第六章食品分离机械与设备课件.ppt

1、第六章第六章 食品分离机械与设备食品分离机械与设备第一节第一节*过滤机械过滤机械第二节第二节*离心机械离心机械第三节第三节 旋流分离机械旋流分离机械第四节第四节 溶剂萃取设备溶剂萃取设备第五节第五节 膜分离设备膜分离设备第六节第六节 超临界流体萃取设备超临界流体萃取设备第七节第七节 分子蒸馏设备分子蒸馏设备主要内容、重点与主要内容、重点与难点难点u主要内容：主要内容：分离的方法与分类、过滤机械、离分离的方法与分类、过滤机械、离心机械、各种分离机械的分离原理心机械、各种分离机械的分离原理u重点：重点：过滤机械中板框式过滤机械和离心机械过滤机械中板框式过滤机械和离心机械中的卧式螺旋卸料离心机的结构

2、、工作原理和中的卧式螺旋卸料离心机的结构、工作原理和工作过程及其应用工作过程及其应用u难点：难点：过滤分离的工作过程和分离机械的分离过滤分离的工作过程和分离机械的分离原理的比较原理的比较。举例：纯净水、太空水的工艺流程举例：纯净水、太空水的工艺流程几种典型的过滤装置：几种典型的过滤装置：二氧化碳过滤器二氧化碳过滤器中空纤维超滤中空纤维超滤活性碳过滤器活性碳过滤器概概 述述o分离过程是食品加工中一个十分重要的操作。分离过程是食品加工中一个十分重要的操作。分离过程的投资常占生产过程总投资的分离过程的投资常占生产过程总投资的50%-90%50%-90%，用于产品分离的费用占到生产总成本的用于产品分离

3、的费用占到生产总成本的70%70%甚至甚至更高。更高。概概 述（续）述（续）食品加工中典型的两大类混合物：食品加工中典型的两大类混合物：1.1.连续相为液体：分散相为固体（固连续相为液体：分散相为固体（固-液系统）、液系统）、分散相为液体（液分散相为液体（液-液系统或液体混合物）和分液系统或液体混合物）和分散相为气体（气散相为气体（气-液相系统）三种；液相系统）三种；2.2.连续相为气体：分散相为固体（固连续相为气体：分散相为固体（固-气系统）和气系统）和分散相为气体（液分散相为气体（液-气系统）。气系统）。分离的方法分离的方法1.1.扩散式分离方法扩散式分离方法o蒸发、蒸馏、干燥等（根据挥发

4、度或汽化点的蒸发、蒸馏、干燥等（根据挥发度或汽化点的不同）；不同）；o结晶（根据凝固点的不同）；结晶（根据凝固点的不同）；o吸收、萃取、沥取等（根据溶解度的不同）；吸收、萃取、沥取等（根据溶解度的不同）；o沉淀（根据化学反应生成沉淀物的选择性）；沉淀（根据化学反应生成沉淀物的选择性）；分离的方法（续）分离的方法（续）u吸附（根据吸附势的差别）；吸附（根据吸附势的差别）；u离子交换（用离子交换树脂）；离子交换（用离子交换树脂）；u等电位聚焦（根据等电位等电位聚焦（根据等电位PhPh的差别）；的差别）；u气体交换、热扩散、渗析、超滤、反渗透等气体交换、热扩散、渗析、超滤、反渗透等（根据扩散速率差）

5、（根据扩散速率差）分离的方法（续）分离的方法（续）2.2.机械分离方法机械分离方法o过滤、压榨（根据截流性或流动性）；过滤、压榨（根据截流性或流动性）；o沉降（根据密度或粒度差）。沉降分离可分为沉降（根据密度或粒度差）。沉降分离可分为重力沉降和离心沉降重力沉降和离心沉降分离。后者包括离心分离分离。后者包括离心分离和旋流分离，分离设备分别为离心机和旋流分和旋流分离，分离设备分别为离心机和旋流分离器。离器。u磁分离（根据磁性差）；磁分离（根据磁性差）；u静电除尘、静电聚结（根据电特性）；静电除尘、静电聚结（根据电特性）；u超声波分离（根据对波的反映特性）。超声波分离（根据对波的反映特性）。在以上分

