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在玉米淀粉加工過(guò)程中，分離胚芽和纖維后的淀粉乳，通常采用碟片噴嘴離心機(jī)進(jìn)行蛋白分離、濃縮或用來(lái)澄清淀粉洗滌的溢流，有時(shí)也采用離心機(jī)作淀粉洗滌。對(duì)麩質(zhì)水來(lái)說(shuō)，可以采用臥螺進(jìn)行脫水?？傊?，離心分離設(shè)備，由于分離效率高，濃縮和澄清效果好而在淀粉加工過(guò)程中起著重要的作用。

SDA系列的三相分離機(jī)，是德國(guó)韋斯伐里亞公司于90年代開(kāi)發(fā)出的專門(mén)用于淀粉加工的分離機(jī)。已經(jīng)注冊(cè)了專利技術(shù)，并在歐洲、美國(guó)和世界其它地區(qū)的玉米、小麥、馬鈴薯和木薯淀粉加工行業(yè)，作為淀粉分離、澄清和洗滌離心機(jī)得到廣泛的應(yīng)用。特別是玉米淀粉的加工，將三相分離機(jī)和臥螺結(jié)合使用，作為主分離離心機(jī)和麩質(zhì)脫水臥螺，可以簡(jiǎn)化工藝（省掉麩質(zhì)濃縮離心機(jī)），提高脫水效率，對(duì)降低設(shè)備投資和生產(chǎn)運(yùn)行費(fèi)用都是有益的。

1 三相分離機(jī)的原理

兩相分離機(jī)是將淀粉乳作為底流，其余都作為溢流。可想而知，溢流的濃度是很低的（濃度通常1%ds左右）。為了濃縮麩質(zhì)再采用另外一臺(tái)分離機(jī)來(lái)濃縮，以得到麩質(zhì)脫水設(shè)備的濃度要求。

與目前廣泛使用的兩相碟片噴嘴分離機(jī)相比，三相分離機(jī)是一進(jìn)三出，除了底流和溢流外，增加了中相，中相的比重是介于底流和溢流之間的這一部分，對(duì)于玉米淀粉加工來(lái)說(shuō)，底流是濃度為18～19°Be’的淀粉乳，溢流是澄清后的工藝水，中相是蛋白和細(xì)纖維類(lèi)的物質(zhì)，但濃度比兩相分離機(jī)的濃度高很多倍。為了便于理解，將分離了胚芽和纖維的淀粉乳采用試管分離機(jī)進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)后，由于比重不同，混合物就會(huì)產(chǎn)生分層現(xiàn)象。淀粉在底層，中間是細(xì)纖維和蛋白（麩質(zhì)），上層是水。三相分離機(jī)就是在不同的區(qū)域?qū)⑽锪戏至鳌?/span>

可以理解為三相分離機(jī)是兩臺(tái)起了不同作用的分離機(jī)結(jié)合在一臺(tái)離心機(jī)內(nèi)工作。第一臺(tái)分離機(jī)是一臺(tái)澄清離心機(jī)，50%的水被分離出來(lái)，并作為溢流。這部分工藝水經(jīng)過(guò)碟片的澄清作用，含有的懸浮固體（SS）很低，而可溶物質(zhì)比較高，完全能滿足工藝水的品質(zhì)要求。而中相是麩質(zhì)，它的濃度在5%～7%ds（取決于進(jìn)離心機(jī)的濃度），比兩相分離機(jī)的溢流要高得多，此濃度的麩質(zhì)，是臥螺脫水的理想濃度。經(jīng)過(guò)臥螺脫水后可直接進(jìn)行烘干。

臥螺的分離因數(shù)很高，它的脫水效率比過(guò)濾機(jī)要高。

即使是不采用臥螺脫水的工藝而采用離心機(jī)濃縮后用過(guò)濾機(jī)脫水，由于進(jìn)入濃縮離心機(jī)的濃度比兩相離心機(jī)提高了3～5倍，同樣的離心機(jī)的進(jìn)料流量時(shí)，實(shí)際的處理麩質(zhì)的產(chǎn)量卻增加了許多倍。

