4-1食品机械-物料分离机械(1)-概述、压榨机、过滤机.pdf

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1、9/21/201114 分离机械（1）SCU食品工程系食品工程系2011-2012学年上期第学年上期第4-5周（周（6学时）学时）9/21/20112主要内容概述概述过滤机过滤机压榨机压榨机离心分离机离心分离机萃取机械萃取机械膜技术设备膜技术设备蒸馏设备蒸馏设备9/21/201134.1 概述 分离 将具有不同物理化学等属性的物质，根据其颗粒大小、相、密度、溶解性、沸点等表现出的不同特点而将物质分开的一种操作过程，即利用各种单元操作手段将对象物质从混合物中加以分开的过程。将具有不同物理化学等属性的物质，根据其颗粒大小、相、密度、溶解性、沸点等表现出的不同特点而将物质分开的一种操作过程，即利用各

2、种单元操作手段将对象物质从混合物中加以分开的过程。分离种类分离分离方法分离设备固-固分离固-液分离固-气分离液-液分离其他利用机械力和分离介质离心力超临界流体萃取技术惯性离心力机械力碟式离心分离机旋液分离器过滤机9/21/20114固液分离技术离心法沉降法过滤法实验室离心机实验室离心机（离心沉降）（离心沉降）9/21/20115离心法 离心法是利用离心力的作用，使混合物中固体颗粒和液体分离的过程离心法是利用离心力的作用，使混合物中固体颗粒和液体分离的过程 离心过程一般在离心机中完成离心过程一般在离心机中完成 特别适用于粒状物料、纤维类物料与液体的分离特别适用于粒状物料、纤维类物料与液体的分离

3、其主要部分为一快速旋转的鼓，鼓安装在直立或水平轴上，鼓壁分为有孔式和无孔式其主要部分为一快速旋转的鼓，鼓安装在直立或水平轴上，鼓壁分为有孔式和无孔式 当鼓壁有孔且高速旋转时，鼓内液体由于离心力的作用被甩出，而固体颗粒留在滤布上，这一过程称为离心过滤当鼓壁有孔且高速旋转时，鼓内液体由于离心力的作用被甩出，而固体颗粒留在滤布上，这一过程称为离心过滤 当鼓壁无孔时，物料受离心力作用按密度大小分层沉淀，称为离心沉降当鼓壁无孔时，物料受离心力作用按密度大小分层沉淀，称为离心沉降 当物料为乳浊液时，液体在离心力作用下按密度分层则成为离心分离当物料为乳浊液时，液体在离心力作用下按密度分层则成为离心分离9/2

4、1/20116沉降法 沉降是利用固体颗粒本身重力的作用，使颗粒沉降下来，并从液体中分离出来的过程沉降是利用固体颗粒本身重力的作用，使颗粒沉降下来，并从液体中分离出来的过程 沉降速度沉降速度的大小是决定沉降效果的关键因素之一，的大小是决定沉降效果的关键因素之一，它与颗粒的大小、密度以及液体分散密度和黏度等有关它与颗粒的大小、密度以及液体分散密度和黏度等有关 颗粒大、密度大、分散介质密度和黏度小时，沉降速度就快，反之则慢颗粒大、密度大、分散介质密度和黏度小时，沉降速度就快，反之则慢 沉降设备分为沉降设备分为间歇式间歇式、半连续式半连续式和和连续式连续式沉降器沉降器三种三种9/21/20117过滤法

5、 过滤是利用一种能将悬浮液中的固体微粒截留而使液体物料自由通过的多孔介质使悬浮液固液分离的过程过滤是利用一种能将悬浮液中的固体微粒截留而使液体物料自由通过的多孔介质使悬浮液固液分离的过程 过滤法在食品废弃物分离中主要有三种形式：过滤法在食品废弃物分离中主要有三种形式：滤饼过滤、深层过滤和膜过滤滤饼过滤、深层过滤和膜过滤。其中膜过滤是采用有机膜、多孔陶瓷介质膜和半透膜等膜材料，从液体中除去极细小颗粒的方法。其中膜过滤是采用有机膜、多孔陶瓷介质膜和半透膜等膜材料，从液体中除去极细小颗粒的方法 过滤操作的关键设备是过滤机过滤操作的关键设备是过滤机 按过滤推动力可分为重力过滤机、加压过滤机和真空过滤机

