臥螺沉降離心機在漁業生產上的應用

摘 要：介紹了臥螺沉降離心機組的構成、工作原理、技術性能，并就臥螺離心機在魚粉及魚油萃取，水解工藝，漁副產品直接處理工藝，磷蝦油提取等水產加工生產上的幾種應用工藝流程進行了分析探討。

關鍵詞：臥螺離心機；魚粉加工；魚油加工；磷蝦產品

漁業生產的水產品總量中的80%供人類直接食用，其余的20%產量并不能直接食用，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、魚醬及風味食品，而其余的便成廢棄物了，這些廢棄物如果處理不當，則可對環境產生影響，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以液固分離速度快、能連續及自動化運行、分離效果好及高效可靠等優點在魚油、魚粉以及類如魚糜生產的水產品加工起著至關重要的應用，為此我就臥螺離心機在漁業加工生產中的應用工藝進行了探討。

1 臥螺沉降離心機的原理和結構

轉鼓、差速器、螺旋體是臥式螺旋離心機三個關鍵組成部件，它是利用離心沉降原理分離懸浮液的設備[1，2]。其可以分為兩相分離臥螺離心機和三相分離臥螺離心機，前者（圖1）主要用于固-液分離，其工作原理是：懸浮液進入離心機轉鼓和螺旋之間，在主電機驅動下螺旋和轉鼓進行高速的旋轉從而產生離心力，懸濁液在轉鼓內形成一個環形的液池。物料中密度大的固體顆粒物在離心力的作用下沉積在轉鼓的內壁上，由于差速器的存在，螺旋體與轉鼓之間形成相對運動，從而螺旋體就不斷的將沉積在轉鼓內壁上的顆粒物刮下來從排渣口排出，分離后的清液從轉鼓溢流口排出，從而實現固液兩相分離[3]。三相分離臥螺沉降離心機（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，形成三個相對穩定的層面，由轉鼓壁開始向內依次為固相層、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鼓大端流動，然后從不同的出口排出，實現連續的三相分離[4]。

2 臥螺沉降離心機的性能參數

轉鼓轉速、轉鼓直徑、分離因素、轉速差、長徑比是臥螺離心機的主要性能參數[5，6]。一般生產廠家會提供以上的參數。有些廠家還會提供轉鼓和螺旋推進器的形狀、調速方式、產量等。處理的物料不同，應用場合不同，機器的產量也是不同的。

（1）轉鼓直徑是衡量臥螺離心機生產能力的重要參數之一，轉鼓的直徑越大，產量越大。但由于制造的難度和經濟的因素，直徑不能夠做得過大，目前多數臥螺離心機的轉鼓直徑小于670mm。轉鼓轉速、分離因素、差轉速、長徑比都是衡量臥螺離心機的分離能力的重要參數，而且是相互影響的，在選型時應該全盤考慮。轉鼓轉速越高，分離能力越好，但是限于機械制造和運行經濟性的原因，轉鼓直徑較大的臥螺離心機則轉速相對較低，一般轉鼓直徑在350mm 以上的機型，鼓轉速都在5000rpm以下，小于350mm的機型，轉鼓轉速可以做到6000～7000rpm以至10000rpm。

（2）分離因數。分離因數指的是理想狀態下轉鼓內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。理想狀態是指轉鼓內的粒子是一個質子，只受到重力和離心力的作用。分離因數也是衡量臥螺離心機分離能力的主要參數，產品說明書一般都會給出這個參數，轉鼓直徑在350mm以上的臥螺離心機的分離因數數值一般都在4000以下，對于較小的機型，其數值則可以到10000左右。

（3）轉速差。臥螺離心機轉筒和螺旋之間存在由差速器產生的差速就叫轉速差，差速可以調節，一般在1.5～30rpm之間，差速器是行星傳動結構，用于根據螺旋扭矩控制臥螺離心機轉筒和螺旋之間的差速，差速決定了固體在轉筒內的逗留時間，差轉速太高時沉渣在干燥區的停留時間減少會使沉渣的含濕率增高，但差轉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行調節。

（4）長徑比是轉鼓長度（包括圓錐部分的長度）和轉鼓直徑的比值，數值一般在2～5之間，其數值可以作為衡量臥螺離心機分離能力的參考，對于非柱錐型的臥螺離心機，一般不給出長徑比數值。

3 三相分離臥螺沉降離心機應用于魚粉及魚油的萃取

這項應用主要是用于從整魚中萃取魚油和魚粉，在這個過程中，整魚經過加熱蒸煮分解，產生魚油。蒸煮后的原料經過篩選，分成了富含蛋白質的固相以及含有油、水及細小顆粒的液相。接下來，過篩后的固相通過進一步壓榨得到榨餅和液相，將榨餅再次壓榨，經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，魚汁可以通過蒸發器進一步被濃縮成漿狀并混合到固渣中干燥獲得魚粉[7]。

4 臥螺沉降離心機應用于水產品水解工藝

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分解，然后通過臥螺沉降離心機將水解液中的魚油，魚汁和富含蛋白質的固渣分離出來，魚汁經過蒸發后濃縮成濃魚漿，添加到固渣中進行干燥即可得到魚粉。（圖4）

5 臥螺沉降離心機應用于漁副產品直接處理工藝

魚雜，魚頭，魚尾，魚骨，魚腸等這些水產品加工廠的漁副產品經過碾碎后，直接放入蒸煮設備進行蒸煮，蒸煮后形成的混合物通過三相離心機分離，得到魚油、魚汁、固渣，魚汁經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提純獲得高純度魚油。（圖5）

6 臥螺沉降離心機應用于磷蝦加工工藝

臥螺沉降離心機可用于磷蝦蝦油的提取，將剛捕獲的磷蝦在蒸煮機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分離提取富含中性油脂和蝦青素的磷蝦油，將初級固渣進一步進行壓榨分離，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 結束語

隨著漁業裝備與工程技術的發展以及對漁業資源充分利用的需求，高可靠性，高穩定性，高效率的臥螺離心機將會在漁業生產中的地位越來越重要。

參考文獻

[1]江君，徐高宗.臥螺離心機在城市湖泊污泥脫水中的應用[J].環境工程學報，2015，9（1）：453-458.

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

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

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

[5]吳蕾，邱發華.長徑比對臥螺離心機內流場影響的數值模擬[J].環境工程，2012，30（S2）：477-480.

[6]高志惠，黃維菊，張俊青，等.臥螺離心機結構的研究及發展[J].化工設備與管道，2009，46（6）：38-41.

[7]塞拉斯有限責任公司.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，研究方向為現代水產品加工技術及裝備。