6、离方法中，在以上分离方法中，过滤分离、离心分离和旋流过滤分离、离心分离和旋流分离分离被称为食品分离中的三大主要机械分离方被称为食品分离中的三大主要机械分离方法。法。分离的方法（续）分离的方法（续）第一节第一节 过滤机械过滤机械过滤是利用混合物内相的过滤是利用混合物内相的截留性差异截留性差异进行分离的一进行分离的一种操作。种操作。u优点：优点：过滤应用范围广，适应粒度和浓度范围较宽，过滤应用范围广，适应粒度和浓度范围较宽，可用于连续相为流体，分散相为固体混合物的分离。可用于连续相为流体，分散相为固体混合物的分离。u缺点：缺点：过滤介质的堵塞难以避免，工作的连续性较过滤介质的堵塞难以避免，工作的连

7、续性较差，对于低浓度的混合液过滤的经济性较差。差，对于低浓度的混合液过滤的经济性较差。一、概念一、概念二、过滤分离的工作过程二、过滤分离的工作过程过滤操作过程一般包括过滤操作过程一般包括过滤、洗涤、干燥和卸料过滤、洗涤、干燥和卸料四个过程。四个过程。o过滤：过滤：悬浮液在推动力作用下，克服过滤介质悬浮液在推动力作用下，克服过滤介质的阻力进行固液分离；固体颗粒被截留，逐渐的阻力进行固液分离；固体颗粒被截留，逐渐形成滤饼，且不断增厚，因此过滤阻力也随之形成滤饼，且不断增厚，因此过滤阻力也随之不断增加，致使过滤速度逐渐降低。当过滤速不断增加，致使过滤速度逐渐降低。当过滤速度降低到一定程度后，必须停止

8、过滤。度降低到一定程度后，必须停止过滤。过滤分离的工作过程（续）过滤分离的工作过程（续）u洗涤：洗涤：停止过滤后，滤饼的毛细孔中包含有许停止过滤后，滤饼的毛细孔中包含有许多滤液，须用清水或其他液体洗涤，以得到纯多滤液，须用清水或其他液体洗涤，以得到纯净的固粒产品或尽量多的滤液；净的固粒产品或尽量多的滤液；u干燥：干燥：用压缩空气吹或真空吸，把滤饼毛细管用压缩空气吹或真空吸，把滤饼毛细管中存留的洗涤液排走，得到含湿量较低滤饼；中存留的洗涤液排走，得到含湿量较低滤饼；u卸料：卸料：把滤饼从过滤介质上卸下，并将过滤介把滤饼从过滤介质上卸下，并将过滤介质洗净，以备重新进行过滤。质洗净，以备重新进行过滤

9、。三、过滤机的分类三、过滤机的分类l按过滤推动力分：重力过滤机、加压过滤机和按过滤推动力分：重力过滤机、加压过滤机和真空过滤机；真空过滤机；l按过滤介质的性质分：粒状介质过滤机、滤布按过滤介质的性质分：粒状介质过滤机、滤布介质过滤机、多孔陶瓷介质过滤机和半透膜介介质过滤机、多孔陶瓷介质过滤机和半透膜介质过滤机等；质过滤机等；l按操作方法分：间歇式和连续式过滤机。按操作方法分：间歇式和连续式过滤机。o间歇式过滤机的间歇式过滤机的过滤、洗涤、干燥、卸料过滤、洗涤、干燥、卸料四个操四个操作工序在不同时间内，在过滤机同一部分上依次作工序在不同时间内，在过滤机同一部分上依次进行。它的结构简单，但生产能力

10、较低，劳动强进行。它的结构简单，但生产能力较低，劳动强度较大。间歇式过滤机有重力过滤器、板框压滤度较大。间歇式过滤机有重力过滤器、板框压滤机、厢式压滤机、叶滤机等。机、厢式压滤机、叶滤机等。o连续式过滤机的四个操作工序在同一时间内，在连续式过滤机的四个操作工序在同一时间内，在过滤机的不同部位上进行。它的生产能力较高，过滤机的不同部位上进行。它的生产能力较高，劳动强度较小，但结构复杂。连续过滤机多采用劳动强度较小，但结构复杂。连续过滤机多采用真空操作，常见的有转筒真空过滤机、园盘真空真空操作，常见的有转筒真空过滤机、园盘真空过滤机等。过滤机等。四、典型的过滤机械四、典型的过滤机械（一）板框压滤机

