第五章 分离机械

滤板、滤筐、滤布安装：滤板和滤筐交替排列，滤布覆盖在 滤板的两侧。 滤板（支撑滤布）
滤布（筛分）
滤筐（为滤饼形成预留空间）
压滤机总筐数一般10～60个，可以按生产量的要求通过插入 盲板的方法选用其中的一部分。
过滤与洗涤途径
工作过程：滤浆由滤筐进料口压入滤筐（操作压力一般0.1～
1MPa）,固相被滤布截留，于筐内形成滤饼，液相穿过滤饼和 滤布在滤板上（内）汇聚，从滤板角端滤液出口流出。
洗涤：滤室转至12的位置时，洗涤水喷洒于滤饼上，此时滤室与固定
盘上的凹槽 g 相通，经另一真空管道吸走洗涤水。滤室12、13所处的位 置称为洗涤区。
接真空管 接压缩空气
接真 空管
第二次脱水：滤室14的位置仍与真空接通，把滤饼中的水分进一步吸
干，称为第二脱水吸干区。15为不工作区。
卸料、滤布再生：滤室16、17与凹槽 h 相通，压缩空气从内向外穿
分配头 分配头由紧密贴合着的转动盘与固定盘构成，转动盘随着 转鼓一起旋转，固定盘内侧面各式凹槽分别与各种不同作 用的管道相通。
工作过程：
过滤：转鼓浸在滤浆槽内，浸没深度约为转鼓直径1/3，当滤室浸入
滤浆内时，转动盘相应的小孔便与固定盘上的凹槽 f 相对，从而与真 空通道连通，把滤液吸入滤室，通过分配头引出机外，固体颗粒被截 留在滤布上，形成滤饼。
烛式过滤机 其主要工作元件是成组安装 在过滤灌内的刚性烛性滤 杆。 滤杆采用梯形截面不锈钢 丝，按螺旋线形式焊接而 成，过滤时可以在表面直接 预涂硅胶土，由于内外通过 能力不同，不易发生堵塞现 象。 采用反冲方式进行滤饼卸 除。
§3
离心机械
概述wk.baidu.com过滤离心机 沉降离心机 分离离心机
0 概述
离心机：是利用离心力来达到悬浮液及乳浊液中固－
板框压滤机
应用最广泛的固液两相分离的间歇式分离设备
结构：滤板、滤筐、滤布、压紧装置、机架
滤板、滤筐、滤布
滤板为一块中间预留有液体流出孔径的硬质板；滤筐为一中 空的硬质板筐；滤布可以是不同孔径的绢筛。
滤板和滤筐的边框角端均设有一个浆料进口，每块滤板的边 框上还设有滤液出料口（出料口可以单独通向筐外－明流 式，亦可形成一个公共通道集中流出－暗流式）。 滤板分洗涤板和非洗涤板，两者差异不大，前者有洗水进 口。
第六章 食品分离机械与设备
§1 概述 §2 过滤机械 §3 离心机械 §4 旋流分离机械 §5 萃取设备 §6 食品分离高新技术设备
超临界萃取 膜分离 分子蒸馏
§1
概述
1.食品加工中的典型混合物 2.分离方法分类
扩散式分离方法 机械分离方法
²蒸发、蒸馏、干燥 ²过滤、压榨 ²结晶 ²沉降 ²吸收、萃取、沥取等 ²磁分离 ²沉淀 ²静电除尘、静电聚结 ²吸附 ²超声波分离 ²离子交换 ²等电位聚焦 ²气体扩散、热扩散、渗析、超滤、反渗透
一、过滤离心机
三足式离心机
三足式离心机是世界上最 早出现的离心机种，目前 仍是国内外应用范围最 广、制造数目最多的一种 间歇操作、人工卸料的立 式离心机。 三足式离心机有过滤式和 沉降式两种，其卸料方式 又分上部卸料与下印卸料 之分。
