第4章分選分離機械與設(shè)備

食品工廠機械與設(shè)備第4章分選分離機械與設(shè)備食品科學(xué)學(xué)院食品教研室王海鷗第4章分選分離機械與設(shè)備主要內(nèi)容4.1分選機械設(shè)備4.3過濾機械4.2離心分離機械4.4提取機械設(shè)備4.5膜分離設(shè)備

分選、分級、選別？分離對象識別+分離動作執(zhí)行4.1分選機械設(shè)備

按尺寸大小分級三輥式分級機結(jié)構(gòu)示意圖三輥式分級機結(jié)構(gòu)示意圖圖4.16X射線去石機工作原理圖4.2離心分離機械

不同狀態(tài)分散體系的分離：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。分離原理：過濾式:是鼓壁上有孔，借離心力實現(xiàn)過濾分離的離心機。這類離心機分離因數(shù)不大，轉(zhuǎn)速一般在1000~1500r/min。沉降式:轉(zhuǎn)鼓壁不開孔、借離心力實現(xiàn)沉降分離的離心機。分離式:鼓壁亦無開孔，但其轉(zhuǎn)速很大，一般在4000r/min以上，分離因數(shù)在3000以上。過濾式離心機4.2離心分離機械

人工卸料三足離心機結(jié)構(gòu)P90結(jié)構(gòu)特點:外殼、轉(zhuǎn)鼓和傳動裝置都通過減震彈簧組件懸在三個支柱上(故稱作三足式離心機)，以減弱離心機轉(zhuǎn)鼓運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的振動。立式離心力卸料離心機P93特點是是利用濾渣自身的離心力自動卸料，不需卸料裝置，是自動連續(xù)式離心機中結(jié)構(gòu)最簡單的一種。它對物料的過濾過程是一種動態(tài)過濾，過濾分離時薄層濾餅不斷移動與更新，有利于提高分離效果。振動卸料離心機結(jié)構(gòu)P93其轉(zhuǎn)鼓在旋轉(zhuǎn)的同時由偏心機構(gòu)或電磁裝置產(chǎn)生軸向振動，振幅為4~6mm，振動頻率在2000次／min以下。調(diào)整振幅和振動頻率可以改變對物料產(chǎn)生的往復(fù)和回轉(zhuǎn)慣性力。當(dāng)兩者之合力產(chǎn)生的沿轉(zhuǎn)鼓大端方向的推動力大于物料與濾網(wǎng)之間的摩擦力時，物料即向大端方向移動，直至離開轉(zhuǎn)鼓。轉(zhuǎn)鼓的半錐角應(yīng)小于物料與篩網(wǎng)的摩擦角，一般為20°~35°。進動卸料離心機結(jié)構(gòu)P93進動卸料離心機有立式和臥式兩種型式，其轉(zhuǎn)鼓在低的分離因數(shù)下運行時，在作自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動的同時作公轉(zhuǎn)擺動，利用進動慣性力推動濾餅向錐形轉(zhuǎn)鼓的大端移動而自動卸料，從而極大地強化了固液分離過程。螺旋卸料過濾離心機P94螺旋卸料過濾離心機是薄層濾餅分離固液混合物的連續(xù)操作離心機。由于轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的物料層較薄并不斷地被螺旋翻動、推移，所以排出的濾渣含濕量較低。優(yōu)點：分離因數(shù)較高，當(dāng)量過濾面積及過濾強度較大，具有體積小，生產(chǎn)能力大，脫水效率高及運行費用低，能耗小等優(yōu)點。缺點：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，物料破碎率較高，洗滌不充分，濾網(wǎng)制造要求較高。適用于食品工業(yè)中顆粒粒度大于75μm的懸浮液物料的固液分離，如食鹽、玉米淀粉、酒精糟液等。分離式離心機4.2離心分離機械

碟式離心機結(jié)構(gòu)主要由轉(zhuǎn)鼓、變速機構(gòu)、電機、機殼、進、出料管等構(gòu)成。碟片呈倒錐形，錐頂角為60o~100o，每片厚度0.3~0.4mm。碟片數(shù)量由分離機的處理能力決定從幾十片到上百片不等。碟片間距與被處理物料的顆粒粒度和分離要求有關(guān)，范圍在0.3~1.0mm之間，用于牛乳分離為0.3~0.4mm，用于分離酵母的為0.8~1.0mm。根據(jù)用途不同，碟片的錐面上可開若干小孔或不開孔。右圖所示為一種開小孔的錐形碟片，用于牛乳等乳化液的分離。碟式離心機分離原理奶油分離澄清型分離機結(jié)構(gòu)特點用于澄清的分離機，其結(jié)構(gòu)與分離式基本相同，所不同的是只有一個排出口供液體排出，同時其碟片上無孔，底部的分配板將液體導(dǎo)向轉(zhuǎn)鼓邊緣。被分離后的液體沿碟片間隙向轉(zhuǎn)鼓中央流動，固體則沉積于轉(zhuǎn)鼓壁處。沉積于轉(zhuǎn)鼓壁的固體沉淀，既可由人工方式間歇排出碟式分離機，也可用自動方式周期性地排出。4.3過濾設(shè)備

