摘 要：介紹了臥螺沉降離心機(jī)組的構(gòu)成、工作原理、技術(shù)性能，并就臥螺離心機(jī)在魚粉及魚油萃取，水解工藝，漁副產(chǎn)品直接處理工藝，磷蝦油提取等水產(chǎn)加工生產(chǎn)上的幾種應(yīng)用工藝流程進(jìn)行了分析探討。

關(guān)鍵詞：臥螺離心機(jī)；魚粉加工；魚油加工；磷蝦產(chǎn)品

漁業(yè)生產(chǎn)的水產(chǎn)品總量中的80%供人類直接食用，其余的20%產(chǎn)量并不能直接食用，如混獲的小魚，加工階段分離出來(lái)的魚頭、魚骨、魚皮等，這其中的一部分用于加工如魚湯、魚醬及風(fēng)味食品，而其余的便成廢棄物了，這些廢棄物如果處理不當(dāng)，則可對(duì)環(huán)境產(chǎn)生影響，反之，則可以變廢為寶，制成有價(jià)值的飼料魚油和魚粉。

臥螺沉降卸料離心機(jī)以液固分離速度快、能連續(xù)及自動(dòng)化運(yùn)行、分離效果好及高效可靠等優(yōu)點(diǎn)在魚油、魚粉以及類如魚糜生產(chǎn)的水產(chǎn)品加工起著至關(guān)重要的應(yīng)用，為此我就臥螺離心機(jī)在漁業(yè)加工生產(chǎn)中的應(yīng)用工藝進(jìn)行了探討。

1 臥螺沉降離心機(jī)的原理和結(jié)構(gòu)

轉(zhuǎn)鼓、差速器、螺旋體是臥式螺旋離心機(jī)三個(gè)關(guān)鍵組成部件，它是利用離心沉降原理分離懸浮液的設(shè)備[1，2]。其可以分為兩相分離臥螺離心機(jī)和三相分離臥螺離心機(jī)，前者（圖1）主要用于固-液分離，其工作原理是：懸浮液進(jìn)入離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓和螺旋之間，在主電機(jī)驅(qū)動(dòng)下螺旋和轉(zhuǎn)鼓進(jìn)行高速的旋轉(zhuǎn)從而產(chǎn)生離心力，懸濁液在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)形成一個(gè)環(huán)形的液池。物料中密度大的固體顆粒物在離心力的作用下沉積在轉(zhuǎn)鼓的內(nèi)壁上，由于差速器的存在，螺旋體與轉(zhuǎn)鼓之間形成相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而螺旋體就不斷的將沉積在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁上的顆粒物刮下來(lái)從排渣口排出，分離后的清液從轉(zhuǎn)鼓溢流口排出，從而實(shí)現(xiàn)固液兩相分離[3]。三相分離臥螺沉降離心機(jī)（圖2），主要用于固-液-液分離，即一種固相和兩種密度不同的液相同步分離。它的工作原理是：物料在離心力的作用下，形成三個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的層面，由轉(zhuǎn)鼓壁開始向內(nèi)依次為固相層、重液層、輕液層。固相層在螺旋體的推動(dòng)下向轉(zhuǎn)鼓小端移動(dòng)，并從排渣口排出。重液層和輕液層則順著螺旋葉片間孔道向轉(zhuǎn)鼓大端流動(dòng)，然后從不同的出口排出，實(shí)現(xiàn)連續(xù)的三相分離[4]。

2 臥螺沉降離心機(jī)的性能參數(shù)

轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)鼓直徑、分離因素、轉(zhuǎn)速差、長(zhǎng)徑比是臥螺離心機(jī)的主要性能參數(shù)[5，6]。一般生產(chǎn)廠家會(huì)提供以上的參數(shù)。有些廠家還會(huì)提供轉(zhuǎn)鼓和螺旋推進(jìn)器的形狀、調(diào)速方式、產(chǎn)量等。處理的物料不同，應(yīng)用場(chǎng)合不同，機(jī)器的產(chǎn)量也是不同的。

