《三节离心分离机》PPT课件

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( 1- 2)r2/ (cm/s) 式中 v-球形颗粒的沉降速率， cm/s g-重力加速度， cm/s2 1-介质密度， g/cm3 2-颗粒密度， g/cm3 r-脂肪球半径， cm -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( 1- 2)r2/ (cm/s) 式中 a-离心加速度， cm/s2 a= 2r (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 牛乳分离机生产能力 稀奶油与脱脂乳容积比 600升 /时或以上 1:41:2 100升 /时或以上 1:41:10 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 3540C。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： 牛奶分离机生产奶能力 （升 /小时）（不小于） 沉渣空间容积（毫升） （不小于） 50 100 600 1000 2000 3000 5000 16 25 230 380 1690 2930 3730 （ 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)1/2 R0 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。 整个杯盘的锥形外罩， 其作用是当乳中密度 较大的脱脂乳被压到 杯盘边沿后，即顺着 顶罩的内侧向上流动， 最后通过顶罩上的脱 乳出品乳出钵外。 （ 2）净化机 。 净化机的工作原理和牛乳分离机相同，仅结构上有所 不同。净乳机的碟片上不开小孔，碟片间的距离大， 沉渣体积也大 （ 3）净化均质离心机 （ 4）一机多用的离心机 既能脱脂，又能净化和标准化。基本原理是 把牛乳分离成脱脂乳与稀奶油，然后，再在 管道中混合，控制一定量，达到标准化，此 种分离机的沉渣容积比一般分离机大 。 三、影响生产能力的因素 1、转速 2、脂肪球直径大小 3、碟片半径大小 4、碟片仰角大小 5、稀奶油含脂率的控制 提高转速可大大提高 生产能力 直径越大，分离效果越好， 设计时就考虑能将小的脂肪 球分，目前可分分最小脂肪 球 1-1.3微米，脱脂乳中含 脂率为 0.01-0.02%。 碟片下半径大，上半径 小，分离效果越大，但 考虑结构允许值，杯盘 高度和平均半径的比值 在 0.45-0.7范围之内。 a值理论上越大越好，但受半径 限制，同时还与乳的粘度及其 杯盘表面的磨擦系数 有关， 一般为 50-600 预热后，由于分散介质和脂肪球 密度差大，乳的粘度降低，可提 高乳的分离效果，一般为 35- 400C，在全封闭的离心机，有时 可达到 500C 四、注意事项 （ 1）在选择分离机时，要根据实际情况考虑， 生产能力要适当。 （ 2）分离机要有坚实的地基，转动主轴垂直 水平面，各部件应精确地安装。 （ 3）开车时，必须检查传动机构及紧固件， 不允许倒转，以防止机件损坏。 （ 4）封闭压送式分离机起动和停车时， 都要由水代替牛乳。 （ 5）连续作业时间，视物料的物理性质、 杂质度含量而定。 （ 6）对封闭式压送式分离机而言，因具 备一定压力，故均用一种定容积型旋转泵 或特殊的离心泵，尽力防止泵的脉动。 （ 7）充分注意并检查泵对吸料管的垫圈 以及泵的轴封等处是否严密，防止空气 混入。 （ 8）操作结束后，立即进行拆洗干净， 备下次再用。