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关于淀粉旋流器的几个概念
关键词:旋流管 旋流器 旋流站 精制旋流站  全旋流
1、旋流管   旋流管的外形一般为长锥形。大多用尼龙制造,个别的也有用其它容易加工其耐磨、耐水的材料制造。旋流管是利用流体力学的原理制作的。当有一定压力的浆料,从进浆口的切线方向进入旋流管后,浆料以及浆料中的淀粉,开始沿旋流管内壁产生高速旋转流动。其中淀粉颗粒的运动速度大于水及其它轻杂质的运动速度。在变径旋流中,淀粉颗粒及一部分水形成环状浆料水柱贴着锥形内壁向直径逐渐减小的方向运动。
在旋流管中心轴线附近,也会产生一个同向旋转的芯状水柱,其旋转速度略低于处于外部的环状浆料水柱。浆料中的轻物质(比重小于1)会集中在芯状水柱的中央。
由于底流孔面积较小,在环状浆料水柱涌出底流孔时,所产生的反作用力,作用于中间的芯状水柱,使芯状水柱向溢流孔运动,并涌出溢流孔。
脱汁用旋流管,一般尺寸稍大。全长为120~160毫米,内锥孔上口直径为12~20毫米,底流孔直径为3~5毫米,溢流孔直径为4~6毫米,进浆口单位面积每小时流量为50/毫米。工作压力为不低于0.4兆帕,佳工作压力为0.6MP。工作压力的大小与内锥孔锥度有关。
2、旋流器 单支旋流管的工作能力不大,一般情况下的工作能力,都小于1000/小时。常见的规格为:(1)用于小颗粒淀粉(如玉米淀粉等,在大小颗粒分开精制的葛根淀粉生产线的小颗粒葛根淀粉)的工作能力为300/小时的10毫米旋流管;(2)用于葛根淀粉脱汁、精致的工作能力为500/小时的15毫米旋流管;(3)用于全旋流工艺渣浆分离的工作能力为1000/小时的30毫米和工作能力为750/小时的25毫米旋流管。
在实际应用中,需要把许多支旋流管并联组合到一起来共同工作。由许多支(从十几支到100多支)旋流管,以及夹板和壳体,共同组成旋流器。
3、旋流站    旋流器和供给旋流器浆料的泵构成一级旋流站。把若干级旋流站科学地编织到一起,用以共同完成脱汁和其后的精制工作,这样的若干级旋流站就叫做多级旋流站。有多少级就叫多少级旋流站,如五级脱汁旋流站、九级精制旋流站和十二级旋流站等。
 旋流站的主要工作目的是将轻杂质(包括细纤维、蛋白质及褐变物质等)与淀粉颗粒相分离。具体表现为:将总进浆流量一分为二,底流部分带出绝大多数淀粉和一部分水(有汁水掺和),溢流部分为绝大多数的水(也有汁水掺和)和极少量的淀粉(小于1%,甚至更少)。由于如此,单级旋流站的分离能力不是很高,一般为48%~60%。具体情况因连结形式而异。旋流站的级间连结形式分为纯串联和逆流洗涤两种。
1)纯串联 纯串联的级间连结形式,又分为减流量串联和等流量串联两种。
减流量串联:旋流站的后一级只通过前一级的底流的连结形式,称为减流量串联。后一级的流量是前一级的1/2。这种串联方法,又叫浓缩串联。由于受旋流器出浆浓度范围的限制,因而在正常情况下,减流量串联的相联级数不多,一般为1~3级。减流量串联多于选流站的首尾两极。当淀粉浆料浓度偏底时(<3波美度),旋流站的首级可用减量串联来使浆料浓度变大。当下级工序对淀粉浆料的浓度要求高一些时,旋流站的末端也可采用减流量串联的连结方式。但进浆浓度增大时,旋流站的溢流所携带的淀粉量会增加。
等流量串联:人为地让相连结的旋流站的进浆量相等,就是在旋流站级间加水,这种连结方式称为等流量串联。等流量串联,由于加入许多清水,所以分离效果有明显提高。
2) 逆流洗涤    逆流洗涤也是一种等流量串联连结形式,只不过加的不是清水,而是下级旋流站的溢流液。由于下级溢流液中轻物质浓度低于本级浆料中的轻物质浓度,因而可以作为等流量的级间用水。
逆流洗涤,节水效果明显,但分离效果有所降低,需要增加旋流站基数来满足分离的要求。
4、精制旋流站
       精制工段的多级旋流站,与脱汁工段的多级旋流站是一样的,只是基数多一些,一般为5~15级。具体的级数,因对淀粉品质要求不同而异。精制旋流站多数采用逆流洗涤的连结方式,只是在首级和末级有所变化。
有时为了提高分离效果,将葛根淀粉分成大颗粒和小颗粒两种,分别进行分离。分离大颗粒淀粉,使用15毫米的旋流管;分离小颗粒淀粉,使用10毫米旋流管。大小颗粒淀粉的分离,也是由旋流器来完成的,只是旋流管结构有所不同,主要变化是底孔的尺寸缩小了一些,目的是迫使小颗粒淀粉溢出溢流孔。
进行大小颗粒分别分离的两条旋流站的后出浆,仍流到一起,共同进入到下一道工序。
5、全旋流旋流站
   将淀粉生产线上的筛分、脱汁和精制三道工序,全部由旋流站来完成,这样的工艺称为全旋流工艺。
全旋流工艺具有工艺简单实用,机器设备一致性好,占地面积小,维修管理容易等优点。但目前主要用于马铃薯淀粉加工,并且淀粉质量不理想,主要是白度指标偏低,只有85%左右。其主要原因:一是旋流站级数不足;二是过分侧重节水,造成洗涤分离强度不够;三是旋流器使用普通碳钢;四是精制部分(从3级到9级),使用的旋流管尺寸大。这些都是在全旋流工艺引入淀粉加工时需要引起注意和加以改进的方面。

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