第 4 章 物料分離機(jī)械與設(shè)備

1、第第 4 章章 物料分離機(jī)械與設(shè)備物料分離機(jī)械與設(shè)備第第 4 章章 物料分離機(jī)械與設(shè)備物料分離機(jī)械與設(shè)備2n壓榨機(jī)械與設(shè)備 n過濾設(shè)備n離心設(shè)備n膜技術(shù)設(shè)備第第 4 章章 物料分離機(jī)械與設(shè)備物料分離機(jī)械與設(shè)備34.1 壓榨機(jī)械與設(shè)備壓榨機(jī)械與設(shè)備 n壓榨簡(jiǎn)介n間歇式壓榨機(jī)n手動(dòng)式壓榨機(jī)n液壓壓榨設(shè)備n氣囊式壓榨機(jī)n連續(xù)式壓榨機(jī)n螺旋壓榨機(jī)n帶式壓榨機(jī)第第 4 章章 物料分離機(jī)械與設(shè)備物料分離機(jī)械與設(shè)備4n壓榨的目是為了將固液相混合物分離；n固液混合物流動(dòng)性好、易于泵送的可采用過濾分離，不易用泵輸送的應(yīng)采用壓榨分離；在過濾操作中，當(dāng)濾餅中液體需去除得更徹底些時(shí)，就需用到壓榨操作。n在某些生產(chǎn)過程

2、中，壓榨效果與干燥相似，由于機(jī)械脫水法通常較熱處理法更經(jīng)濟(jì)，因此壓榨作業(yè)一直被廣泛應(yīng)用著。一、壓榨簡(jiǎn)介一、壓榨簡(jiǎn)介1. 壓榨操作的特點(diǎn) 壓榨是通過機(jī)械壓縮力將液相從液固兩相混合物中分離通過機(jī)械壓縮力將液相從液固兩相混合物中分離出來的一種單元操作出來的一種單元操作，在壓榨過程中液相流出而固相截留在壓榨面之間。與過濾不同的是，壓榨的壓力是由于壓榨面的移動(dòng)而不是由于物料泵送到一個(gè)固定的空間而施加的。2. 壓縮過濾和干燥第第 4 章章 物料分離機(jī)械與設(shè)備物料分離機(jī)械與設(shè)備53. 壓榨過程的工序 壓榨過程主要包括加料、壓榨、卸渣等工序。有時(shí)，由于進(jìn)料狀態(tài)要求或?yàn)榱颂岣邏赫バ?，需?duì)物料進(jìn)行必要的預(yù)處理，

3、如破碎、熱燙、打漿等。4. 壓縮在食品工業(yè)中的典型應(yīng)用 在食品工業(yè)上，壓榨主要用于從可可豆、椰子、花生、棕櫚仁、大豆、菜子等種子或果仁中榨取油脂，以及從甘蔗中榨取糖汁。壓榨的另一個(gè)重要用途就是用來榨取如蘋果和柑橘之類的果汁。第第 4 章章 物料分離機(jī)械與設(shè)備物料分離機(jī)械與設(shè)備6n壓榨設(shè)備按操作方式有間歇式和連續(xù)式兩類。n間歇式壓榨機(jī)：其加料、卸料等均是間歇進(jìn)行的。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝費(fèi)用低、操作壓力易控制、能滿足壓榨過程中壓力由小到大逐漸增加的工藝要求等優(yōu)點(diǎn)，適用于小規(guī)模生產(chǎn)或傳統(tǒng)產(chǎn)品的生產(chǎn)過程。間歇式壓榨機(jī)主要為液壓壓榨機(jī)，型式有箱式、板式、缸式、筐式和籠式等。n連續(xù)式壓榨機(jī)主要型式：螺旋式、

4、輥式和帶式，連 續(xù)壓榨機(jī)可適用于不同生產(chǎn)規(guī)模的需要。5. 壓榨設(shè)備類型第第 4 章章 物料分離機(jī)械與設(shè)備物料分離機(jī)械與設(shè)備7二、間歇式壓榨機(jī)間歇式壓榨機(jī)n手動(dòng)式壓榨機(jī)n液壓壓榨設(shè)備n氣囊式壓榨機(jī) 間歇式壓榨機(jī)有多種形式，大體上可以根據(jù)施壓的方式分為機(jī)械螺桿型、液壓型和氣壓型三類。第第 4 章章 物料分離機(jī)械與設(shè)備物料分離機(jī)械與設(shè)備8（一）手動(dòng)式壓榨機(jī)（一）手動(dòng)式壓榨機(jī)圖 4.1 手動(dòng)式壓榨機(jī)示意圖n如圖4.1所示n操作：先用布袋將要壓榨的物料包裹起來，放在壓榨板和機(jī)座之間，扳動(dòng)手柄經(jīng)螺桿使壓榨板下降而對(duì)物料施加很高的壓力(120 kN)。將物中所含汁液壓榨出來，流入下部汁液收集盤中，榨渣留在布

5、袋中。應(yīng)注意壓力必須緩緩地增加，以免布袋破裂造成榨汁混濁。待泄壓且壓榨板復(fù)位后，將壓榨渣由機(jī)座取下卸料。第第 4 章章 物料分離機(jī)械與設(shè)備物料分離機(jī)械與設(shè)備9（二）液壓壓榨機(jī)（二）液壓壓榨機(jī)n箱式壓榨機(jī)n板式壓榨機(jī)n筐式壓榨機(jī)n臥籃式壓榨機(jī)1. 箱式壓榨機(jī) 待榨物料用濾布袋包裝后放進(jìn)一組鋼箱中，這些鋼箱置于壓榨機(jī)的固定端板和活動(dòng)端板之間。每個(gè)壓榨箱均設(shè)有排液柵板，面上鋪有多孔濾墊，濾布袋就放在這些濾墊上。在液壓作用下，疊置在鋼箱中的濾布袋作為一個(gè)整體受到擠壓。第第 4 章章 物料分離機(jī)械與設(shè)備物料分離機(jī)械與設(shè)備102. 板式壓榨機(jī) 典型板式壓榨機(jī)如圖4.2所示。它由四根直立鋼柱做成堅(jiān)固的壓榨支

