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1、2021-8-7 第 五 章 食 品 分 離 機(jī) 械 與 設(shè) 備 1 第 五 章 食 品 分 離 機(jī) 械 與 設(shè) 備本 章 內(nèi) 容q 第 一 節(jié) ： 過 濾 機(jī) 械q 第 二 節(jié) ： 離 心 機(jī) 械q 第 三 節(jié) ： 旋 流 分 離 機(jī) 械q 第 四 節(jié) ： 膜 分 離 設(shè) 備q 第 五 節(jié) ： 超 臨 界 流 體 萃 取 設(shè) 備q 第 六 節(jié) ： 分 子 蒸 餾 設(shè) 備 2021-8-7 第 五 章 食 品 分 離 機(jī) 械 與 設(shè) 備 2 第 五 章 分 離 機(jī) 械 與 設(shè) 備 定 義 ： 食 品 生 產(chǎn) 的 分 離 操 作 是 將 不 同 物 理 、 化 學(xué) 等 屬性 的 物 質(zhì) ， 根

2、據(jù) 其 顆 粒 大 小 、 相 、 密 度 、 溶 解 性 、 沸點 等 表 現(xiàn) 出 的 不 同 特 點 而 將 物 質(zhì) 分 開 的 一 種 操 作 過 程 。 食 品 加 工 中 根 據(jù) 連 續(xù) 相 的 不 同 ， 可 分 為 液 體 為 連 續(xù) 相和 氣 體 為 連 續(xù) 相 兩 類 。 發(fā) 酵 的 產(chǎn) 品 經(jīng) 常 要 經(jīng) 過 分 離 或 凈 化 才 能 進(jìn) 入 下 一 程 序 ；淀 粉 、 結(jié) 晶 或 雜 質(zhì) 等 固 形 物 料 從 原 料 液 中 的 分 離 ； 純凈 水 的 制 備 ； 蛋 白 質(zhì) 的 提 純 以 及 提 取 天 然 有 效 成 分 等 。要 運 用 一 定 的 物 理

3、 或 化 學(xué) 方 法 ， 采 用 適 當(dāng) 的 分 離 機(jī) 械與 設(shè) 備 來 加 以 操 作 ， 并 在 此 過 程 中 消 耗 一 定 的 物 料 和能 量 。 2021-8-7 第 五 章 食 品 分 離 機(jī) 械 與 設(shè) 備 3 第 五 章 分 離 機(jī) 械 與 設(shè) 備 從 分 離 的 原 理 上 ， 可 將 食 品 的 分 離 設(shè) 備 分 為 兩 大 類 。 1 利 用 機(jī) 械 力 和 分 離 介 質(zhì) 來 進(jìn) 行 分 離 的 操 作 ， 包 括 ： 利 用 離 心 力 分 離 的 分 離 設(shè) 備 ； 利 用 離 心 力 和 流 體 力 學(xué) 性 質(zhì) 中 的 慣 性 力 來 進(jìn) 行 物 料分 離

4、 的 旋 液 分 離 器 ； 利 用 機(jī) 械 力 ， 在 物 料 傳 遞 過 程 中 通 過 過 濾 介 質(zhì) 進(jìn) 行分 離 、 以 及 用 在 20世 紀(jì) 60年 代 后 發(fā) 展 起 來 的 膜 分 離 技術(shù) 。 2 超 臨 界 流 體 萃 取 技 術(shù) ， 該 技 術(shù) 利 用 某 些 溶 劑 在 臨 界值 上 所 具 有 的 特 性 來 提 取 混 合 物 中 可 溶 性 組 分 的 一 門新 的 分 離 技 術(shù) 。 其 他 還 有 一 些 利 用 物 理 、 化 學(xué) 或 表 面性 質(zhì) 的 方 法 使 分 散 相 與 分 散 介 質(zhì) 發(fā) 生 物 性 變 化 。 2021-8-7 第 五 章 食

5、 品 分 離 機(jī) 械 與 設(shè) 備 4 第 一 節(jié) 過 濾 機(jī) 械過 濾 的 應(yīng) 用 范 圍 很 廣 ， 在 食 品 上 的 應(yīng) 用 有 如 下 幾 個 方 面 ： a 一 般 固 液 系 統(tǒng) 的 分 離 ： 如 蔗 糖 生 產(chǎn) 中 的 糖 汁 和 糖 渣 的 分 離采 用 真 空 轉(zhuǎn) 鼓 過 濾 機(jī) 或 板 框 壓 濾 機(jī) 。 板 框 壓 濾 機(jī) 則 可 用 于 啤 酒 廠過 濾 麥 芽 和 發(fā) 酵 后 回 收 酵 母 等 。 b 作 為 澄 清 設(shè) 備 使 用 ： 陶 質(zhì) 管 濾 機(jī) 和 流 線 式 過 濾 機(jī) 已 廣 泛 應(yīng) 用于 澄 清 液 體 食 品 ， 如 啤 酒 、 葡 萄 酒 、

6、 醋 、 果 汁 、 酵 母 浸 出 液 及 油 、鹽 水 、 糖 漿 ， 以 除 去 其 中 極 細(xì) 微 粒 或 者 成 膠 狀 或 泥 狀 的 固 體 。 c 除 去 微 生 物 ： 管 濾 機(jī) 常 用 于 葡 萄 酒 、 啤 灑 、 果 汁 和 酵 母 浸 出液 的 過 濾 以 降 低 微 生 物 的 數(shù) 目 ， 故 可 用 于 代 替 或 補(bǔ) 充 以 降 低 微 生物 數(shù) 目 為 目 的 的 熱 處 理 操 作 。 但 是 過 濾 技 術(shù) 的 缺 點 是 過 濾 介 質(zhì) 易 堵 ， 連 續(xù) 性 差 。 常 用 助 濾 劑 涂 在 濾 布 上 或 按 一 定 比 例 均 勻 混 合 于

7、懸 浮 液 之 中 ， 一 起 進(jìn) 入 過 濾機(jī) 過 濾 ， 以 形 成 滲 透 性 好 、 耐 壓 縮 的 濾 餅 ， 保 證 濾 液 通 暢 流 通 。 2021-8-7 第 五 章 食 品 分 離 機(jī) 械 與 設(shè) 備 5 第 一 節(jié) 過 濾 機(jī) 械一 、 過 濾 分 離 原 理 與 過 程1、 過 濾 分 離 原 理 過 濾 操 作 的 基 本 原 理 是 利 用 一 種 能 將 懸浮 液 中 的 固 體 微 粒 截 留 而 使 液 體 物 料 自由 通 過 的 多 孔 介 質(zhì) ， 從 而 達(dá) 到 將 懸 浮 液中 固 液 分 離 的 目 的 。 在 過 濾 的 操 作 過 程 中 ，

8、一 般 將 被 過 濾 處理 的 懸 浮 液 稱 為 濾 漿 ， 濾 漿 中 被 截 留 下來 的 固 體 微 粒 稱 為 濾 渣 ， 而 積 聚 在 過 濾介 質(zhì) 上 的 濾 渣 層 則 被 稱 為 濾 餅 ， 透 過 濾餅 和 過 濾 介 質(zhì) 的 液 體 稱 為 濾 液 。 2021-8-7 第 五 章 食 品 分 離 機(jī) 械 與 設(shè) 備 6 第 一 節(jié) 過 濾 機(jī) 械2、 過 濾 操 作 過 程 一 般 包 括 過 濾 、 洗 滌 、 干 燥 、 卸 料 四個 階 段 。 （ 1） 過 濾 階 段 過 濾 有 兩 種 方 式 ， 恒速 和 恒 壓 過 濾 。 （ 2） 濾 餅 洗 滌 其