11、（一）板框压滤机*：是一种间歇式过滤机，利是一种间歇式过滤机，利用滤板来支撑过滤介质，滤浆在加压下强制进用滤板来支撑过滤介质，滤浆在加压下强制进入滤板之间的空间内，并形成滤饼。入滤板之间的空间内，并形成滤饼。（二）加压叶滤机：（二）加压叶滤机：是一种间歇式过滤机。是一种间歇式过滤机。（三）真空过滤机：（三）真空过滤机：以抽真空为推动力，一般为以抽真空为推动力，一般为连续式操作，是一种连续性生产和机械化程度连续式操作，是一种连续性生产和机械化程度较高的过滤设备。较高的过滤设备。（一）板框压滤机（一）板框压滤机1 1主要结构主要结构o滤板滤板o滤框滤框o滤布滤布o压紧装置压紧装置o支撑装置支撑装置

12、见教材上附图。见教材上附图。2 2 主要结构及其作用主要结构及其作用2.1 2.1 滤板：滤板：分为洗分为洗涤板和非洗涤板，涤板和非洗涤板，面板上有各种凸凹面板上有各种凸凹纹路，其作用是支纹路，其作用是支撑滤布并提供滤液撑滤布并提供滤液流出的通道。流出的通道。滤板、滤框、滤布、压紧装置滤板、滤框、滤布、压紧装置2.2 2.2 滤框：滤框：滤板和滤板和滤布的支撑载体。滤布的支撑载体。滤框与滤布共同作滤框与滤布共同作用形成滤浆和滤饼用形成滤浆和滤饼的空间。的空间。2.3 2.3 滤布：滤布：分离滤分离滤浆和滤饼。浆和滤饼。2.4 2.4 压紧装置：压紧装置：提提供推压力。一般依供推压力。一般依靠螺

13、杆的旋转提供靠螺杆的旋转提供推压力，也有采用推压力，也有采用液压油缸驱动的液压油缸驱动的。3 3 工作原理工作原理n利用滤板来支撑过滤利用滤板来支撑过滤介质，滤浆在加压下介质，滤浆在加压下（0.10.11MPa1MPa）强制进）强制进入滤板之间的空间内，入滤板之间的空间内，并形成滤饼，分离滤饼并形成滤饼，分离滤饼和滤液。和滤液。4 工作过程工作过程u滤浆由滤框上方通孔进入滤框空间，固粒被滤滤浆由滤框上方通孔进入滤框空间，固粒被滤布截流，在框内形成滤饼，滤液则穿过滤饼和布截流，在框内形成滤饼，滤液则穿过滤饼和滤布流向两侧的滤板，然后沿滤板的沟槽向下滤布流向两侧的滤板，然后沿滤板的沟槽向下流动，由

14、滤板下方的通孔排出。当滤框内充满流动，由滤板下方的通孔排出。当滤框内充满滤饼时，停止进料，进行滤饼洗涤，洗涤后再滤饼时，停止进料，进行滤饼洗涤，洗涤后再将滤饼清除，重新组装，进入下一循环操作。将滤饼清除，重新组装，进入下一循环操作。5 5 特点特点5.15.1优点：优点：过滤面积大；过滤面积大；过滤推动力大（最大可达过滤推动力大（最大可达1MPa1MPa，一般在，一般在0.3-0.3-0.5MPa0.5MPa）；）；无运动部件，动力消耗小；无运动部件，动力消耗小；使用可靠、结构简单、制造方便、造价低、便使用可靠、结构简单、制造方便、造价低、便于检查操作等。于检查操作等。5.2 5.2 缺点缺点

15、过滤的滤液不均匀；过滤的滤液不均匀；滤布磨损严重；滤布磨损严重；间歇式操作，装卸板框的劳动强度大，生产效间歇式操作，装卸板框的劳动强度大，生产效率低；率低；滤饼洗涤慢滤饼洗涤慢；6 6 应用应用u适用于各种复杂物料的过滤，在食品工业中应适用于各种复杂物料的过滤，在食品工业中应用广泛，特别适用于低浓度悬浮液、胶体悬浮用广泛，特别适用于低浓度悬浮液、胶体悬浮液、分离液相黏度大或接近饱和状态的悬浮液液、分离液相黏度大或接近饱和状态的悬浮液的过滤。的过滤。第二节第二节 离心分离机械离心分离机械一、离心分离概念（原理）一、离心分离概念（原理）*二、离心分离应用二、离心分离应用三、离心分离机械的分类三、离

