1 概述
臥式沉降螺旋卸料離心機(簡稱臥螺機)是國外五六十年代發(fā)展起來的一種新型高效固液分離設備。因該設備可連續(xù)進料,自動排出澄清液及固相沉渣,具有適用范圍廣,生產效率高,密封衛(wèi)生條件好,結構緊湊,操作簡便,維護方便,便于管道化生產等優(yōu)點,已被國際上發(fā)達國家廣泛用于食品、果汁、飲料、輕工、化工、制藥、糧油、環(huán)保污水處理等行業(yè)。我國對該機的研制起步較晚,八十年代才逐步滲透到各行業(yè),經(jīng)過多年的改進完善,國產機已在許多行業(yè)的物料固液分離工藝中取代了老式過濾設備及三足式離心機,并越來越顯示出其它機型無可比擬的優(yōu)越性。
2 結構與分離原理
臥螺離心機主要由外轉鼓、螺旋輸送器、擺線針差速器、主軸承、機架、固液相收集罩殼、電機傳動裝置、電控箱等部件組成。其分離原理為:電機傳動裝置分別帶動外轉鼓和差速器高速旋轉,在擺線針差速器的作用下,使螺旋輸送器產生一個略高于外轉鼓轉速的穩(wěn)定差轉速,以此實現(xiàn)物料在高速分離下的螺旋卸料功能。當機器達到額定轉速后,即可將欲處理的懸浮液由高位槽或輸送泵送入離心機,物料經(jīng)螺旋輸送器的加速斗加速進入離心機的外轉鼓內。在強大的離心力場作用下,被分離出來的固相沉渣很快地堆積在外轉鼓內壁上,經(jīng)螺旋輸送器葉片的推動,固相沉渣不斷推向外轉鼓小端錐段的干燥區(qū)內,固相在離心力擠壓下不斷地脫水濃縮,被推出外轉鼓小端的排渣口,從固相收集罩殼中排出。而被澄清的液相經(jīng)溢流擋板位置調整后,沿螺旋槽不斷地流向外轉鼓大端,經(jīng)溢流孔從液相收集罩殼中排出。
3 臥螺離心機運行特點
3.1 分離因數(shù)高,單機處理能力強
臥螺離心機的分離因數(shù)一般在1800~3500,比一般過濾式離心機分離因數(shù)高出3~5倍,而整個分離都在高速下連續(xù)進行,故它單機的懸浮液處理能力比一般過濾式離心機與壓濾機大得多。
3.2 對分離固相為柔性、纖維性、菌氏體的物料具有良好的適應性
因柔性、纖維性與菌絲體物料的固相在離心壓力與加壓情況下,其固相顆粒極易發(fā)生變形,使一般過濾式離心機或壓濾機會因網(wǎng)眼堵塞而不能有效地工作。臥螺離心機則是利用離心沉降原理,整個分離過程在密封的外轉鼓內進行,無濾網(wǎng),不存在堵網(wǎng)問題。
3.3 免受環(huán)境污染,衛(wèi)生條件良好
臥螺離心機的分離過程在密封的轉鼓內進行,而且所有與物料接觸的部件均用符合食品衛(wèi)生條件的優(yōu)質不銹鋼制造,與敞開式的普通三足式離心機和壓濾機相比,更受到食品、制藥行業(yè)的青睞。
3.4 結構參數(shù)可變,適用范圍廣泛
臥螺離心機可根據(jù)用戶的具體情況調整出合適的參數(shù),以滿足不同的要求。如:通過調整外轉鼓轉速來確定分離因數(shù),由改變溢流擋板位置來增減沉降區(qū)的長度,以差轉速的變化來調節(jié)固相停留時間,以及用控制進料量來掌握液相停留時間。
3.5 自動化程度高,勞動強度低,人為因素對產品質量的影響極小
臥螺離心機為全自動化機型,一旦調整好結構參數(shù),產品質量由機器來保證。環(huán)境及人為因素的干擾幾乎可以排除,這對保證產品質量有著重要意義。
3.6 缺點
由于臥螺離心機結構的限制,該類機器無洗滌功能,故不適用于有洗滌工藝要求的物料作固液分離。
4 應用實例
4.1 臥螺離心機在檸檬酸生產中的應用
某生產廠原來在檸檬酸與硫酸鈣分離的生產工藝中采用真空抽濾機,目前已改用臥螺離心機。在取得相同分離效果的條件下,采用臥螺離心機后的基建、設備投資,單位能耗都明顯下降,并大大減輕了工人的勞動強度,提高了工作效率。
4.2 豆奶加工
在某豆奶廠,按原生產工藝,大豆磨漿后用離心篩或三足式離心機進行分離脫水,由于豆?jié){是纖維生物料,剛開始脫水時細顆粒跑料而嚴重影響豆奶品質。豆渣架橋后,固相物料的變形卻堵塞了濾網(wǎng)而不能有效地脫水。因此,處理1m3豆?jié){需三個多小時,而且分離后的豆奶中>5μm的細顆粒很多,吃口有沉渣感覺。在夏季,溫度高,時間長,物料在敞開著的三足式離心機中極易變質。改用臥螺機后,磨成漿的大豆直接由管道迅速送入處理量達到每小時1.5m3的臥螺機,這就杜絕了上述情況的發(fā)生。豆奶中大于5μm的顆粒幾乎全部剔除,吃口中再無沉渣感覺,豆渣的含水率小于80%。
4.3 果汁生產
在果汁生產過程中,需從粉碎后的果實懸浮液中除去果籽、粗纖維等雜質,這也是屬于柔性、纖維性物料的固液分離。分離后的果汁中幾乎無纖維物。
4.4 臥螺機在其它食品加工行業(yè)中的應用
臥螺機在其它食品物料的固液分離中也得到了使用。如淀粉類:包括淀粉及蛋白分離、淀粉水溶液脫水、淀粉分級、B型淀粉分離等。又如油脂分離、蔗糖分離、酒槽后處理、魚粉加工、菌絲體廢液后處理以及食品工業(yè)中的污泥脫水等過程中的固液分離。