9、 的 在 于 回 收 有 價 值的 濾 液 或 純 的 濾 餅 。 （ 3） 濾 餅 干 燥 通 過 機(jī) 械 擠 壓 、 壓 縮空 氣 擠 壓 或 通 入 熱 空 氣 ， 以 盡 量 排 除濾 餅 中 殘 留 的 洗 液 。 （ 4） 濾 餅 卸 除 將 濾 餅 從 濾 布 上 卸 下 。 2021-8-7 第 五 章 食 品 分 離 機(jī) 械 與 設(shè) 備 7 第 一 節(jié) 過 濾 機(jī) 械 3、 過 濾 介 質(zhì) 作 用 ： 用 于 促 使 濾 餅 的 形 成 ， 并 為 濾 餅 的 支 撐 物 。 要 求 ： 具 有 多 孔 性 ， 孔 道 大 小 應(yīng) 該 能 截 留 懸 浮 粒 子 。 具 有

10、足 夠 的 機(jī) 械 強(qiáng) 度 。 具 有 適 當(dāng) 的 表 面 特 性 ， 能 加 快 卸 除 濾 餅 速 度 。 食 品 加 工 中 所 用 的 過 濾 介 質(zhì) 除 滿 足 上 述 要 求 外 ， 還 應(yīng)具 有 無 毒 、 耐 腐 蝕 和 不 易 滋 生 微 生 物 、 易 于 清 洗 消 毒等 特 點 。 2021-8-7 第 五 章 食 品 分 離 機(jī) 械 與 設(shè) 備 8 第 一 節(jié) 過 濾 機(jī) 械 常 用 的 過 濾 介 質(zhì) 種 類 繁 多 ， 按 其 形 狀 大 致 分 為 ： (a)粒 狀 介 質(zhì) ： 如 焦 炭 、 石 礫 、 細(xì) 砂 、 鋸 屑 、 活 性 碳 、 玻 璃 碴 、酸

11、 性 白 土 等 。 此 類 介 質(zhì) 用 于 過 濾 固 相 含 量 極 少 的 懸 浮 液 ， 例 如 水的 過 濾 和 糖 的 脫 色 等 。 (b)織 物 狀 介 質(zhì) ： 是 工 業(yè) 上 廣 泛 應(yīng) 用 的 一 類 ， 它 包 括 耐 腐 蝕 的 不銹 鋼 絲 、 銅 絲 或 鎳 絲 等 織 成 的 各 種 形 式 的 金 屬 濾 布 。 也 可 用 天 然或 人 造 纖 維 如 ： 棉 、 毛 、 合 成 纖 維 等 編 織 成 各 種 形 式 的 非 金 屬 濾布 。 (c)多 孔 固 體 介 質(zhì) ： 如 多 孔 陶 瓷 、 多 孔 玻 璃 、 多 孔 塑 料 、 不 銹 鋼粉 末

12、。 多 做 成 板 狀 或 管 狀 ， 耐 腐 蝕 性 好 ， 孔 隙 小 ， 強(qiáng) 度 高 ， 常 用 于 過 濾 含 少 量 微 粒 的 懸 浮 液 ， 例 如 白 酒 、 糖 液 。 2021-8-7 第 五 章 食 品 分 離 機(jī) 械 與 設(shè) 備 9 第 一 節(jié) 過 濾 機(jī) 械 二 、 過 濾 機(jī) 的 分 類 推 動 力 ： 指 濾 餅 和 過 濾 介 質(zhì) 組 成 的 過 濾 層 兩 側(cè) 壓 力 差 ， 常 以 作 用在 懸 浮 液 上 的 壓 力 表 示 。 按 過 濾 推 動 力 可 分 為 ： 重 力 (常 壓 )過 濾 機(jī) 加 壓 過 濾 機(jī) 真 空 過 濾 機(jī) 按 過 濾 介

13、質(zhì) 的 性 質(zhì) 分 ： 粒 狀 介 質(zhì) 過 濾 機(jī) 濾 布 介 質(zhì) 過 濾 機(jī) 多 孔 陶 瓷 介 質(zhì) 過 濾 機(jī) 半 透 膜 介 質(zhì) 過 濾 機(jī) 按 操 作 方 法 可 分 為 ： 間 歇 式 過 濾 機(jī) 連 續(xù) 式 過 濾 機(jī) 2021-8-7 第 五 章 食 品 分 離 機(jī) 械 與 設(shè) 備 10 第 一 節(jié) 過 濾 機(jī) 械 三 、 板 框 式 壓 濾 設(shè) 備 板 框 壓 濾 機(jī) 是 間 歇 式 過 濾 機(jī) 中 應(yīng) 用 最 廣 泛 的 一 種 。 它 是 將 待 過 濾 的 料 液 通 過 輸 料 泵 在 一 定 的 壓 力 下 ， 從后 頂 板 的 進(jìn) 料 孔 進(jìn) 入 到 各 個 濾 室

14、 ， 通 過 濾 布 ， 固 體 物被 截 留 在 濾 室 中 ， 并 逐 步 形 成 濾 餅 ； 液 體 則 通 過 板 框上 的 出 水 孔 排 出 機(jī) 外 。 2021-8-7 第 五 章 食 品 分 離 機(jī) 械 與 設(shè) 備 11 第 一 節(jié) 過 濾 機(jī) 械 1 結(jié) 構(gòu) 與 工 作 原 理 由 端 板 、 濾 板 、 濾 框 、 濾 布 、 支 撐 橫 梁 、 螺 旋 壓 緊 裝置 組 成 。 許 多 交 替 排 列 的 濾 板 和 濾 框 構(gòu) 成 主 要 工 作 部 件 ， 板 和 框 架 都 被 支 承 在 一對 橫 梁 上 。 板 框 壓 濾 機(jī) 簡 圖1-固 定 端 板 2-濾

15、布 3-板 框 支 座 4-可 動 端 板 5-支 承 橫 梁 ；過 濾 板 濾 框 洗 滌 板 2021-8-7 第 五 章 食 品 分 離 機(jī) 械 與 設(shè) 備 12 第 一 節(jié) 過 濾 機(jī) 械 濾 板 和 濾 框 多 為 正 方 形 。 濾 板 作 用 是 支 撐 濾 布 并 提 供 濾 液 流 出 的 通 道 。 板 面 制 成 各 種 凸 凹 紋 路 。 板 、 框 的 角 部 開 設(shè) 的 小 孔 構(gòu) 成 供 濾 漿 或 洗 水 流 通 的 孔道 。 2021-8-7 第 五 章 食 品 分 離 機(jī) 械 與 設(shè) 備 13 過 濾 ： 濾 漿 由 濾 漿 通 路 經(jīng) 濾 框 上 方 進(jìn)

16、入 濾 框 空 間 ， 固 粒 被 濾 布 截 留 ， 在框 內(nèi) 形 成 濾 餅 ， 濾 液 穿 過 濾 餅 和 濾 布 流 向 兩 側(cè) 的 濾 板 ， 再 經(jīng) 濾 板 的 溝 槽流 至 下 方 通 孔 排 出 。 （ 此 時 洗 滌 板 起 過 濾 板 作 用 ） 洗 滌 ： 洗 滌 板 下 端 出 口 關(guān) 閉 ， 洗 滌 液 穿 過 濾 布 和 濾 框 的 全 部 向 過 濾 板 流動 ， 從 過 濾 板 下 部 排 出 。 結(jié) 束 后 除 去 濾 餅 ， 進(jìn) 行 清 理 ， 重 新 組 裝 。 （ 二 ） 原 理 2021-8-7 第 五 章 食 品 分 離 機(jī) 械 與 設(shè) 備 14 第