6、架，上有頂板下有底板，中間夾有1016塊壓榨板，距離7525 mm。當(dāng)液壓活塞加壓向上移動(dòng)時(shí)壓榨板間的物料受到壓縮，壓榨初期的壓力較低，通常僅約幾個(gè)兆帕。當(dāng)被榨取物料的體積逐漸縮小時(shí)，壓力增加很快，可達(dá)到初期壓力的510倍。壓榨后的殘?jiān)纬闪私M織緊密而又堅(jiān)實(shí)的榨餅。圖 4.2 板式壓榨機(jī)示意圖第第 4 章章 物料分離機(jī)械與設(shè)備物料分離機(jī)械與設(shè)備113. 筐式壓榨機(jī) 待榨物料置于由梯形截面的木條、鋼條或多孔鋼板圍成的圓筒內(nèi)，加壓時(shí)液體流出筒壁，沿筒壁外側(cè)流向壓榨機(jī)底座的集液槽。由于筐式壓榨機(jī)不用濾布，因此最適于非油料的壓榨，但榨出液常混雜一些固體碎片。第第 4 章章 物料分離機(jī)械與設(shè)備物料分離機(jī)

7、械與設(shè)備12 食品工業(yè)中，這類壓榨機(jī)常用在果汁、菜汁的生產(chǎn)，用于葡萄汁壓榨時(shí)，最終的壓榨壓力一般為0.30.4 MPa，最高時(shí)可達(dá)1.21.6 MPa?？鹗綁赫C(jī)也用于鯨脂、魚脂以及其它不需高壓的油脂壓榨。第第 4 章章 物料分離機(jī)械與設(shè)備物料分離機(jī)械與設(shè)備134. 臥籃式壓榨機(jī) 臥籃式壓榨機(jī)也稱布赫（Bucher）榨汁機(jī)，最初是瑞士布赫公司用來生產(chǎn)蘋果汁的專用設(shè)備。最大加工能力810 t/h蘋果原料，出汁率8284%，設(shè)備功率24.7 kW，活塞行程1480 mm。n布赫榨汁機(jī)的結(jié)構(gòu)n布赫榨汁機(jī)壓榨過程的工作狀態(tài)n布赫榨汁機(jī)的主要工序n應(yīng)用第第 4 章章 物料分離機(jī)械與設(shè)備物料分離機(jī)械與設(shè)備

8、14（1）布赫榨汁機(jī)的結(jié)構(gòu) 如圖4.4所示。關(guān)鍵部件是可獲得低混濁天然純果汁的尼龍濾繩組合體。濾繩由強(qiáng)度很高且柔性很強(qiáng)的多股尼龍線復(fù)捻而成，沿其長(zhǎng)度方向有許多貫通的溝槽，其表面纏有濾網(wǎng)。 一臺(tái)榨汁機(jī)濾繩多達(dá)220根。第第 4 章章 物料分離機(jī)械與設(shè)備物料分離機(jī)械與設(shè)備15圖 4.4 布赫榨汁機(jī)結(jié)構(gòu)圖第第 4 章章 物料分離機(jī)械與設(shè)備物料分離機(jī)械與設(shè)備16（2）壓榨過程中濾繩的工作狀態(tài) 擠壓時(shí)汁液經(jīng)濾繩過濾后進(jìn)入繩體溝槽，沿繩索流至貯汁槽，然后擠壓面復(fù)位，繩索重新逐漸伸直。由于繩索的運(yùn)動(dòng)使?jié){渣松動(dòng)，破碎，然后再次擠壓。如此周期動(dòng)作，直到按預(yù)定程序結(jié)束榨汁過程。榨汁結(jié)束后，壓榨室外筒與擠壓面同時(shí)移

9、動(dòng)，使?jié){渣松動(dòng)并將其排出。 （1）裝料（2）壓擠（3）復(fù)位松渣（4）排渣圖 4.5 濾繩在壓榨過程中的工作狀態(tài)第第 4 章章 物料分離機(jī)械與設(shè)備物料分離機(jī)械與設(shè)備17（3）布赫榨汁機(jī)的主要工序裝料：通過一次性或多次性裝料可以優(yōu)化裝料過程；壓榨：可根據(jù)原料情況調(diào)整壓榨的各種參數(shù)；二次壓榨：在壓榨后的果渣中加水，進(jìn)行浸提后再次壓榨，用以提高出汁率；排渣：通過選擇一次性或多次性排渣程序可以提高整體 榨汁能力；清洗：在經(jīng)過多次榨汁循環(huán)后可采用就地清洗(CIP)方式對(duì)榨汁機(jī)清洗，以保持系統(tǒng)衛(wèi)生，避免微生物的污染第第 4 章章 物料分離機(jī)械與設(shè)備物料分離機(jī)械與設(shè)備18 目前，布赫榨汁機(jī)已發(fā)展成為可適合多品

10、種果蔬榨汁的通用型筐式榨汁機(jī)，可用于仁果類（蘋果、梨）、核果類（櫻桃、桃杏李）、漿果類（葡萄、草莓）、某些熱帶水果（菠蘿、芒果）和蔬菜類（胡蘿卜、芹菜、白菜）的榨汁。（4）布赫榨汁機(jī)應(yīng)用第第 4 章章 物料分離機(jī)械與設(shè)備物料分離機(jī)械與設(shè)備19（三）氣囊壓榨機(jī)（三）氣囊壓榨機(jī) 又稱為維爾密斯（Willmes）壓榨機(jī)。1. 基本結(jié)構(gòu) 臥式圓筒篩, 內(nèi)側(cè)有一個(gè)過濾用的濾布圓筒篩，濾布圓筒篩內(nèi)裝有一個(gè)能充壓縮空氣的橡膠氣囊。圖 4.5 氣囊壓榨機(jī)截面 壓縮空氣將橡膠氣囊充脹起來，給夾在橡膠氣囊與圓筒篩之間的物料由里向外施加壓力。同時(shí),整個(gè)裝置旋轉(zhuǎn)起來，使空氣壓力均勻分布在物料上。分多次增壓將果汁榨出。

