食品分离技术装备课件.ppt
《食品分离技术装备课件.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《食品分离技术装备课件.ppt(185页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、第四章第四章食品分离技术装备食品分离技术装备内内 蒙蒙 古古 农农 业业 大大 学学食食 品品 科科 学学 学学 院院 陈忠军陈忠军 副教授副教授离心分离:利用离心力来达到悬浮液及乳浊液中利用离心力来达到悬浮液及乳浊液中固液、液液分离的方法通称离心分离。实现固液、液液分离的方法通称离心分离。实现离心分离操作的机械称为离心分离操作的机械称为离心机离心机。离心机离心机用于淀粉、牛奶、酵母、啤酒、果汁、砂用于淀粉、牛奶、酵母、啤酒、果汁、砂糖、桔油、食用动物油、米糠油等食品加工中,糖、桔油、食用动物油、米糠油等食品加工中,主要用于脱水、浓缩、分离、澄清、净化和固体主要用于脱水、浓缩、分离、澄清、净化
2、和固体分级等工艺过程。分级等工艺过程。第一节 离心分离机械 悬浮液是由液体和悬浮于其中的固体颗粒组成的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。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珠的形式,均匀地分散于一个不和它互溶的液体之中。乳浊液的稳定性低,当悬浮液珠达一定的之中。乳浊液的稳定性低,当悬浮液珠达一定的大小
3、时(临界的大小等于大小时(临界的大小等于.),组组成它的两相会较快地分层。成它的两相会较快地分层。1离心力场中颗粒在流体中的运动情况颗粒愈细,则沉降速度愈小,颗粒愈细,则沉降速度愈小,所需的沉降时间愈长。所需的沉降时间愈长。分离因数分离因数离心力离心力/重力重力 分离性能的重要指标分离性能的重要指标提高离心机提高离心机分离因数分离因数是提是提高沉降速度、减少沉降时高沉降速度、减少沉降时间的有力措施间的有力措施为了从离心机转鼓内分别引出轻、重液体,转鼓内上方设有挡板,挡板上方设置轻、重液引出通道。3 3离心机分类离心机分类(1)(1)按按分分离离因因数数的的大大小小可可分分为为常常速速离离心心机
4、机、高高速速 离心机及超高速离心机。离心机及超高速离心机。常常速速离离心心机机:F Fr r30003000,主主要要用用于于分分离离颗颗粒粒不不大的悬浮液和物料的脱水。大的悬浮液和物料的脱水。高高速速离离心心机机:30003000 F Fr r 5000050000,主主要要用用于于分分离乳浊液和细粒悬浮液。离乳浊液和细粒悬浮液。超超高高速速离离心心机机:F Fr r 5000050000,主主要要用用于于分分离离极极不不易易分分离离的的超超微微细细粒粒悬悬浮浮液液和和高高分分子子胶胶体体悬浮液。()按按操操作作原原理理的的不不同同可可分分为为过过滤滤离离心心机机、沉沉降降离心机及分离离心机
5、。离心机及分离离心机。过过滤滤离离心心机机:转转鼓鼓壁壁上上有有孔孔,鼓鼓内内壁壁附附以以滤滤布布。借借离离心心力力实实现现过过滤滤分分离离,分分离离因因数数不不大大,适适用用于于易易过过滤滤的的晶晶体体悬悬浮浮液液和和较较大大颗颗粒粒悬悬浮浮液液的的分分离离以以及物料的脱水。及物料的脱水。沉沉降降离离心心机机:鼓鼓壁壁上上无无孔孔,借借离离心心力力实实现现沉沉降降分分离。离。分分离离离离心心机机:鼓鼓壁壁上上无无孔孔,分分离离因因数数在在3000以以上上,主要用于乳浊液的分离和悬浮液的增浓或澄清。主要用于乳浊液的分离和悬浮液的增浓或澄清。()按操作方式的不同可分为()按操作方式的不同可分为间
