西北农林科技大学：《农产品机械与设备》课程教学资源（PPT课件）第3章 离心分离机械

2024/11/1 第四章 分离机械 1 第四节 离心分离机械 • 离心分离：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。实现离心分离操作的机 械称为离心机。 • 离心机用于淀粉、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，主要用于脱水、浓缩、 分离、澄清、净化和固体分级等工艺过程。 • １．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。乳浊液的稳定性低， 当悬浮液珠达一定的大小时（临界的大小等于０.４～０. ５μｍ）,组成它的两相会较快地分层

2024/11/1 第四章 分离机械 1 第四节 离心分离机械 • 离心分离：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。实现离心分离操作的机 械称为离心机。 • 离心机用于淀粉、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，主要用于脱水、浓缩、 分离、澄清、净化和固体分级等工艺过程。 • １．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。乳浊液的稳定性低， 当悬浮液珠达一定的大小时（临界的大小等于０.４～０. ５μｍ）,组成它的两相会较快地分层

第四节 离心分离机械 • ２．离心力场中颗粒在流体中的运动情况 假定离心机转鼓 内液体自由面为圆柱面，即重力影响忽略不计，颗粒被加速的时 间忽略不计，颗粒在液体中的运动服从斯托克斯公式，由此，距 中心轴为ｒ处的颗粒沉降速度（图３－３７）为 vr, ，则      18 ( ) 2 2 d g g r dt dr s s r − = =  （ｍ／ｓ） －颗粒直径（ｍ）； 、 －颗粒及液体密 度（Ｋｇ／ｍ３）； －液体粘度（Ｐａ·ｓ）。 颗粒离心沉降所经过的最长距离为 ，沉 降时间d s  s   2 1 r − r 式中 g r 2  －分离因素

第四节 离心分离机械 • ２．离心力场中颗粒在流体中的运动情况 假定离心机转鼓 内液体自由面为圆柱面，即重力影响忽略不计，颗粒被加速的时 间忽略不计，颗粒在液体中的运动服从斯托克斯公式，由此，距 中心轴为ｒ处的颗粒沉降速度（图３－３７）为 vr, ，则      18 ( ) 2 2 d g g r dt dr s s r − = =  （ｍ／ｓ） －颗粒直径（ｍ）； 、 －颗粒及液体密 度（Ｋｇ／ｍ３）； －液体粘度（Ｐａ·ｓ）。 颗粒离心沉降所经过的最长距离为 ，沉 降时间d s  s   2 1 r − r 式中 g r 2  －分离因素

第四节 离心分离机械 1 2 2 2 2 2 0 0 ln ( ) 18 ( ) 18 2 1 0 r r r d dr d t dt s s r r s s t         −  = − = =   （ｓ） 上式表明，颗粒愈细、粘 度愈大，则沉降速度愈小， 所需的沉降时间愈长。提高 离心机分离因素是提高沉降 速度、减少沉降时间的有力 措施

第四节 离心分离机械 1 2 2 2 2 2 0 0 ln ( ) 18 ( ) 18 2 1 0 r r r d dr d t dt s s r r s s t         −  = − = =   （ｓ） 上式表明，颗粒愈细、粘 度愈大，则沉降速度愈小， 所需的沉降时间愈长。提高 离心机分离因素是提高沉降 速度、减少沉降时间的有力 措施

第四节 离心分离机械 • ３．乳浊液在离心场中的分层和两相的排出情况 在离心机转鼓内乳浊液分离因混合物密度的不同而 形成内外两层圆柱面，密度大的在外层。 • 设混合液轻液体积V与重液体积Vn之比为ψ，分层界面 的半径为ri，则 ( ) ( ) 2 1 2 2 2 1 2 1 r r r r V V i h  −  −  = = +   + = 1 2 1 2 2 r r ri

