第七章离心机

第七章离心机第一节概述一、离心机在食品工业中的应用分离对象：悬浮液乳浊液离心分离过程1、离心过滤特点：1)转鼓有孔2）适合用于含固量大、粒径大的悬浮液3)悬浮液滤饼滤液2、离心沉降特点:：1）转鼓无孔2）固相密度液相密度3）适合含固量低，粒径小的悬浮液4）悬浮液沉渣澄清液3、离心分离特点：1）转鼓无孔；2）转速更高3）适合乳浊液；4）乳浊液:轻液重液少量沉渣二、离心力场特点及分离因数三、离心机分类mgGRmFc2离心力场重力场gRGFFcr2分离因数物理意义:分离因数越大，离心力越大，分离能力越大1、按分离因数分（1）常速离心机Fr3500常见Fr=400~1200特点：转鼓有过滤式、沉降式转鼓直径较大、转速较低2）高速离心机Fr=3500~5000特点：转鼓为沉降时，直径较小，转速较高3）超高速离心机Fr5000特点：转鼓为沉降式转速很高直径很小，呈管状2、按结构特点分1）三足式离心机2）上悬式离心机3）刮刀卸料式离心机4）活塞卸料式离心机5）离心卸料式离心机6）振动卸料式离心机7）螺旋卸料式离心机8）进动卸料式离心机9）蝶片式分离机10）管式分离机间歇式适合悬浮液适合乳浊液第二节间歇式离心机一、三足式离心机1、结构二、上悬式离心机2、主要特点1）分离形式：过滤式2）间歇操作3）固体颗粒不受破坏，可充分洗涤,得到较干的滤饼4）适用于悬浮液特点：1）工作循环：转鼓低速加料、高速分离、低速卸料2）下部卸料劳动强度低3）分离形式：过滤式、沉降式4）转鼓有良好的铅垂性、稳定性5）避免料液进入轴承及传动机构4、重力卸料条件三、刮刀卸料式离心机1、特点：1）分离形式：过滤式、沉降式2）生产能力大、劳动强度低3）工作循环：高速加料、卸料、分离，周期短。4）对物料适应强5）对固体颗粒有一定破坏性，刮刀磨损较快,机器振动大第三节连续式离心机连续式离心机：加料、分离、卸料各道工序在同一时间内完成。2、特点：1）分离形式：只有过滤式2）工作循环：连续全速下加料、分离、卸料为脉动3）与刮刀式相比，对物料的破坏性较小4）对固体含量敏感，适应性差。如：含固量少，转鼓上形不成滤饼层，造成跑料；含固量多，物料流动性差，使物料分布不均，造成机器振动。5）固体颗粒易被活塞挤出网孔，造成固体物料损失或滤液混浊6）转速不易过高，如过高，物料紧贴筛网，推料阻力过大，活塞推不动7）适合分离粗颗粒，固液比较大的悬浮液；不适合分离胶状物料和摩擦系数高的物料一、活塞卸料式离心机1、结构二、螺旋卸料式离心机1、结构转鼓形状：圆筒形：有利于液相澄清圆锥形：有利于固相脱水圆筒+圆锥形：有两者的优点，应用最广圆筒部分为沉降区，用于固液分离圆锥部分为干燥区，固相进一步脱水螺旋推进器与转鼓的转差率:1:100转差率越小，物料在转鼓内停留的时间越长，排渣慢，滤渣较干转差率越大，物料在转鼓内停留的时间越短，排渣块，滤渣较湿转差率为零，不排料为使沉渣向转鼓小端移动，螺旋叶片的缠绕方向、螺旋相对于转鼓的旋向，以及螺旋与转鼓的旋转方向三者应符合一定的规律，否则不能卸料。右旋左旋螺旋相对转鼓的旋转螺旋与转鼓的旋转方向（从小端处看）滞后滞后超前超前逆时针逆时针顺时针顺时针离心卸料条件锥形转鼓的锥角对离心机的性能影响很大α生产能力含湿量α物料停留时间干燥程度生产能力α过小物料停止在转鼓上不能自动卸料因此应选择合适的锥半角∵FCG∴可忽略重力G要保证滤渣沿母线向上移动需满足Tc≥FFc*sinα≥fFc*cosαFcNcTcGFα三、离心卸料式离心机∴tgα≥f或α≥φ式中：f—摩擦系数φ—摩擦角离心卸料条件特点：1）转鼓形式：过滤式2）生产能力大，结构简单，操作方便，颗粒破坏小3）对物料适应性差4）漏料量较大四、振动卸料式离心机振动卸料式离心机附加有轴向振动特点：1）α较小,一般αφ应此仅靠离心力不能达到卸料需加附加轴向振动力2）物料在转鼓内停留时间较长，可获得较干的物料3）振动可由偏心机构机械式激振器提供，用弹簧加大振幅α垂直于螺纹元件轴线横截面的速度矢量图工作原理α—方向角β—锥半角α+βφ——为卸料区α+βφ——为干燥区3、特点：1）生产能力大，物料磨损，功率消耗少2）Fr较小，分离效果好3）对物料适应性好，可调节转速、方向角和锥半角，适用于含固量大，颗粒为0.05~20mm的悬浮液。4）分离形式：过滤式α+βαββO公转自转五、进动卸料式离心机第四节分离机一、蝶片式分离机重力分离不同直径的脂肪球的上浮速度简单的沉降容器连续分离短沉降距离的浅容器带挡板的分离容器蝶片式分离机分离用分离机澄清用分离机分离用碟片带热压泵的6效蒸发器标准化操作过程二、管式分离机具有高速旋转的细长转鼓n=15000~20000rpm转鼓长径比:L:D=6~8L停留时间Fr=13000~16000颗粒直径：0.5~500μm固有频率工作转速特点：1、结构简单2、运转平稳3、可做分离、澄清两用4、生产能力低第六节高速旋转轴的临界转速一、概述1、临界转速如果作用于转轴的外来干扰频率（转子的转速）恰好等于转子的固有频率，系统将发生共振，发生共振时的转速，称为临界转速。2、计算临界转速的目的使离心机的工作转速避开共振区。3、临界转速的阶数转轴的临界转速不止一个，与系统的自由度数有关，如果一根轴上带有一个比轴重得多的转子，为一个自由度系统，具有一个临界转速；二、临界转速的计算17.04.1kknnn工如果转轴带有两个转子，即为两个自由度系统，那么具有两个临界转速。以此类推。在临界转速中，称最小的为一阶临界转速，比他大的为二阶、三阶、……4、刚性轴、挠性轴刚性轴：n工nk1挠性轴：n工nk175.01knn工y22dtydm单自由度系统