17、 一 節(jié) 過 濾 機(jī) 械 （ 三 ） 特 點 與 應(yīng) 用 優(yōu) 點 ： 結(jié) 構(gòu) 簡 單 ； 造 價 低 ； 過 濾 面 積 大 ； 推 動 力 大 。 缺 點 ： 裝 卸 板 框 勞 動 強(qiáng) 度 大 ； 濾 布 磨 損 嚴(yán) 重 。 應(yīng) 用 ： 低 濃 度 懸 浮 液 、 膠 體 懸 浮 液 、 分 離 液 相 黏 度 大或 接 近 飽 和 狀 態(tài) 的 懸 浮 液 。 2021-8-7 第 五 章 食 品 分 離 機(jī) 械 與 設(shè) 備 15 第 一 節(jié) 過 濾 機(jī) 械 四 、 加 壓 葉 濾 機(jī) 葉 濾 機(jī) 是 在 密 閉 耐 壓 機(jī) 殼 內(nèi) 配 置 一 組 并 聯(lián) 濾 葉 而 成 。懸 浮 液 在

18、 壓 力 下 送 進(jìn) 機(jī) 殼 內(nèi) ， 濾 渣 截 留 在 濾 葉 表 面 ，濾 液 透 過 濾 葉 后 經(jīng) 管 道 集 中 排 出 。 重 要 過 濾 元 件 ： 濾 葉 （ 固 定 或 旋 轉(zhuǎn) ； 垂 直 或 水 平 ） 分 類 ： 垂 直 濾 槽 ， 垂 直 濾 葉 型 垂 直 濾 槽 ， 水 平 濾 葉 型 水 平 濾 槽 ， 垂 直 濾 葉 型 水 平 濾 槽 ， 水 平 濾 葉 型 2021-8-7 第 五 章 食 品 分 離 機(jī) 械 與 設(shè) 備 16 第 一 節(jié) 過 濾 機(jī) 械 垂 直 槽 垂 直 濾 葉 型 2021-8-7 第 五 章 食 品 分 離 機(jī) 械 與 設(shè) 備 17

19、第 一 節(jié) 過 濾 機(jī) 械 水 平 濾 葉 型 結(jié) 構(gòu) ： 由 數(shù) 十 片 固 定 在 空 心 軸 的 水平 圓 形 濾 葉 組 成 。 濾 葉 上 表 面 為 細(xì) 金 屬 網(wǎng) （ 硅藻 土 支 持 介 質(zhì) ） ， 中 間 粗 金屬 網(wǎng) ， 下 表 面 為 無 孔 金 屬 板 ； 中 空 部 分 與 空 心 軸 內(nèi) 孔 相 通 ，構(gòu) 成 濾 液 通 道 。 原 理 ： 過 濾 推 動 力 為 壓 力 ； 濾 餅 卸 料 依 靠 離 心 力 （ 空 心軸 和 濾 葉 由 電 機(jī) 帶 動 旋 轉(zhuǎn) ） 2021-8-7 第 五 章 食 品 分 離 機(jī) 械 與 設(shè) 備 18 第 一 節(jié) 過 濾 機(jī) 械

20、 五 、 真 空 過 濾 機(jī) 一 種 連 續(xù) 式 真 空 過 濾 設(shè) 備 ； 過 濾 、 一 次 脫 水 、 洗 滌 、 卸料 、 濾 布 再 生 等 操 作 工 序 同時 在 轉(zhuǎn) 鼓 的 不 同 部 位 進(jìn) 行 。 （ 一 ） 結(jié) 構(gòu) 鼓 外 表 面 為 多 孔 篩 板 ， 鼓 外覆 蓋 濾 布 ； 圓 筒 內(nèi) 部 被 分 隔成 若 干 個 扇 形 小 室 ， 小 室 內(nèi)有 單 獨 孔 道 與 空 心 軸 內(nèi) 的 孔道 相 通 ； 空 心 軸 內(nèi) 的 孔 道 則沿 軸 向 通 往 轉(zhuǎn) 鼓 軸 頸 端 面 的轉(zhuǎn) 動 盤 （ 隨 軸 旋 轉(zhuǎn) ） 上 。 轉(zhuǎn) 鼓 內(nèi) 腔 借 控 制 閥 分 別 與

21、 真 空管 路 、 洗 液 貯 槽 及 壓 縮 空 氣管 路 相 通 。 2021-8-7 第 五 章 食 品 分 離 機(jī) 械 與 設(shè) 備 19 第 一 節(jié) 過 濾 機(jī) 械（ 二 ） 原 理工 作 時 ， 轉(zhuǎn) 鼓 表 面 形 成過 濾 區(qū) 、 第 一 脫 水 區(qū) 、洗 滌 區(qū) 、 第 二 脫 水 區(qū) 、卸 料 區(qū) 及 濾 布 再 生 區(qū) ，轉(zhuǎn) 鼓 每 轉(zhuǎn) 一 周 ， 完 成 一個 操 作 循 環(huán) 。試 描 述 每 個 區(qū) 的 用 途 ？ 2021-8-7 第 五 章 食 品 分 離 機(jī) 械 與 設(shè) 備 20 第 一 節(jié) 過 濾 機(jī) 械 區(qū) 域 I為 過 濾 區(qū) 。 扇 形 格 浸 于 濾 漿

22、中 ， 格 室 內(nèi) 為 真 空 狀 態(tài) 。 濾 液 經(jīng) 過 濾 布進(jìn) 入 格 室 內(nèi) ， 然 后 經(jīng) 分 配 頭 的 固 定 盤 弧 形 槽 4排 向 濾 液 槽 ; 區(qū) 域 II第 一 脫 水 去 區(qū) 。 扇 形 格 剛 離 開 液 面 ， 格 室 內(nèi) 仍 為 真 空 ， 使 濾 餅 中 殘留 的 濾 液 被 吸 盡 ， 與 過 濾 區(qū) 濾 液 一 并 排 向 濾 液 槽 。 區(qū) 域 III為 洗 滌 區(qū) 。 洗 滌 水 由 噴 水 管 灑 于 濾 餅 上 ， 扇 形 格 內(nèi) 為 低 真 空 狀 態(tài) ，將 洗 出 液 吸 人 ， 經(jīng) 過 固 定 盤 的 槽 5通 向 洗 液 槽 。 區(qū) 域

23、IV為 第 二 脫 水 去 。 洗 滌 后 的 濾 餅 在 此 區(qū) 域 內(nèi) 借 扇 形 格 室 內(nèi) 的 減 壓 進(jìn) 行 殘 留 洗 液 的 吸 干 ， 并 與 洗 滌 區(qū) 的 洗 出 液 一 并 排 人 洗 液 槽 。 區(qū) 域 V為 卸 料 區(qū) 。 此 區(qū) 域 內(nèi) 格 室 與 壓 縮 空 氣 相 通 ， 將 被 吸 干 后 的 濾 餅 吹 松 ， 同 時 被 伸 向 過 濾 表 面 的 刮 刀 所 剝 落 。 區(qū) 域 VI為 濾 布 再 生 區(qū) ， 在 此 區(qū) 域 內(nèi) 用 壓 縮 空 氣 吹 走 殘 留 的 濾 餅 。 2021-8-7 第 五 章 食 品 分 離 機(jī) 械 與 設(shè) 備 21 第

24、 二 節(jié) 離 心 機(jī) 械 一 、 離 心 分 離 原 理 與 分 類 （ 一 ） 原 理 離 心 機(jī) 是 利 用 慣 性 離 心 力 進(jìn) 行 固 液 、 液 液 、 固 液 液 相 離 心 分 離 的 機(jī) 械 。 離 心 分 離 設(shè) 備 是 利 用 分 離 筒 的 高 速 旋 轉(zhuǎn) ， 使 物 料 中 具有 不 同 比 重 的 分 散 介 質(zhì) 、 分 散 相 或 其 它 雜 質(zhì) 在 離 心 力場 中 獲 得 不 同 的 離 心 力 ， 達(dá) 到 分 離 的 目 的 。 分 離 因 數(shù) 是 用 來 表 示 離 心 機(jī) 分 離 性 能 的 主 要 指 標(biāo) ， 其定 義 是 物 料 所 受 的 離 心

