分离机械的研究现状与应用汇总文档格式.docx

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4.1.3.1原理9...

4.1.3.2应用9...

4.1.4膜分离机械9...

4.1.4.1概念9...

4.1.4.2原理1..0.

4.2新型分离技术1..0.

4.2.1超临界萃取技术1..0

4.2.1.1概念（原理）1..0

4.2.1.2特点1..0.

4.2.1.3超临界流体萃取系统内主要四部分组成1.0

4.2.1.3在食品业的用途1..1

4.3总结1..1.

5食品分离机械与设备的发展趋势1..2

参考文献1..3..

摘要

物质的分离操作是将混合物中不同物理、化学等属性的物质，根据其颗粒大小、相、密度、溶解性、沸点等表现出的不同特点而将物质分开的一种操作过程。

进行物质分离操作的机械设备称为分离机械。

分离机械与设备在我国的工业生产等许多方面具有重要的作用，分离机械行业是一个新兴的行业，有着广阔的发展前景。

改革开放以来，我国的分离机械与设备发展迅速，基本满足了国内市场的需求。

在食品工业生产中，食品分离机械与设备具有重要的作用，是食品工业生产不可或缺的机械设备，它推动了食品工业的发展。

下面就对食品分离机械与设备进行全面的论述。

关键词：

食品工业、分离机械、机械分类、现状、发展趋势

Abstract

Materialseparationoperationisakindofoperationprocessthatmakesthemixtureofdifferentphysicalandchemicalpropertiesofthematerialseparated,dependingonitsdifferentcharacteristicsbyparticlesize,density,solubility,phaseandboilingpoint.Themechanicalequipmentformaterialseparationoperationiscalledseparationmachinery.Separationmachineryandequipmentinourcountry'

sindustrialproductionhasanimportantroleinmanyaspects.Separationmachineryindustryisanemergingindustry,withbroadprospectsfordevelopment.Sincethereformandopening,ourcountry'

sseparationequipmenthasarapiddevelopment,whichbasicallymeetstheneedsofthedomesticmarket.Inthefoodindustry,foodSeparationmachineryandequipmentplaysanimportantrole;

itisindispensabletothefoodindustryproductionmachineryandequipment.Itpromotedthedevelopmentoffoodindustry.Next,itisforfoodseparationmachineryandequipmenttoconductacomprehensivediscussion.

Keyword:

foodindustry、separationmachinery、mechanicalclassification、currentsituation、developmenttendency

1.引言

食品机械行业是直接为食品工业服务的行业。

随着食品工业的发展,食品机械在食品工业中的地位越来越重要。

在食品工业的发展带动食品机械发展的同时，食品机械行业的科技进步与发展又为食品工业的进一步发展创造了极为有利的物质条件,从而大大推动了食品工业的向前发展。

国内外食品工业发展的历史最清楚地表明,现代化的食品机械不仅可以生产出高附加值的产品,还可以提高资源的利用率。

食品分离机械与设备是食品机械中重要的一部分，在食品机械中占有重要的作用。

食品分离机械与设备具有许多不同的种类，他们在食品工业中具有广泛的应用。

2.食品分离基本概况

2.1食品分离的概念

从原料到成品的整个食品加工过程，涉及各种分离操作。

这些分离操作主要包括原料分选、离心分离、旋流分离、压榨、过滤、提取、膜分离等，均可部分或全部通过机械设备来完成。

但是在分离原理、分离效率和机械化自动化的程度上，这些分离机械式存在差异的。

不同物性物质的分离方法不同，分离一般采用过滤、蒸馏、重结晶、萃取、离心及吸附等方法。

2.2食品分离的作用

食品中的混合物有很多的种类，主要有悬浮液、乳浊液和气溶胶。

为了提取所需的产品，需对原料进行分离处理如过滤、离心分离或其他的处理。

3食品分离机械与设备的现状中国食品机械行业是近十几年才发展起来的,是机械工业中直接为提高人民生活质量服务,为装备大农业服务和提高农村经济发展水平服务的新兴行业。

该行业起步于70年代末，形成于80年代，在80年代末和90年代初实现了高速发展,，平均增长率为30%左右。

据国家统计局资料,全国食品工业（食品、饮料等）总产值1995年已上升为全国各行业之首,达到4522175亿元。

食品工业发展带动了食品机械的发展,据统计1999年全国专业食品加工机械企业约有2100多家，工业总产值150亿元,产品品种约2300多种,已能不同程度地装备食品工业的23个行业,并已成为机械工业的十大产业之一。

食品机械行业中已经形成一批不仅能够满足国内市场的需要,而且能打入国际市场的优良产品。

主要出口的食品机械为方便面生产线、灌装生产线、胶体磨、饺子机等十几种产品。

食品机械新产品、新技术、新成果不断出现,并转化为生产力进入市场。

但从总体来看,食品分离机械行业发展并不平衡,产品的水平还不高,无法满足食品工业发展的需要,主要表现在以下几个方面:

3.1产品质量发达国家食品机械产品无论从内在质量还是外观质量都大大超过我国的食品机械产品。

造成产品质量差的主要原因是采用的设计理论、设计手段、设计方法、制造技术和检测手段落后。

此外,国内许多原材料、质量不稳定,直接影响了食品机械产品的整体质量。

3.2产品技术水平我国食品分离机械主要产品中,许多产品的技术水平不高，主要以半机械化为主。

我们必须对产品进行创新，提高产品的技术，才能促进食品工业的发展。

3.3产品品种

我国食品分离机械产品的品种及成套数量都较少,新产品的开发还处于跟在发达国家之后进行消化吸收的阶段,特别是在产品的综合利用与环境保护等方面缺乏深入研究,高新技术产品欠缺,不少食品工业急需的食品分离机械产品必须从国外进口。

此外，企业科研队伍建设与科研能力、企业生产技术与管理水平、市场信息与销售渠道等方面的水品还不够高，这些方面都阻碍了食品工业和食品机械行业的发展。

4食品分离机械与设备

4.1常用机械分离方法

4.1.1离心分离

4.1.1.1概念

离心分离：

是指利用物料在惯性离心力的作用下进行固-液、液-液、液-液-固相分离。

利用惯性离心力的作用下进行固-液、液-液、液-液-固相分离的机械

称为离心机。

具体可分为离心过滤、离心沉降、离心分离。

4.1.1.2应用

⑴制糖工业：

砂糖糖蜜的分离；

⑵制盐工业：

晶盐脱卤；

⑶奶制品工业：

牛奶分离；

⑷淀粉工业：

淀粉与蛋白质分离；

⑸油脂工业：

食油精制；

⑹饮料工业：

啤酒、果汁等的澄清；

⑺脱水蔬菜制造业：

预脱水干燥处理；

4.1.1.3离心分离机的分类

⑴按操作原理分类

1过滤式离心机：

转鼓有孔，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液的分离及脱水处理。

2沉降式过滤机：

转鼓无孔，沉降分离，分离因数中，适用于分离不易过滤的悬浮液。

3分离式离心机：

转鼓无孔，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。

⑵按离心分离因数大小分类

1常速离心机：

Kc?

3000，主要用于分离颗粒不大的悬浮液和物料的脱水；

2高速离心机：

3000?

Kc?

5000，0主要用于分离乳状和细粒悬浮液；

3超高速离心机：

50000，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悬浮液。

⑶按操作方式：

间歇式和连续式离心机；

⑷按转鼓主轴位置：

卧式和立式离心机；

⑸按转鼓内流体和沉渣的运动方向：

逆流式和并流式；

⑹按卸料的方式：

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等离心机；

⑺按分离工艺操作条件：

常用型和密闭防爆型。

4.1.2过滤分离

4.1.2.1过滤原理

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分散相颗粒，从而实现分离的操作。

4.1.2.2过滤操作过程过滤操作过程一般包括过滤、洗涤、干燥、卸料四个阶段。

⑴过滤：

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；

固体颗粒截留，逐渐形成滤饼。

当过滤速度降低到—定程度后，转入下道工序。

⑵洗涤：

停止过滤后，滤饼的毛细孔中包含有许多滤液，必须洗涤，以得到纯净的固粒产品或得到尽量多的滤液。

⑶干燥：

用压缩空气排挤或真空抽吸把滤饼毛细管中存留的洗涤液排走，得到含湿量较低的滤饼。

⑷卸料：

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。

4.1.2.3过滤操介质与助滤剂⑴过滤介质用于促使滤饼的形成，并为滤饼的支撑物。

⑵助滤剂在过滤前预覆在滤布上或添加在滤浆中以提高过滤速度的物质。

4.1.2.4过滤分离的应用

⑴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1％－2％）。

⑵深层过滤：

在过滤介质上游虽形成微薄的滤饼，但只是少量颗粒嵌入介质通道。

可用于从液体中除去少量不溶性固体的过滤，如啤酒、果汁、牛奶、色拉油等的过滤。

⑶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。

4.1.2.5常用过滤机

⑴板框过滤机板框压滤机是间歇式过滤机中应用最广泛的一种。

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

过滤：

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）

洗涤：

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。

结束后除去滤饼，进行清理，重新组装。

⑵真空过滤机一种连续式真空过滤设备。

过滤、一次脱水、洗涤、卸料、滤布再生等操作工序同时在转鼓的不同部位进行。

4.1.3旋流分离机械分离

4.1.3.1原理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。

4.1.3.2应用

旋流分离器可用于具有密度差的固-液、气-液、固-气、液-气、液-液以及固-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一身，用作旋流干燥器等。