6、按过滤推动力可分为重力过滤机、加压过滤机和真空过滤机 按过滤介质可分为粒状介质过滤机、滤布介质过滤机、多孔陶瓷介质过按过滤介质可分为粒状介质过滤机、滤布介质过滤机、多孔陶瓷介质过滤机和半透膜介质过滤机滤机和半透膜介质过滤机 按操作方法可分为间歇式过滤机和连续式过滤机按操作方法可分为间歇式过滤机和连续式过滤机9/21/20118食品物料分离技术要求保持物料的天然性保持物料的天然性具有较高的物料分离效率具有较高的物料分离效率满足食品卫生要求满足食品卫生要求9/21/201194.2 过滤机原理和特点过滤阻力和推动力过滤阻力和推动力过滤操作的程序和分类过滤操作的程序和分类板框过滤机的结构与工作原理及

7、过程板框过滤机的特点和应用硅藻土压力过滤机9/21/201110过滤过滤的几个概念的几个概念 悬浮液称为悬浮液称为滤浆滤浆或或料浆料浆 所用的多孔性介质称为所用的多孔性介质称为过滤介质过滤介质 通过过滤介质的液体称为通过过滤介质的液体称为滤液滤液 被截留下来的颗粒层称为被截留下来的颗粒层称为滤饼滤饼或或滤渣滤渣 过滤推动力过滤推动力 实现过滤操作的外力有重力，压强差实现过滤操作的外力有重力，压强差或惯性离心力，在生产中应用最多的是过滤介质上、下两侧的压强差或惯性离心力，在生产中应用最多的是过滤介质上、下两侧的压强差9/21/201111原理和特点过滤阻力和推动力过滤阻力和推动力过滤操作的基本原

8、理：过滤操作的基本原理：利用 一种能将悬浮液中的固体微粒截留而使液体物料自由通过的多孔介质达到使悬浮液固液分离。利用 一种能将悬浮液中的固体微粒截留而使液体物料自由通过的多孔介质达到使悬浮液固液分离。过滤的过程实际上是过滤的推动力克服过滤阻力的过程。过滤的过程实际上是过滤的推动力克服过滤阻力的过程。过滤阻力过滤阻力：过滤开始时，由过滤介质和支撑物阻力组成；随着过滤进行，滤渣被截留形成滤饼，过滤阻力则由过滤介质阻力和滤饼阻力组成。：过滤开始时，由过滤介质和支撑物阻力组成；随着过滤进行，滤渣被截留形成滤饼，过滤阻力则由过滤介质阻力和滤饼阻力组成。过滤推动力过滤推动力：滤饼和过滤介质所形成的过滤层两

9、侧压力差。：滤饼和过滤介质所形成的过滤层两侧压力差。过滤压力差来源：过滤压力差来源：本身的液柱压力差，一般不超过本身的液柱压力差，一般不超过5104N/m2；重力过滤；重力过滤在悬浮液表面加压，一般不超过在悬浮液表面加压，一般不超过5105N/m2；加压过滤；加压过滤在过滤介质下方抽真空，一般不超过在过滤介质下方抽真空，一般不超过8.5104N/m2；真空过滤；真空过滤利用离心力；离心过滤利用离心力；离心过滤过滤操作程序过滤操作程序过滤（恒速和恒压）过滤（恒速和恒压）洗涤洗涤干燥干燥卸料卸料9/21/201112过滤介质 用于促使滤饼的形成，并为滤饼的支撑物用于促使滤饼的形成，并为滤饼的支撑物

10、 要求要求具有多孔性，滤液通过时阻力小，孔道大小应能截留悬浮粒子具有多孔性，滤液通过时阻力小，孔道大小应能截留悬浮粒子具有足够的机械强度具有足够的机械强度具有适当的表面特性，能加快滤饼卸除具有适当的表面特性，能加快滤饼卸除无毒、耐腐蚀无毒、耐腐蚀不易滋生微生物、易于清洗消毒不易滋生微生物、易于清洗消毒 分类分类粒状介质：焦炭、活性炭、玻璃喳、石砾等粒状介质：焦炭、活性炭、玻璃喳、石砾等织物状介质：金属滤布、非金属滤布织物状介质：金属滤布、非金属滤布多孔固体介质：多孔陶瓷、塑料、玻璃等多孔固体介质：多孔陶瓷、塑料、玻璃等9/21/201113助滤剂 在过滤前覆盖在滤布上或加于滤浆中以提高过滤速度

11、的物质在过滤前覆盖在滤布上或加于滤浆中以提高过滤速度的物质 常用助滤剂常用助滤剂硅藻土、活性炭、石棉、锯屑硅藻土、活性炭、石棉、锯屑 要求要求颗粒细小、坚硬、不可压缩颗粒细小、坚硬、不可压缩表面具有吸附胶体的能力表面具有吸附胶体的能力 适用：滤液有价值而滤渣无用适用：滤液有价值而滤渣无用9/21/201114（1）板框过滤机9/21/201115板框过滤机的结构与工作原理及过程端板滤板滤框滤布支撑横梁旋转压紧装置9/21/201116 滤板和滤框多做成正方形滤板和滤框多做成正方形 滤板和滤框的角上均开有小孔，组合后构成滤浆和洗水流动的通道。滤框的两侧覆以滤布，围成容纳滤浆及滤饼的空间，滤布的角

