长。旋液分离器结构简图旋液分离器（内流型）原理图旋液分离器结构简图旋液分离器（内流型）原理图1-尾水管；尾水管；2、喷嘴；、喷嘴；3、圆柱体；、圆柱体；4-圆锥体；圆锥体；5-底流嘴底流嘴第五章 分离机械与设备第三节旋液离心分离机械与设备第五章 分离机械与设备第三节旋液离心分离机械与设备按照分离介质不同可分为：固按照分离介质不同可分为：固液分离（除砂器）、固体筛选、液液分离（除砂器）、固体筛选、液液分离（油水分离）、气液分离（油水分离）、气液分离、气液分离、气固分离（旋风除尘器）、气固分离（旋风

34、除尘器）、气液液固三相分离等；按结构形式一般可分为静态旋液分离器和动态旋液分离器两种。2旋液离心分离机械与设备的特点与应用结构特点是直径小而圆锥部分长，所以又被称之为旋液分离管。固三相分离等；按结构形式一般可分为静态旋液分离器和动态旋液分离器两种。2旋液离心分离机械与设备的特点与应用结构特点是直径小而圆锥部分长，所以又被称之为旋液分离管。圆筒上降旋液下升旋液锥筒进料溢流溢流图6-24 旋流器内流型示意图第五章 分离机械与设备第三节旋液离心分离机械与设备第五章 分离机械与设备第三节旋液离心分离机械与设备在旋液分离器的设计和选择中，根据物料性质、处理或分级要求以及给定的压力降，先初步确定结构的尺寸

35、比例，再确定在旋液分离器的设计和选择中，根据物料性质、处理或分级要求以及给定的压力降，先初步确定结构的尺寸比例，再确定DcDc。在操作中带压浆料在进入旋液分离器后，会产生较大的压降，旋液分离器的压力应略高于整个系统的压损（不大于0.3MPa）。不同的加工环节对压力的要求不一同，对用于除泥砂、粗分环节的旋液分离器，0.6MPa左右，用于淀粉洗涤或者回收蛋白质的旋液分离器，其工作压力还要高一些。在旋液分离器的应用中，固体物质的体积分数与操作效果也有密切的关系。比如，淀粉乳的密度对分离效果有较大的影响，淀粉乳的密度过小（淀粉含量少），形成的淀粉沉积层在锥管下部不能封住底流口，影响分离质量；淀粉乳的密

36、度过大，分离的淀粉沉积层过厚，来不及从底流口排出，表层部分会被旋流着的成分重新搅起，从溢流口中排出，也会影响分离效果。在操作中带压浆料在进入旋液分离器后，会产生较大的压降，旋液分离器的压力应略高于整个系统的压损（不大于0.3MPa）。不同的加工环节对压力的要求不一同，对用于除泥砂、粗分环节的旋液分离器，0.6MPa左右，用于淀粉洗涤或者回收蛋白质的旋液分离器，其工作压力还要高一些。在旋液分离器的应用中，固体物质的体积分数与操作效果也有密切的关系。比如，淀粉乳的密度对分离效果有较大的影响，淀粉乳的密度过小（淀粉含量少），形成的淀粉沉积层在锥管下部不能封住底流口，影响分离质量；淀粉乳的密度过大，分

37、离的淀粉沉积层过厚，来不及从底流口排出，表层部分会被旋流着的成分重新搅起，从溢流口中排出，也会影响分离效果。第五章 分离机械与设备第四节过滤机械与设备过滤操作的基本原理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，从而达到将悬浮液中第五章 分离机械与设备第四节过滤机械与设备过滤操作的基本原理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，从而达到将悬浮液中固固液液分离的目的。在过滤的操作过程中，一般将被过滤处理的悬浮液称为滤浆，滤浆中被截留下来的固体微粒称为滤渣，而积聚在过滤介质上的滤渣层则被称为滤饼，透过滤饼和过滤介质的液体称为滤液。分离的目的。在过

38、滤的操作过程中，一般将被过滤处理的悬浮液称为滤浆，滤浆中被截留下来的固体微粒称为滤渣，而积聚在过滤介质上的滤渣层则被称为滤饼，透过滤饼和过滤介质的液体称为滤液。第五章 分离机械与设备第四节过滤机械与设备第五章 分离机械与设备第四节过滤机械与设备（一）过滤原理1过滤阻力和推动力过滤的过程实际上是过滤的推动力克服过滤阻力的过程。在过滤的起始，过滤阻力只来自于过滤介质和支承物，随着过滤的进行，滤渣被截留形成滤渣层（滤饼），过滤阻力则由过滤介质阻力和滤饼阻力组成。过滤的推动力则是由滤饼和过滤介质所形成的过滤层两侧的压力差。（一）过滤原理1过滤阻力和推动力过滤的过程实际上是过滤的推动力克服过滤阻力的过程

