第三节 离心分离机
利用离心力来达到悬浮液及乳浊液中固液、液液分离的方法,通称离心分离,实现离心分离操作的机械称为离心机.可按分离因数,操作原理及操作方式分类.
常速离心机:用于分离颗粒不大的悬浮液和物料的脱水高速离心机:用于分离乳状和细粒悬浮液超高速离心机:用于分离极不易分离的超微粒的悬浮系统和高分子的胶体悬浮液.
过滤式离心机:其鼓壁上有孔,借离心力作用实现过滤分离沉降式过滤机:鼓壁上无孔,借离心力作用来实现沉降分离的.分离式离心机:鼓壁上无孔,转速大.
间歇式离心机、边续式离心机
一、 离心分离机的分离原理与分类
(一)、分离原理牛乳中含有脂肪、脱脂乳以及各种固体杂质,三者之间脂肪相对密度最小,脱脂乳次之,固体杂质相对密度最大.将其静止数小时后,将分成三层.如图所示.:
其分离速率遵循斯托克(Stoke)定律.其公式V=2/9g(ρ1-ρ2)r2/η(cm/s)式中 v---球形颗粒的沉降速率,cm/sg----重力加速度,cm/s2ρ1----介质密度,g/cm3ρ2----颗粒密度,g/cm3r-----脂肪球半径,cmη----介质粘度,Pa.s
根据斯托克定律,用离心力来代替重力加速度,可提高沉降速度如图所示.V=2/9a(ρ1-ρ2)r2/η(cm/s)式中a----离心加速度,cm/s2 a=ω2r=(6.28n)2R稀奶油在分离转鼓中心较近的出口流出,脱脂乳在转鼓较远的出口流出,杂质颗粒沉于四周底部.
在转鼓中加入一组圆锥形碟片,由于颗粒所走的距离减小,所以相应的分离能力就增加.借离心力的作用使混合液达到转鼓中心,重颗粒(杂质)向下移动,最后沉降在转鼓四周,重液体(脱脂乳)向下通过圆盘空间的中心,经最高圆盘上面的通道从圆盘排出.
二、牛奶分离机的分类
1、根据构造形式分类(1)开放式
牛奶进机前盛于机身最高端,依靠重力作用从入口进料,同时使稀奶油和脱脂乳在常压下排出.一般可采用手摇式电动两用结构.
(2)半封闭式牛奶分离机
具有开放式牛奶进料口,牛奶仍依靠重力进料,脱脂乳因离心机本身形成的压力,能封闭式的出料,而稀奶的排出有开放式或封闭式的排出口.
(3)封闭式牛奶分离机
完全密闭式的,具有封闭式牛奶的入口和封闭式的脱脂乳及稀奶油的排出口,牛奶借泵或重力作用自空心轴进入分离机,到达碟片之间,经碟片分离后,因牛奶的高速旋转,并有压力盘的作用,造成液封,提高脱脂乳及稀奶油的排出压力,由于无空气进入,不会产生泡沫.
2、根据不同用途分(1)牛奶分离机
1:4~1:10
100升/时或以上
1:4~1:2
600升/时或以上
稀奶油与脱脂乳容积比
牛乳分离机生产能力
为了提高分离机的工作效率,要求牛奶在分离前必须预热至35~40oC.分离后,还要求脱脂乳中含脂率不高于0.02%,同时对稀奶油和脱脂乳的容积比有一定的要求.
分离机底部四周杂质的沉淀,也有一定的数值范围.如表所示:
1625230380169029303730
501006001000200030005000
沉渣空间容积(毫升)(不小于)
牛奶分离机生产奶能力(升/小时)(不小于)
(1)液体在分离要两碟片间移动的轨迹
在分离机上开有孔,牛乳通过这些孔进入碟片间,所以应把这些孔开在稀奶油和脱脂乳的分界面上,其分界面的半径R0与轻重组分的容积比例有关,可按下式计算: R0={(aR2max+R2min)/(1+a)}1/2R0 –分界面半径即转轴中心与碟片孔中心的距离Rmax-碟片最大半径Rmin-碟片最小半径a-稀奶油及脱脂乳的容积比
(2)分离钵的主要结构
为整个分离钵的支持部分,中心管是牛乳进入的通道,
放在底座上面的一、槽沟内,当分离钵旋紧时,可使顶罩与底座之间封闭.
用于支承杯盘,其内部有三个沟槽与底座的三个孔眼配合中,形成牛乳的通道由此进入分离杯盘中
在盘的内外表面焊有突起物,并有三个孔与中杯盘配合形成牛乳上行的通道眼
焊接突起物,使杯盘间形成一定的距离,不同类形分离机,杯盘数目不同,越多离效果越好,能力越大,耗能也在
上无孔眼,将杯盘分离出来的稀奶油汇集,并将稀奶油从其中伸长的出口(有一小孔)甩出钵体.

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