LW500Ⅱ臥式螺旋卸料離心機設(shè)計及在大豆蛋白生產(chǎn)中的應(yīng)用
行業(yè)動態(tài)
1 前言
隨著人民生活水平的不斷提高，人們對膳食的要求也不斷提高，膳食的營養(yǎng)化、科學化已被廣泛地關(guān)注，無論是國際還是國內(nèi)，人們對植物蛋白的需求量與日俱增。尤其是國內(nèi)，人們對植物蛋白的攝取量還遠遠沒有達到國際健康聯(lián)合會組織的規(guī)定要求。近年來，國內(nèi)大豆深加工業(yè)迅猛發(fā)展，所有已建廠使用的關(guān)鍵設(shè)備離心機都是從國外進口的，其中有日本石川島播磨株式會社的HS-504L/505L型、美國SHARPLES公司的P5400型及法國、德國的一些公司等產(chǎn)品。隨著設(shè)備使用時間的增長，一系列問題也逐漸顯現(xiàn)在這些企業(yè)面前，如機器維修備品備件供應(yīng)困難，使用維修得不到良好的技術(shù)指導服務(wù)等，且新建、擴建廠購置新設(shè)備面對國外離心機昂貴的價格也感到難以承受。因此用國產(chǎn)離心機替代進口離心機勢在必行。
由于LW500Ⅱ離心機具有較高的分離因數(shù)，較大的長徑比，極其耐磨的推料葉片，因此，該機用于污水處理和大豆分離蛋白領(lǐng)域?qū)⑹潜容^理想的分離設(shè)備。
2 結(jié)構(gòu)特點
（1）該機在設(shè)計過程中，考慮到廠家的實際情況，盡量簡化機器基礎(chǔ)配置，可以適合各種條件。
（2）該機主電機功率為45kW，比同類型同規(guī)格的離心機節(jié)省電機功率近45kW。
（3）差速器為浮動式雙級2K-H型漸開線行星齒輪差速器。
（4）該機具有自控聯(lián)鎖及過載保護功能，由于該機是連續(xù)運轉(zhuǎn)，為了防止意外而損壞機器，設(shè)有潤滑油壓力保護系統(tǒng)，當油壓低于設(shè)定值時，自動報警并切斷主電機，潤滑系統(tǒng)消除故障并重新啟動后，方可啟動主電機。為了防止物料因波動或其他原因使離心機扭矩過大而損壞機器，該機設(shè)有扭矩控制系統(tǒng)，當扭矩超過設(shè)定值時，剪切銷扭斷并外移，靠近接近開關(guān)，使接近開關(guān)發(fā)出電信號而切斷主電機電源并同時報警，從而保護差速器不被損壞。
（5）溢流板調(diào)整方便，不用打開機殼，只要打開手孔蓋即可。
（6）檢修安裝方便。在設(shè)計過程中，考慮到使用廠家的維修條件，為方便更換螺旋軸承，將轉(zhuǎn)鼓、螺旋的軸向間隙固定。將主軸承座設(shè)計為水平剖分式，使得迷宮密封的調(diào)整更為方便可靠。
3 主要技術(shù)參數(shù)的確定
3.1 分離因數(shù)
分離因數(shù)是表示離心機分離能力的主要指標，是代表離心機性能的重要標志之一。LW500Ⅱ離心機用于大豆蛋白分離時，由于蛋白質(zhì)的比重為1.05，工藝條件為堿溶液浸出蛋白質(zhì)后加酸析出蛋白質(zhì)，其介質(zhì)為鹽溶液，比重應(yīng)≥1（隨酸堿量不同而不同）。這樣，固液比重差就≤0.05，而懸浮液看不出有固相顆粒存在，就像豆?jié){一樣，用戶提供不出自然沉降速度。因此，給主要技術(shù)參數(shù)的選定造成了極大的困難。根據(jù)有關(guān)資料介紹，分離大豆蛋白的分離因數(shù)應(yīng)在2500～3500，為了保證分離效果，設(shè)計轉(zhuǎn)速為3200～3600r/min幾個檔次，其相應(yīng)的分離因數(shù)為2850～3630。
3.2 差轉(zhuǎn)速