11、2. 原理3. 應(yīng)用 常用于葡萄酒廠及果汁飲料廠的生產(chǎn)。它可以壓榨任何果汁甚至黏性的果渣。第第 4 章章 物料分離機(jī)械與設(shè)備物料分離機(jī)械與設(shè)備20二、連續(xù)式壓榨機(jī)二、連續(xù)式壓榨機(jī) 連續(xù)式壓榨機(jī)的進(jìn)料、壓榨、卸渣等工序都是連續(xù)進(jìn)行的。食品工業(yè)中，最有代表性的這類壓榨設(shè)備是螺旋壓榨機(jī)，其它還有帶式壓榨機(jī)和輥式壓榨機(jī)等。輥式壓榨機(jī)主要在榨糖操作中應(yīng)用，這里不作介紹。以下介紹螺旋壓榨機(jī)和帶式壓榨機(jī)。n螺旋壓榨機(jī)n帶式壓榨機(jī)第第 4 章章 物料分離機(jī)械與設(shè)備物料分離機(jī)械與設(shè)備21 螺旋壓榨機(jī)是使用比較廣泛的一種連續(xù)式壓榨機(jī)，很早就用來榨油、水果榨汁及魚肉磨碎物的壓榨脫水上。近年來隨著壓榨理論研究的進(jìn)展，

12、以及設(shè)備本身的革新，使得該設(shè)備的應(yīng)用更加廣泛。圖 3.7 復(fù)試對(duì)輥式磨粉機(jī)（一）螺旋壓榨機(jī)n螺旋壓榨機(jī)的結(jié)構(gòu)n螺旋壓榨機(jī)的操作n特點(diǎn)第第 4 章章 物料分離機(jī)械與設(shè)備物料分離機(jī)械與設(shè)備221. 螺旋壓榨機(jī)的結(jié)構(gòu) 如圖4.6所示，主要由壓榨螺桿、圓筒篩、離合器、壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)裝置、汁液收集斗和機(jī)架組成。圖 4.6 螺旋壓榨機(jī)第第 4 章章 物料分離機(jī)械與設(shè)備物料分離機(jī)械與設(shè)備23（1）壓榨螺桿 由兩端的軸承8支承在機(jī)架上，傳動(dòng)系統(tǒng)使螺桿9在圓筒篩6內(nèi)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)（如圖4.6所示）。 壓縮比n為了使物料進(jìn)入榨汁機(jī)后盡快受到壓榨，螺桿的結(jié)構(gòu)在長(zhǎng)度方向（從進(jìn)料口向出料口方向）隨著螺桿內(nèi)徑增大而螺距減

13、小。n螺桿的這種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使得螺旋槽容積逐漸縮小，其縮小程度用壓縮比來表示。壓縮比是指進(jìn)料端第一個(gè)螺旋壓縮比是指進(jìn)料端第一個(gè)螺旋槽的容積與最后一個(gè)螺旋槽容積之比槽的容積與最后一個(gè)螺旋槽容積之比 。如國產(chǎn)GT6GS螺旋連續(xù)榨汁機(jī)的壓縮比為1:20。 第第 4 章章 物料分離機(jī)械與設(shè)備物料分離機(jī)械與設(shè)備24 螺距 改變螺桿的螺距大小對(duì)一定直徑的螺旋來說就是改變螺旋升角大小。螺距小則物料受到的軸向分力增加，徑向分力減小，有利于物料的推進(jìn)。（2）圓筒篩 一般由不銹鋼板鉆孔后卷成，為了便于清洗及維修，通常做成上、下兩半，用螺釘連接安裝在機(jī)殼上。圓篩孔徑一般為0.30.8 mm，開孔率既要考慮榨汁的要求，

14、又要考慮篩體強(qiáng)度。螺桿擠壓產(chǎn)生的壓力可達(dá)1.2 MPa以上，篩筒的強(qiáng)度應(yīng)能承受這個(gè)壓力。第第 4 章章 物料分離機(jī)械與設(shè)備物料分離機(jī)械與設(shè)備25（3）壓力調(diào)整機(jī)構(gòu) 具有一定壓縮比的螺旋壓榨機(jī)，雖對(duì)物料能產(chǎn)生一定的擠壓力，但往往達(dá)不到壓榨要求，通常采用調(diào)壓裝置來調(diào)整榨汁壓力。一般通過調(diào)整出渣口環(huán)形間隙大小來控制最終壓榨力和出汁率。間隙大，出渣阻力小，壓力減?。环粗?，壓力增大。扳動(dòng)壓力調(diào)整手柄3使壓榨螺桿9沿軸向左右移動(dòng)，環(huán)形間隙即可改變。第第 4 章章 物料分離機(jī)械與設(shè)備物料分離機(jī)械與設(shè)備262. 螺旋壓榨機(jī)的操作 操作時(shí)，先將出渣口環(huán)形間隙調(diào)至最大，以減小負(fù)荷。啟動(dòng)正常后加料，物料就在螺旋推力