结构：转鼓体，主轴，轴承
座，外壳，电机，三角带轮 等离心机零件几乎全部装在 底盘上，然后通过三根摆杆 悬吊在三条支柱上。
接真空管 接压缩空气
接真 空管
第一次脱水：滤室转出滤浆槽后，仍与 f 相通，继续吸干残留在滤饼
中的滤液。滤室8至10所处的位置称为第一次脱水吸区。 滤室11对应于固定盘上凹槽f与g之间，不与任何管道相连通，该位置 称为不工作区。当滤室由一区转入另一区时，因有不同工作区的存在， 才使操作区不致相互串通。
P111
垂直滤叶型压滤机
振打卸料垂直槽垂直滤叶型叶滤机 结构：滤叶、起盖、气锤、输料泵、快开结构和机壳
工作过程 预涂后，输料泵以一定的压力把浆料泵入过滤槽，滤 液透过滤叶表面经滤叶内空腔汇聚于下端，经浆料出口排 出；滤渣截留于滤叶的表面形成滤饼，当滤渣达到一定厚 度时停止进料，由气锤高频锤打振落滤叶表面的滤渣，落 下的滤渣经出渣口排出。 冲洗卸料水平槽垂直滤叶型叶滤机
三足式吊袋上卸料离心机
一个典型的操作循环可以包括以下几个阶段：起动加速至 加料转速à在加料转速下加料à停止加料后，继续加速至规 定的最高转速进行分离à加洗液洗涤滤饼à脱液干燥à制动 转入低速à吊袋卸饼及滤袋复位。
三足式刮刀下卸料自动离心机
结构上多了一个刮 刀装置，转鼓底部有可 开闭底盘。
工作过程：调速电动机带动砖鼓中速旋转，进料阀开启将
过滤布而将滤饼吹松，随后由刮刀将滤饼从转鼓上卸下，使滤布再生。 滤室16、17的位置称为吹松区和卸料区，18为不工作区。 如此连续运转，整个转鼓表面上使构成了连续的过滤操作。
转盘真空过滤机 主要部件：滤浆槽，中央空心旋转轴，过滤圆盘，分配
头和驱动装置等。 过滤圆盘有若干个，每个圆盘由10～30个彼此独立的扇形 滤叶组成，回盘两侧面均覆盖着滤布，圆盘被固定在中心 空心轴上一起转动，滤浆槽由隔板分隔成几段，与此对 应，每段装有—个过滤圆盘。圆盘两侧装有刮刀，起卸除 滤饼的作用。 分配头等其他结构 与转鼓真空过滤机大 向小异。
固－液分离工程中遇到的各种颗粒尺寸范围及分离技术
§2
过滤机械
过滤：是利用多孔物质作为过滤介质进行固液分离的方
法。在推动力的作用下，迫使悬浮液(滤浆)流经过滤介 质，固体颗粒被截留形成滤饼，液相通过过滤介质，得到 澄清的液体(滤液)或固相产品。 Ø 过滤是分离悬浮液最普遍和最有效的操作方式之一 Ø 只适用于悬浮液，而不适用于乳浊液的分离 Ø 过滤过程中的推动力有重力、表面压力、离心力、 真空等(过滤过程之所以能顺利进行，是由于过滤介质 两侧存在着压力差，而不是因为两相的密度差 )。 Ø 过滤属于机械分离操作，与蒸发、干燥等非机械操 作相比，其能量消耗比较低。
物料由进料管加入转鼓，经布料盘均匀洒布到鼓壁，进料达 到预定容积后停止进料，转鼓升至高速旋转，在离心力作用 下，液相穿过滤布和鼓壁滤孔排出，固相截留在转鼓内，转 鼓降至低速后，刮刀旋转往复动作，将固相从鼓壁刮下由离 心机下部排出。
上悬式离心机 结构特点：
其转鼓固定在较长的挠性轴 下端，而轴的上端则借助轴承而 悬挂在铰接支承中。 这种支承方式使支承点远高 于转子的质量中心，从而保证运 行时的稳定性、并能使转子自动 调心。