16、心分离机械的分类*四、典型的离心分离机械四、典型的离心分离机械离心脱水机生物离心机一、离心分离概念（原理）一、离心分离概念（原理）u离心分离离心分离：是指利用物料在惯性离心力的作用是指利用物料在惯性离心力的作用下进行固下进行固-液、液液、液-液、液液、液-液液-固相分离。利用固相分离。利用惯性离心力的作用下进行固惯性离心力的作用下进行固-液、液液、液-液、液液、液-液液-固相分离的机械称为离心机。固相分离的机械称为离心机。u具体可分为具体可分为离心过滤、离心沉降、离心分离离心过滤、离心沉降、离心分离。o离心机的主要部件是安装在竖直或水平轴上的快速旋转的转鼓。鼓壁上有的有孔，有的无孔。o料浆送入

17、转鼓内随鼓旋转，在惯性离心力的作用下实现分离。在有孔的鼓内壁面覆以滤布，则流体甩出而颗粒被截留在鼓内，称为离心过滤。o对于鼓壁上无孔，且分离的是悬浮液，则密度较大的颗粒沉于鼓壁，而密度较小的流体集中于中央并不断引出，称为离心沉降。o对于鼓壁上无孔且分离的是浊浮液，则两种液体按轻重分层，重者在外，轻者在内，各自从适当位置引出，称为离心分离。u分离因数分离因数*：是指物料所受离心力与重力的比是指物料所受离心力与重力的比值，也等于离心加速度与重力加速度的比值。值，也等于离心加速度与重力加速度的比值。它是衡量离心分离机分离性能的主要性能指标，它是衡量离心分离机分离性能的主要性能指标，分离因数的大小常根

18、据不同的分离物料性质和分离因数的大小常根据不同的分离物料性质和不同的分离要求来选取。不同的分离要求来选取。2/cKRg二、离心分离机的应用二、离心分离机的应用u制糖工业：制糖工业：砂糖糖蜜的分离；砂糖糖蜜的分离；u制盐工业：制盐工业：晶盐脱卤；晶盐脱卤；u奶制品工业：奶制品工业：牛奶分离；牛奶分离；u淀粉工业：淀粉工业：淀粉与蛋白质分离；淀粉与蛋白质分离；u油脂工业：油脂工业：食油精制；食油精制；u饮料工业：饮料工业：啤酒、果汁等的澄清；啤酒、果汁等的澄清；u脱水蔬菜制造业：脱水蔬菜制造业：预脱水干燥处理；预脱水干燥处理；三、离心分离机的分类三、离心分离机的分类1 1）按）按操作原理操作原理分

19、类分类1.11.1过滤式离心机：过滤式离心机：转鼓有孔转鼓有孔，过滤分离，分离因数，过滤分离，分离因数小，适用于易过滤的晶体悬浮液和较大颗粒悬浮小，适用于易过滤的晶体悬浮液和较大颗粒悬浮液的分离及脱水处理。液的分离及脱水处理。1.21.2沉降式过滤机：沉降式过滤机：转鼓无孔转鼓无孔，沉降分离，分离因数，沉降分离，分离因数中，适用于分离不易过滤的悬浮液。中，适用于分离不易过滤的悬浮液。1.31.3分离式离心机：分离式离心机：转鼓无孔转鼓无孔，转速高，分离因数大，转速高，分离因数大，用于乳浊液的分离和悬浮液的增浓或澄清。用于乳浊液的分离和悬浮液的增浓或澄清。三、离心分离机的分类三、离心分离机的分类

20、2 2）按离心）按离心分离因数大小分离因数大小分类分类o常速离心机：常速离心机：Kc3000Kc3000，主要用于分离颗粒不大，主要用于分离颗粒不大的悬浮液和物料的脱水；的悬浮液和物料的脱水；v高速离心机：高速离心机：3000 Kc 500003000 Kc 50000，主要用于分离，主要用于分离乳状和细粒悬浮液；乳状和细粒悬浮液；v超高速离心机：超高速离心机：Kc50000 Kc50000，主要用于分离极不，主要用于分离极不易分离的超微细粒的悬浮系统和高分子的胶体易分离的超微细粒的悬浮系统和高分子的胶体悬浮液。悬浮液。3 3）按）按操作方式操作方式：间歇式和连续式离心机；间歇式和连续式离心机

