卧螺离心机在酒糟废液分离中的应用
2010-01-14 17:41:25   来源：本站原创   评论：0 点击：

刘长星
                           （重庆江北机械有限责任公司，重庆400714）
    摘要：我国酿酒行业每年要排出几千万吨高浓度酒糟废液。酒糟废液中的有机固形物含量高达5%～8%[1]，每吨酒糟废液中残留有机物含量高达500kg以上,并含有丰富的营养成份和多种氨基酸[2]。近20年来，国内酒精行业为选择酒糟废液分离设备进行过多种尝试，大型板框压滤机存在滤布再生困难，操作劳动强度大，常规作业费用高等问题；过滤式离心机存在物料易堵塞过滤介质，处理量小不能满足生产需要以及常规操作费用高等问题。因此，我们选用不同规格的卧式螺旋卸料沉降离心机用于酒糟废液分离，取得了良好的工程应用效果。
    关键词：卧螺离心机；酒糟废液；应用
    中国分类号：TQ051.8+4文献标识码：B文章编号：1005-8265（2009）03-0038-03
    1.离心机技术特性
    卧螺离心机是一种高速回转的沉降式离心机，它 不需要过滤介质，连续自动并具有造型美观，体积小重 量轻占地面积小，处理能力大，能耗低、转速；差转速无 级可调，耐磨保护性能好（螺旋叶片上的耐磨块、转鼓 出渣口的耐磨套可更换），长/径比大，应用范围广等特 点。我公司引进国外技术生产的LW520×2184-N和 LW520×1924-N型离心机，其差速器从国外进口，它的 体积小重量轻且承载能力大，可靠性高。不但电控自动 化程度高，而且在电控系统中有能量回馈设计，比同类 产品节能23%以上。此外，我们还采用完全自主设计的LW450×1665-N卧螺离心机用于玉米、薯干、鲜红 薯酒糟废液分离，取得了同样的良好效果，由此证明卧 螺离心机是酒糟废液分离的理想设备。卧螺离心机结 构与工作原理见图1，卧螺离心机技术参数见表1。
                      

    2 离心机在酒糟废液分离的应用
    2.1排气管布置
    卧螺离心机分离酒糟废液的流程布置见图2。 LW520×2184-N、LW520×1924-N卧螺离心机均带有 气/液分离器；安装时，气/液分离器上面的排气管不能 太长（一般以2～2.5 m为宜），如果太长或转弯太多，蒸 汽的排放阻力增大、机内的气体就会带着液体在转鼓 大端出液座密封法兰处向外卸出影响设备使用并影响 操作环境。
                    
    2.2分离液排出管的布置
    离心机安装布置时最重要的是排渣、排水、排气必 须通畅！因此，特别是分离液排放管应大一些好、至少 不能小于离心机自身的出液管直径，并且最好每台离 心机的进料、排渣、排水、排气管道都单独设置不要共 用。同时排液管要尽量直走，在现场条件受限必须转弯 时也要尽量转大弯、不要设置90°的直弯，并要保持最 大的坡度。以保持排液畅通。
    2.3润滑
    酒糟废液的理论排出温度为105℃、经管道输送 虽然有一点温度损失，但到离心机处最少也有85℃， 为此、确保离心机主轴承和差速器的良好润滑十分重 要。按设备出厂提出的通用润滑条件是主轴承的换油 周期为2 000小时、差速器的换油周期为4 000小时。 由于酒糟废液的温度太高对油品的热损耗太大，在这 种特殊条件下，对离心机两个主轴承的润滑必须每天 补偿大约20克润滑油以确保良好的润滑。差速器、螺 旋推料器的轴承也应在2 000小时补偿一次润滑油。
   2.4分离因数
    离心机的分离因数是离心加速度与重力加速度无 因次的比值，经反复试验测试证明、玉米酒糟废液分离 的最佳分离因数以2 200～2 300为宜、过高的分离因 数是没有多大意义的。
    当然、在分离以薯干、木薯、鲜红薯为原料的酒糟废液时，因固相粒度更小、粘度也更大，相应的分离因 数需要高一点，但最好不要高于2 500。因为过高的分 离因数对离心机的磨损与消耗远比降低两个点水分的 害处大得多。
分离因数Fr的计算公式如下：
    Fr=Rω2/G
    式中：R-转鼓最大内半径，cm；ω-转鼓回转角速 度，ω=nπ/30；G-重力加速度，cm/s2；n-转鼓转速，r/min； π-圆周率。
    2.5差转速
    差转速的大小主要取决于所需排渣量的大小、差转 速太高时沉渣在干燥区的停留时间减少会使沉渣的含 湿率增高，但差转速过低又会增大螺旋的推料力矩同时 明显降低螺旋的输渣效率并使螺旋受到的扭矩增大而 损坏差速器[3]。因此、LW520×2184-N；LW520×1924-N和 W450×1665-N离心机分离玉米酒糟废液时差转速一般 控制在20～25 r/min为宜。
    2.6转鼓内沉降池物料的沉降深度系数R/△h R/△h是转鼓内物料的沉降深度系数，早期有资 料推荐当用于难分离物料时应保证△h/R＞0.2，但随着 对分离要求的提高和制造业的发展、这个系数远远不 能适用了。经我们多次调试证明玉米酒糟废液分离 时，为确保固相粒子有足够的沉降时间、应控制系数 R/△h≥0.33为宜（R-转鼓最大内半径，cm；△h—转鼓 内液池深度，cm）。
    2.7样品分析方法和固相回收率计算
    离心机作为固/液分离设备只能分离固体和液体， 所以在测试分析离心机进料浓度和分离液的含固率时 必须完全去除料浆和分离液中的溶解物质。分析时均 应用定量滤纸过滤，并且在过滤过程中要用蒸溜水洗 净漏斗中样品里的可溶物质、再衡温称量，否则测试的 数据是不准确的。
固相回收率的计算公式如下：
    η=Y(T-Z)/T(Y-Z)%
    式中：Y—湿沉渣中绝干物质含量%；T—进料悬浮 物中质含量%；Z—分离液中绝干物质含量%。
    3 结论
    经反复试用测试和使用证明，卧螺离心机用于玉 米酒糟、薯类酒糟和鲜薯酒糟分离都是十分成功的，卧 螺离心机玉米酒糟废液分离效果数据见表2。

    ※：分析时未除溶解物；△：为鲜薯酒糟 W520×2184-N用于玉米酒糟废液分离时最佳分 离因数2 200～2 300，最佳差转速20～25 r/min，单机处 理量可达26～28 m3/h；沉渣含湿率≤75；固相回收率≥ 90%。
    W520×1924-N用于玉米酒糟废液分离时最佳分 离因数2 200～2 300，最佳差转速20～25 r/min单机处 理量可达23～25 m3/h；沉渣含湿率≤75；固相回收率≥ 90%。
    LW450×1665-N用于玉米酒糟废液分离时最佳分离因数2 400；最佳的差转速20～25 r/min；单机处理量 可达13～15 m3/h；沉渣含湿率≤75；固相回收率≥ 94%。
参考文献：
[1]沈之申.玉米酒（精）糟的利用图径[J].酿酒，1986，(5).
[2]金其荣.薯干酒精蒸馏废液生产饲料酵母技术[J].酿酒,1986,(1).
[3]刘长星.卧螺离心机含油污泥脱水试验研究[J].过滤与分离, 2004,(2).