15、作用下沿軸向向出渣口移動(dòng)，由于螺距漸小，螺旋內(nèi)徑漸大，對(duì)物料產(chǎn)生預(yù)壓力。然后逐漸調(diào)整出渣口環(huán)形間隙，以達(dá)到榨汁工藝要求的壓力。第第 4 章章 物料分離機(jī)械與設(shè)備物料分離機(jī)械與設(shè)備27（二）帶式壓榨機(jī)1. 福樂偉帶式壓榨機(jī)結(jié)構(gòu) 如圖4.7所示，主要由料槽1，壓榨網(wǎng)帶5、10，一組壓輥3、4，高壓沖洗噴嘴9，導(dǎo)向輥11，汁液收集槽8，機(jī)架和傳動(dòng)部分以及控制部分等組成。所有壓輥均安裝在機(jī)架上，一系列壓輥驅(qū)動(dòng)網(wǎng)帶運(yùn)行的同時(shí)，從徑向給網(wǎng)帶施加壓力，使夾在兩網(wǎng)帶之間的待榨物料受壓而將汁液榨出。第第 4 章章 物料分離機(jī)械與設(shè)備物料分離機(jī)械與設(shè)備28圖 4.7 福樂偉帶式壓榨機(jī)原理圖料盒篩網(wǎng)壓輥壓輥上壓榨網(wǎng)

16、帶增壓輥果渣刮板導(dǎo)向輥下壓榨網(wǎng)帶高壓沖洗噴嘴汁液收集槽第第 4 章章 物料分離機(jī)械與設(shè)備物料分離機(jī)械與設(shè)備292. 工作原理n帶式榨汁機(jī)有很多型式，但其工作原理基本相同。n主要工作部件是兩條同向、同速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的環(huán)狀壓榨帶及驅(qū)動(dòng)輥、張緊輥、壓榨輥。壓榨帶通常用聚酯纖維制成，本身就是過濾介質(zhì)。借助壓榨輥的壓力擠出位于兩條壓榨帶之間的物料中的汁液。n帶式壓榨機(jī)一般可分為三個(gè)工作區(qū)：n重力滲濾或粗濾區(qū)，用于滲濾自由水分；n低壓榨區(qū)，在此區(qū)域壓榨力逐漸提高，用于壓榨固體顆粒表面和顆粒之間孔隙水分；n高壓榨區(qū)，除了保持低壓榨區(qū)的作用外，還進(jìn)一步使多孔體內(nèi)部水或結(jié)合水分離。 第第 4 章章 物料分離機(jī)械與設(shè)

17、備物料分離機(jī)械與設(shè)備30n經(jīng)破碎待壓榨的固液混合物從料槽1中連續(xù)均勻地送入下網(wǎng)帶10和上網(wǎng)帶5之間，被兩網(wǎng)帶夾著向前移動(dòng)，在下彎的楔形區(qū)域，大量汁液被緩緩壓出，形成可壓榨的濾餅。當(dāng)進(jìn)入壓榨區(qū)后，由于網(wǎng)帶的張力和帶L形壓條的壓輥3的作用將汁液進(jìn)一步壓出，匯集于汁液收集槽8中。以后由于10個(gè)壓輥4的直徑遞減，使兩網(wǎng)帶間的濾餅所受的表面壓力與剪力遞增，保證了最佳的榨汁效果。n為了進(jìn)一步提高榨汁率，該設(shè)備在末端設(shè)置了兩個(gè)增壓輥7，以增加線性壓力與周邊壓力。榨汁后的濾餅由耐磨塑料刮板刮下從右端出渣口排出。n為保證榨出汁液能順利排出，該機(jī)專門設(shè)置了清洗系統(tǒng)，若濾帶孔隙被堵塞，可啟動(dòng)清洗系統(tǒng)，利用高壓噴嘴

18、9 洗掉黏在帶上的糖和果膠凝結(jié)物。工作結(jié)束后，也是由該系統(tǒng)噴射化學(xué)清洗劑和清水清洗濾帶和機(jī)體。 3. 福樂偉帶式壓榨機(jī)工作過程第第 4 章章 物料分離機(jī)械與設(shè)備物料分離機(jī)械與設(shè)備314. 特點(diǎn)n優(yōu)點(diǎn)：逐漸升高的表面壓力可使汁液連續(xù)榨出，出汁率高，果渣含汁率低，清洗方便。n缺點(diǎn)：壓榨過程中汁液全部與大氣接觸，所以，對(duì)車間環(huán)境衛(wèi)生要求較嚴(yán)。第第 4 章章 物料分離機(jī)械與設(shè)備物料分離機(jī)械與設(shè)備32n過濾過程及設(shè)備類型n加壓式過濾機(jī)n真空過濾機(jī) 過濾是利用多孔介質(zhì)將懸浮液中的固體微粒截留而使液體自由通過，以使固液分離的操作。食品工業(yè)在生產(chǎn)飲料、果汁、糖漿、酒類等類產(chǎn)品時(shí)，常用過濾方式除去其中的固形物微

19、粒，以提高產(chǎn)品的澄清度，防止制品日后隨保存時(shí)間延長(zhǎng)發(fā)生沉淀。4.2 過濾設(shè)備過濾設(shè)備第第 4 章章 物料分離機(jī)械與設(shè)備物料分離機(jī)械與設(shè)備33 如圖4.8所示，過濾操作過程中，被過濾處理的懸浮液稱為濾漿，濾漿中被截留下來的固體微粒稱為濾渣，而積聚在過濾介質(zhì)上的濾渣層則被稱為濾餅，透過濾餅和過濾介質(zhì)的液體稱為濾液。一、過濾過程及設(shè)備類型 工業(yè)上常用的過濾介質(zhì)有三類：粒狀介質(zhì)，如細(xì)砂、石礫、炭等；織物介質(zhì)，如金屬或非金屬絲編織的網(wǎng)、布或無紡織類的纖維紙；多孔性固體介質(zhì)，如多孔陶、多孔塑料等。圖 4.8 過濾操作示意圖（一）過濾過程第第 4 章章 物料分離機(jī)械與設(shè)備物料分離機(jī)械與設(shè)備34n按過濾推動(dòng)力