21、；4 4）按）按转鼓主轴位置转鼓主轴位置：卧式和立式离心机；卧式和立式离心机；5 5）按转鼓内）按转鼓内流体和沉渣的运动方向流体和沉渣的运动方向：逆流式和并逆流式和并流式；流式；6 6）按）按卸料的方式卸料的方式：人工卸料、重力卸料、刮刀卸人工卸料、重力卸料、刮刀卸料、活塞卸料、螺旋卸料、离心卸料和进动卸料料、活塞卸料、螺旋卸料、离心卸料和进动卸料等离心机；等离心机；7 7）按）按分离工艺操作条件分离工艺操作条件：常用型和密闭防爆型。常用型和密闭防爆型。三、离心分离机的分类三、离心分离机的分类四、典型离心分离机四、典型离心分离机（一）卧式离心机：（一）卧式离心机：u卧式螺旋卸料过滤离心机卧式螺

22、旋卸料过滤离心机*；u卧式螺旋卸料沉降离心机；卧式螺旋卸料沉降离心机；u卧式离心卸料离心机；卧式离心卸料离心机；u刮刀卸料离心机；刮刀卸料离心机；（二）立式离心机：（二）立式离心机：u自动排出式离心机；自动排出式离心机；u振动式离心机；振动式离心机；u三足式吊袋上卸料离心机；三足式吊袋上卸料离心机；u三足式刮刀下卸料自动离心机；三足式刮刀下卸料自动离心机；u高速管式离心机；高速管式离心机；u碟片式离心分离机碟片式离心分离机*。四、典型离心分离机（续）四、典型离心分离机（续）（一）卧式螺旋卸料过滤离心机（一）卧式螺旋卸料过滤离心机1 1主要结构主要结构u圆锥转鼓圆锥转鼓u螺旋推料器螺旋推料器u差

23、速器差速器u筛网筛网u过载保护装置过载保护装置u其他附件：进出料口、其他附件：进出料口、壳体、箱体及机座等壳体、箱体及机座等2 2主要结构及其作用主要结构及其作用u圆锥转鼓：圆锥转鼓：转鼓上有孔，内衬有筛网，与筛网转鼓上有孔，内衬有筛网，与筛网共同作用分离滤液和滤饼；共同作用分离滤液和滤饼；u螺旋卸料器：螺旋卸料器：卸出滤饼；卸出滤饼；u差速器：差速器：调节螺旋卸料器和圆锥转鼓的转速，调节螺旋卸料器和圆锥转鼓的转速，使其保持一个微小的转速差；使其保持一个微小的转速差；u筛网：筛网：分离滤液和滤饼；分离滤液和滤饼；3 3 工作过程工作过程u悬浮液由进料管输入悬浮液由进料管输入螺旋推料器内腔。通螺

24、旋推料器内腔。通过内腔料斗口喷铺在过内腔料斗口喷铺在转鼓内衬筛网板上，转鼓内衬筛网板上，在离心力作用下，悬在离心力作用下，悬浮液中液相通过筛网浮液中液相通过筛网孔隙、转鼓孔被收集孔隙、转鼓孔被收集在机壳内，在机壳内，从排出口排出机外，滤饼从排出口排出机外，滤饼在筛网中滞留。在差速器在筛网中滞留。在差速器作用下，滤饼由小直径处作用下，滤饼由小直径处滑向大端，随转鼓直径增滑向大端，随转鼓直径增大，滤饼加快脱水，直到大，滤饼加快脱水，直到推出转鼓，以此实现进料、推出转鼓，以此实现进料、分离、洗涤和卸料的循环分离、洗涤和卸料的循环操作。操作。3 3 工作过程工作过程4 4 工作原理工作原理l通过过滤型

25、锥形转鼓通过过滤型锥形转鼓的转动，利用滤液与的转动，利用滤液与滤饼离心惯性力的差滤饼离心惯性力的差异将其分离，并借助异将其分离，并借助差速器调节螺旋推料差速器调节螺旋推料器的转速，以实现滤器的转速，以实现滤饼的卸出。饼的卸出。5 5 特点特点5.1 5.1 优点：优点：u是一种连续性操作的过滤机械，生产效率高，是一种连续性操作的过滤机械，生产效率高，具有过载保护装置，可实现无人安全操作；具有过载保护装置，可实现无人安全操作；u运转平稳、噪声低，适用于腐蚀性强的介质物运转平稳、噪声低，适用于腐蚀性强的介质物料的分离料的分离。5.2 5.2 缺点缺点u制造成本高；滤饼中还存有滤液；应视不同的制造成