由于大豆蛋白的生產(chǎn)中的懸浮液固液比為5%（L/L）左右，因此，差轉(zhuǎn)速不應(yīng)過大，考慮到工藝條件確定后，只有一兩種差轉(zhuǎn)速適用，確定差轉(zhuǎn)速為6.5，7.5，9，11，13r/min幾種，以便在實際運行中檢驗分離效果。
3.3 回轉(zhuǎn)部件結(jié)構(gòu)
（1）轉(zhuǎn)鼓采用柱錐結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)鼓長徑比是離心機中很關(guān)鍵的結(jié)構(gòu)參數(shù)，根據(jù)物料特性，選取較大的長徑比3.36：1，強化分離效果。柱段和錐段連成整體減少一個裝配接合面而使轉(zhuǎn)鼓整體精度提高。
（2）螺旋是輸送沉渣的部件，應(yīng)具有耐磨的特性，為此采用鍍硬鉻或噴焊鎳基合金來解決。螺旋與轉(zhuǎn)鼓之間的間隙為0.5mm。
（3）差速器是離心機的重要部件，轉(zhuǎn)鼓與螺旋之間的差轉(zhuǎn)速就是依靠差速器來實現(xiàn)的。其結(jié)構(gòu)復雜性和制造精度要求都非常高，根據(jù)物料扭矩，設(shè)計了浮動式雙級2K-H型漸開線行星齒輪差速器。
3.4 離心機的技術(shù)參數(shù)
轉(zhuǎn)鼓直徑：501mm
轉(zhuǎn)鼓長度：1682mm
轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速：3550、3200、3400、3600r/min
分離因數(shù)：3500、2850、3240、3680
差轉(zhuǎn)速：13r/min等幾種，可調(diào)
處理能力：≤12m3/h（用于污水處理時≤18m3/h）
主電機功率：45kW
應(yīng)用場合：大豆蛋白脫水，污水處理
懸浮液含固量：≤5%
固相含濕量：64%～78%（大豆蛋白脫水）
液相含固量：0.003%（大豆蛋白脫水）
4 離心機空負荷試車
環(huán)境溫度28℃，供油壓力0.3MPa，啟動時間120s，電壓392V，電流35A，功率12.2kW，轉(zhuǎn)速3542r/min，前軸承回油溫度43℃，后軸承回油溫度52℃，供油溫度21℃，差速器油溫37℃，振幅：垂直23μm；水平18μm，噪聲90dB。
5 離心機加載試車及運行
離心機加載試車及運行是在黑龍江三江食品公司分離蛋白生產(chǎn)裝置中進行的。加載試車轉(zhuǎn)速固定在3550r/min，分離因數(shù)為3500。浸出pH值高，酸沉pH值低時，造成液相比重大，使固液相比重差減小，產(chǎn)生沉降困難。差轉(zhuǎn)速大時，產(chǎn)生的攪動較大，推料速度過快，造成固相含濕量及液相含固量較大。經(jīng)過調(diào)整工藝參數(shù)和差轉(zhuǎn)速，達到了用戶所要求的液相含固量≤0.003%，固相含濕量≤75%，處理量≥12m3/h的指標。
負荷運行時，轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速3550r/min，機器振幅50μm，主軸承回油溫度50℃，差速器油溫度42℃，滿負荷電流60A，聯(lián)鎖安全可靠。經(jīng)生產(chǎn)運行，分離效果穩(wěn)定，達到了大豆蛋白生產(chǎn)工藝的要求。
6 結(jié)束語
LW500Ⅱ離心機通過工業(yè)生產(chǎn)考核，其測試數(shù)據(jù)達到了設(shè)計要求的技術(shù)指標，設(shè)計、試制是成功的，為我國分離機械行業(yè)又增添了一個品種，填補了國內(nèi)空白，尤其為大豆分離蛋白生產(chǎn)和污水處理提供了一種理想的單元分離設(shè)備。其工藝參數(shù)和機械參數(shù)達到了國際九十年代初期同類產(chǎn)品的 水平。