25、力 與 重 力 之 比 值 ， 也 等 于 離 心加 速 度 與 重 力 加 速 度 之 比 值 ： 分 離 因 數(shù) ； 轉(zhuǎn) 鼓 回 轉(zhuǎn) 角 速 度 ； R轉(zhuǎn) 鼓 半 徑 ， cm；g重 力 加 速 度 ， cm/s2。 2021-8-7 第 五 章 食 品 分 離 機(jī) 械 與 設(shè) 備 22 第 二 節(jié) 離 心 機(jī) 械（ 二 ） 離 心 機(jī) 分 類 (1)按 分 離 因 數(shù) 的 大 小 可 分 為 常 速 離 心 機(jī) 、 高 速 離 心 機(jī)及 超 高 速 離 心 機(jī) 。 常 速 離 心 機(jī) ： Kc 3000， 主 要 用 于 分 離 顆 粒 不 大 的 懸浮 液 和 物 料 的 脫 水 。

26、高 速 離 心 機(jī) ： 3000 Kc 50000， 主 要 用 于 分 離 乳 濁液 和 細(xì) 粒 懸 浮 液 。 超 高 速 離 心 機(jī) ： Kc 50000， 主 要 用 于 分 離 極 不 易 分離 的 超 微 細(xì) 粒 懸 浮 液 和 高 分 子 膠 體 懸 浮 液 。 2021-8-7 第 五 章 食 品 分 離 機(jī) 械 與 設(shè) 備 23 （ ） 按 操 作 原 理 的 不 同 可 分 為 過 濾 離 心 機(jī) 、 沉 降 離 心機(jī) 及 分 離 離 心 機(jī) 。 過 濾 離 心 機(jī) ： 轉(zhuǎn) 鼓 壁 上 有 孔 ， 鼓 內(nèi) 壁 附 以 濾 布 。 借 離心 力 實 現(xiàn) 過 濾 分 離 ， 分

27、 離 因 數(shù) 不 大 ， 適 用 于 易 過 濾 的晶 體 懸 浮 液 和 較 大 顆 粒 懸 浮 液 的 分 離 以 及 物 料 的 脫 水 。 沉 降 離 心 機(jī) ： 鼓 壁 上 無 孔 ， 借 離 心 力 實 現(xiàn) 沉 降 分 離 。 分 離 離 心 機(jī) ： 鼓 壁 上 無 孔 ， 分 離 因 數(shù) 在 4000以 上 ， 主要 用 于 乳 濁 液 的 分 離 和 懸 浮 液 的 增 濃 或 澄 清 。（ ） 按 操 作 方 式 的 不 同 可 分 為 間 歇 式 離 心 機(jī) 和 連 續(xù) 式離 心 機(jī) 。 2021-8-7 第 五 章 食 品 分 離 機(jī) 械 與 設(shè) 備 24 第 二 節(jié) 離

28、 心 機(jī) 械 二 、 臥 式 離 心 機(jī) （ 一 ） 臥 式 螺 旋 卸 料 離心 機(jī) 1 基 本 結(jié) 構(gòu) 由 三 個 部 分 組 成 ： 轉(zhuǎn) 筒 部分 、 螺 旋 推 料 器 和 驅(qū) 動裝 置 。 2 工 作 原 理 工 作 原 理 如 圖 所 示 。 整個 設(shè) 備 由 固 定 部 分 和 運轉(zhuǎn) 部 分 兩 大 部 分 組 成 。 2021-8-7 第 五 章 食 品 分 離 機(jī) 械 與 設(shè) 備 25 第 二 節(jié) 離 心 機(jī) 械 臥 式 螺 旋 卸 料 過 濾 離 心 機(jī) 2021-8-7 第 五 章 食 品 分 離 機(jī) 械 與 設(shè) 備 26 第 二 節(jié) 離 心 機(jī) 械 臥 式 螺 旋 卸

29、料 沉 降 離 心 機(jī) 圖 6-12 臥 式 螺 旋 卸 料 沉 降 離 心 機(jī)1.差 速 器 2.主 軸 承 3.油 封 1 4.左 右 銅 軸 瓦 5.油 封 2 6.外 殼 7.螺 旋8.轉(zhuǎn) 鼓 9.油 封 310.轉(zhuǎn) 承 11.油 封 4 12.進(jìn) 料 管 2021-8-7 第 五 章 食 品 分 離 機(jī) 械 與 設(shè) 備 27 第 二 節(jié) 離 心 機(jī) 械 （ 二 ） 臥 式 螺 旋 離 心 機(jī) 的 使 用 主 要 有 脫 水 用 臥 式 螺 旋 離 心 機(jī) 和 澄 清 用 臥 式 螺 旋 離 心 機(jī) ，前 者 較 后 者 轉(zhuǎn) 速 低 ， 螺 徑 大 ， 螺 距 大 。 1 螺 旋 離

30、心 機(jī) 的 主 要 應(yīng) 用 應(yīng) 用 化 工 、 輕 工 、 食 品 和 環(huán) 保 行 業(yè) ， 適 用 對 懸 浮 液 的 液 體澄 清 、 固 體 脫 水 及 粒 度 分 級 和 廢 水 處 理 等 ， 并 進(jìn) 行 有 效 的沉 渣 輸 送 。 具 有 可 連 續(xù) 分 離 操 作 ， 對 物 料 的 適 應(yīng) 性 強(qiáng) 。 2、 在 選 用 時 考 慮 的 幾 個 方 面 （ 1） 對 于 易 分 離 物 料 的 固 相 脫 水 ， 可 以 得 到 含 液 量 較 低 的固 體 。 （ 2） 對 于 細(xì) 粒 級 難 分 離 的 懸 浮 液 ， 采 用 高 分 離 因 數(shù) ， 大 長徑 比 的 螺 旋

31、 離 心 機(jī) 來 完 成 。 （ 3） 對 于 固 相 濃 度 大 的 液 液 固 三 相 懸 浮 液 可 采 用 特 殊結(jié) 構(gòu) 的 螺 旋 離 心 機(jī) 來 完 成 。 （ 4） 對 固 相 顆 粒 粒 度 分 級 ， 適 當(dāng) 的 分 離 因 數(shù) 和 合 理 的 結(jié) 構(gòu) 來 實 現(xiàn) 。 2021-8-7 第 五 章 食 品 分 離 機(jī) 械 與 設(shè) 備 28 第 二 節(jié) 離 心 機(jī) 械 三 、 立 式 離 心 機(jī) （ 一 ） 自 由 排 出 式 （ 二 ） 振 動 式 2021-8-7 第 五 章 食 品 分 離 機(jī) 械 與 設(shè) 備 29 第 二 節(jié) 離 心 機(jī) 械 （ 三 ） 三 足 式 離

32、心 機(jī) 1 三 足 式 離 心 機(jī) 的 工 作 原 理 三 足 式 離 心 機(jī) 是 一 種 過 濾 式 離 心 機(jī) ， 鼓 壁 上 開 孔 ， 覆 以 濾 布 ， 將 待 處 理 漿 料 注 入 其 中 隨 鼓 壁 一 同 旋 轉(zhuǎn) ， 液 體 受 離 心 力 后 穿 過 濾 布 及 壁 上 的 小 孔 排 出 ， 而 直 徑 大 于 濾 布 孔 隙 的 固 體 顆 粒 則 被 截 留 在 濾 布 上 形 成 濾 層 。 2 三 足 式 離 心 機(jī) 的 結(jié) 構(gòu) 由 轉(zhuǎn) 鼓 、 機(jī) 殼 、 支 柱 、 制 動 器 、 電 動 機(jī) 組 成 ， 是 間 歇 操 作 的 轉(zhuǎn) 鼓 式 離 心 機(jī) 中 最