26、本高；滤饼中还存有滤液；应视不同的滤浆调整转速差。滤浆调整转速差。（二）碟片式离心分离机（简介）（二）碟片式离心分离机（简介）u碟片式离心分离机是应用最广的离心沉降机械。碟片式离心分离机是应用最广的离心沉降机械。u它具有一密闭的转鼓，鼓中放置有数十个至上它具有一密闭的转鼓，鼓中放置有数十个至上百个锥顶角为百个锥顶角为60 60-100-100的锥形碟片，碟片与的锥形碟片，碟片与碟片间的距离用帖附于碟片背面的、具有一定碟片间的距离用帖附于碟片背面的、具有一定厚度的狭条来调节和控制，一般碟片间的距离厚度的狭条来调节和控制，一般碟片间的距离为为0.50.52.5mm2.5mm。当转鼓连同碟片以高速旋

27、转时当转鼓连同碟片以高速旋转时（4000-8000r/min4000-8000r/min），碟片间悬），碟片间悬浮液中的固体颗粒应有较大的质浮液中的固体颗粒应有较大的质量，先沉降于碟片的内腹面，并量，先沉降于碟片的内腹面，并连续向鼓壁方向沉降，沉降的液连续向鼓壁方向沉降，沉降的液体则被迫反方向移动，最终在转体则被迫反方向移动，最终在转鼓顶部进液管周围的排液口排出。鼓顶部进液管周围的排液口排出。（二）碟片式离心分离机（简介）（二）碟片式离心分离机（简介）u碟片式离心机既能分离低浓碟片式离心机既能分离低浓度的悬浮液（液度的悬浮液（液-固分离），固分离），又能分离乳浊液（液又能分离乳浊液（液-液分液

28、分离或液离或液-液液-固分离）。两相固分离）。两相分离和三相分离的碟片形式分离和三相分离的碟片形式有所不同，对于液有所不同，对于液-固或液固或液-液两相分离所用的碟片为无液两相分离所用的碟片为无孔式，孔式，（二）碟片式离心分离机（简介）（二）碟片式离心分离机（简介）u其工作原理如图所示左其工作原理如图所示左侧，液侧，液-液液-固三相分离固三相分离所用碟片在一定位置带所用碟片在一定位置带有孔，以此作为液体进有孔，以此作为液体进入各碟片间的通道，孔入各碟片间的通道，孔的位置是处于轻液和重的位置是处于轻液和重液两相界面的相应位置液两相界面的相应位置上，见如图所示右侧。上，见如图所示右侧。（二）碟片式

29、离心分离机（简介）（二）碟片式离心分离机（简介）第三节第三节 旋流分离机械（简介）旋流分离机械（简介）一、基本概念与应用一、基本概念与应用二、旋液器的基本结构与工作原理二、旋液器的基本结构与工作原理三、旋流分离器的特点三、旋流分离器的特点一、基本概念与应用一、基本概念与应用u旋流分离技术是一种高效节能型的分离技术，旋流分离技术是一种高效节能型的分离技术，它的关键部分是旋流分离器，简称旋流器。它它的关键部分是旋流分离器，简称旋流器。它是利用切向注入的混合物高速旋转产生的离心是利用切向注入的混合物高速旋转产生的离心力来加速颗粒的沉降，非均相物料系在分离器力来加速颗粒的沉降，非均相物料系在分离器内形

30、成向下的外旋流和向上的内旋流，达到不内形成向下的外旋流和向上的内旋流，达到不同密度的相或不同粒度颗粒的分离。同密度的相或不同粒度颗粒的分离。基本概念与应用（续）旋流分离器可用于具有密度差的固旋流分离器可用于具有密度差的固-液、气液、气-液、液、固固-气、液气、液-气、液气、液-液以及固液以及固-固等非均相混合物固等非均相混合物的分离，包括生物、食品（如淀粉生产、制糖工的分离，包括生物、食品（如淀粉生产、制糖工业、奶制品工业、食用油工业、啤酒工业、葡萄业、奶制品工业、食用油工业、啤酒工业、葡萄酒生产工业等）、三废（废气、废液和废固）处酒生产工业等）、三废（废气、废液和废固）处理等领域中的澄清、增