20、可分為：重力過濾機(jī)、加壓過濾機(jī)加壓過濾機(jī)和真空過濾機(jī)。n按過濾介質(zhì)的性質(zhì)可分為：粒狀介質(zhì)過濾機(jī)、濾布介質(zhì)過濾機(jī)、多孔陶瓷介質(zhì)過濾機(jī)和半透膜介質(zhì)過濾機(jī)等。n按操作方法可分為：間歇式和連續(xù)式過濾機(jī)等。（二）過濾機(jī)類型第第 4 章章 物料分離機(jī)械與設(shè)備物料分離機(jī)械與設(shè)備35（一）加壓式過濾機(jī)n加壓過濾機(jī)是在過濾介質(zhì)或?yàn)V餅的一側(cè)施加高于大氣壓的壓力，在另一側(cè)則是常壓或略高于常壓，由兩側(cè)壓力差作為過濾推動(dòng)力而進(jìn)行過濾的裝置。柱塞泵、隔膜泵、螺桿泵、離心泵、壓縮氣體以及來自壓力反應(yīng)器的物料本身都可提供加壓的壓力。加壓過濾機(jī)的操作壓力一般不低于0.3 MPa，常用的為0.30.5 MPa，最高的可達(dá)3.5

21、MPa。n常用加壓過濾機(jī)多為間歇操作，包括：板框式壓濾機(jī)、箱式壓濾機(jī)和葉濾機(jī)等。n連續(xù)操作的加壓過濾機(jī)由于帶壓卸料困難而限制了它的使用。加壓過濾機(jī)的發(fā)展方向是自動(dòng)化、大型化。二、過濾設(shè)備二、過濾設(shè)備第第 4 章章 物料分離機(jī)械與設(shè)備物料分離機(jī)械與設(shè)備36n優(yōu)點(diǎn)n由于較高的過濾壓力，過濾速率較大；n結(jié)構(gòu)緊湊，造價(jià)較低；n操作性能可靠，適用范圍廣。n缺點(diǎn)n主要是間歇操作方式，有些型式加壓過濾機(jī)的勞動(dòng)強(qiáng)度較大。特點(diǎn)：特點(diǎn)：第第 4 章章 物料分離機(jī)械與設(shè)備物料分離機(jī)械與設(shè)備371. 板框式壓濾機(jī) 過濾面積大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低，動(dòng)力消耗少，對(duì)不同過濾特性的發(fā)酵液適應(yīng)性強(qiáng)。 不能連續(xù)操作，設(shè)備笨重，勞動(dòng)

22、強(qiáng)度大，衛(wèi)生條件差，非過濾的輔助時(shí)間較長(zhǎng)。 適合于固體含量1-10%的懸浮液的分離。 a. 優(yōu)點(diǎn)b. 缺點(diǎn)（2）特點(diǎn)（1）應(yīng)用 a. 濾板和濾框間隔排列，框兩側(cè)覆以濾布，形成空腔供濾板支撐、壓緊； b. 濾板的作用：支撐濾布，提供濾液流出的通道。正方形，角端開有小孔，兩面制成溝槽，與濾出口和洗水孔道連通； c. 濾框的作用：提供濾漿進(jìn)入的空間，容納濾餅，總框數(shù)由其生產(chǎn)能力和懸浮液固體濃度確定。 濾液引出方式：明流和暗流。（3）結(jié)構(gòu)組成圖 4.9 板框壓濾機(jī)結(jié)構(gòu)圖1-固定端板 2-濾布 3-板框支座 4-可動(dòng)端板5-支撐橫梁 6-過濾板 7-濾框 8-洗滌板67843135第第 4 章章 物料分

23、離機(jī)械與設(shè)備物料分離機(jī)械與設(shè)備39（4） 操作過濾 洗滌 卸渣 清洗 濾布 過濾圖 4.10 濾板和濾框1-料液通道 2-濾液出口 3-濾液或洗液出口 4-洗液通道過濾板濾框洗滌框第第 4 章章 物料分離機(jī)械與設(shè)備物料分離機(jī)械與設(shè)備402. 葉濾機(jī) 葉濾機(jī)也是一種間歇加壓過濾設(shè)備，主要由耐壓的密閉圓筒形罐體密閉圓筒形罐體及安裝在罐體內(nèi)的多片濾葉組成，包括垂直式葉濾機(jī)和水平式葉濾機(jī)。（1） 葉濾機(jī)結(jié)構(gòu)圖 4.11 垂直式葉濾機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖第第 4 章章 物料分離機(jī)械與設(shè)備物料分離機(jī)械與設(shè)備41濾葉： 骨 架 為 方 形框，框中間平面上夾持一層粗的大孔格金屬絲網(wǎng)，兩側(cè)有細(xì)密的金屬絲網(wǎng)（400-500

24、目），每只濾葉下有接管接于濾液總管上。濾漿濾液濾餅 粗金屬絲網(wǎng)濾布細(xì)金屬絲網(wǎng)拔出裝置圖 4.12 濾葉剖面圖第第 4 章章 物料分離機(jī)械與設(shè)備物料分離機(jī)械與設(shè)備42（2）操作過程 過濾時(shí)器蓋緊閉，從混合槽中將濾漿與硅藻土混合液泵入過濾器，以制備硅藻土預(yù)涂層。混合液中的硅藻土粒子被截留在濾葉表面的細(xì)金屬絲網(wǎng)上，而濾液進(jìn)入濾框內(nèi)腔進(jìn)而從水平濾液總管流出。濁液返流，直至流出澄清的啤酒，至此預(yù)涂層完成。然后將待過濾濾漿過濾。第第 4 章章 物料分離機(jī)械與設(shè)備物料分離機(jī)械與設(shè)備43n優(yōu)點(diǎn)：靈活性大，人力使用經(jīng)濟(jì)，單位體積生產(chǎn)能力較大，而且單位體積具有很大的過濾面積。另外洗滌速率較一般壓濾機(jī)快，而且洗滌效

