第五章分离机械讲稿.doc

第五章 分离机械 上一章我们学习了清理、分级机械设备，在学习分选及分级设备时实际就是将杂质等不符合加工要求的物质从原料中分离除去或是将大小不一的食品原料分离开从而实现分级目的。广义的分离是将不同物理、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。这里的相指的是物质的一种物理、化学状态，比如气相、液相、固相，对于混合物来说，有均相和非均相之分。非均相混合物是由具有分界界面的两相所组成，如油和水的混合物，而均相混合物则没有明显的界面，如酒和水混溶。分离操作在食品生产中很重要，比如说发酵产品（酱油、白酒、啤酒、果酒等酒类）的分离净化，纯净水制备时的除杂除菌等以及动植物中有效成分的提取等。对于食品加工中的分离对象主要是固-固，固-液，固-气，液-液分离，其中固-固、固-气也可划入我们前面学习的分选、分级操作，比如筛分、气流清选等。分离方法从大的方面来说主要有压榨、过滤和沉降三种方式，具体有过滤、蒸馏、重结晶、萃取、离心及吸附等方法，其中从广义上讲，蒸馏、重结晶、萃取还有离心壁上无孔的离心都属于沉降操作，而离心壁上有孔的离心及膜分离都属于过滤操作。我们下面讲的滤饼过滤是对过滤的一种狭义的理解。根据实际分离对象的具体差异，我们把离心机械、萃取设备、膜技术设备及蒸馏设备单独作为一小节。先来看压榨设备。 提到压榨，大家都会想到我们平时炒菜用的豆油、花生油，对，它们就是通过压榨得到的，那么压榨的原理是怎样的呢？大家一起看一下。是通过压缩力将液相从液固两相混合物中分离出来的一种单元操作；其实每种固态食品物料都含有一定量的液体，在压榨过程中，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排出，排出的液体再通过物料内部空隙流向自由表面。由于压榨操作的压力来自于使得物料占用空间缩小的工作面相对运动，所以压榨的关键在于创建一个逐渐缩小的空间。压榨的作用方式主要有：平面压榨、螺旋压榨及轮辊压榨。平面压榨是利用两个平面，其中一个固定不动，将物料预先成型或以滤布包裹后置于两平面之间，通过两个平面的相对运动使得物料占用空间缩小从而起到压榨的效果。螺旋压榨是利用一个多孔的圆筒表面和另一个螺距逐渐减小的旋转螺旋面之间逐渐缩小的空间，使物料通过该空间而得到压缩。轮辊压榨是利用旋转辊子之间的空间变化进行压榨。那么如何衡量压榨效果呢？用出汁率，指的是榨出的汁液量与被压榨的物料量之比。我们可以通过加热、加助滤剂、控制压力等措施来提高压榨效率。 下面我们来学习几种典型的压榨机械，根据操作方法不同可以分为间歇式压榨机械和连续式压榨机械，但是不管是哪种压榨机械都由这几方面构成，喂料机构；压榨机构；分离装置；传动装置。我们选择其中几种进行学习。 液压榨油机中的液压裹包式压榨机、立式液压榨油机都属于间歇操作型压榨机械，所以装卸饼的劳动强度大，因此它们仅适用于小型榨油厂使用。卧式自动液压榨油机流油通畅、出油效率高、清渣和卸饼自动化。属于连续操作型的还有一种比较常用就是螺旋式压榨机，主要用于果蔬汁的榨取。它的主要部件有圆筒筛、压榨螺杆、调压装置等。工作时，物料由料斗进入螺杆，在螺杆的挤压（压力达1.2MPa）下榨出汁液，汁液自圆筒筛的筛孔中流入收集器，而渣则通过螺杆锥形部分与筛筒之间形成的环状空隙排出。螺杆螺距沿进料口向出料口方向逐渐减小，螺槽深度也逐渐变小，从而使得螺槽容积逐渐减小，从而对物料进行压榨。螺杆容积缩小的程度可用压缩比表示，压缩比= 进料端的第一个螺旋槽容积/出渣口最后一个螺旋槽容积。环状空隙的大小可以通过调整装置调节。间隙大，则出汁率低；间隙小，则出汁率高，但汁液变浊。 压榨机械是把原来固体中自然含有的液体通过外力强制分离出来的操作，还有一种物料是固-液两相不是自然混合在一起的，比如发酵完毕的混有啤酒花和酵母的啤酒、刚榨的果汁等。这些物料中固-液的分离可以通过过滤来实现。过滤一般是为了将固体颗粒从固-液混合物中分离出来，所以过滤要分离出的一般都是些固体颗粒。这些固体颗粒大小不一，针对不同尺寸的颗粒所选用的过滤设备也有所不同。 在介绍过滤的原理之前先来区别两个概念。悬浮液和乳浊液，悬浮液是由液体和悬浮于其中的固体颗粒组成的系统。固体颗粒是由许多单个颗粒及聚集在一起的颗粒团组成的混合体。乳浊液是由液体和悬浮于其中的一种或数种其他液体所组成的系统，其中至少有一种液体是以液珠的形式，均匀地分散于一个不和它互溶的液体之中。它们的相同点是都是混合物，不同点是悬浮液是固-液混合，而乳浊液是液-液混合。我们进行的过滤分离操作的对象是悬浮液而不是乳浊液。 过滤的原理是利用可以让液体通过而不能让固体通过的多孔介质，在一定压力差的作用下将悬浮液中的固、液两相加以分离。这个压力差既可以通过重力场的作用实现，也可以利用表