39、。在过滤的起始，过滤阻力只来自于过滤介质和支承物，随着过滤的进行，滤渣被截留形成滤渣层（滤饼），过滤阻力则由过滤介质阻力和滤饼阻力组成。过滤的推动力则是由滤饼和过滤介质所形成的过滤层两侧的压力差。一、过滤机械与设备的原理和特点一、过滤机械与设备的原理和特点过滤操作示意图过滤操作示意图1-滤浆；滤浆；2-滤饼；滤饼；3-滤布；滤布；4-支承物；支承物；5-滤液滤液工业过滤压力差的来源有四种：（1）本身的液柱压力差一般不超过510工业过滤压力差的来源有四种：（1）本身的液柱压力差一般不超过5104 4N/mN/m2 2；（2）在悬浮液表面加压一般不超过510；（2）在悬浮液表面加压一般不超过510

40、5 5N/mN/m2 2；（3）在过滤介质下方抽；（3）在过滤介质下方抽真空通常不超过8.5104N/m2；（4）利用离心力。真空通常不超过8.5104N/m2；（4）利用离心力。第五章 分离机械与设备第四节过滤机械与设备第五章 分离机械与设备第四节过滤机械与设备根据过滤推动力,可分别称为重力、加压、真空和离心过滤。2过滤操作的程序和分类过滤操作分为过滤、滤饼洗涤、滤饼干燥、滤饼卸除四个阶段。（1）过滤阶段过滤有两种方式，恒速和恒压过滤。（2）滤饼洗涤其的在于回收有价值的滤液或纯的滤饼。（3）滤饼干燥通过机械挤压、压缩空气挤压或通入热空气，以尽量排除滤饼中残留的洗液。（4）滤饼卸除将滤饼从滤布

41、上卸下。大多数间歇式过滤机都是在加压下操作，而几乎所有的连续过滤机都是真空过滤机。根据过滤推动力,可分别称为重力、加压、真空和离心过滤。2过滤操作的程序和分类过滤操作分为过滤、滤饼洗涤、滤饼干燥、滤饼卸除四个阶段。（1）过滤阶段过滤有两种方式，恒速和恒压过滤。（2）滤饼洗涤其的在于回收有价值的滤液或纯的滤饼。（3）滤饼干燥通过机械挤压、压缩空气挤压或通入热空气，以尽量排除滤饼中残留的洗液。（4）滤饼卸除将滤饼从滤布上卸下。大多数间歇式过滤机都是在加压下操作，而几乎所有的连续过滤机都是真空过滤机。一、过滤机械与设备的原理和特点一、过滤机械与设备的原理和特点第五章 分离机械与设备第四节过滤机械与设

42、备二、过滤机械与设备的结构与应用第五章 分离机械与设备第四节过滤机械与设备二、过滤机械与设备的结构与应用（一）板框压滤机（一）板框压滤机板框压滤机简图板框压滤机简图1-固定端板固定端板 2-滤布滤布 3-板框支座板框支座 4-可动端板可动端板 5-支承横梁；支承横梁；过滤板 滤框洗涤板过滤板 滤框洗涤板1结构与工作原理1结构与工作原理由端板、滤板、滤框、滤布、支撑横梁、螺旋压紧装置组成。许多交替排列的滤板和滤框构成主要工作部件，板和框架都被支承在一对横梁上。由端板、滤板、滤框、滤布、支撑横梁、螺旋压紧装置组成。许多交替排列的滤板和滤框构成主要工作部件，板和框架都被支承在一对横梁上。第五章 分离

43、机械与设备第四节过滤机械与设备二、过滤机械与设备的结构与应用第五章 分离机械与设备第四节过滤机械与设备二、过滤机械与设备的结构与应用板框压滤机（2）板框压滤机的工作原理及过程板框压滤机（2）板框压滤机的工作原理及过程板框压滤机工作过程图板框压滤机工作过程图1框边；框边；2橡胶隔膜；橡胶隔膜；3气室；气室；4滤室滤室图61115（1）2334（2）第五章 分离机械与设备第四节过滤机械与设备二、过滤机械与设备的结构与应用第五章 分离机械与设备第四节过滤机械与设备二、过滤机械与设备的结构与应用硅藻土压力过滤机硅藻土压力过滤机硅藻土过滤机是以硅藻土为助滤剂的压力式过滤机，先将2.53.0kg的硅藻土加

44、入150200kg澄清良好的液体中，通过流体泵输入过滤机中，随着过滤的进行，助滤剂硅藻土将在滤盘上涂布形成滤饼层，至预涂液达到澄清要求后，结束预涂，泵入添加硅藻土的待滤液，进行正常的过滤操作。该设备有很多优点，如性能稳定，适应性强，能用于很多液体的过滤，过滤效率高，可获得很高的滤速和理想的澄清度，甚至很混浊的液体也能过滤，设备简单，且在操作良好的情况下，还具有除菌的效果。硅藻土过滤机是以硅藻土为助滤剂的压力式过滤机，先将2.53.0kg的硅藻土加入150200kg澄清良好的液体中，通过流体泵输入过滤机中，随着过滤的进行，助滤剂硅藻土将在滤盘上涂布形成滤饼层，至预涂液达到澄清要求后，结束预涂，泵

