關于淀粉旋流器的幾個概念
2016-06-06
關鍵詞：旋流管 旋流器 旋流站 精制旋流站 全旋流
1、旋流管 旋流管的外形一般為長錐形。大多用尼龍制造，個別的也有用其它容易加工其耐磨、耐水的材料制造。旋流管是利用流體力學的原理制作的。當有一定壓力的漿料，從進漿口的切線方向進入旋流管后，漿料以及漿料中的淀粉，開始沿旋流管內壁產生高速旋轉流動。其中淀粉顆粒的運動速度大于水及其它輕雜質的運動速度。在變徑旋流中，淀粉顆粒及一部分水形成環狀漿料水柱貼著錐形內壁向直徑逐漸減小的方向運動。
在旋流管中心軸線附近，也會產生一個同向旋轉的芯狀水柱，其旋轉速度略低于處于外部的環狀漿料水柱。漿料中的輕物質（比重小于1）會集中在芯狀水柱的中央。
由于底流孔面積較小，在環狀漿料水柱涌出底流孔時，所產生的反作用力，作用于中間的芯狀水柱，使芯狀水柱向溢流孔運動，并涌出溢流孔。
脫汁用旋流管，一般尺寸稍大。全長為120~160毫米，內錐孔上口直徑為12~20毫米，底流孔直徑為3~5毫米，溢流孔直徑為4~6毫米，進漿口單位面積每小時流量為50升/毫米。工作壓力為不低于0.4兆帕，佳工作壓力為0.6MP。工作壓力的大小與內錐孔錐度有關。
２、旋流器 單支旋流管的工作能力不大，一般情況下的工作能力，都小于1000升/小時。常見的規格為：（1）用于小顆粒淀粉（如玉米淀粉等，在大小顆粒分開精制的葛根淀粉生產線的小顆粒葛根淀粉）的工作能力為300升/小時的10毫米旋流管；（2）用于葛根淀粉脫汁、精致的工作能力為500升/小時的15毫米旋流管；（3）用于全旋流工藝渣漿分離的工作能力為1000升/小時的30毫米和工作能力為750升/小時的25毫米旋流管。
在實際應用中，需要把許多支旋流管并聯組合到一起來共同工作。由許多支（從十幾支到100多支）旋流管，以及夾板和殼體，共同組成旋流器。
３、旋流站 旋流器和供給旋流器漿料的泵構成一級旋流站。把若干級旋流站科學地編織到一起，用以共同完成脫汁和其后的精制工作，這樣的若干級旋流站就叫做多級旋流站。有多少級就叫多少級旋流站，如五級脫汁旋流站、九級精制旋流站和十二級旋流站等。
旋流站的主要工作目的是將輕雜質（包括細纖維、蛋白質及褐變物質等）與淀粉顆粒相分離。具體表現為：將總進漿流量一分為二，底流部分帶出絕大多數淀粉和一部分水（有汁水摻和），溢流部分為絕大多數的水（也有汁水摻和）和極少量的淀粉（小于1%，甚至更少）。由于如此，單級旋流站的分離能力不是很高，一般為48%~60%。具體情況因連結形式而異。旋流站的級間連結形式分為純串聯和逆流洗滌兩種。
（1）純串聯 純串聯的級間連結形式，又分為減流量串聯和等流量串聯兩種。
減流量串聯：旋流站的后一級只通過前一級的底流的連結形式，稱為減流量串聯。后一級的流量是前一級的1/2。這種串聯方法，又叫濃縮串聯。由于受旋流器出漿濃度范圍的限制，因而在正常情況下，減流量串聯的相聯級數不多，一般為1~3級。減流量串聯多于選流站的首尾兩極。當淀粉漿料濃度偏底時（＜3波美度），旋流站的首級可用減量串聯來使漿料濃度變大。當下級工序對淀粉漿料的濃度要求高一些時，旋流站的末端也可采用減流量串聯的連結方式。但進漿濃度增大時，旋流站的溢流所攜帶的淀粉量會增加。
等流量串聯：人為地讓相連結的旋流站的進漿量相等，就是在旋流站級間加水，這種連結方式稱為等流量串聯。等流量串聯，由于加入許多清水，所以分離效果有明顯提高。
（2） 逆流洗滌 逆流洗滌也是一種等流量串聯連結形式，只不過加的不是清水，而是下級旋流站的溢流液。由于下級溢流液中輕物質濃度低于本級漿料中的輕物質濃度，因而可以作為等流量的級間用水。
逆流洗滌，節水效果明顯，但分離效果有所降低，需要增加旋流站基數來滿足分離的要求。
４、精制旋流站
精制工段的多級旋流站，與脫汁工段的多級旋流站是一樣的，只是基數多一些，一般為5~15級。具體的級數，因對淀粉品質要求不同而異。精制旋流站多數采用逆流洗滌的連結方式，只是在首級和末級有所變化。
有時為了提高分離效果，將葛根淀粉分成大顆粒和小顆粒兩種，分別進行分離。分離大顆粒淀粉，使用15毫米的旋流管；分離小顆粒淀粉，使用10毫米旋流管。大小顆粒淀粉的分離，也是由旋流器來完成的，只是旋流管結構有所不同，主要變化是底孔的尺寸縮小了一些，目的是迫使小顆粒淀粉溢出溢流孔。
進行大小顆粒分別分離的兩條旋流站的后出漿，仍流到一起，共同進入到下一道工序。
５、全旋流旋流站
將淀粉生產線上的篩分、脫汁和精制三道工序，全部由旋流站來完成，這樣的工藝稱為全旋流工藝。
全旋流工藝具有工藝簡單實用，機器設備一致性好，占地面積小，維修管理容易等優點。但目前主要用于馬鈴薯淀粉加工，并且淀粉質量不理想，主要是白度指標偏低，只有85%左右。其主要原因：一是旋流站級數不足；二是過分側重節水，造成洗滌分離強度不夠；三是旋流器使用普通碳鋼；四是精制部分（從3級到9級），使用的旋流管尺寸大。這些都是在全旋流工藝引入淀粉加工時需要引起注意和加以改進的方面。
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