6、歇式离心机间歇式离心机和和连连续式离心机续式离心机。特特 点点优点:结构简单;占地小;操作平稳优点:结构简单;占地小;操作平稳缺点:排渣需要繁重的体力劳动。缺点:排渣需要繁重的体力劳动。机机械械卸卸料料的的三三足足式式离离心心机机 二、沉降离心机二、沉降离心机 在食品工业,这类离心机主要用于回收在食品工业,这类离心机主要用于回收动植物蛋白,可可、咖啡等滤浆的分离动植物蛋白,可可、咖啡等滤浆的分离以及鱼油去杂和鱼肉制取等。以及鱼油去杂和鱼肉制取等。以卧式螺旋离心机为例:以卧式螺旋离心机为例:三、分离离心机三、分离离心机 在分离乳浊液和极细颗粒的悬浮液时,需要很在分离乳浊液和极细颗粒的悬浮液时,需
7、要很大的离心力。宜采用小直径、高转速的转鼓,大的离心力。宜采用小直径、高转速的转鼓,即高速离心机。即高速离心机。高速离心机高速离心机分为管式离心机和倒锥式离心机。分为管式离心机和倒锥式离心机。v管式离心机管式离心机常用于动物油、植物油和鱼油的脱常用于动物油、植物油和鱼油的脱水及果汁、苹果浆及糖浆的澄清。水及果汁、苹果浆及糖浆的澄清。v倒锥式离心机倒锥式离心机广泛用于奶油的分离和牛奶的净广泛用于奶油的分离和牛奶的净化、动植物油精制中的脱水和澄清、淀粉的分化、动植物油精制中的脱水和澄清、淀粉的分离和净化等离和净化等。(一)管式高速离心机(一)管式高速离心机 管式高速离心机具有很高的分管式高速离心机
8、具有很高的分离因数(离因数(1.5万万6万),转鼓万),转鼓的转速可达的转速可达80005万万。为尽量减小转鼓所受的应力,为尽量减小转鼓所受的应力,采用采用较小的鼓径较小的鼓径,因而在一定,因而在一定的进料量下,悬浮液沿转鼓轴的进料量下,悬浮液沿转鼓轴向运动的速度较大。为此,应向运动的速度较大。为此,应增大转鼓的长度增大转鼓的长度,以保证物料,以保证物料在鼓内有足够的沉降时间,于在鼓内有足够的沉降时间,于是导致转鼓成为直径小而高度是导致转鼓成为直径小而高度相对很大的管式构形。相对很大的管式构形。离心净化机净乳机和离心机的区别净乳机和离心机的区别 净乳机净乳机 离心机离心机 碟片结构碟片结构 无
9、孔无孔 开孔开孔 (在脱脂乳和稀奶油分离界面上)(在脱脂乳和稀奶油分离界面上)出液口出液口 一个一个 两个两个 (脱脂乳出口,稀奶油出口)(脱脂乳出口,稀奶油出口)旋液分离器是旋液分离器是利用离心力利用离心力进行湿法分级的进行湿法分级的设备。设备。食品工业多食品工业多用于用于淀粉加工中分离胚芽、纤淀粉加工中分离胚芽、纤维及蛋白质,也可用于洗涤淀粉和除砂等。维及蛋白质,也可用于洗涤淀粉和除砂等。其其分级作业分级作业的的分级粒度分级粒度为为0.0030.25,浓缩或澄清浓缩或澄清的分级粒度小于的分级粒度小于15。第二节第二节 旋液分离旋液分离机械机械 旋液分离器优点旋液分离器优点:结构简单紧凑、无
10、传动部分、占地面积小。使用结构简单紧凑、无传动部分、占地面积小。使用维护方便;物料在机器内停留时间短、生产率高;维护方便;物料在机器内停留时间短、生产率高;能在密闭的条件下加工,产品质量高。环境卫生能在密闭的条件下加工,产品质量高。环境卫生和劳动条件较好;便于连续作业和生产过程的自和劳动条件较好;便于连续作业和生产过程的自动控制。动控制。旋液分离器缺点:旋液分离器缺点:管子内壁易磨损。管子内壁易磨损。旋液分离器和旋风分离器的比较相同点:相同点:原理相同:原理相同:都采用离心分离的方法除去内部杂质。都采用离心分离的方法除去内部杂质。结构相同:结构相同:就单个分离器而言,其结构大致相同。就单个分离