（1）轉(zhuǎn)鼓直徑是衡量臥螺離心機(jī)生產(chǎn)能力的重要參數(shù)之一，轉(zhuǎn)鼓的直徑越大，產(chǎn)量越大。但由于制造的難度和經(jīng)濟(jì)的因素，直徑不能夠做得過(guò)大，目前多數(shù)臥螺離心機(jī)的轉(zhuǎn)鼓直徑小于670mm。轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速、分離因素、差轉(zhuǎn)速、長(zhǎng)徑比都是衡量臥螺離心機(jī)的分離能力的重要參數(shù)，而且是相互影響的，在選型時(shí)應(yīng)該全盤考慮。轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速越高，分離能力越好，但是限于機(jī)械制造和運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的原因，轉(zhuǎn)鼓直徑較大的臥螺離心機(jī)則轉(zhuǎn)速相對(duì)較低，一般轉(zhuǎn)鼓直徑在350mm 以上的機(jī)型，鼓轉(zhuǎn)速都在5000rpm以下，小于350mm的機(jī)型，轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速可以做到6000～7000rpm以至10000rpm。

（2）分離因數(shù)。分離因數(shù)指的是理想狀態(tài)下轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的粒子受到的最大離心力和重力的比值，它是一個(gè)無(wú)單位的量。理想狀態(tài)是指轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的粒子是一個(gè)質(zhì)子，只受到重力和離心力的作用。分離因數(shù)也是衡量臥螺離心機(jī)分離能力的主要參數(shù)，產(chǎn)品說(shuō)明書一般都會(huì)給出這個(gè)參數(shù)，轉(zhuǎn)鼓直徑在350mm以上的臥螺離心機(jī)的分離因數(shù)數(shù)值一般都在4000以下，對(duì)于較小的機(jī)型，其數(shù)值則可以到10000左右。

（3）轉(zhuǎn)速差。臥螺離心機(jī)轉(zhuǎn)筒和螺旋之間存在由差速器產(chǎn)生的差速就叫轉(zhuǎn)速差，差速可以調(diào)節(jié)，一般在1.5～30rpm之間，差速器是行星傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，用于根據(jù)螺旋扭矩控制臥螺離心機(jī)轉(zhuǎn)筒和螺旋之間的差速，差速?zèng)Q定了固體在轉(zhuǎn)筒內(nèi)的逗留時(shí)間，差轉(zhuǎn)速太高時(shí)沉渣在干燥區(qū)的停留時(shí)間減少會(huì)使沉渣的含濕率增高，但差轉(zhuǎn)速過(guò)低又會(huì)增大螺旋的推料力矩同時(shí)明顯降低螺旋的輸渣效率并使螺旋受到的扭矩增大而損壞差速器，分離效果可以通過(guò)改變差速進(jìn)行調(diào)節(jié)。

（4）長(zhǎng)徑比是轉(zhuǎn)鼓長(zhǎng)度（包括圓錐部分的長(zhǎng)度）和轉(zhuǎn)鼓直徑的比值，數(shù)值一般在2～5之間，其數(shù)值可以作為衡量臥螺離心機(jī)分離能力的參考，對(duì)于非柱錐型的臥螺離心機(jī)，一般不給出長(zhǎng)徑比數(shù)值。

3 三相分離臥螺沉降離心機(jī)應(yīng)用于魚粉及魚油的萃取

這項(xiàng)應(yīng)用主要是用于從整魚中萃取魚油和魚粉，在這個(gè)過(guò)程中，整魚經(jīng)過(guò)加熱蒸煮分解，產(chǎn)生魚油。蒸煮后的原料經(jīng)過(guò)篩選，分成了富含蛋白質(zhì)的固相以及含有油、水及細(xì)小顆粒的液相。接下來(lái)，過(guò)篩后的固相通過(guò)進(jìn)一步壓榨得到榨餅和液相，將榨餅再次壓榨，經(jīng)過(guò)烘干干燥后可獲取魚粉；過(guò)篩和壓榨后的液相會(huì)被分離成魚油、魚汁和固渣，魚汁可以通過(guò)蒸發(fā)器進(jìn)一步被濃縮成漿狀并混合到固渣中干燥獲得魚粉[7]。

