第2节胶乳的浓缩 四海南大学 第2节胶乳的浓缩 四海南大学 一、鲜胶乳高心浓缩目的 二、液相非均体系分离方法 浓缩就是除去澄清胶乳的部分水分，使干胶 厂过滤 含量达到60%以上。 目的：a、满足胶乳制品工艺的需要。（干含 分高方法〈沉降 高心过滤 60%以上)， 离心分离 b、提高产品纯度！ 高心沉降 c、减少水分，便于贮运。 材制料得与工夏学孩高分于材料与工夏系天高檬中工博《收事小雪 材锅料学与工夏学陕高分于村铜与工覆景天核卷股和工单《敏)南小雪 第2节胶乳的浓缩 四海南大等 第2节胶乳的浓缩 四海南大野 三、胶乳白然静置时胶粒与乳清的分高速度 3、在自然静置下，橡胶粒子与乳清的分离非常 、胶教与乳清分离的粮本原因：是德胶粒子与乳清之同存 幅 在度差 原因：①橡胶粒子与乳清的密度相差不大。 白然静置时胶乳与乳清的分高速度 ②橡胶粒子处于胶体教子范暗，具有强烈的布 胶粒量力f,=4/3Πrdg 朗运动，会向乳清扩散，阻得胶教上浮。 胶教浮力=43ΠDg ③橡胶粒子的水化膜和带阴电荷，当胶粒互相 靠近时会互相排斥，阻调了胶粒上浮。 u=2/9g (D-d)2 第2节胶乳的浓缩 四德南大学 四、离心力及特点 四、离心力及特点 四海南大等 2特点 )离心力： ①离心力或离心加速魔比置力或置力加速度大根 当粒子作圆周运动时，离心加速度与它旋转的角速 度半径R的关系： 多倍。 a/39.44nR/9.81=6571(n取7000r/ain,R取 9 0.12 =(2nR=-39.44nR ②在转速和角速一定情况下，离心力随旋转半径的 离心力f=-39.44mR 增大而增大 6
6 第2节 胶乳的浓缩 一、鲜胶乳离心浓缩目的 浓缩就是除去澄清胶乳的部分水分，使干胶 含量达到60%以上。 目的：a、满足胶乳制品工艺的需要。（干含 60%以上）； b、提高产品纯度； c、减少水分，便于贮运。 材料科学与工程学院•高分子材料与工程系-天然橡胶加工学（教程）-廖小雪 第2节 胶乳的浓缩 二、液相非均体系分离方法 过滤 分离方法 沉降 离心过滤 离心分离 离心沉降 材料科学与工程学院•高分子材料与工程系-天然橡胶加工学（教程）-廖小雪 第2节 胶乳的浓缩 三、胶乳自然静置时胶粒与乳清的分离速度 1、 胶粒与乳清分离的根本原因：是橡胶粒子与乳清之间存 在密度差。 2、 自然静置时胶乳与乳清的分离速度 胶粒重力 f 1=4/3П r 3dg 胶粒浮力 f 2=4/3П r 3Dg 阻力 f 3=6П η r u 由f2= f1+ f3 得分离速度：u=2/9 g（D-d) r 2 / η 材料科学与工程学院•高分子材料与工程系-天然橡胶加工学（教程）-廖小雪 第2节 胶乳的浓缩 3、在自然静置下，橡胶粒子与乳清的分离非常 慢。 原因：①橡胶粒子与乳清的密度相差不大。 ②橡胶粒子处于胶体粒子范畴，具有强烈的布 朗运动，会向乳清扩散，阻碍胶粒上浮。 ③橡胶粒子的水化膜和带阴电荷，当胶粒互相 靠近时会互相排斥，阻碍了胶粒上浮。 材料科学与工程学院•高分子材料与工程系-天然橡胶加工学（教程）-廖小雪 第2节 胶乳的浓缩 四、离心力及特点 1)离心力： 当粒子作圆周运动时，离心加速度与它旋转的角速 度w半径R的关系： a=W2R W=2πn a=(2πn)2R=39.44n 2R 离心力f=ma=39.44mn2R 材料科学与工程学院•高分子材料与工程系-天然橡胶加工学（教程）-廖小雪 四、离心力及特点 2) 特点： ①离心力或离心加速度比重力或重力加速度大很 多倍。 a/g=39.44n2R/9.81=6571 (n取7000r/min, R取 0.12) ②在转速和角速一定情况下，离心力随旋转半径的 增大而增大 材料科学与工程学院•高分子材料与工程系-天然橡胶加工学（教程）-廖小雪