45、入添加硅藻土的待滤液，进行正常的过滤操作。该设备有很多优点，如性能稳定，适应性强，能用于很多液体的过滤，过滤效率高，可获得很高的滤速和理想的澄清度，甚至很混浊的液体也能过滤，设备简单，且在操作良好的情况下，还具有除菌的效果。第五章 分离机械与设备第四节过滤机械与设备二、过滤机械与设备的结构与应用第五章 分离机械与设备第四节过滤机械与设备二、过滤机械与设备的结构与应用硅藻土压力过滤机硅藻土压力过滤机移动式硅藻土过滤机移动式硅藻土过滤机1手轮；手轮；2后支座；后支座；3拉紧螺杆；拉紧螺杆；4压紧板；压紧板；5排气阀；排气阀；6壳体；壳体；7导向杆；导向杆；8滤盘；滤盘；9前支座；前支座；10玻璃筒

46、玻璃筒第五章 分离机械与设备第四节过滤机械与设备二、过滤机械与设备的结构与应用第五章 分离机械与设备第四节过滤机械与设备二、过滤机械与设备的结构与应用硅藻土压力过滤机硅藻土压力过滤机波形板波形板滤盘8是主要过滤部件，数量较多，可达几十个，由所需的生产能力而定，主要由波形板、滤网、压边圈、滤布所组成。材质为不锈钢，圆形，上面压制有许多呈同心圆分布的凹凸槽，一则增加波形板的强度，二则凹槽也是液体的通道。滤盘8是主要过滤部件，数量较多，可达几十个，由所需的生产能力而定，主要由波形板、滤网、压边圈、滤布所组成。材质为不锈钢，圆形，上面压制有许多呈同心圆分布的凹凸槽，一则增加波形板的强度，二则凹槽也是液

47、体的通道。第五章 分离机械与设备第五章 分离机械与设备第五节 膜分离设备膜分离是近20年来在迅速崛起的高新技术，利用天然或人工合成的高分子半透膜分离的方法，利用膜两侧的压力差或电位差为动力，使流体中的某些分子或离子透过半透膜或被半透膜截留下来，以获得或去除流体中某些成分的一种分离技术。如果通过半透膜的不只是溶剂，而是有条件选择性地让某些溶质组分通过，因而溶液中不同溶质组分得到分离，该过程称为膜分离。膜分离技术的核心是膜，膜的选择性是分离的关键，膜分离技术所包含的方法有多种，较常使用的有：（1）超滤（ultrafiltration），简称UF法；（2）反渗透（reverse-osmosis），简

48、称RO法；（3）电渗析（electrodialysis），简称ED法；（4）微孔过滤（microfiltration），简称MF法。第五节 膜分离设备膜分离是近20年来在迅速崛起的高新技术，利用天然或人工合成的高分子半透膜分离的方法，利用膜两侧的压力差或电位差为动力，使流体中的某些分子或离子透过半透膜或被半透膜截留下来，以获得或去除流体中某些成分的一种分离技术。如果通过半透膜的不只是溶剂，而是有条件选择性地让某些溶质组分通过，因而溶液中不同溶质组分得到分离，该过程称为膜分离。膜分离技术的核心是膜，膜的选择性是分离的关键，膜分离技术所包含的方法有多种，较常使用的有：（1）超滤（ultrafilt

49、ration），简称UF法；（2）反渗透（reverse-osmosis），简称RO法；（3）电渗析（electrodialysis），简称ED法；（4）微孔过滤（microfiltration），简称MF法。第五章 分离机械与设备第五节 膜分离设备一、膜分离设备的原理和特点第五章 分离机械与设备第五节 膜分离设备一、膜分离设备的原理和特点1膜分离的原理反渗透和超滤是以压力差为推动力的膜分离技术。水溶液与具有微孔的薄膜互相接触，由于膜的化学性质使它对水溶液中的溶质具有排斥作用，结果，靠近膜表面的浓度梯度急剧下降，在溶液1膜分离的原理反渗透和超滤是以压力差为推动力的膜分离技术。水溶液与具有微孔的

50、薄膜互相接触，由于膜的化学性质使它对水溶液中的溶质具有排斥作用，结果，靠近膜表面的浓度梯度急剧下降，在溶液膜的界面上形成一层被吸附的纯水层。反渗透就是在压力存在下使水不断通过膜上的毛细孔渗出，溶质则被膜截留。而膜的界面上形成一层被吸附的纯水层。反渗透就是在压力存在下使水不断通过膜上的毛细孔渗出，溶质则被膜截留。而“筛分筛分”理论是把膜表面看成具有无数微孔，利用这些不同孔径的孔眼像筛子一样截留住分子直径相应大于它们的溶质和颗粒，从而达到了分离的目的。理论是把膜表面看成具有无数微孔，利用这些不同孔径的孔眼像筛子一样截留住分子直径相应大于它们的溶质和颗粒，从而达到了分离的目的。第五章 分离机械与设备