31、浓或脱水、分级、洗涤等理等领域中的澄清、增浓或脱水、分级、洗涤等分离过程，甚至还可以及强化传热传质和分离于分离过程，甚至还可以及强化传热传质和分离于一身，用作旋流干燥器等。一身，用作旋流干燥器等。一、基本概念与应用一、基本概念与应用二、旋液器的基本构造与工作原理二、旋液器的基本构造与工作原理旋液器：旋液器：用于液用于液-液分离的液分离的旋流分离器称为旋液器，旋流分离器称为旋液器，它是一种利用离心沉降原它是一种利用离心沉降原理将非均相混合物中具有理将非均相混合物中具有不同密度的相的机械分离不同密度的相的机械分离设备。设备。基本构造基本构造为一个分离腔基本构造为一个分离腔和一至两个入口或两个和一至

32、两个入口或两个出口。分离腔主要有圆出口。分离腔主要有圆柱形、圆锥形和柱柱形、圆锥形和柱-锥锥形三种基本形式。形三种基本形式。工作原理：工作原理：在互不相溶、且具有密度差的在互不相溶、且具有密度差的液体混合物以一定的方式及速度从液体混合物以一定的方式及速度从入口进入旋流分离器后，在离心场入口进入旋流分离器后，在离心场的作用下，密度大的相被甩向四周，的作用下，密度大的相被甩向四周，并顺着壁面向下运动，作为底流排并顺着壁面向下运动，作为底流排出；密度小的相向中间迁移，最后出；密度小的相向中间迁移，最后作为溢流排出。这样就达到了液作为溢流排出。这样就达到了液-液分离的目的。液分离的目的。三、旋流分离器

33、的特点三、旋流分离器的特点3.13.1优点：优点：u结构简单；结构简单；u成本低，占用空间小、重量轻、维护费用少、能成本低，占用空间小、重量轻、维护费用少、能耗低（不到碟片式离心机的耗低（不到碟片式离心机的10%10%）、不需任何帮助）、不需任何帮助分离的介质；分离的介质；u安装灵活方便，旋流器可以任何角度安装；安装灵活方便，旋流器可以任何角度安装；u工作连续可靠，操作维护方便，一旦设计、调试工作连续可靠，操作维护方便，一旦设计、调试好，就可以自动、稳定的工作。好，就可以自动、稳定的工作。三、旋流分离器的特点3.2 3.2 缺点：缺点：u由于剪切作用，容易将液滴（油滴或水滴）打碎由于剪切作用，

34、容易将液滴（油滴或水滴）打碎乳化而恶化分离过程；乳化而恶化分离过程；u通用性较差，处理不同性质的物料往往需要不同通用性较差，处理不同性质的物料往往需要不同结构尺寸或操作条件的旋流器；结构尺寸或操作条件的旋流器；u由于湍流，分离能力不如离心机（超高速离心机）由于湍流，分离能力不如离心机（超高速离心机）的大，即可分离的最小颗粒（边界粒度）没有离的大，即可分离的最小颗粒（边界粒度）没有离心机的小，但其边界粒度也达心机的小，但其边界粒度也达2um2um左右。左右。三、旋流分离器的特点三、旋流分离器的特点第四节第四节 溶剂萃取设备（简介）溶剂萃取设备（简介）u原理：原理：有机溶剂萃取过程是利用两个互不混

35、溶有机溶剂萃取过程是利用两个互不混溶的液相中各个组分（包括目标组分）的液相中各个组分（包括目标组分）溶解度的溶解度的不同不同，从而达到分离的目的。，从而达到分离的目的。u根据料液和溶剂接触和流动方向，溶剂萃取设根据料液和溶剂接触和流动方向，溶剂萃取设备可以分成单级萃取设备和多级萃取设备。备可以分成单级萃取设备和多级萃取设备。u多级萃取设备可分为错流接触和逆流接触萃取多级萃取设备可分为错流接触和逆流接触萃取设备。设备。u多级逆流萃取过程具有分离效率高、产品回收多级逆流萃取过程具有分离效率高、产品回收率高、溶剂用量少等优点，是工业生产最常用率高、溶剂用量少等优点，是工业生产最常用的萃取流程。多级萃

36、取设备也有多种类型，如的萃取流程。多级萃取设备也有多种类型，如混合沉降器、筛板萃取塔、填料萃取塔等。混合沉降器、筛板萃取塔、填料萃取塔等。u根据操作方式不同，溶剂萃取设备可分成间歇根据操作方式不同，溶剂萃取设备可分成间歇萃取设备和连续萃取设备。萃取设备和连续萃取设备。u根据分离物系构成的不同，溶剂萃取设备可分根据分离物系构成的不同，溶剂萃取设备可分成为液成为液-液萃取设备和液液萃取设备和液-固萃取设备。固萃取设备。液一液萃取设备 液一液萃取设备按照接触的方式不同，可以分为逐级式和微分式两大类。微分萃取，就是在一个柱式或塔式容器中，互相溶混的两液相分别从顶部和底部进入并相向流过萃取设备，目的产物