11、器而言,其结构大致相同。一、一、过滤分离原理与过程过滤分离原理与过程 可分离悬浮液;也可用于气固体系的分离。可分离悬浮液;也可用于气固体系的分离。与沉降相比,过滤分离更迅速;与蒸发干燥等与沉降相比,过滤分离更迅速;与蒸发干燥等非机械分离相比,则能耗低得多。非机械分离相比,则能耗低得多。第三节第三节 过滤分离过滤分离机械机械 1、过滤分离原理、过滤分离原理过滤是以某种多孔性介质,在外力作用过滤是以某种多孔性介质,在外力作用下使连续相流体通过介质的孔道时截留下使连续相流体通过介质的孔道时截留分散相颗粒,从而实现分离的操作。分散相颗粒,从而实现分离的操作。3、过滤介质与助滤剂、过滤介质与助滤剂1)过
12、滤介质过滤介质作用作用: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。要求要求:具有多孔性,孔道大小应该能截留悬浮粒子。具有多孔性,孔道大小应该能截留悬浮粒子。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,能加快卸除滤饼速度。具有适当的表面特性,能加快卸除滤饼速度。食品加工中所用的过滤介质除满足上述要求外,食品加工中所用的过滤介质除满足上述要求外,还应具有无毒、耐腐蚀和不易滋生微生物、易还应具有无毒、耐腐蚀和不易滋生微生物、易 于清洗消毒等特点。于清洗消毒等特点。常用的过滤介质种类繁多,按其形状大致分为:常用的过滤介质种类繁多,按其形状大致分为:(
13、a)粒状介质粒状介质:如焦炭、石砾、细砂、锯屑、活性碳、:如焦炭、石砾、细砂、锯屑、活性碳、玻璃碴、酸性白土等。此类介质用于过滤玻璃碴、酸性白土等。此类介质用于过滤固相含量极固相含量极少的悬浮液少的悬浮液,例如水的过滤和糖的脱色等。,例如水的过滤和糖的脱色等。(b)织物状介质织物状介质:是工业上广泛应用的一类,它包括:是工业上广泛应用的一类,它包括耐腐蚀的不锈钢丝、铜丝或镍丝等织成的各种形式的耐腐蚀的不锈钢丝、铜丝或镍丝等织成的各种形式的金属滤布。也可用天然或人造纤维如:棉、毛、合成金属滤布。也可用天然或人造纤维如:棉、毛、合成纤维等编织成各种形式的非金属滤布。纤维等编织成各种形式的非金属滤布
14、。(c)多孔固体介质多孔固体介质:如多孔陶瓷、多孔玻璃、多孔塑:如多孔陶瓷、多孔玻璃、多孔塑料、不锈钢粉末。多做成板状或管状,耐腐蚀性好,料、不锈钢粉末。多做成板状或管状,耐腐蚀性好,孔隙小,强度高,常用于过滤孔隙小,强度高,常用于过滤含少量微粒的悬浮液含少量微粒的悬浮液,例如白酒、糖液。例如白酒、糖液。2)助滤剂助滤剂在过滤前在过滤前预覆在滤布上或添加在滤浆中预覆在滤布上或添加在滤浆中以以提高过滤速提高过滤速度度的物质。的物质。当过滤的固体颗粒极细或具有很大的压缩性时,过滤当过滤的固体颗粒极细或具有很大的压缩性时,过滤介质会很快被堵塞,所形成的滤饼的孔隙度变小,过介质会很快被堵塞,所形成的滤
15、饼的孔隙度变小,过滤层的渗透性大大降低,以至于过滤操作不能持续。滤层的渗透性大大降低,以至于过滤操作不能持续。为防止胶状微粒对滤孔的堵塞为防止胶状微粒对滤孔的堵塞,常用助滤剂涂在滤布,常用助滤剂涂在滤布上或按一定比例均匀混合于悬浮液之中,一起进入过上或按一定比例均匀混合于悬浮液之中,一起进入过滤机过滤,以形成渗透性好、耐压缩的滤饼,保证滤滤机过滤,以形成渗透性好、耐压缩的滤饼,保证滤液通畅流通。液通畅流通。4、过滤操作中的推动力和阻力、过滤操作中的推动力和阻力1)推动力)推动力推动力推动力:指滤饼和过滤介质组成的过滤层两侧压力差,:指滤饼和过滤介质组成的过滤层两侧压力差,常以作用在悬浮液上的常
