[科普中国]-全旋流器分离法

全旋流器分离法

全旋流器分离法是按一定工艺原理将旋流器连接起来，形成一套完整、封闭的分离系统，用一套多级旋流器代替多级筛分和离心分离设备的组合，直接由多级旋流器分离薯渣、汁液和洗涤淀粉，其优点十分显著，具有结构简单，无运动部件，设备紧凑，占地面积小，设备成本低和处理量大等许多优点。但在工艺配置及全旋流分离级数等方面，国内相关研究仍缺乏理论依据。

全旋流器分离法的工作原理薯类淀粉的加工过程通常采用机械破碎的方法使淀粉从原料的细胞中游离出来，形成原料糊；再通过分离设备将淀粉从原料糊中分离出来，并浓缩成淀粉乳，完成提取工序，为后续的脱水、烘干作好准备。全旋流分离作为淀粉分离提取的主要设备，其工作原理是基于物料中淀粉颗粒在旋流管中的离心沉降作用和液体(或纤维)的上浮效果实现物料的分离1。

当待分离的两相混合液以一定的压力从水力旋流器上部周边切向进入器内后，产生强烈的旋转运动，由于轻相与重相物料存在密度差、所受的离心力、向心浮力和流体曳力的大小不同，受离心沉降作用，大部分重相物料经旋流器底流口排出，而轻相物料则由溢流口排出，从而达到相互分离目的。用于薯类淀粉分离的单个水力旋流管的直径一般为2.5~12mm，被分离的固体颗粒直径为2~250μm，处理能力的范围一般为0.01~0.10m3/h，工作压力一般在0.20~0.6MPa范围内。根据物料处理量的设计要求，我们可以将若干个旋流管进行组合，分别将溢流管口和底流管口连通起来，制成单级旋流分离器，形成较大的处理量，完成物料的重相物质与轻相物质的分离。

水力旋流器具有结构简单，无运动部件，设备紧凑，占地面积小，设备成本低和处理量大等许多优点，在淀粉生产过程中获得了广泛的应用，是欧洲20世纪90年代的淀粉加工新技术。

淀粉全旋流分离站的构成薯类淀粉生产过程中的全旋流分离站主要由15级旋流器、淀粉乳泵、除砂器和重力曲筛组成。旋流分离站采用逆流洗涤工艺，将旋流器按一定的方式连接成一个整体，每级旋流器内部又按一定规律装配不同的旋流管，达到各级流量均匀稳定。15级旋流器按照作用不同可划分为浆液分离单元、悬浮液加工单元、淀粉乳洗涤单元、淀粉浓缩单元等4部分。

薯类原料经过破碎后形成的浆料进入全旋流分离站的浆液分离单元，其功能是把原料糊浆分离成两部分:一部分为轻相物质，主要为蛋白质、渣、水及少量淀粉，它们被泵入悬浮液加工单元进一步分离加工；另一部分为重相物质，如淀粉及少量蛋白质、渣、细砂等，被泵入淀粉乳洗涤单元，进一步对淀粉乳进行清洗。

悬浮液加工单元进一步分离出悬浮液中的淀粉，使该单元溢流管流出的汁水中淀粉含量降到最低。淀粉乳洗涤单元通过逆流洗涤工艺，新鲜水与淀粉乳相向而流，淀粉乳中汁水被新鲜水置换掉，这样使淀粉乳得到充分洗涤。在旋流站第7级底流和清水入口汇合后进入除砂器除去淀粉乳中细砂，再泵入重力曲筛筛洗掉淀粉乳中的细小纤维，细小纤维经曲筛冲洗后经螺杆泵排到薯渣处理车间，筛下物即为淀粉乳，淀粉乳继续泵入全旋流分离站的浓缩单元，淀粉乳浓缩到16~22波美度，并进一步去除蛋白和细渣，这样由浓缩单元底流管流出的淀粉乳便可直接脱水干燥，生产出符合国家标准的淀粉2。

全旋流器分离法在生产应用中的技术特点在新型的薯类淀粉生产工艺中，最关键的设备是全旋流分离站中的水力旋流器。它完成了淀粉生产中的细胞液水的分离、淀粉与渣的分离、淀粉的洗涤与精制等操作，集分离、洗涤、浓缩等功能于一体。全旋流站在淀粉生产中的应用可以克服传统工艺中使用离心锥筛进行薯渣分离时易堵塞的缺点，设备投资和占地面积大大减少，提高了生产的自动化程度，缩短了设备维修和清洗时间。由于对淀粉生产过程中蛋白分离、渣汁分离、淀粉分离、淀粉精制等工序的集成化，形成了“两进两出”的新型工艺，便于物料的综合利用。与传统淀粉加工工艺相比较，采用全旋流分离站可以达到节水40%、减少占地58%、淀粉提取率提高到95%以上的优势，淀粉的质量也相应得到了提高。