04 第三章 分离机械与设备.ppt

第1页：离心分离机与离心分离

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

第2页：离心分离机的分离原理与分类

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。：

第3页：离心分离机的分离原理与分类结构示意图

第4页：斯托克定律与沉降速度

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/s
• g----重力加速度，cm/s2
• ρ1----介质密度，g/cm3
• ρ2----颗粒密度，g/cm3
• r-----脂肪球半径，cm
• η----介质粘度，Pa.s

第5页：斯托克定律与沉降速度工作原理图

第6页：根据斯托克定律

• 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

第7页：在转鼓中加入一组圆锥形碟部件组成图

第8页：在转鼓中加入一组圆锥形碟片

• 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

第9页：牛奶分离机的分类

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

第10页：牛奶分离机的分类工艺流程图

第11页：牛奶分离机的分类设备构造图

第12页：半封闭式牛奶分离机

（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

第13页：封闭式牛奶分离机外形与布置

第14页：封闭式牛奶分离机

(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

第15页：牛奶分离机的分类装配关系图

第16页：牛奶分离机的用途分类

注：该表数字在原稿中连续排列，此处按各指标的对应顺序分列。

第17页：分离机的沉渣空间容积

注：该表数字在原稿中连续排列，此处按各指标的对应顺序分列。

第18页：料液在碟片间的移动轨迹

（1）液体在分离要两碟片间移动的轨迹

第19页：在分离机上开有孔

• 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

第20页：分离钵的主要结构

（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

第21页：净化机的结构特点

（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

第22页：净化机的结构特点结构剖面图

第23页：净化均质离心机与一机多用部件分解图

第24页：分离钵结构与净化机外形轮廓图

第25页：净化均质离心机与一机多用

（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

第26页：影响分离机生产能力的因素

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

第27页：离心分离机的选用与安装要求

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

第28页：分离机操作注意事项（续）

（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