加压叶滤机
叶滤机是以滤叶作为基本过滤元件，由许多滤叶组装而 成的。
滤叶
滤叶的构造: 一般由内层的支撑网、边框和覆盖在外层的 细金属丝网（ 400～500目）或编织滤布构成。有的在中 空框架或板上覆盖滤布组成。 滤叶的安装: 水平或垂直， 垂直的滤叶两面均可过滤，水平滤 叶仅上表面过滤。
加压叶滤机分类 及卸料方法:
带式过滤机 有压力式，真空式类型。 压力带式过滤机的主要部件有滤带、转轮、滤液收 集室、滤饼收集槽、螺旋输送器等。操作时，滤浆喷洒 在向前移动滤带上滤带，滤液穿过滤带流入其下方的滤 液收集室，经滤液排出口流出机外，而滤渣则被截流在 滤带上形成滤饼，经喷水管洗涤后，当滤带经转轮折返 时，靠惯性自动卸落于滤饼收集槽中，然后由螺旋输送 器送至机外。
转鼓真空过滤机 结构：主要由过滤转鼓、带有搅拌
器的滤槽、分配头、卸料机构、洗 涤装置和传动机构等组成。
过滤转鼓 是一个能转动的水平转鼓，其表面有一层金属网，网上覆 盖滤布，转鼓下部浸入滤浆中。 转鼓沿径向分隔成若干扇 形格，形成彼此独立的10～ 30个滤室。每个滤室都有单 独的孔道与中心的分配头连 接，转鼓转动时，凭借分配 头的作用使这些孔道依次分 别与真空管及压缩空气管相 通，因而在回转一周的过程 中每个滤室表面即可顺序进 行过滤，洗涤，吸干，吹 松，卸饼等项操作。
按离心分离因数大小分为： 常速离心机：α< 3500，主要用十分离颗粒不大的悬浮 液和物料的脱水。 高速离心机：3500<α<50000，主要用于分离乳状和 细粒悬浮液。 超高速离心机：α>50000，主要用于分离极不易分离 的超微细粒的悬浮系统和高分子的胶休悬浮液。 按操作方式分类：间歇式～、连续式～ 按转鼓主轴位置分类：卧式～、立式～ 按卸料方式分类：人工卸料～、重力卸料～、刮刀卸 料～、活塞卸料～、离心卸料～、振动卸料～、运动 卸料
液、液－液物料分离的机械。 主要用于脱水、浓缩、分离、澄清、净化和固体分级等 工艺过程。
基本原理：
离心因素(α) ＝
离心力加速度 重力加速度
离心机的分离因素一般为几百～几万,物料完全在 离心力作用下运动，重力影响可忽略不计。
操作原理
可分为3类：离心过滤，离心沉降和离心分离。 离心过滤：即在离心转鼓鼓壁上开孔构成过滤式转鼓，转鼓 上覆以滤布或其他介质，当转鼓高速旋转时，鼓内料液被离 心力甩向转鼓周壁由滤孔迅速泄出，固体颗粒则留于滤布上 形成滤饼，完成固体与液体的分离。 离心沉降：即在离心转鼓鼓壁上无孔，形成沉降式转鼓，旋 转时悬浮液受离心力作用即按密度大小而分层，密度大粒度 粗的颗粒附于鼓壁，沉降形成沉渣，密度小而细者集于中 央。 离心分离：鼓壁无孔，转速更高，且物料为乳浊液。在离心 力作用下液体按轻重不同而分层。比重大的液体首先沉降紧 贴在壁鼓外层，比重小的液体则在里层，在不同部位分别将 其引出转鼓、从而达到液—液分离的目的。 当乳独液中含 有少量固体颗粒时，则能进行液—液—固三相分离。
离心卸料垂直槽水平滤叶型叶滤机
