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1、沉降分离法
沉降法主要用来分离机榨毛油中的饼渣、油脚、皂脚、粕末等杂质。其原理是根据斯托克斯定律,粒子的沉降速度取决于颗粒大小、密度、黏度以及温度等因素,是一种自然过程。有时为了加速沉降,在油中有必要添加CaC12或Na2SO4等破乳剂使乳浊液破坏。沉降法因其时间长、效率低、沉淀物中含油高(60%~80%)而一般仅适用于间歇式罐炼。油厂中常用的沉油箱(也称为“自动捞渣滤油机”),是一种沉降与过滤相结合的油渣粗分离设备。它通过矩形箱体内装有的刮板,在筛底上环行运转。从榨油机排出的油渣进入沉油箱后,油立即通过筛孔(2mm左右)流入箱内,油渣则边过滤边由刮板连续地送到上部干渣绞龙去回榨。沉油箱结构简单,回渣均匀、处理量大,能使净油含渣降到0.8%以下,且不需人工扒渣。因此目前仍广泛应用于中小制油厂。然而,也由于其沉降时间长、渣中含油率高、设备占地面积大等缺点而受到限制而仅应用于油、渣粗滤。2、过滤分离法
过滤分离从本质上讲,是按照颗粒度大小,利用设定的开孔滤网,将杂质进行分离的方法。它是油厂应用最普遍的方法。一般需要在动力强制(包括重力、压力、真空或离心力)作用下,才能使油脂通过过滤介质(各种材料的滤布、涂层),从而达到不溶性杂质分离的目的。
过滤操作不仅应用于分离毛油中的不溶性杂质,而且更多地应用于脱色油白土的分离;碱炼、脱臭油的精滤;氢化油中催化剂的分离以及固脂、蜡、脂肪酸和油的分离等方面。滤布的材料与开孔率的选择,取决于被分离杂质的颗粒度、化学性质、操作压力等因素。主要有帆布、编织金属细丝网(不锈钢丝)、密织尼龙丝网布等。
过滤分离法的设备处理量大、分离效果较好。常用的过滤设备有如箱式、板框式压滤机(间歇式与半连续自控式);压力式叶片过滤机(立式和卧式);真空连续式过滤机(转鼓型和带式)等,但多数属于间歇式,操作要求高,劳动强度大,而且滤饼中含油较多(16%~45%不等)。其中改进型板框式压滤机应用范围在不断扩大,如应用高强度轻质材料、液压自动化智能控制、带加热冷却系统的高效冬化过滤机、大面积高压过滤机等产品,在油脂工业规模化生产中得到应用。如意大利DIEMMESpa公司的ME(S)型(滤框x;过滤面积.6㎡;框容量dm3)。
3、离心分离法
3.1原理这是一种利用物料组分在旋转时产生不同离心力而进行的分离方法。此法远优于重力沉降,这是由于物料在高速旋转下的离心力(C)远大于其重力。
C=mv2/r=mω2·r式中,m为物体的质量;v为物体旋转的线速度;r为回转半径;ω为角速度。由上式可见,比重(质量)大的物料离心力大,即作为重相从离心机的外层被分出,而比重小的轻物料则成为轻相,从离心机的中间分出。一般衡量离心分离效果的特性参数称为“分离因素“(a),即离心力与重力之比值。
a=mv2/mg·r=v2/g·r=ω2r/g
也即为离心加速度ω2r与重力加速度g之比。表示物料在离心机中产生的离心力愈大,分离效果愈好。按照这一原理,可以将比重差很小(>0.05)的油脂(0.9左右)与固体杂质(1~1.2)或胶质、油脚(1~1.1),在很大的a值条件下得到有效分离。提高分离因素最有效的方法一般只需要增加离心机的转速,而增加回转半径则有一定限度,它与提高产量有关。a值应用范围很大,一般在~不等。这完全取决离心机结构类型、分离物料的比重差以及分离效率要求等因素。
3.2应用特点
与过滤法相比,离心分离法具有分离效率高、滤渣含油率低(可达10%以下)、生产连续化、处理量大(有高达t/d者)等特点。但设备的制造要求和成本也高,一般仅应用于规模化生产。离心分离机的类型主要有篮框式、管(高速)式、螺旋沉降卸料式和碟片式等,各有其应用特点。例如:篮框式与螺旋沉降卸料式主要用于毛油的油、渣分离。前者a值低(约),只能用于粗分离;后者的分离因素稍高(约),连续卸渣、分离效率很高,净油中含渣可低达0.1%以下;管式的回转半径小(美国Sharples公司,Rg50mm)、分离因素很高(0以上),但处理量不大(国产LGZ·10型,10~15t/d),高转速(r/min)、噪声大、设备安全要求则较高,一般仅应用于小规模碱炼皂脚的分离;碟片式离心机的分离因素适中(~)、转速不很高(~r/min)、制造技术成熟、相对动力消耗不大、能自动排渣、操作方便。目前已广泛应用于脱胶、脱酸、水洗的油脚分离,混合油皂脚、溶剂分提或表面活性剂分提中的蜡、脂分离等许多方面。处理量范围从30~t/d。此外,一种已研制成功的三相自清式碟片离心机,它能够适用于固体油渣(或纤维浆渣)、水(或蛋白浆液)相与油脂的有效分离,设备能力可达到t/d(功率15~18kW),但料液中固体渣含量不宜太高(约10%)、颗粒度也不宜过大(约0.15mm)。
作者:倪培德,唐宝奎(江南大学,连云港工贸高等职业技术学校)
原载《油料加工与操作技术问答》,化学工业出版社,年11月。健康生活你我同行