33、簡 單 的 一 種 。 轉(zhuǎn) 鼓 又 稱 濾 筐 ， 直 立 ， 開 口 向 上 ， 從 底 部 被 帶 動 ， 轉(zhuǎn) 鼓 和 機(jī) 殼 上 端 向 內(nèi) 收 斂 。 由 不 銹 鋼 制 成 的 鼓 壁 上 開 有 呈 正 方 形 （ 或 其 它 形 式 ） 排 列 的 濾 孔 。 由 于 該 設(shè) 備 的 外 殼 、 轉(zhuǎn) 鼓 和 傳 動 裝 置 都 懸 在 三 個 支 柱 上 ， 所 以 稱 作 三 足 式 離 心 機(jī) 。 2021-8-7 第 五 章 食 品 分 離 機(jī) 械 與 設(shè) 備 30 第 二 節(jié) 離 心 機(jī) 械 2021-8-7 第 五 章 食 品 分 離 機(jī) 械 與 設(shè) 備 31 第 二

34、節(jié) 離 心 機(jī) 械 （ 四 ） 管 式 高 速 離 心 機(jī) 管 式 高 速 離 心 機(jī) 具 有 很 高 的 分 離因 數(shù) （ 1.5萬 6萬 ） ， 轉(zhuǎn) 鼓 的 轉(zhuǎn) 速可 達(dá) 8000 5萬 。 為 盡 量 減 小 轉(zhuǎn) 鼓 所 受 的 應(yīng) 力 ， 采用 較 小 的 鼓 徑 ， 因 而 在 一 定 的 進(jìn)料 量 下 ， 懸 浮 液 沿 轉(zhuǎn) 鼓 軸 向 運 動的 速 度 較 大 。 為 此 ， 應(yīng) 增 大 轉(zhuǎn) 鼓的 長 度 ， 以 保 證 物 料 在 鼓 內(nèi) 有 足夠 的 沉 降 時 間 ， 于 是 導(dǎo) 致 轉(zhuǎn) 鼓 成為 直 徑 小 而 高 度 相 對 很 大 的 管 式構(gòu) 形 。 2021-8-

35、7 第 五 章 食 品 分 離 機(jī) 械 與 設(shè) 備 32 第 二 節(jié) 離 心 機(jī) 械 （ 五 ） 碟 片 式 離 心 機(jī) 以 疊 加 在 一 起 的 錐 形 碟 片 在 高 速 旋 轉(zhuǎn) 過 程 中 對 物 料 進(jìn) 行 分 離 的 設(shè) 備 ， 主 要 用 于 液 液 乳 濁 液 分 離 和 固 液 懸 浮 液 的 分 離 ， 應(yīng) 用 于 乳 品 加 工 、 淀 粉 提 取 等 生 產(chǎn) 領(lǐng) 域 。 （ 一 ） 碟 式 離 心 機(jī) 的 工 作 原 理 與 結(jié) 構(gòu) 1 工 作 原 理 分 離 機(jī) 高 速 旋 轉(zhuǎn) 形 成 一 個 強(qiáng) 大 的 離 心 力 場 ， 料 液 在 強(qiáng) 大 的 離 心 力 場 的

36、 作 用 下 ， 由 于 物 料 的 密 度 差 的 存 在 ， 重 組 分 受 到 了 較 大 的 離 心 力 沿 著 錐 形 碟 片 下 表 面 滑 移 出 沉 降 區(qū) ， 進(jìn) 入 混 流 過 渡 區(qū) 并 匯 聚 噴 嘴 排 出 機(jī) 外 ； 而 輕 組 分 因 受 到 的 離 心 力 較 小 ， 被 迫 反 方 向 移 動 排 出 機(jī) 外 ， 完 成 整 個 過 程 。 2021-8-7 第 五 章 食 品 分 離 機(jī) 械 與 設(shè) 備 33 第 二 節(jié) 離 心 機(jī) 械 2、 分 類 噴 嘴 型 碟 片 式 離 心 機(jī) 、 自 動 分 批 排 渣 型 碟 片 式 離 心 機(jī) 2021-8-7

37、 第 五 章 食 品 分 離 機(jī) 械 與 設(shè) 備 34 第 三 節(jié) 旋 液 分 離 機(jī) 械 旋 液 離 心 分 離 器 又 稱 旋 液 分 離 管 、 水 力 旋 流 器 。 廣 泛 應(yīng) 用 于 食 品 、 醫(yī) 藥 、 化 工 行 業(yè) 等 領(lǐng) 域 ， 如 在 淀 粉 的 分 離 和 提 純 工 藝 中 被 普 遍 使 用 。 它 不 僅 可 用 于 懸 浮 液 的 分 離 、 增 濃 ， 而 且 可 用 于 產(chǎn) 品 的 分 級 ， 此 外 ， 還 可 用 于 不 互 溶 液 體 的 分 離 、 氣 液 分 離 以 及 傳 熱 、 傳 質(zhì) 和 霧 化 的 操 作 中 。 2021-8-7 第 五

38、 章 食 品 分 離 機(jī) 械 與 設(shè) 備 35 2021-8-7 第 五 章 食 品 分 離 機(jī) 械 與 設(shè) 備 36 2021-8-7 第 五 章 食 品 分 離 機(jī) 械 與 設(shè) 備 37 第 三 節(jié) 旋 液 分 離 機(jī) 械 2 旋 液 離 心 分 離 機(jī) 械 與 設(shè) 備 操 作 在 操 作 中 帶 壓 漿 料 在 進(jìn) 入 旋 液 分 離 器 后 ， 會 產(chǎn) 生 較 大 的 壓 降 ， 旋液 分 離 器 的 壓 力 應(yīng) 略 高 于 整 個 系 統(tǒng) 的 壓 損 （ 不 大 于 0.3MPa） 。 不同 的 加 工 環(huán) 節(jié) 對 壓 力 的 要 求 不 一 同 ， 對 用 于 除 泥 砂 、 粗

39、分 環(huán) 節(jié) 的旋 液 分 離 器 ， 0.6MPa左 右 ， 用 于 淀 粉 洗 滌 或 者 回 收 蛋 白 質(zhì) 的 旋 液分 離 器 ， 其 工 作 壓 力 還 要 高 一 些 。 在 旋 液 分 離 器 的 應(yīng) 用 中 ， 固 體 物 質(zhì) 的 體 積 分 數(shù) 與 操 作 效 果 有 密 切的 關(guān) 系 。 比 如 ， 淀 粉 乳 的 密 度 對 分 離 效 果 有 較 大 的 影 響 ， 淀 粉 乳的 密 度 過 小 （ 淀 粉 含 量 少 ） ， 形 成 的 淀 粉 沉 積 層 在 錐 管 下 部 不 能封 住 底 流 口 ， 影 響 分 離 質(zhì) 量 ； 淀 粉 乳 的 密 度 過 大 ，

40、 分 離 的 淀 粉 沉積 層 過 厚 ， 來 不 及 從 底 流 口 排 出 ， 表 層 部 分 會 被 旋 流 著 的 成 分 重 新 攪 起 ， 從 溢 流 口 中 排 出 ， 也 會 影 響 分 離 效 果 。 2021-8-7 第 五 章 食 品 分 離 機(jī) 械 與 設(shè) 備 38 第 四 節(jié) 膜 分 離 設(shè) 備 膜 分 離 是 近 20年 來 在 迅 速 崛 起 的 高 新 技 術(shù) ， 利 用 天 然或 人 工 合 成 的 高 分 子 半 透 膜 分 離 的 方 法 ， 利 用 膜 兩 側(cè) 的 壓 力 差或 電 位 差 為 動 力 ， 使 流 體 中 的 某 些 分 子 或 離 子

