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(jìn)行分析，希望可以對(duì)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(jìn)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(jì)收益。

關(guān)鍵詞：分離效率

中圖分類(lèi)號(hào)：TD922.5 文獻(xiàn)標(biāo)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(lèi)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(huì)立即分層，從上到下分別是泡沫層、粗纖維、細(xì)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(shí)候會(huì)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(huì)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(guò)旋流系統(tǒng)的分離，可直接得到精制淀粉乳，分離效率高達(dá)90% 。采用旋流器分離系統(tǒng)分離過(guò)程中最關(guān)心的問(wèn)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(jìn)行分析，希望可以對(duì)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(jìn)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(jì)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(jìn)行馬鈴薯淀粉的分離和洗滌。經(jīng)過(guò)分析，并參照文獻(xiàn)資料，得到一下幾個(gè)因素對(duì)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(duì)底流分率影響最大，進(jìn)而影響旋流管的進(jìn)料流量和分離

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

2 進(jìn)料壓力

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

3 進(jìn)料濃度

進(jìn)料濃度對(duì)馬鈴薯淀粉旋流器分離性能的影響是復(fù)雜的，因?yàn)轳R鈴薯漿糊濃度的增大會(huì)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(duì)旋流運(yùn)動(dòng)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(jìn)料濃度達(dá)到一定值時(shí)，底流濃度幾乎不變化，當(dāng)?shù)琢骺谥睆綖?.5mm、進(jìn)料壓力為0.36MPa時(shí)，最佳的進(jìn)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(huì)增加，分離粒度會(huì)減小［2］，同時(shí)分股比增大文獻(xiàn)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(shí)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(shí)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(shí)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(huì)引起流體阻力變大，所以在相同的進(jìn)口壓力下，單位體積生產(chǎn)能力會(huì)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(diǎn)，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(shí)間要短一些，所以，分離粒度會(huì)隨著水力旋流器錐角的增大而變化 。溢流管采用30o漸擴(kuò)管加錐結(jié)構(gòu)時(shí)水力旋流器處理能力最高；溢流管加虹吸裝置時(shí)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(shí)水力旋流器處理能力最高; 采用拋物線(xiàn)型錐段結(jié)構(gòu)時(shí)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(shí)水力旋流器分離粒度最小; 采用雙曲線(xiàn)型錐結(jié)構(gòu)時(shí)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(xiàn)性提高， 而旋流器分流比則呈線(xiàn)性下降。

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