臥螺沉降離心機(jī)在漁業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用

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)，則可對環(huán)境產(chǎn)生影響，反之，則可以變廢為寶，制成有價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)鼓之間形成相對運(yùn)動，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，形成三個相對穩(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下向轉(zhuǎn)鼓小端移動，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，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)廠家會提供以上的參數(shù)。有些廠家還會提供轉(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，它是一個無單位的量。理想狀態(tài)是指轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的粒子是一個質(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)品說明書一般都會給出這個參數(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，差速決定了固體在轉(zhuǎn)筒內(nèi)的逗留時間，差轉(zhuǎn)速太高時沉渣在干燥區(qū)的停留時間減少會使沉渣的含濕率增高，但差轉(zhuǎn)速過低又會增大螺旋的推料力矩同時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，分離效果可以通過改變差速進(jìn)行調(diào)節(jié)。

（4）長徑比是轉(zhuǎn)鼓長度（包括圓錐部分的長度）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，對于非柱錐型的臥螺離心機(jī)，一般不給出長徑比數(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，在這個過程中，整魚經(jīng)過加熱蒸煮分解，產(chǎn)生魚油。蒸煮后的原料經(jīng)過篩選，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，過篩后的固相通過進(jìn)一步壓榨得到榨餅和液相，將榨餅再次壓榨，經(jīng)過烘干干燥后可獲取魚粉；過篩和壓榨后的液相會被分離成魚油、魚汁和固渣，魚汁可以通過蒸發(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，可以用做制成動物飼料所需的魚粉，在這個過程中，先通過酶將位于肌肉和其他組織中的蛋白質(zhì)分解，然后通過臥螺沉降離心機(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，魚汁經(jīng)過蒸發(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三相離心機(jī)分離，得到魚油、魚汁、固渣，魚汁經(jīng)過蒸汽濃縮后形成濃魚漿，添加到固渣里面干燥做成飼料級魚粉，分離出來的魚油可以通過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間，過濾篩分離得到磷蝦初級固渣和初級液體；然后從初級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，將初級固渣進(jìn)一步進(jìn)行壓榨分離，得到次級壓榨液體和次級固渣，從次級壓榨液體中離心分離得到富含磷脂的磷蝦油，干燥次級固渣得到含脂量低的蝦粉。（圖6）

7 結(jié)束語

隨著漁業(yè)裝備與工程技術(shù)的發(fā)展以及對漁業(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)將會在漁業(yè)生產(chǎn)中的地位越來越重要。

參考文獻(xiàn)

[1]江君，徐高宗.臥螺離心機(jī)在城市湖泊污泥脫水中的應(yīng)用[J].環(huán)境工程學(xué)報，2015，9（1）：453-458.

[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，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.長徑比對臥螺離心機(jī)內(nèi)流場影響的數(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.一種無溶劑提取富含磷脂和中性油脂的磷蝦油的方法[P].中國：CN102311868A，2012.01.

作者簡介：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。