馬鈴薯淀粉生產(chǎn)中影響水力旋流器分離性能的幾個主要因素

摘 要：在馬鈴薯淀粉生產(chǎn)中，提高旋流器分離效率非常重要，而影響水力旋流器分離性能的因素很多，本文就影響馬鈴薯淀粉分離率的主要因素進行分析，希望可以對馬鈴薯淀粉生產(chǎn)用旋流器的結(jié)構(gòu)改造起到幫助作用，進而提高馬鈴薯淀粉出粉率，在馬鈴薯淀粉產(chǎn)業(yè)中創(chuàng)造更高的經(jīng)濟收益。

關(guān)鍵詞：分離效率

中圖分類號：TD922.5 文獻標志碼：A

Potato Starch Production in the Affected Hydrocyclone Separation

Performance of Several Key Factors

WU Li-li，QI Ying-nan

(Ningxia Teachers University，NingXiaGuYuan 756000，China)

Abstract:To enhance the efficiency of the cyclone separation is of great importance in potato starch production .As the performance of hydrocyclone separation is affected by several factors，this paper analyzes these main affecting factors with the intention of improving the inner structure of hydrocyclone separation to enhance the rate of potato starch production and the profit in this industry.

Key words: separation efficiency

馬鈴薯淀粉經(jīng)初破碎和刨絲后形成馬鈴薯漿糊，馬鈴薯漿糊的密度大約是980kg/ m3，含有淀粉、蛋白質(zhì)、纖維、水、礦物質(zhì)和糖類等。在不接觸水的情況下，這種糊狀物一般不分層、不絮凝、不沉淀；接觸到水后，會立即分層，從上到下分別是泡沫層、粗纖維、細纖維、水、重雜和淀粉層。蛋白質(zhì)存在于淀粉、粉渣以及水中，顆粒粒度較大的蛋白質(zhì)在分離的時候會隨著淀粉從底流口排出。溶解于水中的糖及某些礦物質(zhì)會大部分隨粉渣從溢流口排出。利用水力旋流器可以把絕大多數(shù)的泡沫、纖維、蛋白質(zhì)等成分盡量分離出去，經(jīng)過旋流系統(tǒng)的分離，可直接得到精制淀粉乳，分離效率高達90% 。采用旋流器分離系統(tǒng)分離過程中最關(guān)心的問題是淀粉得率和質(zhì)量，因此提高旋流器分離效率非常重要，而影響水力旋流器分離性能的因素很多，本文就影響馬鈴薯淀粉分離率的主要因素進行分析，希望可以對馬鈴薯淀粉生產(chǎn)用旋流器的結(jié)構(gòu)改造起到幫助作用，進而提高馬鈴薯淀粉出粉率，在馬鈴薯淀粉產(chǎn)業(yè)中創(chuàng)造更高的經(jīng)濟收益。

在馬鈴薯淀粉生產(chǎn)用旋流器內(nèi)，按顆粒的密度、尺寸、形狀等進行馬鈴薯淀粉的分離和洗滌。經(jīng)過分析，并參照文獻資料，得到一下幾個因素對馬鈴薯淀粉分離效率影響較大：

1 流口直徑

底流口直徑的大小對底流分率影響最大，進而影響旋流管的進料流量和分離

效率。當?shù)琢骺谥睆皆龃髸r，進料流量增大，但增大的趨勢趨于平緩，當進料濃度增加時，進料流量下降；當進料壓力增加時，進料流量增大。要使馬鈴薯淀粉分離率最高，有一個最佳的底流口直徑、進口壓力、進料濃度范圍。當進料淀粉濃度為7%~10%、進料壓力為0.36M Pa時，最佳的底流口直徑為7~8mm［1］。

2 進料壓力

旋流管內(nèi)流體的運動是一種復(fù)雜的三維運動，在離心力場和剪切力場的共同作用下，按照顆粒的密度、尺寸、形狀等進行馬鈴薯淀粉多的分離和洗滌。進料壓力的增大可以使馬鈴薯淀粉的分離效率提高，但進料壓力的增大又會導(dǎo)致分離粒度的下降，旋流管的進料壓力應(yīng)該控制在0.4~045MPa，當?shù)琢骺谥睆綖?mm、進料濃度為5.3%時，最佳的進口壓力是0.42~0.72MPa 。

3 進料濃度

進料濃度對馬鈴薯淀粉旋流器分離性能的影響是復(fù)雜的，因為馬鈴薯漿糊濃度的增大會妨礙到沉降的程度。分離精度隨著馬鈴薯漿糊的濃度的增大而降低，并因旋流器中對旋流運動的阻力較大，而這阻力降低了有效的壓力降，因而提高了分離粒度。進料濃度達到一定值時，底流濃度幾乎不變化，當?shù)琢骺谥睆綖?.5mm、進料壓力為0.36MPa時，最佳的進料濃度為7%~12% 。

4 溢流管插入深度

伴隨著溢流管插入深度的減小，旋流器的生產(chǎn)能力會增加，分離粒度會減?。?］，同時分股比增大文獻推薦最佳溢流管插入深度L=（0.33~0.50）D。

5 溢流管厚度

溢流管厚度的增加，可以提高旋流器的分離效率，并能降低其內(nèi)部損失［4］，而且還能略微提高水力旋流器分離淀粉的能力。采用普通型薄壁直圓管結(jié)構(gòu)時旋流器修正分離粒度最小，分離精度最高；采用厚壁直圓管做溢流管時旋流器修正分離粒度最大，溢流管采用厚壁直圓和薄壁直圓管結(jié)構(gòu)時旋流器分流比均最大。

6 旋流器的錐角

旋流器錐角的增大會引起流體阻力變大，所以在相同的進口壓力下，單位體積生產(chǎn)能力會有所減小。雖然大錐角水力旋流器內(nèi)的切向速度比小錐角的要高一點，但是在其他條件相同的情況下，離子在內(nèi)旋流中停留的時間要短一些，所以，分離粒度會隨著水力旋流器錐角的增大而變化 。溢流管采用30o漸擴管加錐結(jié)構(gòu)時水力旋流器處理能力最高；溢流管加虹吸裝置時水力旋流器分離修正總效率最高、分流比最小。

7 旋流器錐段結(jié)構(gòu)

采用螺旋型錐段結(jié)構(gòu)時水力旋流器處理能力最高; 采用拋物線型錐段結(jié)構(gòu)時水力旋流器分離修正總效率最高、分離精度最高、分流比最小; 采用普通型光滑直錐時水力旋流器分離粒度最小; 采用雙曲線型錐結(jié)構(gòu)時旋流器分流比最大。隨著光滑內(nèi)壁型錐段體積的增大， 水力旋流器分離修正總效率呈線性提高， 而旋流器分流比則呈線性下降。

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