16、以作用在悬浮液上的压力压力表示。表示。通常工业上过滤中推动力的通常工业上过滤中推动力的来源来源有四种:有四种:v1)悬浮液本身的液柱压力差,一股不超过)悬浮液本身的液柱压力差,一股不超过50kPa,称称 为重力过滤;为重力过滤;v2)在悬俘液表面加压,一般可达)在悬俘液表面加压,一般可达0.5MPa,称为加压称为加压 过滤;过滤;v3)在过滤介质下方抽真空,通常不超过)在过滤介质下方抽真空,通常不超过86kPa真空度,真空度,称为真空过滤;称为真空过滤;v4)利用惯性离心作用,称为离心过滤。)利用惯性离心作用,称为离心过滤。2)过滤阻力)过滤阻力 过滤阻力是随着过滤操作过程而变化的。过滤阻力是
17、随着过滤操作过程而变化的。在过滤刚开始时,只有过滤介质的阻力。在过滤刚开始时,只有过滤介质的阻力。随着过滤的进行,还有滤饼的阻力。随着过滤的进行,还有滤饼的阻力。这种阻力将随着滤饼的厚度的逐渐增加而增加,这种阻力将随着滤饼的厚度的逐渐增加而增加,直至成为过滤中的主要阻力。直至成为过滤中的主要阻力。只有当采用粒状过滤介质,且悬浮液中含固体只有当采用粒状过滤介质,且悬浮液中含固体颗粒少时,滤饼的阻力才可忽略不计。颗粒少时,滤饼的阻力才可忽略不计。种类种类:食品工业常用的助滤剂有硅藻土、活性:食品工业常用的助滤剂有硅藻土、活性 碳、石棉、锯屑等。碳、石棉、锯屑等。要求要求:助滤剂的表面应有吸附胶体的
18、能力;:助滤剂的表面应有吸附胶体的能力;颗粒细小、坚硬、不可压缩;颗粒细小、坚硬、不可压缩;能防止滤孔堵塞。能防止滤孔堵塞。5、过滤分离的应用、过滤分离的应用a滤饼过滤:滤饼过滤:以过滤介质上游所形成固体颗粒床层的渗滤作用为主以过滤介质上游所形成固体颗粒床层的渗滤作用为主要过滤机理。用于含大量不溶性固体的悬浮液的过滤要过滤机理。用于含大量不溶性固体的悬浮液的过滤(即含量大于即含量大于12)。b深层过滤深层过滤:在过滤介质上游虽形成微薄的滤饼,但只是少量颗粒在过滤介质上游虽形成微薄的滤饼,但只是少量颗粒嵌入介质通道。可用于从液体中除去少量不溶性固体嵌入介质通道。可用于从液体中除去少量不溶性固体的
19、过滤,如啤酒、果汁、牛奶、色拉油等的过滤。的过滤,如啤酒、果汁、牛奶、色拉油等的过滤。c膜过滤膜过滤:是采用有机膜、多孔陶瓷介质膜和半透膜介质膜等膜是采用有机膜、多孔陶瓷介质膜和半透膜介质膜等膜材料,从液体中除去少量极细小质点的过滤。如从汽材料,从液体中除去少量极细小质点的过滤。如从汽水、果汁中除去少量的微生物的过滤。水、果汁中除去少量的微生物的过滤。6、过滤机的分类、过滤机的分类按过滤推动力可分为:按过滤推动力可分为:重力重力(常压常压)过滤机过滤机 加压过滤机加压过滤机 真空过滤机真空过滤机按过滤介质的性质分:粒状介质过滤机按过滤介质的性质分:粒状介质过滤机 滤布介质过滤机滤布介质过滤机
20、多孔陶瓷介质过滤机多孔陶瓷介质过滤机 半透膜介质过滤机半透膜介质过滤机按操作方法可分为:按操作方法可分为:间歇式过滤机间歇式过滤机 连续式过滤机连续式过滤机7、过滤机的应用、过滤机的应用 在食品上的应用有如下几个方面:在食品上的应用有如下几个方面:a一般固一般固液系统的分离:如蔗糖生产中的糖汁和液系统的分离:如蔗糖生产中的糖汁和糖渣的分离采用真空转鼓过滤机或板框压滤机。板框糖渣的分离采用真空转鼓过滤机或板框压滤机。板框压滤机则可用于啤酒厂过滤麦芽和发酵后回收酵母等。压滤机则可用于啤酒厂过滤麦芽和发酵后回收酵母等。b作为澄清设备使用:陶质管滤机和流线式过滤机作为澄清设备使用:陶质管滤机和流线式过