41、透 過 半透 膜 或 被 半 透 膜 截 留 下 來 ， 以 獲 得 或 去 除 流 體 中 某 些成 分 的 一 種 分 離 技 術(shù) 。 膜 分 離 技 術(shù) 的 核 心 是 膜 ， 膜 的 選 擇 性 是 分 離 的 關(guān) 鍵 ，膜 分 離 技 術(shù) 所 包 含 的 方 法 有 多 種 ， 較 常 使 用 的 有 ： （ 1） 超 濾 （ ultrafiltration） ， 簡 稱 UF法 ； （ 2） 反 滲 透 （ reverse-osmosis） ， 簡 稱 RO法 ； （ 3） 電 滲 析 （ electrodialysis） ， 簡 稱 ED法 ； （ 4） 微 孔 過 濾 （ mi

42、crofiltration） ， 簡 稱 MF法 。 2021-8-7 第 五 章 食 品 分 離 機(jī) 械 與 設(shè) 備 39 第 四 節(jié) 膜 分 離 設(shè) 備 一 、 膜 分 離 設(shè) 備 的 原 理 和 特 點 1 膜 分 離 的 原 理 2021-8-7 第 五 章 食 品 分 離 機(jī) 械 與 設(shè) 備 40 第 四 節(jié) 膜 分 離 設(shè) 備 （ 1） 超 濾 設(shè) 備 的 工 作 原 理 ： 在 超 濾 中 ， 如 果 顆 粒 小 到 亞 微 細(xì) 粒 的 程 度 ， 半 透 膜 孔 的 大 小 也 要 趨 近 于 能 阻 止 溶 液 中 大 分 子 的 通 過 ， 這 種 利 用 半 透 膜 的

43、微 孔 過 濾 以 截 留 溶 液 中 大 溶 質(zhì) 分 子 的 操 作 稱 為 超 濾 ， 而 這 樣 的 半 透 膜 則 被 稱 之 為 超 濾 膜 ， 超 濾 的 驅(qū) 動 力 是 壓 差 ， 通 常 高 達(dá) 1.0MPa， 在 溶 液 側(cè) 加 壓 ， 使 溶 劑 和 小 分 子 透 過 膜 而 得 到 分 離 。 2021-8-7 第 五 章 食 品 分 離 機(jī) 械 與 設(shè) 備 41 第 四 節(jié) 膜 分 離 設(shè) 備 （ 2） 反 滲 透 的 工 作 原 理 （ a） 圖 所 示 為 在 半 透 膜 兩 側(cè) 的 溶 劑 和 由 溶 質(zhì) 與 溶 劑 組 成 的 溶 液 。 在 沒 有 外 力

44、的 作 用 下 ， 左 側(cè) 溶 劑 分 子 會 自 動 穿 過 半 透 膜 流 向 右 側(cè) 溶 液 。 因 溶 劑 的 流 動 ， 在 高 濃 度 溶 液 區(qū) 域 形 成 一 個 滲 透 壓 頭 ， 達(dá) 到 滲 透的 平 衡 。 如 果 在 溶 液 的 一 側(cè) （ 膜 的 右 側(cè) ） 加 上 一 個 大于 滲 透 壓 的 壓 力 ， 則 高 濃 度 溶 液 區(qū) 域 的 溶 劑 （ 水 ） 會穿 過 半 透 膜 流 向 低 濃 度 溶 液 （ 或 溶 劑 ） 的 一 側(cè) ， 這 種現(xiàn) 象 稱 之 為 反 滲 透 。 反 滲 透 的 動 力 也 是 壓 力 。 2021-8-7 第 五 章 食 品

45、 分 離 機(jī) 械 與 設(shè) 備 42 （ 3） 電 滲 析 的 工 作 原 理 如 圖 所 示 ， 進(jìn) 入 第 1、 3、 5、 7室 的 水 中 離 子 ， 在 直 流 電 場 作 用 下 作 定 向 移 動 ， 陽 離子 向 陰 極 移 動 ， 透 過 陽 膜 進(jìn) 入 極 水 室 以 及 2、 4、 6室 ，陰 離 子 則 向 陽 極 移 動 ， 透 過 陰 膜 進(jìn) 入 2、 4、 6、 8室 。 2021-8-7 第 五 章 食 品 分 離 機(jī) 械 與 設(shè) 備 43 第 四 節(jié) 膜 分 離 設(shè) 備 2 膜 分 離 的 應(yīng) 用 及 特 點 膜 分 離 技 術(shù) 目 前 已 經(jīng) 被 廣 泛 地

46、應(yīng) 用 于 海 水 、 苦 咸 水 淡化 ， 超 純 水 制 備 ， 廢 水 處 理 過 程 以 及 食 品 工 業(yè) 中 的 牛奶 、 乳 清 蛋 白 、 茶 葉 的 濃 縮 和 其 他 食 品 的 精 制 、 提 純與 濃 縮 。 此 外 ， 在 染 料 工 業(yè) 、 化 學(xué) 工 程 和 生 物 工 程 、航 天 技 術(shù) 上 亦 被 得 到 廣 泛 的 應(yīng) 用 。 比 如 反 滲 透 和 超 濾在 醫(yī) 療 行 業(yè) 方 面 用 于 血 過 濾 、 人 工 血 液 的 制 造 、 人 參蜂 王 漿 處 理 、 中 草 藥 制 劑 的 精 制 、 病 菌 、 酶 、 病 毒 、核 酸 、 蛋 白 質(zhì)

47、 等 生 理 活 性 物 質(zhì) 的 濃 縮 、 分 離 、 精 制 以及 激 素 的 精 制 等 。 2021-8-7 第 五 章 食 品 分 離 機(jī) 械 與 設(shè) 備 44 膜 分 離 有 四 個 顯 著 特 點 風(fēng) 味 和 香 味 成 分 不 易 失 散 ； 易 保 持 食 品 某 些 功 效 ， 如 蛋 白 的 泡 沫 穩(wěn) 定 等 。 不 存 在 相 變 過 程 ， 節(jié) 約 能 量 。 工 藝 適 應(yīng) 性 強(qiáng) ， 處 理 規(guī) 模 可 大 可 小 ， 操 作 維 護(hù) 方 便 ，易 于 實 現(xiàn) 自 動 化 控 制 。 2021-8-7 第 五 章 食 品 分 離 機(jī) 械 與 設(shè) 備 45 二 、

48、 膜 分 離 設(shè) 備 的 結(jié) 構(gòu) 與 應(yīng) 用 膜 分 離 設(shè) 備 主 要 有 膜 組 件 、 濾 液 的 傳 輸 系 統(tǒng) 、 壓 力 及流 量 控 制 系 統(tǒng) 等 組 成 。而 膜 組 件 有 多 種 形 式 ， 根 據(jù) 膜 的 構(gòu) 性 設(shè) 計 而 成 ： 平板 構(gòu) 件 ； 管 式 構(gòu) 件 板 筐 式 和 卷 式 組 件 均 使 用 平 板 膜 ， 而 管 狀 、 毛 細(xì) 管 和中 空 纖 維 膜 組 件 均 使 用 管 式 膜 。 2021-8-7 第 五 章 食 品 分 離 機(jī) 械 與 設(shè) 備 46 第 四 節(jié) 膜 分 離 設(shè) 備 二 、 膜 分 離 設(shè) 備 （ 一 ） 平 板 式 膜 組