2 三相分離機(jī)的結(jié)構(gòu)

與兩相分離機(jī)一樣，三相分離機(jī)也是由碟片、噴嘴、轉(zhuǎn)鼓進(jìn)料系統(tǒng)、向心泵等主要部件組成。只是在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)為中相額外設(shè)置了一個(gè)通道，并增加了一臺(tái)向心泵。

由于離心力的作用，混合物中的淀粉組分，在進(jìn)入高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)鼓后，立刻聚集在轉(zhuǎn)鼓的較大外徑區(qū)域——噴嘴周?chē)?，從噴嘴中排出比重比淀粉要小的?xì)纖維和蛋白質(zhì)，就像試管離心試驗(yàn)中所演示的，會(huì)聚集在淀粉區(qū)域的前方，通過(guò)在碟片組上方的通道進(jìn)入到中相的向心泵中。經(jīng)過(guò)高速旋轉(zhuǎn)的碟片的澄清作用，99%以上的不溶性固體都被離心力所捕捉到，從溢流口排出的液體是很清的。獨(dú)立的洗滌水系統(tǒng)，將洗滌工藝水直接輸送到噴嘴的淀粉聚集區(qū)域，達(dá)到置換洗滌的效果。維持恒定的洗滌水流量，此洗滌水的出口壓力與淀粉的濃度成正比關(guān)系。因此可以實(shí)現(xiàn)對(duì)噴嘴排出的淀粉乳（底流）的濃度監(jiān)測(cè)，結(jié)合對(duì)進(jìn)料流量的控制，就可實(shí)現(xiàn)對(duì)離心機(jī)底流濃度的自動(dòng)控制。

3 三相分離機(jī)在玉米淀粉加工中的應(yīng)用

3.1 淀粉和麩質(zhì)分離的主分離離心機(jī)

淀粉乳的底流濃度和分離效率與兩相離心機(jī)一樣，溢流的澄清度很高，可以作為工藝水直接使用。中相的麩質(zhì)濃度亦很高，可以直接進(jìn)入臥螺離心機(jī)脫水，也可以進(jìn)入麩質(zhì)濃縮離心機(jī)濃縮。由于濃度高，濃縮離心機(jī)的濃度比原來(lái)的10倍左右降低到5倍以下，可以提高濃縮離心機(jī)的處理量，并改善濃縮離心機(jī)的操作條件。

3.2 澄清離心機(jī)

用于處理淀粉洗滌的溢流。與主分離機(jī)一樣，將其按照物料的成分分成三種流向。澄清離心機(jī)的底流為淀粉乳作為主分離離心機(jī)的進(jìn)料，溢流是工藝水，視工藝的需要分配，中相是濃度比較高的麩質(zhì)，可以直接進(jìn)入麩質(zhì)脫水物料或進(jìn)入到麩質(zhì)濃縮離心機(jī)進(jìn)行濃縮。

3.3 淀粉洗滌及麩質(zhì)濃縮

三相分離機(jī)作為淀粉洗滌時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)真正的逆流洗滌過(guò)程。離心機(jī)的分離因數(shù)比旋流器大，洗滌效率高。

4 臥螺分離機(jī)的原理

臥式螺旋分離機(jī)也是沉降式離心機(jī)。高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)鼓和推料螺旋之間有一定的轉(zhuǎn)速差。固液混合物進(jìn)入到離心機(jī)內(nèi)以后，由于離心力的作用，固體沉積在轉(zhuǎn)鼓的壁上，在推料螺旋的作用下被排出離心機(jī)。而澄清的液體從離心機(jī)的另外一邊，在重力或是向心泵的作用下排出離心機(jī)。完成對(duì)混合物的分離過(guò)程。

由于采用這種固形物的排出方式。底流的固形物含量可以提高，在40%ds以上。

韋斯伐里亞公司的專利技術(shù)——雙電機(jī)，雙減速器結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)推料螺旋的扭矩變化，自動(dòng)調(diào)節(jié)螺旋與轉(zhuǎn)鼓的速差，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)固形物的水分含量的自動(dòng)控制，保證此脫水工序恒定的工藝效果。

