全旋流器分離法

薯類淀粉的加工過程通常采用機械破碎的方法使淀粉從原料的細胞中游離出來，形成原料糊；再通過分離設備將淀粉從原料糊中分離出來，并濃縮成淀粉乳，完成提取工序，為后續(xù)的脫水、烘干作好準備。全旋流分離作為淀粉分離提取的主要設備，其工作原理是基于物料中淀粉顆粒在旋流管中的離心沉降作用和液體(或纖維)的上浮效果實現(xiàn)物料的分離 。

當待分離的兩相混合液以一定的壓力從水力旋流器上部周邊切向進入器內(nèi)后，產(chǎn)生強烈的旋轉(zhuǎn)運動，由于輕相與重相物料存在密度差、所受的離心力、向心浮力和流體曳力的大小不同，受離心沉降作用，大部分重相物料經(jīng)旋流器底流口排出，而輕相物料則由溢流口排出，從而達到相互分離目的。用于薯類淀粉分離的單個水力旋流管的直徑一般為2.5~12mm，被分離的固體顆粒直徑為2~250μm，處理能力的范圍一般為0.01~0.10m3/h，工作壓力一般在0.20~0.6MPa范圍內(nèi)。根據(jù)物料處理量的設計要求，我們可以將若干個旋流管進行組合，分別將溢流管口和底流管口連通起來，制成單級旋流分離器，形成較大的處理量，完成物料的重相物質(zhì)與輕相物質(zhì)的分離。

水力旋流器具有結(jié)構(gòu)簡單，無運動部件，設備緊湊，占地面積小，設備成本低和處理量大等許多優(yōu)點，在淀粉生產(chǎn)過程中獲得了廣泛的應用，是歐洲20世紀90年代的淀粉加工新技術。

在新型的薯類淀粉生產(chǎn)工藝中，最關鍵的設備是全旋流分離站中的水力旋流器。它完成了淀粉生產(chǎn)中的細胞液水的分離、淀粉與渣的分離、淀粉的洗滌與精制等操作，集分離、洗滌、濃縮等功能于一體。全旋流站在淀粉生產(chǎn)中的應用可以克服傳統(tǒng)工藝中使用離心錐篩進行薯渣分離時易堵塞的缺點，設備投資和占地面積大大減少，提高了生產(chǎn)的自動化程度，縮短了設備維修和清洗時間。由于對淀粉生產(chǎn)過程中蛋白分離、渣汁分離、淀粉分離、淀粉精制等工序的集成化，形成了“兩進兩出”的新型工藝，便于物料的綜合利用。與傳統(tǒng)淀粉加工工藝相比較，采用全旋流分離站可以達到節(jié)水40%、減少占地58%、淀粉提取率提高到95%以上的優(yōu)勢，淀粉的質(zhì)量也相應得到了提高。

全旋流器分離法是按一定工藝原理將旋流器連接起來，形成一套完整、封閉的分離系統(tǒng)，用一套多級旋流器代替多級篩分和離心分離設備的組合，直接由多級旋流器分離薯渣、汁液和洗滌淀粉，其優(yōu)點十分顯著，具有結(jié)構(gòu)簡單，無運動部件，設備緊湊，占地面積小，設備成本低和處理量大等許多優(yōu)點。但在工藝配置及全旋流分離級數(shù)等方面，國內(nèi)相關研究仍缺乏理論依據(jù)。

薯類淀粉生產(chǎn)過程中的全旋流分離站主要由15級旋流器、淀粉乳泵、除砂器和重力曲篩組成。旋流分離站采用逆流洗滌工藝，將旋流器按一定的方式連接成一個整體，每級旋流器內(nèi)部又按一定規(guī)律裝配不同的旋流管，達到各級流量均勻穩(wěn)定。15級旋流器按照作用不同可劃分為漿液分離單元、懸浮液加工單元、淀粉乳洗滌單元、淀粉濃縮單元等4部分。

薯類原料經(jīng)過破碎后形成的漿料進入全旋流分離站的漿液分離單元，其功能是把原料糊漿分離成兩部分:一部分為輕相物質(zhì)，主要為蛋白質(zhì)、渣、水及少量淀粉，它們被泵入懸浮液加工單元進一步分離加工；另一部分為重相物質(zhì)，如淀粉及少量蛋白質(zhì)、渣、細砂等，被泵入淀粉乳洗滌單元，進一步對淀粉乳進行清洗。

懸浮液加工單元進一步分離出懸浮液中的淀粉，使該單元溢流管流出的汁水中淀粉含量降到最低。淀粉乳洗滌單元通過逆流洗滌工藝，新鮮水與淀粉乳相向而流，淀粉乳中汁水被新鮮水置換掉，這樣使淀粉乳得到充分洗滌。在旋流站第7級底流和清水入口匯合后進入除砂器除去淀粉乳中細砂，再泵入重力曲篩篩洗掉淀粉乳中的細小纖維，細小纖維經(jīng)曲篩沖洗后經(jīng)螺桿泵排到薯渣處理車間，篩下物即為淀粉乳，淀粉乳繼續(xù)泵入全旋流分離站的濃縮單元，淀粉乳濃縮到16~22波美度，并進一步去除蛋白和細渣，這樣由濃縮單元底流管流出的淀粉乳便可直接脫水干燥，生產(chǎn)出符合國家標準的淀粉 。

由多個小直徑水介質(zhì)旋流器組成。當入料速度相同時，離心力與旋轉(zhuǎn)半徑成反比。因此對入料粒度小的原煤，應采用小直徑旋流器分選，以增大離心力，降低分選粒度下限。隨著旋流器直徑減小，單臺生產(chǎn)能力也減小，在實際生產(chǎn)過程中，需要將多個小直徑旋流器組合在一起使用。布置形式有兩種：一是呈平行線安裝，在給料管道的一側(cè)或兩側(cè)，并聯(lián)多個小直徑旋流器，它的入料管與給料管垂直或相交成45°角如圖3;二是呈環(huán)形放射狀安裝，在環(huán)形中心裝設一個礦漿分配器，單個小直徑旋流器徑向安裝成環(huán)形，共用一個底流和溢流收集槽(如圖3)。小直徑水介質(zhì)旋流器有單入料口和雙入料口兩種入料形式。單入料口布置安裝比較簡單;雙入料口可以加強離心力，提高處理量，降低分選粒度下限。如圖3所示。

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