25、果較好。n缺點(diǎn)：構(gòu)造復(fù)雜，成本高，濾餅不如壓濾機(jī)干燥，可能造成濾餅不均勻的現(xiàn)象，使用的壓差通常不超過400 kPa。n葉濾機(jī)利于取得濾液，適用于過濾周期長(zhǎng)、濾漿特性恒定的過濾操作。在食品工業(yè)中，加壓葉濾機(jī)大多作為硅藻土預(yù)涂層過濾機(jī)使用。（3）特點(diǎn)與應(yīng)用第第 4 章章 物料分離機(jī)械與設(shè)備物料分離機(jī)械與設(shè)備44n真空過濾機(jī)是過濾介質(zhì)的上游為常壓，下游為真空，由上下游兩側(cè)的壓力差形成過濾推動(dòng)力而進(jìn)行固、液分離的設(shè)備。n常用真空度為0.050.08 MPa，但也有超過0.09 MPa的。n有間歇式和連續(xù)式兩種型式，各有特點(diǎn)，但是連續(xù)式真空過濾機(jī)的應(yīng)用更廣泛。n連續(xù)式真空過濾機(jī)有轉(zhuǎn)鼓式和轉(zhuǎn)盤式等。（二）

26、真空過濾機(jī)第第 4 章章 物料分離機(jī)械與設(shè)備物料分離機(jī)械與設(shè)備451. 真空轉(zhuǎn)鼓過濾機(jī)234567891011 圖8-10 RCF真空轉(zhuǎn)鼓過濾機(jī)工作原理1-過濾筒 2-洗滌水 3-真空調(diào)整 4-過濾槽 5-攪拌裝置 6-洗滌液 7-刮板 8-濾餅剝離滾 9-噴嘴 10-張緊滾 11-濾布脫水脫液洗滌真空剝離 圖 4.13 RCF真空轉(zhuǎn)鼓過濾機(jī)工作原理（1）結(jié)構(gòu)組成 a. 一個(gè)由篩板組成能轉(zhuǎn)動(dòng)的水 平圓筒； b. 表面有一層金屬絲網(wǎng)；c. 網(wǎng)上覆蓋濾布；d. 筋板分隔成若干個(gè)空間e. 分配頭內(nèi)沿徑向隔 離成3個(gè)室。（2）工作原理 當(dāng)轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)時(shí)，借分配頭的作用，扇形格內(nèi)分別獲得真空和加壓，如此便可

27、控制過濾、洗滌等操作循序進(jìn)行。第第 4 章章 物料分離機(jī)械與設(shè)備物料分離機(jī)械與設(shè)備46n可連續(xù)生產(chǎn)，機(jī)械化程度較高；n可以根據(jù)料液性質(zhì)、工藝要求，采用不同材料制造成各種類型，以滿足不同的過濾要求（通常，對(duì)于懸浮液中顆粒粒度中等、黏度不太大的物料，轉(zhuǎn)筒真空過濾機(jī)均適用）；n可通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速來控制濾餅厚度和洗滌效果；n濾布損耗要比其它類型過濾機(jī)為小。（3）特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):缺點(diǎn):n過濾推動(dòng)力小，它僅是利用真空作為推動(dòng)力。由于管路阻力損失，最大不超過80 kPa，一般為267667 kPa。因此，不易抽干，濾餅的終濕度一般在20以上；n設(shè)備加工制造復(fù)雜，主設(shè)備及輔助真空設(shè)備投資昂貴，消耗于抽真空的電能高，

28、同時(shí)過濾面積愈大制造愈加困難。第第 4 章章 物料分離機(jī)械與設(shè)備物料分離機(jī)械與設(shè)備47n由一組安裝在水平轉(zhuǎn)軸上并隨軸旋轉(zhuǎn)的濾盤（或轉(zhuǎn)盤)所構(gòu)成。n結(jié)構(gòu)和操作原理與轉(zhuǎn)筒真空過濾機(jī)相類似。2. 轉(zhuǎn)盤真空過濾機(jī)（1）結(jié)構(gòu)盤的每個(gè)扇形格各有其出口管道通向中心軸，而當(dāng)若干個(gè)盤聯(lián)結(jié)在一起時(shí)，一個(gè)轉(zhuǎn)盤的扇形格的出口與其它同相位角轉(zhuǎn)盤相應(yīng)的出口就形成連續(xù)通道。與轉(zhuǎn)筒真空過濾機(jī)相似，這些連續(xù)通道也與軸端旋轉(zhuǎn)閥（分配頭）相連。圖 4.14 轉(zhuǎn)盤真空過濾機(jī)第第 4 章章 物料分離機(jī)械與設(shè)備物料分離機(jī)械與設(shè)備48n與轉(zhuǎn)筒真空過濾機(jī)甚為相似。n每一轉(zhuǎn)盤即相當(dāng)于一個(gè)轉(zhuǎn)鼓，操作循環(huán)也受旋轉(zhuǎn)閥的控制。n每一轉(zhuǎn)盤各有其濾餅卸料

29、裝置，但卸料較為困難。（2）操作（3）特點(diǎn)n優(yōu)點(diǎn)：轉(zhuǎn)盤真空過濾機(jī)具有非常大的過濾面積，可以大到85 m2，其單位過濾面積占地少，濾布更換方便、消耗少、能耗也較低；n缺點(diǎn)：濾餅的洗滌不良，洗滌水與懸浮液易在濾槽中相混。第第 4 章章 物料分離機(jī)械與設(shè)備物料分離機(jī)械與設(shè)備49n離心機(jī)類型n過濾式離心機(jī)n分離式離心分離機(jī)4.3 離心設(shè)備離心設(shè)備 離心分離機(jī)械可用于不同狀態(tài)分散體系分離，在食品工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。例如，原料乳凈化、奶油分離、淀粉脫水、食用油凈化、豆制品漿渣分離、葡萄糖脫水等操作，都由離心分離機(jī)械完成。離心分離機(jī)械種類較多，分別適用不同物料體系和滿足不同分離需要。第第 4 章章 物料分