49、 件 2021-8-7 第 五 章 食 品 分 離 機(jī) 械 與 設(shè) 備 47 （ 二 ） 管 式 膜 組 件 結(jié) 構(gòu) ： 膜 粘 在 支 撐 管 的 內(nèi) 壁 或 外 壁 。 外 管 為 多 孔 金 屬管 ， 中 間 為 多 層 纖 維 布 ， 內(nèi) 層 為 管 狀 超 濾 或 反 滲 透 膜 原 理 ： 原 液 在 壓 力 作 用 下 在 管 內(nèi) 流 動 ， 產(chǎn) 品 由 管 內(nèi) 透過 管 膜 向 外 遷 移 。 2021-8-7 第 五 章 食 品 分 離 機(jī) 械 與 設(shè) 備 48 （ 三 ） 卷 式 膜 組 件 由 中 間 多 孔 支 撐 材 料 、 膜 、 原 水 側(cè) 間 隔 材 料 依 次

50、 疊 合而 成 。 2021-8-7 第 五 章 食 品 分 離 機(jī) 械 與 設(shè) 備 49 （ 四 ） 中 空 纖 維膜 組 件 結(jié) 構(gòu) 與 卷 膜 式 膜組 件 相 類 似 ， 膜管 沒 有 支 撐 材 料 ，靠 本 身 的 強(qiáng) 度 承受 工 作 壓 力 。 將 幾 萬 根 中 空 纖維 集 束 的 開 口 端粘 接 ， 裝 填 在 管狀 殼 體 內(nèi) 。 2021-8-7 第 五 章 食 品 分 離 機(jī) 械 與 設(shè) 備 50 第 五 節(jié) 超 臨 界 萃 取 設(shè) 備 超 臨 界 流 體 萃 取 (Supercritical Fluid Extraction， SFE)是一 項 新 型 提 取

51、技 術(shù) ， 它 是 利 用 超 臨 界 條 件 下 的 氣 體 作萃 取 劑 ， 從 液 體 或 固 體 中 萃 取 出 某 些 成 分 并 進(jìn) 行 分 離的 技 術(shù) 。 SFE是 一 項 發(fā) 展 很 快 、 應(yīng) 用 很 廣 的 實 用 性 新 技 術(shù) 。 傳 統(tǒng) 的 提 取 物質(zhì) 中 有 效 成 份 的 方 法 ， 如 水 蒸 汽 蒸 餾 法 、 減 壓 蒸 餾 法 、 溶 劑 萃 取法 等 ， 其 工 藝 復(fù) 雜 、 產(chǎn) 品 純 度 不 高 ， 而 且 易 殘 留 有 害 物 質(zhì) 。 超 臨界 流 體 萃 取 是 利 用 流 體 在 超 臨 界 狀 態(tài) 時 具 有 密 度 大 、 粘 度

52、小 、 擴(kuò)散 系 數(shù) 大 等 優(yōu) 良 的 傳 質(zhì) 特 性 而 成 功 開 發(fā) 的 。 它 具 有 提 取 率 高 、 產(chǎn)品 純 度 好 、 流 程 簡 單 、 能 耗 低 等 優(yōu) 點 。 2021-8-7 第 五 章 食 品 分 離 機(jī) 械 與 設(shè) 備 51 （ 一 ） 超 臨 界 萃 取 設(shè) 備 的 原 理 和 特 點 1 超 臨 界 流 體 物 質(zhì) 是 以 氣 、 液 和 固 3種 形 式 存 在 ， 在 不 同的 壓 力 和 溫 度 下 可 以 相 的 轉(zhuǎn) 換 。 在 溫 度 高于 某 一 數(shù) 值 時 ， 任 何 大 的 壓 力 均 不 能 使 該純 物 質(zhì) 由 氣 相 轉(zhuǎn) 化 為 液

53、相 ， 此 時 的 溫 度 即被 稱 之 為 臨 界 溫 度 Tc； 而 在 臨 界 溫 度 下 ，氣 體 能 被 液 化 的 最 低 壓 力 稱 為 臨 界 壓 力 Pc。當(dāng) 物 質(zhì) 所 處 的 溫 度 高 于 臨 界 溫 度 ， 壓 力 大于 臨 界 壓 力 時 ， 該 物 質(zhì) 處 于 超 臨 界 狀 態(tài) 。在 壓 溫 圖 中 ， 高 于 臨 界 溫 度 和 臨 界 壓 力 的區(qū) 域 就 稱 為 超 臨 界 區(qū) ， 如 果 流 體 被 加 熱 或被 壓 縮 至 其 臨 界 溫 度 （ Tc） 和 臨 界 壓 力（ Pc） 以 上 狀 態(tài) 時 ， 向 該 狀 態(tài) 氣 體 加 壓 ，氣 體 不

54、 會 液 化 ， 只 是 密 度 增 大 ， 具 有 類 似液 體 性 質(zhì) ， 同 時 還 保 留 有 氣 體 性 能 ， 這 種狀 態(tài) 的 流 體 稱 為 超 臨 界 流 體 。 2021-8-7 第 五 章 食 品 分 離 機(jī) 械 與 設(shè) 備 52 超 臨 界 流 體 的 主 要 特 性 密 度 類 似 液 體 ， 因 而 溶 劑 化 能 力 很 強(qiáng) ， 壓 力 和 溫 度 微小 變 化 可 導(dǎo) 致 其 密 度 顯 著 變 化 粘 度 接 近 于 氣 體 ,具 有 很 強(qiáng) 傳 遞 性 能 和 運 動 速 度 擴(kuò) 散 系 數(shù) 比 氣 體 小 ， 但 比 液 體 高 一 到 兩 個 數(shù) 量 級

55、 ； SCF的 介 電 常 數(shù) ， 極 化 率 和 分 子 行 為 與 氣 液 兩 相 均 有著 明 顯 的 差 別 ; 壓 力 和 溫 度 的 變 化 均 可 改 變 相 變物 理 特 征 密 度 （ g/cm 3） 粘 度（ g/cm/s） 擴(kuò) 散 系 數(shù) （ cm2/s） 氣 體 （ 0.6-2） *10-3 （ 1-4） *10-4 0.1-0.4 液 體 0.6-1.6 （ 0.2-3） *10-2 （ 0.2-2)*10-5 SCF 0.2-0.9 （ 1-9） *10-4 （ 0.2-0.7)*10-3 2021-8-7 第 五 章 食 品 分 離 機(jī) 械 與 設(shè) 備 53 2

56、超 臨 界 萃 取 原 理 超 臨 界 流 體 萃 取 分 離 過 程 的 原 理 是 利 用 超 臨 界 流 體 的溶 解 能 力 與 其 密 度 的 關(guān) 系 ， 即 利 用 壓 力 和 溫 度 對 超 臨界 流 體 溶 解 能 力 的 影 響 而 進(jìn) 行 的 。 在 超 臨 界 狀 態(tài) 下 ，超 臨 界 流 體 具 有 很 好 的 流 動 性 和 滲 透 性 ， 將 超 臨 界 流體 與 待 分 離 的 物 質(zhì) 接 觸 ， 使 其 有 選 擇 性 地 把 極 性 大 小 、沸 點 高 低 和 分 子 量 大 小 的 成 分 依 次 萃 取 出 來 。 當(dāng) 然 ，對 應(yīng) 各 壓 力 范 圍