37、（溶质）则从一相传递到另一相，以实现产物分离的目的。其特点是两液相连续相向流过设备，没有沉降分离时间，因而传质未达平衡状态。微分萃取操作只适用于两液相有较大密度差的场合。微分萃取设备主要是一个萃取塔，常见的典型设备如图：第五节第五节 膜分离设备（简介）膜分离设备（简介）u是利用膜的选择性，以膜的两侧存在一定量的能量差（压力差或电位差）作为推动力，由于溶液中各组分透过膜的迁移速率不同而实现的分离。u膜分离有微滤（MF）、超滤（UF）、纳滤（NF）、反渗透（RO）、电渗析和透析等。u属于速度控制的传质过程，具有设备简单、可在室温或低温下操作、无相变、处理效率高、节能等优点，适用于热敏性的生物工程产

38、物、浓缩与纯化。它在水处理、工业分离、废水处理、食品和发酵工业等方面的应用均取得了重大的突破。第六节第六节 超临界流体萃取设备超临界流体萃取设备 超临界流体萃取技术就是以超临界状态（压力和温度均在临界值以上）的流体为溶媒，对萃取物中的目标组分进行提取分离的过程。特点：特点：萃取温度较低，制品不存在热分解问题；对温度和压力进行调节，可以实现选择性萃取；对非挥发性物质分离非常简单；制品中无溶剂残留问题；溶剂可以再生、循环使用，运行经济性较好；无环境污染问题。超临界流体萃取设备（续）u超临界流体萃取技术常以CO2作为溶媒，其优点有：CO2的超临界状态容易实现；食品和药品无毒性污染问题；有防止细菌活动

39、的作用；是惰性气体，不宜燃烧，化学性质稳定；价格低廉，经济性好。超临界流体萃取设备超临界流体萃取设备超临界流体萃取的基本流程超临界流体萃取的基本流程一般根据萃取的对象不同而设计，如图所示，超临界流体的循环借助压缩机或泵完成。第七节第七节 分子蒸馏设备分子蒸馏设备 分子蒸馏技术是在很高的真空条件下，对物料在极短的时间里加热、气化、分离，以达到提纯的目的，分离的对象都是沸点高，而又不耐高温、受热时易分解的物质。系统压力一般在0.1331.33Pa范围内，物料受热时间仅0.05s左右。u分子蒸馏：分子蒸馏：是指在高真空中进行的一种非平衡蒸馏。其蒸发面与冷凝面的距离在蒸馏物料的分子的平均自由程之内，此

40、时，物质分子间的引力很小，自由飞驰的距离较大，这样由蒸发面飞出的分子，可直接落到冷凝面上凝聚，从而达到分离的目的。分子蒸馏设备分子蒸馏设备u自由程：自由程：是指一个分子与其他气体分子每连续二次碰撞走过的路程。相当多的不同自由程的平均值成为平均自由程。u分子蒸馏的最大特点是蒸发的分子不与其他分子碰撞即可到达冷凝面，高真空可以使得蒸发在低温中进行，这对热稳定性差与高分子量的物质蒸馏也就有了可能。o真空度较低时，残存有空气，从蒸汽一面得到热能飞出的物质，在途中与其他分子碰撞又返回到蒸发面。若提高真空度，从蒸发面飞出的分子，可不与其他物质分子碰撞，即能到达冷却面。像这样的蒸馏即称之谓分子熬馏。分子蒸馏的原理分子蒸馏的原理 第六章小结与思考第六章小结与思考1.简述分离的方法和分类；简述分离的方法和分类；2.简述过滤分离的工作过程与分离因数的概念简述过滤分离的工作过程与分离因数的概念3.简述板框式过滤机的主要结构及其作用、工作过简述板框式过滤机的主要结构及其作用、工作过程与应用对象；程与应用对象；4.简述卧式螺旋卸料离心机的结构及其工作过程；简述卧式螺旋卸料离心机的结构及其工作过程；5.试比较分析各种分离机械的分离原理。试比较分析各种分离机械的分离原理。