理论教育 离心法分离糖蜜的原理与特征

离心法分离糖蜜的原理与特征

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:糖蜜也可认为是在惯性离心力的作用下向外运动,穿过糖层的。衡量离心机工作效能的主要特征是它的分离因数。糖膏是含有较大晶粒的悬浮液,相对而言较易于分离,所用的离心机的分离因数一般小于2500,属于常速离心机。如用于甲糖的上悬离心机XZ1200,其分离因数为636,而分离丙糖的锥篮连续分蜜机,其分离因数高达1800~2000。

离心法分离糖蜜的原理与特征

离心分离就是利用离心机转子高速旋转产生的强大的离心力,加快液体中颗粒的沉降速度,把物料中不同沉降系数和浮力密度的物质分离开。

当物体绕轴作匀角速圆周运动时,作用于此物体的力是向心力。在运转着的离心机转鼓中分离糖膏的情况下,糖的晶粒被篮壁上的筛网所阻而留在篮壁上。此时晶粒受到转鼓壁作用于它的向心力;同时,转鼓壁则受到晶粒作用于它的离心力。这是作用在不同物体上,同时存在的一对力,作用力与反作用力。

如以匀角速转动的转鼓为参照系,人们所看到的对地面而言作匀角速圆周运动的物体对转鼓而言就是静止的了。物体受到向心力的作用而又静止,说明在转鼓参照系中牛顿定律不能成立。为使牛顿定律在此参照系中成立,就须假想一个与向心力大小相等方向相反的力也作用在同一物体上,人们称此力为惯性离心力,习惯上简称它为离心力,但它不是向心力的反作用力。这个惯性离心力在转鼓参照系中说明了晶粒向篮壁移动的原因。糖蜜也可认为是在惯性离心力的作用下向外运动,穿过糖层的。而人们在离心机外可以看出糖蜜是受惯性作用沿着转篮壁的切线方向被甩出机外,于是晶粒与糖蜜得以分离。

当离心机绕轴旋转时,所产生的离心力可用式(11-1)表示:

式中 F——离心力,N

G——回转物的质量,kg

R——转篮的半径,m

V——转鼓的圆周速度,m/s

V=Rn/60

式中 n——转篮的转速,r/min(www.daowen.com)

V代入式(11-1),得:

因重力加速度g的数值与π2相近,所以得:

由上式可知,离心力的大小不仅与转篮半径R成正比,还与转速的平方(n2)成正比,因此,用提高离心机的转速来增大离心力,比增大转篮的直径更为有效,但它将受到转篮材料强度的限制。所以转速高的离心机其转篮直径相对较小,而转速低的离心机其转篮直径相对较大,其道理即在于此。

衡量离心机工作效能的主要特征是它的分离因数。分离因数是指离心力与重力之比,也就是离心加速度与重力加速度之比,它用f表示。

也可写为fRn2/900

分离因数大,意味着分离过程迅速,分离效果好,同时也意味着转速快,对制造转篮的材料及动平衡的要求也相应提高。因此,对那些分散度高,难分离的物料才选用分离因数高的离心机。糖膏是含有较大晶粒的悬浮液,相对而言较易于分离,所用的离心机的分离因数一般小于2500,属于常速离心机。如用于甲糖的上悬离心机XZ1200,其分离因数为636,而分离丙糖的锥篮连续分蜜机,其分离因数高达1800~2000。

从公式(11-3)可知,分离因数取决于nD。已知nD便可很快地从图11-1中查得其分离因数f

图11-1 分离因数与转篮直径和转速的关系

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