57、所 得 到 的 萃 取 物 不 可 能 是 單 一 的 ， 但可 以 控 制 條 件 得 到 最 佳 比 例 的 混 合 成 分 ， 然 后 借 助 減壓 、 升 溫 的 方 法 使 超 臨 界 流 體 變 成 普 通 氣 體 ， 被 萃 取物 質(zhì) 則 完 全 或 基 本 析 出 ， 從 而 達(dá) 到 分 離 提 純 的 目 的 ，所 以 在 超 臨 界 流 體 萃 取 過 程 是 由 萃 取 和 分 離 組 合 而 成的 。 2021-8-7 第 五 章 食 品 分 離 機(jī) 械 與 設(shè) 備 54 2021-8-7 第 五 章 食 品 分 離 機(jī) 械 與 設(shè) 備 55 2021-8-7 第 五

58、章 食 品 分 離 機(jī) 械 與 設(shè) 備 56 （ 二 ） 應(yīng) 用應(yīng) 用 范 圍 品 種功 能 性 油 脂 沙 棘 油 、 小 麥 胚 芽 油 、 魚 油 、 葡 萄 籽 油 、 耐 鵲 油 等中 藥 及 中 藥 提 取 物 穿 心 蓮 提 取 物 、 當(dāng) 歸 油 、 丹 參 提 取 物 、 厚 樸 提 取 物 、薄 荷 油 、 五 味 子 油 、 車 前 子 油 、 柴 胡 油 、 川 穹 油 、 姜黃 色 素 、 菟 絲 子 油 、 枸 杞 子 油 、 鴉 膽 子 油 、 天 然 咖 啡因 、 紫 草 素 、 丹 皮 酚 、 乳 香 提 取 物 、 野 菊 花 油 、 蒼 術(shù)油 、 我 術(shù)

59、油 、 香 附 油 、 青 蒿 素 、 霍 香 游 、 紫 蘇 葉 油 、熊 果 酸調(diào) 味 品 姜 油 、 辣 素 、 辣 椒 色 素 、 花 椒 油 、 胡 椒 油 香 料 、 香 精 辛 夷 花 精 油 、 煙 葉 精 油 2021-8-7 第 五 章 食 品 分 離 機(jī) 械 與 設(shè) 備 57 第 六 節(jié) 分 子 蒸 餾 設(shè) 備 一 、 分 子 蒸 餾 的 原 理 和 特 點 （ 一 ） 分 子 蒸 餾 的 原 理 分 子 碰 撞 : 分 子 與 分 子 之 間 存 在 著 相 互 作用 力 。 當(dāng) 兩 分 子 離 得 較 遠(yuǎn) 時 , 分 子 之 間 的作 用 力 表 現(xiàn) 為 吸 引 力

60、, 但 當(dāng) 兩 分 子 接 近 到一 定 程 度 后 , 分 子 之 間 的 作 用 力 會 改 變 為排 斥 力 , 并 隨 其 接 近 到 一 定 程 度 , 排 斥 力 迅速 增 加 。 當(dāng) 兩 分 子 接 近 到 一 定 程 度 , 排 斥力 的 作 用 使 兩 分 子 分 開 , 這 種 由 接 近 而 至排 斥 分 離 的 過 程 就 是 分 子 的 碰 撞 過 程 。 分 子 運 動 自 由 程 :一 個 分 子 相 鄰 兩 次 碰 撞 之間 所 走 的 路 程 。 平 均 自 由 程 ： 任 一 分 子 在 運 動 過 程 中 都 在變 化 自 由 程 , 而 在 一 定 的

61、外 界 條 件 下 , 不 同物 質(zhì) 的 分 子 其 自 由 程 各 不 相 同 。 就 某 一 種 分 子 來 說 , 在 某 時 間 間 隔 內(nèi) 自 由 程 的 平 均值 稱 為 平 均 自 由 程 。 2021-8-7 第 五 章 食 品 分 離 機(jī) 械 與 設(shè) 備 58 分 子 蒸 餾 技 術(shù) 正 是 利 用 了 不 同 種類 利 用 分 子 運 動 平 均 自 由 程 不 同這 一 性 質(zhì) 來 實 現(xiàn) 物 質(zhì) 分 離 的 。 如 圖 ： 液 體 混 合 物 為 了 達(dá) 到 分 離的 目 的 , 首 先 進(jìn) 行 加 熱 , 能 量 足 夠的 分 子 逸 出 液 面 。 輕 分 子 的

62、平 均自 由 程 大 , 重 分 子 的 平 均 自 由 程小 , 若 在 離 液 面 小 于 輕 分 子 的 平均 自 由 程 而 大 于 重 分 子 平 均 自 由程 處 設(shè) 置 一 冷 凝 面 , 使 得 輕 分 子落 在 冷 凝 面 上 被 冷 凝 , 而 重 分 子則 因 達(dá) 不 到 冷 凝 面 , 而 返 回 原 來液 面 ,這 樣 就 將 混 合 物 分 離 了 。 2021-8-7 第 五 章 食 品 分 離 機(jī) 械 與 設(shè) 備 59 （ 二 ） 分 子 蒸 餾 的 特 點 分 子 蒸 餾 的 原 理 和 裝 置 的 結(jié) 構(gòu) 決 定 了 其 有 如 下 特 點 。 1 操 作

63、溫 度 低 2 蒸 餾 壓 強(qiáng) 低 3 受 熱 時 間 短 4 分 離 程 度 高 2021-8-7 第 五 章 食 品 分 離 機(jī) 械 與 設(shè) 備 60 二 、 分 子 蒸 餾 設(shè) 備 的 結(jié) 構(gòu) 和 應(yīng) 用 （ 一 ） 結(jié) 構(gòu) 由 原 料 罐 、 分 子 蒸 餾 器 、 殘 留 物 受 器 、 餾 出 物 受 器 、 冷 阱 和 油 擴(kuò) 散 泵 、 旋 片 泵 組 成 。分 子 蒸 餾 裝 置 工 藝 流 程 簡 圖1-原 料 罐 2-分 子 蒸 餾 器 3-殘 留 物 受 器 4-餾 出 物 受 器 5-冷 阱 6-油 擴(kuò) 散 泵 7-旋 片 式真 空 汞 a.冷 卻 水 進(jìn) 口 b.冷

64、 卻 水 出 口 2021-8-7 第 五 章 食 品 分 離 機(jī) 械 與 設(shè) 備 61 （ 二 ） 分 子 蒸 餾 技 術(shù) 的 應(yīng) 用 分 子 蒸 餾 具 有 獨 特 的 技 術(shù) 優(yōu) 勢 ， 可 廣 泛 地 應(yīng) 用 于 國 民 經(jīng) 濟(jì) 的 各 個方 面 ， 特 別 適 用 于 高 沸 點 、 熱 敏 性 及 易 氧 化 物 料 的 分 離 。 在 食 品中 ， 利 用 于 分 離 混 合 油 脂 ， 可 獲 純 度 達(dá) 到 90%以 上 的 單 甘 油 酯 ；可 從 動 植 物 中 提 取 天 然 產(chǎn) 物 如 魚 油 、 米 糠 油 、 小 麥 胚 芽 油 等 ； 還可 用 于 提 取 脂 肪 酸 及 其 衍 生 物 、 小 麥 胚 芽 油 等 ； 在 香 料 生 產(chǎn) ， 可用 于 處 理 天 然 精 油 ， 脫 臭 、 脫 色 、 提 高 純 度 ， 使 天 然 香 料 的 品 位大 大 提 高 。 1 利 用 分 子 蒸 餾 技 術(shù) 對 低 沸 點 、 熱 敏 性 物 料 分 離 的 生 產(chǎn) 工 藝 2 利 用 分 子 蒸 餾 技 術(shù) 對 高 沸 點 、 熱 敏 性 物 料 的 分 離 3 對 于 主 產(chǎn) 品 為 不 揮 發(fā) 物 ， 餾 出 物 為 少 量 低 沸 點 組 分 物 料 的 分 離 。 4 常 溫 下 呈 固 態(tài) 或 粘 性 很 大 的 物 質(zhì) 的 分 離