臥螺的主電機(jī)提供了轉(zhuǎn)鼓的推料螺旋的主要?jiǎng)恿?。第二臺(tái)電機(jī)是調(diào)頻電機(jī)，并且是與推料螺旋的減速器相連。此調(diào)頻電機(jī)的作用是為推料螺旋提供額外的動(dòng)力。

在推料螺旋的驅(qū)動(dòng)軸上設(shè)置了一個(gè)扭矩傳感器，可以隨時(shí)測(cè)定推料螺旋的扭矩。推料螺旋的扭矩與固形物的干物含量成正比。干物含量越高，輸送這部分臥螺所需要的扭矩就越大。這時(shí)，扭矩傳感器就發(fā)出訊號(hào)，調(diào)剖電機(jī)的轉(zhuǎn)速提高，提高推料螺旋與轉(zhuǎn)鼓的速差，沉積在轉(zhuǎn)鼓壁上的固形物在離心機(jī)內(nèi)停留的時(shí)間縮短，造成的效果是干物含量降低。反之亦然。

5 三相離心機(jī)在淀粉工廠的實(shí)際應(yīng)用

一臺(tái)SDA110三相分離機(jī)在玉米淀粉工廠的實(shí)際生產(chǎn)情況表明，SDA110分離機(jī)的生產(chǎn)能力可以達(dá)到年產(chǎn)10萬(wàn)噸淀粉。下表是一組生產(chǎn)數(shù)據(jù)：

通過(guò)對(duì)實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)的分析，三相分離機(jī)的底流——淀粉乳的濃度為19°Be’，總蛋白4.2%，其中可溶性蛋白占1.8%，不可溶性蛋白為2.4%。完全滿足淀粉洗滌液旋流器的品質(zhì)要求。

離心機(jī)采用洗滌水來(lái)提高洗滌效果，洗滌水流量為8m3/h，這部分洗滌水是工藝過(guò)程水。含有高達(dá)62%的總蛋白（db）。如果采用品質(zhì)好一些的洗滌水，離心機(jī)的底流的淀粉乳的品質(zhì)會(huì)更好。

溢流的固形物含量很低，總蛋白含量占干物的54%，其中可溶性蛋白占50%，說(shuō)明溢流中主要是含有大量的可溶性物質(zhì)，用來(lái)作工藝中其他部分的過(guò)程水是適宜的，特別是作浸泡水是很理想的。

中相的總蛋白含量達(dá)到64%（db）。分析表明，其中淀粉很少。中相的濃度高達(dá)7.5%，與兩相分離機(jī)（濃度通常是在1%～1.5%）相比，濃度大幅度提高。這樣的濃度完全可以滿足臥螺的進(jìn)料要求，而不需要再采用一道濃縮的設(shè)備。

應(yīng)該指明的是，本生產(chǎn)過(guò)程中離心機(jī)的進(jìn)料濃度比較高（11°Be’）。如果是目前國(guó)內(nèi)的普遍玉米淀粉加工水平，在采用預(yù)濃縮離心機(jī)時(shí)，進(jìn)入離心機(jī)的濃度會(huì)很低，通常是4～6°Be’。采用兩相分離時(shí)，溢流的濃度就更低，不進(jìn)行濃縮是不行的。因此必須要有一道濃縮的工序，即采用離心機(jī)或沉降槽。

臥螺離心機(jī)作麩質(zhì)蛋白脫水時(shí)，要求的進(jìn)料濃度范圍是3%～7%，三相分離機(jī)的中相的濃度范圍是5%左右，臥螺出口的干物含量是12%～45%，比過(guò)濾機(jī)的干物含量高約5%。這部分的水分如果是采用烘干的方法處理，要消耗掉很多熱能。另外，由于進(jìn)入烘干機(jī)的干物含量很高，烘干的操作條件比較柔和，有利于保持物料的品質(zhì)，從烘干的角度來(lái)說(shuō)能夠節(jié)能。