30、離機(jī)械與設(shè)備物料分離機(jī)械與設(shè)備50一、離心機(jī)類型一、離心機(jī)類型 離心分離機(jī)可有不同的分類方式。常見的分類因素有：分離因數(shù)、分離原理、操作方式、卸料方式和軸向等。表 4.1 按分離因素范圍數(shù)劃分的離心機(jī)類型1. 按離心分離因數(shù)第第 4 章章 物料分離機(jī)械與設(shè)備物料分離機(jī)械與設(shè)備51n過濾式: 是鼓壁上有孔，借離心力實(shí)現(xiàn)過濾分離的離心機(jī)。這類離心機(jī)分離因數(shù)不大，轉(zhuǎn)速一般在10001500 r/min。n沉降式: 轉(zhuǎn)鼓壁不開孔、借離心力實(shí)現(xiàn)沉降分離的離心機(jī)。n分離式: 鼓壁亦無開孔，但其轉(zhuǎn)速很大，一般在4000 r/min以上，分離因數(shù)在3000以上。2. 按分離原理分類表 4.2 過濾式、沉降式和

31、分離式離心機(jī)的常見類型及其特性第第 4 章章 物料分離機(jī)械與設(shè)備物料分離機(jī)械與設(shè)備52n間歇式: 轉(zhuǎn)鼓對(duì)所承載的被分離而截留的物料有一定質(zhì)量限度的離心機(jī)。在卸料時(shí)，必須停車或減速，然后采用人工或機(jī)械方法卸出物料，如三足式、上懸式離心機(jī)。其特點(diǎn)是可根據(jù)需要延長(zhǎng)或縮短過濾時(shí)間，滿足物料終濕度的要求，主要用于固-液懸浮混合液的分離。n連續(xù)式: 操作在連續(xù)化狀態(tài)下進(jìn)行的離心機(jī)，其物料的輸入和不同相物質(zhì)的分離與輸出均為連續(xù)完成。典型的連續(xù)式離心機(jī)有螺旋卸料沉降式離心機(jī)、活塞推料離心機(jī)和奶油分離機(jī)等。可用于固液懸浮液和液液乳濁液的分離。3. 按操作方式分類第第 4 章章 物料分離機(jī)械與設(shè)備物料分離機(jī)械與設(shè)

32、備53二、過濾式離心機(jī)1. 三足離心機(jī)（1）三足離心機(jī)結(jié)構(gòu) 人工卸料三足離心機(jī)結(jié)構(gòu)如圖4.15所示，主要由轉(zhuǎn)鼓、機(jī)殼、支柱、制動(dòng)器、電動(dòng)機(jī)等組成。 轉(zhuǎn)鼓又稱濾筐，由不銹鋼制成，鼓壁開有濾孔。轉(zhuǎn)鼓由電機(jī)通過傳動(dòng)裝置，最后通過裝在其軸下端的V型皮帶輪驅(qū)動(dòng)。 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：外殼、轉(zhuǎn)鼓和傳動(dòng)裝置都通過減震彈簧組件懸在三個(gè)支柱上（故稱作三足式離心機(jī)），以減弱離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)。第第 4 章章 物料分離機(jī)械與設(shè)備物料分離機(jī)械與設(shè)備54圖 4.15 三足離心機(jī)結(jié)構(gòu)第第 4 章章 物料分離機(jī)械與設(shè)備物料分離機(jī)械與設(shè)備55（2） 離心過濾原理 離心過濾是將料液送入有孔的轉(zhuǎn)鼓并利用離心力場(chǎng)進(jìn)行過濾的過程，以離

33、心力為推動(dòng)力完成過濾作業(yè)，兼有離心和過濾的雙重作用。其工作原理見圖4.16所示。圖 4.16 離心過濾分離工作原理第第 4 章章 物料分離機(jī)械與設(shè)備物料分離機(jī)械與設(shè)備56（2）離心操作過程）離心操作過程 料液料液首先首先進(jìn)入進(jìn)入裝有裝有過濾介質(zhì)過濾介質(zhì)的的裝鼓裝鼓中，然后被加速到中，然后被加速到轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)速度，形成附著在轉(zhuǎn)鼓壁上的速度，形成附著在轉(zhuǎn)鼓壁上的液環(huán)液環(huán)； 粒子受到離心力而沉降，過濾介質(zhì)阻礙粒子通過，形粒子受到離心力而沉降，過濾介質(zhì)阻礙粒子通過，形成濾餅成濾餅； 懸浮液的固體顆粒截留而沉積下來，濾餅表面懸浮液的固體顆粒截留而沉積下來，濾餅表面生成了生成了澄清液，該濾液透過濾餅層

34、和過濾介質(zhì)向外排出。澄清液，該濾液透過濾餅層和過濾介質(zhì)向外排出。第第 4 章章 物料分離機(jī)械與設(shè)備物料分離機(jī)械與設(shè)備57 濾餅形成濾餅形成 懸浮液進(jìn)入離心機(jī)，在離心機(jī)的作用下液體通過過濾面排出，濾渣懸浮液進(jìn)入離心機(jī)，在離心機(jī)的作用下液體通過過濾面排出，濾渣 形成濾餅。形成濾餅。 濾餅壓縮濾餅壓縮 濾餅中的固體物質(zhì)濾餅中的固體物質(zhì)逐漸排列緊密逐漸排列緊密，減小，空隙間的液體逐漸排出，減小，空隙間的液體逐漸排出，濾餅體積減小濾餅體積減小。這時(shí)。這時(shí)過濾推動(dòng)力為濾餅對(duì)液體的壓力和液體所受到的離過濾推動(dòng)力為濾餅對(duì)液體的壓力和液體所受到的離心力心力。 濾餅壓干濾餅壓干 此時(shí)濾餅層的結(jié)構(gòu)已經(jīng)排列地非常緊密