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，常用過濾方式除去其中的固形物微粒，以提高產(chǎn)品的澄清度，防止制品日后隨保存時間延長發(fā)生沉淀。按照過濾推動力可分為：重力過濾機加壓過濾機真空過濾機過濾過程板框式壓濾機的結(jié)構(gòu)由機架與板框組成。機架由固定端板、螺旋(或液壓)壓緊裝置及一對平行的導(dǎo)軌組成。明流式板框壓濾機流程過濾流程

洗滌流程垂直濾葉型葉濾機砂濾棒過濾器

砂濾棒（砂棒，砂芯）轉(zhuǎn)筒式真空過濾機

《食品工廠機械與設(shè)備》13食品科學(xué)班4.3過濾設(shè)備p102

固液分離，分離界面或介質(zhì)，上、下游壓差，轉(zhuǎn)筒式結(jié)構(gòu)。真空過濾機的特點？轉(zhuǎn)鼓是這種過濾機的主體,它是可轉(zhuǎn)動的水平圓筒,其截面如右圖所示，直徑0.3~4.5m，長3~6m。圓筒外表面由多孔板或特殊的排水構(gòu)件組成，上面覆濾布。轉(zhuǎn)鼓圓筒內(nèi)部被分隔成若干個扇形格室每個格室有吸管與空心軸內(nèi)的孔道相通，而空心軸內(nèi)的孔道則沿軸向通往位于軸端并隨軸旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動盤上。當(dāng)轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)時，借分配頭的作用，扇形格內(nèi)分別獲得真空和加壓，如此便可控制過濾、洗滌等操作循序進行。轉(zhuǎn)鼓表面分6個區(qū)。分配頭轉(zhuǎn)動盤與固定盤緊密配合，構(gòu)成一個特殊的旋轉(zhuǎn)閥，稱為分配頭，如下圖所示。固定盤分成若干個弧形空隙，分別與減壓管、洗液貯槽及壓縮空氣管路相通。

（1）轉(zhuǎn)動盤（2）固定盤轉(zhuǎn)筒真空過濾機的分配頭轉(zhuǎn)筒式真空過濾機的優(yōu)點可連續(xù)生產(chǎn)，機械化程度較高；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)筒真空過濾機均適用）；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；濾布損耗要比其它類型過濾機為小。轉(zhuǎn)筒式真空過濾機的缺點過濾推動力小，它僅是利用真空作為推動力。由于管路阻力損失，最大不超過80kPa，一般為26.7~66.7kPa。因此，不易抽干，濾餅的終濕度一般在20％以上；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，同時過濾面積愈大制造愈加困難。目前國內(nèi)生產(chǎn)的最大過濾面積約為50m2，一般為5~40m2。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。結(jié)構(gòu)和操作原理與轉(zhuǎn)筒真空過濾機相類似。盤的每個扇形格各有其出口管道通向中心軸。而當(dāng)若干個盤聯(lián)結(jié)在一起時，一個轉(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)筒真空過濾機相似，這些連續(xù)通道也與軸端旋轉(zhuǎn)閥(分配頭)相連。轉(zhuǎn)盤真空過濾機4.4壓榨機械

過濾與壓榨的區(qū)別？都是固液相混合物的分離，混合體系易流動、易泵送？濾餅中液體去除更徹底？P104過程包括：加料、壓榨、卸渣。物料預(yù)處理：破碎、熱燙、打漿。連續(xù)式、非連續(xù)式。螺旋式連續(xù)壓榨機輥式連續(xù)壓榨機帶式連續(xù)壓榨機榨汁機螺旋榨汁機臥式螺旋離心機布赫榨汁機帶式榨汁機螺旋壓榨機福樂偉帶式壓榨機原理圖

臥籃式壓榨機、布赫(Bucher)榨汁機臥籃式壓榨機也稱布赫(Bucher)榨汁機，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8~10t/h蘋果原料，出汁率82％-84%，設(shè)備功率24.7kW，活塞行程1480mm。目前，布赫榨汁機已發(fā)展成為可適合多品種果蔬榨汁的通用型筐式榨汁機，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。布赫榨汁機的結(jié)構(gòu)圖關(guān)鍵部件是可獲得低混濁天然純果汁的尼龍濾繩組合體。濾繩由強度很高且柔性很強的多股尼龍線復(fù)捻而成，沿其長度方向有許多貫通的溝槽，其表面纏有濾網(wǎng)。濾繩在壓榨過程中的工作狀態(tài)（1）裝料（2）壓擠（3）復(fù)位松渣（4）排渣一臺榨汁機濾繩多達220根。擠壓時汁液經(jīng)濾繩過濾后進入繩體溝槽，沿繩索流至貯汁槽，然后擠壓面復(fù)位，繩索重新逐漸伸直。由于繩索的運動使?jié){渣松動，破碎，然后再次擠壓。如此周期動作，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移動，使?jié){渣松動并將其排出。布赫榨汁機的主要工序裝料：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)方式對榨汁機清洗，以保持系統(tǒng)衛(wèi)生，避免微生物的污染。4.5提取機械設(shè)備