12、上也开有对应的孔道滤板和滤框的角上均开有小孔，组合后构成滤浆和洗水流动的通道。滤框的两侧覆以滤布，围成容纳滤浆及滤饼的空间，滤布的角上也开有对应的孔道 滤板的作用：一方面支撑滤布，另一方面提供滤液流出的通道，为此板面制成凸凹形状滤板的作用：一方面支撑滤布，另一方面提供滤液流出的通道，为此板面制成凸凹形状9/21/201117 滤板又分为洗涤板和非洗涤板，其区别在于洗涤板左上角孔与板面两侧相通，洗水可由此进入。为便于组装时识别，在滤板和滤框外侧铸有小钮或其它标志，过滤板为一钮板，洗涤板为三钮板，滤框具有二钮。过滤机组装时按钮数滤板又分为洗涤板和非洗涤板，其区别在于洗涤板左上角孔与板面两侧相通，洗

13、水可由此进入。为便于组装时识别，在滤板和滤框外侧铸有小钮或其它标志，过滤板为一钮板，洗涤板为三钮板，滤框具有二钮。过滤机组装时按钮数1-2-3-2-1-2-3的顺序排列板与框的顺序排列板与框 可以通过手动、电动或液压传动压紧装置可以通过手动、电动或液压传动压紧装置料液通道2钮1钮3钮洗涤液通道洗涤板框非洗涤板9/21/201118 滤板和滤框材料：滤板和滤框材料：可用铸铁、碳钢、不锈钢、塑料等可用铸铁、碳钢、不锈钢、塑料等 框的厚度为框的厚度为2075mm 框的边长为框的边长为3201000mm 滤板和滤框的数目可根据需要自行调节，一般为滤板和滤框的数目可根据需要自行调节，一般为1060块块

14、提供过滤面积为提供过滤面积为280m2 操作压强一般为操作压强一般为0.31MPa9/21/201119过滤阶段、洗涤阶段 过滤：滤浆有滤框上方通孔进入滤框空间，固体颗粒被滤布截留，在框内形成滤饼，滤液则穿过滤饼和滤布流向两侧的滤板，然后沿滤板的沟槽向下流动，由滤板下方的通孔直接排出过滤：滤浆有滤框上方通孔进入滤框空间，固体颗粒被滤布截留，在框内形成滤饼，滤液则穿过滤饼和滤布流向两侧的滤板，然后沿滤板的沟槽向下流动，由滤板下方的通孔直接排出 洗涤：洗涤水压入洗水通道，经洗涤板的左上角的小孔进入板面与滤布之间洗涤：洗涤水压入洗水通道，经洗涤板的左上角的小孔进入板面与滤布之间9/21/201120

15、9/21/2011219/21/201122板框过滤机的型号板框过滤机的型号 BMS20/635-25BMS20/635-25 B B板框过滤机板框过滤机 M M明流（A暗流）明流（A暗流）S S手动压紧（Y液压）手动压紧（Y液压）2020过滤面积20m过滤面积20m2 2 635635框内每边长635mm框内每边长635mm 25框厚25mm25框厚25mm 若为26个框,过滤面积A=0.635若为26个框,过滤面积A=0.6352 2*2*26m*2*26m2 2 滤饼体积（全充满）V滤饼体积（全充满）Vc c=0.635=0.6352 2*0.025*26 m*0.025*26 m3 3

16、9/21/201123板框过滤机的特点和应用特点特点滤饼含湿量高，滤液得率相对较低，必须进行滤饼的洗涤和干燥，增加了设备投资和操作工艺上的复杂性，降低了过滤效率滤饼含湿量高，滤液得率相对较低，必须进行滤饼的洗涤和干燥，增加了设备投资和操作工艺上的复杂性，降低了过滤效率应用应用适应于各种复杂物料的分离，以及粘度大、颗粒度细、可压缩性显著的物料；主要用于下列工艺过程适应于各种复杂物料的分离，以及粘度大、颗粒度细、可压缩性显著的物料；主要用于下列工艺过程液体的澄清液体的澄清分离难无过滤低浓度悬浮液或胶体悬浮液分离难无过滤低浓度悬浮液或胶体悬浮液分离液相对粘度大或接近饱和状态的悬浮液分离液相对粘度大或