35、，其此時(shí)濾餅層的結(jié)構(gòu)已經(jīng)排列地非常緊密，其的液體被進(jìn)的液體被進(jìn)一步排出。液體受到離心力和固體顆粒的壓力，由于越靠近轉(zhuǎn)鼓壁出處一步排出。液體受到離心力和固體顆粒的壓力，由于越靠近轉(zhuǎn)鼓壁出處的壓力越大，所以越靠近轉(zhuǎn)鼓壁的濾餅越干。的壓力越大，所以越靠近轉(zhuǎn)鼓壁的濾餅越干。（3）離心過濾一般分成三個(gè)階段第第 4 章章 物料分離機(jī)械與設(shè)備物料分離機(jī)械與設(shè)備58（4）應(yīng)用 三足式離心機(jī)廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)中如味精、檸檬酸及其它有機(jī)酸生產(chǎn)中的結(jié)晶與母液的分離。第第 4 章章 物料分離機(jī)械與設(shè)備物料分離機(jī)械與設(shè)備59三、分離式離心分離機(jī)（一）離心沉降分離原理 離心沉降的基礎(chǔ)是固體的沉降。當(dāng)固體粒子在無限連續(xù)流體

36、中沉降時(shí)，受到兩種力的作用，一種是連續(xù)流體對(duì)它的浮力，另一種是流體對(duì)運(yùn)動(dòng)粒子的粘滯力。FgFf圖圖 4.17 管式離心機(jī)管式離心機(jī)分離過程分離過程3()()6gssdFgVg2222124 1()()()()2424fDeFCududR 當(dāng)這兩種力達(dá)到平衡時(shí)，固體粒子將保持勻速運(yùn)動(dòng)。gfFFgdus)(182第第 4 章章 物料分離機(jī)械與設(shè)備物料分離機(jī)械與設(shè)備60 最終沉降速率與粒子直徑的平方成正比，與粒子和流體的密度差成正比，而與流體黏度成反比。就是說，粒子的沉降速度僅僅是液體性質(zhì)及粒子本身特性的函數(shù)。 如果粒子在離心力場(chǎng)中沉降，則重力加速度g應(yīng)換成2r 從式中可以看出，沉降速度與的二次方成

37、正比，因此只要根據(jù)要求改變或提高，使粒子快速旋轉(zhuǎn)，就可獲得比重力沉降或過濾時(shí)高得多的分離效果。rdus22)(18gdus)(182第第 4 章章 物料分離機(jī)械與設(shè)備物料分離機(jī)械與設(shè)備61怎樣來判斷這種效果呢？可用離心分離因數(shù)f來定量評(píng)價(jià)：離心分離因數(shù)（什么是 f , 怎樣計(jì)算 f ?） 重量為M(kg)的物體旋轉(zhuǎn)時(shí)，當(dāng)其圓周速度為u(m/s)，旋轉(zhuǎn)半徑為R(m)，則產(chǎn)生的離心力為:式中 g 重力加速度，m/s； n 轉(zhuǎn)數(shù)，r/min； D 旋轉(zhuǎn)直徑，m。 M增加，F(xiàn)增加；R增加，F(xiàn)增加；n增加，F(xiàn)增加顯著。2222()6090R nMM uM R nFgRgR222900uRnR第第 4 章

38、章 物料分離機(jī)械與設(shè)備物料分離機(jī)械與設(shè)備62222900RuRnfggR 如果以旋轉(zhuǎn)角速度(rad/s)表示，并取旋轉(zhuǎn)加速度2R與重力加速度之比稱為“離心分離因數(shù)”，以f表示。則 f 是反映離心機(jī)分離能力的重要指標(biāo)，它表示在離心力場(chǎng)中，微粒可以獲得比在重力場(chǎng)中大f 倍的作用力。由 f 可將離心機(jī)分為三類： 普通離心機(jī) f 50000第第 4 章章 物料分離機(jī)械與設(shè)備物料分離機(jī)械與設(shè)備63（二）常用離心機(jī)結(jié)構(gòu)及選型（1）轉(zhuǎn)鼓的三部分組成：頂蓋、帶空心軸的底蓋和管狀轉(zhuǎn)筒1. 管式離心機(jī)的結(jié)構(gòu)及操作圖圖 4.18 管式離心機(jī)分離過程管式離心機(jī)分離過程第第 4 章章 物料分離機(jī)械與設(shè)備物料分離機(jī)械與設(shè)

39、備64 加長(zhǎng)轉(zhuǎn)鼓長(zhǎng)度的目的：增加物料在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的停留時(shí)間。（2）工作：料液從底部進(jìn)入，經(jīng)折轉(zhuǎn)器分布，十字形擋板使料液均勻分布于四周，在離心力場(chǎng)作用下，懸浮液沿軸向向上流動(dòng)的過程中，被分層成輕重兩液相，從上方環(huán)狀溢流口排出。轉(zhuǎn)速：15000 rpm，f 50000左右（3）懸浮液中的顆粒在離心機(jī)中能夠被分離并沉降至轉(zhuǎn)鼓壁上的條件：料液在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的停留時(shí)間t1應(yīng)大于等于顆粒離心沉降所需的時(shí)間t2。 t1t2第第 4 章章 物料分離機(jī)械與設(shè)備物料分離機(jī)械與設(shè)備65第第 4 章章 物料分離機(jī)械與設(shè)備物料分離機(jī)械與設(shè)備66第第 4 章章 物料分離機(jī)械與設(shè)備物料分離機(jī)械與設(shè)備672. 碟片式離心機(jī)的結(jié)構(gòu)及操作 密閉轉(zhuǎn)鼓內(nèi)設(shè)有數(shù)十個(gè)至上百個(gè)錐角為60120的錐形碟片。（