第四节 离心分离机械 • ３．乳浊液在离心场中的分层和两相的排出情况 在离心机转鼓内乳浊液分离因混合物密度的不同而 形成内外两层圆柱面，密度大的在外层。 • 设混合液轻液体积V与重液体积Vn之比为ψ，分层界面 的半径为ri，则 ( ) ( ) 2 1 2 2 2 1 2 1 r r r r V V i h  −  −  = = +   + = 1 2 1 2 2 r r ri

第四节 离心分离机械 • 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、重液引出通道及溢流 堰，溢流堰内径r3是设计离心机的重要参数。根据挡板 上下离心力压力平衡原则可确定r3 。即 (r r ) (r r ) (r r ) h l i h i 2 2 2 2 2 1 2 2 2 3 2 2 2 2 1 2 1 2 1   − =   − +   − r r (r r ) i h l i 2 1 2 2 3 −   = −

第四节 离心分离机械 • 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、重液引出通道及溢流 堰，溢流堰内径r3是设计离心机的重要参数。根据挡板 上下离心力压力平衡原则可确定r3 。即 (r r ) (r r ) (r r ) h l i h i 2 2 2 2 2 1 2 2 2 3 2 2 2 2 1 2 1 2 1   − =   − +   − r r (r r ) i h l i 2 1 2 2 3 −   = −

2024/11/1 第四章 分离机械 6 第四节 离心分离机械 • ４．离心机分类 • (1)按分离因数的大小可分为常速离心机、高速离心 机及超高速离心机。 • 常速离心机：Fr＜3000，主要用于分离颗粒不大的 悬浮液和物料的脱水。 • 高速离心机：3000＜ Fr ＜50000，主要用于分离乳 浊液和细粒悬浮液。 • 超高速离心机： Fr ＞50000，主要用于分离极不易 分离的超微细粒悬浮液和高分子胶体悬浮液

2024/11/1 第四章 分离机械 6 第四节 离心分离机械 • ４．离心机分类 • (1)按分离因数的大小可分为常速离心机、高速离心 机及超高速离心机。 • 常速离心机：Fr＜3000，主要用于分离颗粒不大的 悬浮液和物料的脱水。 • 高速离心机：3000＜ Fr ＜50000，主要用于分离乳 浊液和细粒悬浮液。 • 超高速离心机： Fr ＞50000，主要用于分离极不易 分离的超微细粒悬浮液和高分子胶体悬浮液

2024/11/1 第四章 分离机械 7 第四节 离心分离机械 • （２）按操作原理的不同可分为过滤离心机、沉降离 心机及分离离心机。 • 过滤离心机：转鼓壁上有孔，借离心力实现过滤分离， 分离因数不大，适用于易过滤的晶体悬浮液和较大颗 粒悬浮液的分离以及物料的脱水。 • 沉降离心机：鼓壁上无孔，借离心力实现沉降分离。 • 分离离心机：鼓壁上无孔，分离因数在3000以上，主 要用于乳浊液的分离和悬浮液的增浓或澄清。 • （３）按操作方式的不同可分为间歇式离心机和连续 式离心机

2024/11/1 第四章 分离机械 7 第四节 离心分离机械 • （２）按操作原理的不同可分为过滤离心机、沉降离 心机及分离离心机。 • 过滤离心机：转鼓壁上有孔，借离心力实现过滤分离， 分离因数不大，适用于易过滤的晶体悬浮液和较大颗 粒悬浮液的分离以及物料的脱水。 • 沉降离心机：鼓壁上无孔，借离心力实现沉降分离。 • 分离离心机：鼓壁上无孔，分离因数在3000以上，主 要用于乳浊液的分离和悬浮液的增浓或澄清。 • （３）按操作方式的不同可分为间歇式离心机和连续 式离心机

2024/11/1 第四章 分离机械 8 一、过滤离心机 （一）三足式离心机

2024/11/1 第四章 分离机械 8 一、过滤离心机 （一）三足式离心机

2024/11/1 第四章 分离机械 9 一、过滤离心机 机 械 卸 料 的 三 足 式 离 心 机

2024/11/1 第四章 分离机械 9 一、过滤离心机 机 械 卸 料 的 三 足 式 离 心 机

一、过滤离心机

一、过滤离心机