由数十片固定在空心 轴上的水平圆滤叶和立 式压力容器组成，滤叶 上表面为过滤筛网，下 表面为无孔金属板，中 空部分与空心轴相通构 成滤液通道。空心轴和 滤叶由电动机驱动旋 转，过滤的推动力为压 力差，滤饼卸料则依靠 离心力。
真空过滤机
真空过滤机的推动力也为压力差，但是一种负压差， 负压差（<98.1kPa）靠抽真空实现。适于过滤颗粒度中 等，黏度较小的物料，可实现连续化生产。
离心机分类
按操作原理不同分为： 过滤式离心机：主要类型有三足式离心机，上悬式离心 机，卧式刮刀离心机，活塞推料离心机等，由于转速一 般在1000～1500rpm范围内，分离因数不大，只适用于 易过滤的晶体悬浮液和较大颗粒悬浮液的分离以及物料 的脱水。 沉降式离心机:有螺旋卸料沉降式离心机，机械卸料沉降 离心机，水力旋流卸料沉降离心机等，用以分离不易过 滤的悬浮液。 分离式离心机：具有极大转速，一般在4000rpm以上， 分离因数在3000以上，主要用于乳浊液的分离和悬浮液 的增浓或澄清。
工作循环：包括加料、分离、洗涤、再分离、卸料、滤网
再生等工序。转鼓回转速度连续作周期性变化：即低速加料 后à全速分离à低速卸料。上悬式离心机采用下部卸料，卸 料方式有重力卸料和机械卸料两种。
卧式刮刀卸料离心机 结构: 转鼓、刮刀机构、冲洗装置、加料管、卸料槽、
动力系统
工作原理
操作时，进料阀门自动定时开启，悬浮液进入全速运转的 鼓内，液相经滤网及鼓壁小孔被甩到鼓外，再经机壳的排 液口流出。停留在鼓内的固相被耙齿均匀分布在滤网上， 当滤饼达到指定厚度时，进料阀门自动关闭，停止进料， 随后冲洗阀门自动开启，洗水喷洒在滤饼上，再经甩干一 定时间后，刮刀自动上升，滤饼被刮下并经倾斜的溜槽排 出。刮刀升至极限位置后自动退下，同时冲洗阀门又开 启，对滤网进行冲洗，即完成一个操作循环，重新开始进 料。 由于用刮刀卸 料，使颗粒破碎 严重，对于必须 保持晶粒完整的 物料不宜采用。
工作过程
同转鼓真空过滤机 水平式真空过滤机
其他过滤机
砂滤器是此类过滤机(上图)中具有代表性的一种最简单的 过滤设备，其内部没有多孔的支承板，在其上方堆放着 一定厚度的砂粒层作过滤介质，滤浆由上方加入，完全 靠重力作用往下流，固体杂质被砂层挡住，在砂层检下 方可得到澄清的滤液。
机滤过力重
厢式压滤机 厢式压滤机是板框压滤机的一种 变型，两者外表相似。 厢式压滤机仅由滤板并列组成， 每块滤扳凹进的两个表面与另外 的滤板压紧后组成过滤室。滤浆 通过中心孔加入，滤液在下角排 出，带有中心孔的滤布覆盖在滤 板上，滤布的中心加料孔部位压 紧在两壁面上或把两壁面的滤布 用编织管缝合。 滤板
连续相为液体 X 悬浮液（固－液系统）：是由液体（连续相）和悬 浮于其中的固体颗粒（分散相）组成的系统。牛奶 X 乳浊液（液－液系统）： 两种完全不混溶的液体 的紧密混合物,在混合物中一种液体以小滴状借助于 乳化器而分散在另一种液体之中（连续相） 。 X 泡沫液（气－液系统）：含有气体微粒的液体系统 连续相为气体 X 固－气系统：烟、尘 X 液－气系统：雾