17、接近饱和状态的悬浮液9/21/201124（2）真空转鼓过滤机(连续过滤机连续过滤机)9/21/201125 主体为一转鼓，转鼓表面有一层金属网，网上覆盖滤布，鼓的一部分浸入滤浆槽中，如图示主体为一转鼓，转鼓表面有一层金属网，网上覆盖滤布，鼓的一部分浸入滤浆槽中，如图示 沿转鼓的周边用隔板分成若干小过滤室，每室单独与转鼓转动盘上的孔相通沿转鼓的周边用隔板分成若干小过滤室，每室单独与转鼓转动盘上的孔相通 转筒旋转一周时各小室可依次进行过滤、第一次脱水、洗涤、第二次脱水、卸饼、滤布再生等项操作转筒旋转一周时各小室可依次进行过滤、第一次脱水、洗涤、第二次脱水、卸饼、滤布再生等项操作 而整个转筒上在任

18、何时候都在不同的部位同时进行过滤、洗涤、脱水、卸饼的操作而整个转筒上在任何时候都在不同的部位同时进行过滤、洗涤、脱水、卸饼的操作9/21/201126 特性：特性：过滤面积一般为过滤面积一般为540m2 转鼓浸没部分占总面积的转鼓浸没部分占总面积的3040%转速可调通常在转速可调通常在0.13rpm 滤饼厚度在滤饼厚度在1040mm之间，含水量之间，含水量1030%特点：特点：连续自动操作，节省人力，生产能力大，适用处理量大、易过滤悬浮液的分离连续自动操作，节省人力，生产能力大，适用处理量大、易过滤悬浮液的分离 附属设备多，投资费用高，过滤面积小，推动力有限，滤浆温度不能过高，洗涤不够充分，对

19、滤浆的适应能力差，不适于难过滤的物料附属设备多，投资费用高，过滤面积小，推动力有限，滤浆温度不能过高，洗涤不够充分，对滤浆的适应能力差，不适于难过滤的物料9/21/2011279/21/201128（3）硅藻土过滤机9/21/201129硅藻土压力过滤机结构结构壳体壳体滤盘滤盘机座机座压紧装置压紧装置排气阀排气阀压力表压力表9/21/201130 概念概念 硅藻土过滤机是以硅藻土为助滤剂的压力式过滤机硅藻土过滤机是以硅藻土为助滤剂的压力式过滤机 过程过程 将将2.53.0kg硅藻土加入硅藻土加入150200kg澄清良好的液体中，托国流体泵输入“硅机”，随过滤的进行，硅藻土将在滤盘上涂布形成过滤

20、饼，至预涂液达到澄清的要求后结束欲涂，泵入添加硅藻土的待滤液进行正常过滤操作澄清良好的液体中，托国流体泵输入“硅机”，随过滤的进行，硅藻土将在滤盘上涂布形成过滤饼，至预涂液达到澄清的要求后结束欲涂，泵入添加硅藻土的待滤液进行正常过滤操作 优点优点 性能稳定，适应性强性能稳定，适应性强 过滤效率高过滤效率高 设备简单，在操作良好的情况下还具有除菌效果设备简单，在操作良好的情况下还具有除菌效果 主要应用主要应用 过滤糖液、啤酒、白酒、酱油、醋等过滤糖液、啤酒、白酒、酱油、醋等9/21/201131（4）叶滤机 主要构件是矩形或圆形的滤叶。主要构件是矩形或圆形的滤叶。滤叶滤叶由金属丝网组成的框架上覆

21、以滤布构成。将若干个平行排列的滤叶组装成一体，安装在密闭的机壳内，即构成叶滤机。滤叶可垂直放置，也可水平放置。滤饼厚度一般由金属丝网组成的框架上覆以滤布构成。将若干个平行排列的滤叶组装成一体，安装在密闭的机壳内，即构成叶滤机。滤叶可垂直放置，也可水平放置。滤饼厚度一般535mm。叶滤机也是间歇操作设备叶滤机也是间歇操作设备 叶滤机设备紧凑，密闭操作，劳动条件较好，每次循环滤布不需装卸，劳动力较省。缺点是结构相对较复杂，造价较高叶滤机设备紧凑，密闭操作，劳动条件较好，每次循环滤布不需装卸，劳动力较省。缺点是结构相对较复杂，造价较高 如果滤饼需要洗涤，则在过滤完毕后通入洗水，洗水路径和滤液路径相同