其分级作业的分级粒度为0.003～0.25ｍｍ，浓缩或澄清的分级粒度小于15μｍ。

4.1.4膜分离机械

4.1.4.1概念用天然的或人工合成的高分子薄膜或其他具有类似功能的材料，以外界能量或化学位差为推动力，对双组分或多组分的溶质和溶剂进行分离、分级、提纯和富集的方法，统称为膜分离法。

膜分离法用于液体和气体。

膜分离技术主要包括渗透、反渗透、超滤、透析、电渗析、液膜技术、气体渗透和渗透蒸发等方法。

4.1.4.2原理反渗透原理：

利用反渗透膜选择性透过溶剂（水）的性质，对溶液施加压力克服溶液的渗透压，使溶剂通过膜从溶液中分离出来。

超过滤原理：

被分离的溶液借助外界压力的作用，以一定的流速沿具有一定孔径的超过滤膜面上流动，让溶液中的无机离子、小分子物质透过膜，截留高分子物质、胶体、蛋白质、微生物，从而实现分离和浓缩目的。

电渗析原理：

使用具有选择性透过性能的离子交换膜，在直流电场作用下，溶液中的离子选择性透过进行定向迁移。

4.2新型分离技术

4.2.1超临界萃取技术

4.2.1.1概念（原理）

超临界流体萃取（SCFE）是近30多年来出现的一种新型的萃取分离技术。

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。

4.2.1.2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。

4.2.1.3超临界流体萃取系统内主要四部分组成

⑴溶剂压缩机（即高压泵）。

⑵萃取器。

⑶温度、压力控制系统。

⑷分离器和吸收器。

其他辅助设备包括：

辅助泵、阀门、调节器、流量计、热量回收器等。

4.2.1.3在食品业的用途主要用于分离热敏性、高沸点物质。

⑴动植物油（鱼油等及大豆、向日葵、可可、咖啡、棕搁等的种子油）的萃取⑵从茶、咖啡中脱除咖啡因。

⑶啤酒花和尼古丁的萃取。

⑷从植物中萃取香精油等风味物质。

⑸从动植物中萃取脂肪酸。

⑹从奶油和鸡蛋中去除胆固醇。

⑺从天然产物中萃取功能性有效成分；

⑻植物色素的萃取及各种物质的脱色、脱臭。

4.3总结

食品加工过程涉及各种分离操作。

主要包括原料分选、离心分离、压榨、过滤、提取、膜分离以及粉尘回收等。

这些操作均可采用不同原理、分离效率和机械化自动化程度的分离设备加以实现。

○1离心分离机械可以分为过滤式、沉降式和分离式三大类。

各类离心分离机又可根据操作方式和结构特征进一步细分。

应当根据物料体系和分离目的选择离心分离机。

○2过滤机械设备用于对食品液体（滤浆）进行分离。

各种过滤设备借助于过滤介质将滤浆分成滤渣和滤液。

过滤介质可为粒状、织物或多孔性固体。

过滤机的推动均为过滤介质两侧的压差。

过滤设备可分为重力式、加压式和真空式三类，食品工业应用最多的是加压式和真空式。

○3当前，膜分离技术已获得巨大的进展，但它毕竟还是处于上升发展阶段，还有许多工作要我们去做。

21世纪的膜科学与技术将进一步改进、完善已有的膜过程，不断探索和开拓新的过程与材料，并不断扩充原有的应用领域，使膜技术发挥发挥更大的作用。

我们应致力于将新兴的膜分离技术与传统的工艺技术有机的结合起来，开发研究新的聚合膜材料，进一步制备超薄、高度均匀、无缺陷

的非对称膜皮层技术与工艺，不断将膜技术的研究成果从实验室推向产业化应用。

特别要致力于将无机膜的发展推向前，无机膜由于拥有其他聚合物膜所无法具有的一些优点，如：

无机膜具有耐酸、碱、耐有机溶剂，化学稳定性好，机械强度大，抗微生物污染能力强，耐高温，孔径分布窄，分离效率高等，而受到学术界和工业化应用越来越多的重视。

在以后的发展过程中，研究无机膜的新材料、新工艺是必然的趋势。

5食品分离机械与设备的发展趋势

现在，我国的食品分离机械与设备虽然已经有了迅速的发展，在许多技术和创新等方面取得了很大的进步，使食品分离机械与设备的整体质量有了很大的提高，推动了食品工业的快速发展。

但是现在食品分离机械与设备行业的竞争越来越激烈，未来食品分离机械与设备的发展主要以以下几方面来进行。

1.积极引进技术,以吸收为主增强开发能力

2.主要在技术方面和创新等方面发展食品分离机械与设备

3.机械与工艺结合,提高产品整体水平

4.注重食品机械细节的发展

5.根据食品加工工艺来研发食品加工机械与设备

6.研究市场需求,促进整体协调发展

7.适度发展,逐步提高

8.增加智力投入,注重行业发展环境的培育

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