4 臥螺沉降離心機(jī)應(yīng)用于水產(chǎn)品水解工藝

魚雜和其他不適合做魚片和罐頭的原料，可以用做制成動(dòng)物飼料所需的魚粉，在這個(gè)過(guò)程中，先通過(guò)酶將位于肌肉和其他組織中的蛋白質(zhì)分解，然后通過(guò)臥螺沉降離心機(jī)將水解液中的魚油，魚汁和富含蛋白質(zhì)的固渣分離出來(lái)，魚汁經(jīng)過(guò)蒸發(fā)后濃縮成濃魚漿，添加到固渣中進(jìn)行干燥即可得到魚粉。（圖4）

5 臥螺沉降離心機(jī)應(yīng)用于漁副產(chǎn)品直接處理工藝

魚雜，魚頭，魚尾，魚骨，魚腸等這些水產(chǎn)品加工廠的漁副產(chǎn)品經(jīng)過(guò)碾碎后，直接放入蒸煮設(shè)備進(jìn)行蒸煮，蒸煮后形成的混合物通過(guò)三相離心機(jī)分離，得到魚油、魚汁、固渣，魚汁經(jīng)過(guò)蒸汽濃縮后形成濃魚漿，添加到固渣里面干燥做成飼料級(jí)魚粉，分離出來(lái)的魚油可以通過(guò)更高分離精度離心機(jī)提純獲得高純度魚油。（圖5）

6 臥螺沉降離心機(jī)應(yīng)用于磷蝦加工工藝

臥螺沉降離心機(jī)可用于磷蝦蝦油的提取，將剛捕獲的磷蝦在蒸煮機(jī)中用蒸汽加熱一段時(shí)間，過(guò)濾篩分離得到磷蝦初級(jí)固渣和初級(jí)液體；然后從初級(jí)液體中用臥螺離心機(jī)分離提取富含中性油脂和蝦青素的磷蝦油，將初級(jí)固渣進(jìn)一步進(jìn)行壓榨分離，得到次級(jí)壓榨液體和次級(jí)固渣，從次級(jí)壓榨液體中離心分離得到富含磷脂的磷蝦油，干燥次級(jí)固渣得到含脂量低的蝦粉。（圖6）

7 結(jié)束語(yǔ)

隨著漁業(yè)裝備與工程技術(shù)的發(fā)展以及對(duì)漁業(yè)資源充分利用的需求，高可靠性，高穩(wěn)定性，高效率的臥螺離心機(jī)將會(huì)在漁業(yè)生產(chǎn)中的地位越來(lái)越重要。

參考文獻(xiàn)

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[2]周翠紅，凌鷹，申文君，等.臥式螺旋沉降離心機(jī)污泥脫水模擬研究[J].機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2014，8（50）：206-212.

[3]吳紅奎.臥螺離心機(jī)在淀粉生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].糧食與飼料工業(yè)，2002，08（8）：44-46.

[4]flottweg.最高效的工業(yè)化漁業(yè)生產(chǎn)工藝[EB/OL].https：//www.flottweg.com/fileadmin/user_upload/data/pdf-downloads/Fisch_ZH.pdf.

[5]吳蕾，邱發(fā)華.長(zhǎng)徑比對(duì)臥螺離心機(jī)內(nèi)流場(chǎng)影響的數(shù)值模擬[J].環(huán)境工程，2012，30（S2）：477-480.

[6]高志惠，黃維菊，張俊青，等.臥螺離心機(jī)結(jié)構(gòu)的研究及發(fā)展[J].化工設(shè)備與管道，2009，46（6）：38-41.

[7]塞拉斯有限責(zé)任公司.一種無(wú)溶劑提取富含磷脂和中性油脂的磷蝦油的方法[P].中國(guó)：CN102311868A，2012.01.

作者簡(jiǎn)介：李仕成（1990-），男，碩士，研究方向?yàn)楝F(xiàn)代水產(chǎn)品加工技術(shù)及裝備。