22、，这种洗涤方式叫如果滤饼需要洗涤，则在过滤完毕后通入洗水，洗水路径和滤液路径相同，这种洗涤方式叫置换置换洗涤法洗涤法。洗涤过后，打开机壳，。洗涤过后，打开机壳，拔出滤叶除去滤饼拔出滤叶除去滤饼9/21/2011329/21/201133过滤机的选型过滤目的：过滤目的：过滤是为了取得滤液、还是滤饼，或者二者都要过滤是为了取得滤液、还是滤饼，或者二者都要滤浆性质：滤浆性质：包括滤饼的生成速度、孔隙率、固体颗粒沉降速度、粘度、浓度、颗粒直径、溶解度、腐蚀性等包括滤饼的生成速度、孔隙率、固体颗粒沉降速度、粘度、浓度、颗粒直径、溶解度、腐蚀性等其他因素：其他因素：生产规模、操作条件、设备投资费用、操作维

23、护费用等生产规模、操作条件、设备投资费用、操作维护费用等9/21/2011344.3 压榨机 压榨压榨 通过压缩力将液体从固液两项混合物中分离出了的一种单元操作通过压缩力将液体从固液两项混合物中分离出了的一种单元操作 压榨原理压榨原理 将物料置于两个表面（平面、圆柱面或螺旋面）之间，对物料施加压力使液体释出，释出的液体再通过物料内部的空隙流向只有表面将物料置于两个表面（平面、圆柱面或螺旋面）之间，对物料施加压力使液体释出，释出的液体再通过物料内部的空隙流向只有表面 压榨用途压榨用途 榨取原料内的汁液榨取原料内的汁液 脱水脱水9/21/201135压榨作用方式 平面压榨平面压榨 利用两个平面，其

24、中一个固定不动，另一个靠所施加的压力移动，将物料预先成型或以滤布包裹后置于两平面之间利用两个平面，其中一个固定不动，另一个靠所施加的压力移动，将物料预先成型或以滤布包裹后置于两平面之间 螺旋压榨螺旋压榨 利用一个多孔的圆筒表面和一个螺距逐渐减小的旋转螺旋面之间逐渐缩小的空间，释物料通过该空间而得到压缩利用一个多孔的圆筒表面和一个螺距逐渐减小的旋转螺旋面之间逐渐缩小的空间，释物料通过该空间而得到压缩 轮辊压榨轮辊压榨 利用旋转辊子之间的空间变化进行压榨，并备有分别排除液体、固体的装置，辊子表面需要适当地刻出沟槽利用旋转辊子之间的空间变化进行压榨，并备有分别排除液体、固体的装置，辊子表面需要适当地

25、刻出沟槽9/21/201136压榨效率出汁率是压榨机主要性能指标之一出汁率是压榨机主要性能指标之一影响出汁率的因素影响出汁率的因素 压榨机压榨机 物料性质物料性质 操作工艺：温度、压力、施压方法操作工艺：温度、压力、施压方法被压榨的物料量榨出的汁液量出汁率1009/21/201137压榨机的应用榨油榨油 种子或果仁种子或果仁 菜籽、花生、大豆、棕榈仁、椰子菜籽、花生、大豆、棕榈仁、椰子榨汁榨汁 水果、蔬菜水果、蔬菜 苹果、柑桔、番茄苹果、柑桔、番茄9/21/201138压榨机械分类分类间歇式间歇式间断完成加料、卸料操作间断完成加料、卸料操作手动螺杆压榨机、液压压榨机、气囊式压榨机、活塞式压榨机

26、手动螺杆压榨机、液压压榨机、气囊式压榨机、活塞式压榨机连续式连续式不间断地完成加料、卸料操作不间断地完成加料、卸料操作螺旋压榨机、辊式压榨机、离心压榨机、带式压榨机螺旋压榨机、辊式压榨机、离心压榨机、带式压榨机9/21/201139（1）手动压榨机间歇式压榨机组成9/21/201140（2）气囊压榨机9/21/201141（3）螺旋（水果）压榨机 连续压榨设备连续压榨设备 结构简单、体积小、出汁率高、操作简便结构简单、体积小、出汁率高、操作简便 常用于果汁榨汁常用于果汁榨汁 主要由锥形筛筒、螺旋和动力装置组成主要由锥形筛筒、螺旋和动力装置组成9/21/201142（4）轧辊式压榨机9/21/201143小结 概述概述 过滤机过滤机板框过滤机板框过滤机真空转鼓过滤机真空转鼓过滤机(连续过滤机连续过滤机)硅藻土过滤机硅藻土过滤机叶滤机叶滤机 压榨机压榨机手动压榨机手动压榨机气囊压榨机气囊压榨机螺旋（水果）压榨机螺旋（水果）压榨机轧辊式压榨机轧辊式压榨机