萃?。焊鹘M分在溶劑中溶解度的差異，分離。是分離和提純物質(zhì)的重要單元操作。

液-液萃取、固液萃?。ń幔?、超臨界萃取。

超臨界流體萃取技術(shù)？

Supercritical,fluid,extraction,(SFE)超臨界流體萃取是國際上最先進的物理萃取技術(shù)，簡稱SFE。在較低溫度下，不斷增加氣體的壓力時，氣體會轉(zhuǎn)化成液體，當(dāng)溫度增高時，液體的體積增大，對于某一特定的物質(zhì)而言總存在一個臨界溫度（Tc）和臨界壓力（Pc），高于臨界溫度和臨界壓力后，物質(zhì)不會成為液體或氣體，這一點就是臨界點。再臨界點以上的范圍內(nèi)，物質(zhì)狀態(tài)處于氣體和液體之間，這個范圍之內(nèi)的流體成為超臨界流體（SF）。超臨界流體具有類似氣體的較強穿透力和類似于液體的較大密度和溶解度，具有良好的溶劑特性，可作為溶劑進行萃取、分離單體。超臨界流體萃取是近代化工分離中出現(xiàn)的高新技術(shù)，SFE將傳統(tǒng)的蒸餾和有機溶劑萃取結(jié)合一體，利用超臨界CO2優(yōu)良的溶劑力，將基質(zhì)與萃取物有效分離、提取和純化。SFE使用超臨界CO2對物料進行萃取。CO2是安全、無毒、廉價的液體，超臨界CO2具有類似氣體的擴散系數(shù)、液體的溶解力，表面張力為零，能迅速滲透進固體物質(zhì)之中，提取其精華，具有高效、不易氧化、純天然、無化學(xué)污染等特點。超臨界流體萃取分離技術(shù)是利用超臨界流體的溶解能力與其密度密切相關(guān)，通過改變壓力或溫度使超臨界流體的密度大幅改變。在超臨界狀態(tài)下，將超臨界流體與待分離的物質(zhì)接觸，使其有選擇性地依次把極性大小、沸點高低和相對分子質(zhì)量大小不同的成分萃取出來。4.6膜分離機械設(shè)備

膜分離是以半透膜為分離介質(zhì)，以膜兩側(cè)壓力差或電位差為動力的物料分離單元操作。膜分離通常在常溫下進行，因此特別適用于熱敏性物料的分離。膜分離的對象，可以是液體也可以是氣體，食品工業(yè)中應(yīng)用較多的是液體物料的分離。根據(jù)分離驅(qū)動力，膜分離可以分為壓力驅(qū)動式和電位驅(qū)動式(即電滲析)兩大類。雖然兩者同屬膜分離，但分離原理上有本質(zhì)區(qū)別。因此，膜分離設(shè)備通常也分成壓力式膜分離設(shè)備和電滲析膜分離設(shè)備兩大類。一、壓力式膜分離設(shè)備二、電滲析膜分離設(shè)備反滲透納米濾超濾微濾壓力式膜分離設(shè)備平均孔徑小大壓力式膜分離設(shè)備主要包括膜組件、泵以及輔助裝置。其中膜組件是核心。所謂膜組件，就是將膜以某種形式組裝在一個單元設(shè)備內(nèi)，以便料液在外加壓力作用下實現(xiàn)溶質(zhì)與溶劑的分離。0.001－0.1微米0.1-10微米約0.001微米0.0001μm典型膜分離設(shè)備組成1.多級離心泵；2.過濾器；3.單級離心泵；4.冷卻器；5.反滲透膜模；6.產(chǎn)品罐；7.超濾膜模；A.原料液；B.濃縮液；C.脫去的水；D.循環(huán)液；E.透過液DDS平板式膜組件結(jié)構(gòu)螺旋卷式膜結(jié)構(gòu)螺旋卷式膜組件超濾膜過濾反滲透法原理：利用倒轉(zhuǎn)滲透的原理將水凈化。即向水施加壓力，使水分子通過半透膜，水中其它離子被截留，從而達到除鹽目的。半透膜：指一種對透過的物質(zhì)具有選擇性的薄膜。理想半透膜：只能通過溶劑(水)而不能透過溶質(zhì)的薄膜。反滲透的壓力差為1~10MPa。淡淡滲透：稀溶液的溶劑(水)透過半透膜進