21、滤机已广泛应用于澄清液体食品,如啤酒、葡萄酒、醋、已广泛应用于澄清液体食品,如啤酒、葡萄酒、醋、果汁、酵母浸出液及油、盐水、糖浆,以除去其中极果汁、酵母浸出液及油、盐水、糖浆,以除去其中极细微粒或者成胶状或泥状的固体细微粒或者成胶状或泥状的固体。c除去微生物:管滤机常用于葡萄酒、啤洒、果汁除去微生物:管滤机常用于葡萄酒、啤洒、果汁和酵母浸出液的过滤以降低微生物的数目,故可用于和酵母浸出液的过滤以降低微生物的数目,故可用于代替或补充以降低微生物数目为目的的热处理操作。代替或补充以降低微生物数目为目的的热处理操作。二、板框式过滤机二、板框式过滤机板框压滤机是间歇式过滤机中应用最广泛的板框压滤机是间
22、歇式过滤机中应用最广泛的一种。一种。它利用滤板来支撑过滤介质,滤浆因受压而它利用滤板来支撑过滤介质,滤浆因受压而强制进入滤板之间的空间内,并形成滤饼。强制进入滤板之间的空间内,并形成滤饼。滤板和滤框多为正方形。滤板和滤框多为正方形。滤板作用是支撑滤布并提供滤液流出的通道。滤板作用是支撑滤布并提供滤液流出的通道。板面制成各种凸凹纹路。板面制成各种凸凹纹路。板、柜的角部开设的小孔构成供滤浆或洗水流通的孔道。板、柜的角部开设的小孔构成供滤浆或洗水流通的孔道。滤板有洗涤板、非洗涤板和盲板三种结构:滤板有洗涤板、非洗涤板和盲板三种结构:洗涤板设有洗水进口;非洗涤板无洗水进口;盲板则不开设任何液流。洗涤板
23、设有洗水进口;非洗涤板无洗水进口;盲板则不开设任何液流。过滤机组装时,按滤板滤框洗涤板滤框滤板过滤机组装时,按滤板滤框洗涤板滤框滤板交交 替排列,用过滤布隔开,且板和框均通过支耳架在一对横替排列,用过滤布隔开,且板和框均通过支耳架在一对横 梁上,利用压紧装置压紧或拉开。梁上,利用压紧装置压紧或拉开。框的两侧覆以滤布,空框与滤布围成容纳滤浆及滤饼的空框的两侧覆以滤布,空框与滤布围成容纳滤浆及滤饼的空 间。间。这是一台等待出厂的板框过滤机产品。过滤:过滤:滤浆由滤浆通路经滤框上方进入滤框空间,滤浆由滤浆通路经滤框上方进入滤框空间,固粒被滤布截留,在框内形成滤饼,滤液穿过滤固粒被滤布截留,在框内形成
24、滤饼,滤液穿过滤饼和滤布流向两侧的滤板,再经滤板的沟槽流至饼和滤布流向两侧的滤板,再经滤板的沟槽流至下方通孔排出。(此时洗涤板起过滤板作用)下方通孔排出。(此时洗涤板起过滤板作用)洗涤洗涤:洗涤板下端出口关闭,洗涤液穿过滤布和:洗涤板下端出口关闭,洗涤液穿过滤布和滤框的全部向过滤板流动,从过滤板下部排出。滤框的全部向过滤板流动,从过滤板下部排出。结束后除去滤饼,进行清理,重新组装。结束后除去滤饼,进行清理,重新组装。工作原理工作原理特点优点:优点:结构简单;结构简单;造价低;造价低;过滤面积大;过滤面积大;推动力大。推动力大。缺点缺点:装卸板框劳动强度大;:装卸板框劳动强度大;滤布磨损严重。滤
25、布磨损严重。自动板框压滤机自动板框压滤机采用在边耳上开孔的板框,滤布上无孔,是采用在边耳上开孔的板框,滤布上无孔,是首尾封闭的长条滤布。首尾封闭的长条滤布。当拉开板框时,牵引整条滤布循环行进,同当拉开板框时,牵引整条滤布循环行进,同时卸除滤饼、洗涤滤布、重新夹紧,可以快时卸除滤饼、洗涤滤布、重新夹紧,可以快速完成(速完成(10min)三、加压滤叶型过滤设备三、加压滤叶型过滤设备重要过滤元件:滤叶(固定或旋转;重要过滤元件:滤叶(固定或旋转;垂直或水平)垂直或水平)分类:垂直滤槽,垂直滤叶型分类:垂直滤槽,垂直滤叶型 垂直滤槽,水平滤叶型垂直滤槽,水平滤叶型 水平滤槽,垂直滤叶型水平滤槽,垂直滤
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 食品 分离 技术装备 课件
限制150内