五、胶乳离心分离原理 而海南大学 六、高心分离速度及影响因素 国海南大子 利用高速旋转的离心机以 产生比力加速度大得多的离 9 心加速魔作用于敲乳，改变脑 ①家装与礼清的密度装00：密波进越大，分高越铁。 乳静置状态下的分离条件， 加 离心力f-9.吊或离心怎速度9.4时. 速橡胶粒子同乳滴的分离速度 影响加速度的因亲：转酸的转速和神敏米半径！ 从而使胶乳达到浓缩的目的。 ©橡胶抛子半是， 注：撞胶粒子与乳清的密度整。 海南大等 离心机的盖本结构 海南大雪 310题 1 西海声大手 四海南大野 七、鲜胶乳的高心浓编 七、鲜胶乳的离心浓缩 1.胶乳离心机的基本结构及作用 1.胶乳高心机的基本结构及作用 基本结构分为机体，电动机，电气控制装置三 2),进出料装置构造及作用 部分，机体由九个部分组成， @进料装置由进料管，浮网，调节斗组成 1).机座 作用：降低和恒定进料胶乳的静液压力，使胶乳均 作用：支承和保护机器的传动的机件，以地脚 匀而又稳定地流入高心装鼓。 螺钉固定在水平基础上。 调节斗((regulating cover:位于离心机顶增
7 五、胶乳离心分离原理 利用高速旋转的离心机以 产生比重力加速度大得多的离 心加速度作用于胶乳，改变胶 乳静置状态下的分离条件，加 速橡胶粒子同乳清的分离速度， 从而使胶乳达到浓缩的目的。 材料科学与工程学院•高分子材料与工程系-天然橡胶加工学（教程）-廖小雪 注：橡胶粒子与乳清的密度差。 六、离心分离速度及影响因素 用离心力a代替g，胶乳的离心分离速度(u) 2a（D-d）r 2 2× (39.44n2R)(D-d)r 2 u= = 9 η 9 η 影响分离速度因素： ①胶粒与乳清的密度差（D-d) ；密度差越大，分离越快。 ②离心力f=ma=39.44mn2R或离心加速度a=39.44Rn2 。 影响加速度的因素：转鼓的转速和转鼓旋转半径； ③粘度； ④橡胶粒子半径 。 材料科学与工程学院•高分子材料与工程系-天然橡胶加工学（教程）-廖小雪 七、鲜胶乳的离心浓缩 1、 胶乳离心机的主要参数 400型 410型 310型 西湖牌 电动机功率kw 13 11 11 11 电动机转速r/min 1460 1420-1500 1420-1500 1450 传动方式 直接 三角皮带 直接 直接 横轴转速r /min 1460 1420-1500 1420-1500 1450 启动时间min 7-9 10-15 8 8-10 变速传动比 4.9 4.85 4.60 4.85 分离碟片 114-118 112-115 111 110 转鼓转速r/min 约7154 约7000 约7000 约7027 停车时间min 1 1.5 2.0 1-1.5 材料科学与工程学院•高分子材料与工程系-天然橡胶加工学（教程）-廖小雪 离心机的基本结构 七、鲜胶乳的离心浓缩 1. 胶乳离心机的基本结构及作用 基本结构分为机体，电动机，电气控制装置三 部分，机体由九个部分组成。 1）.机座 作用：支承和保护机器的传动的机件，以地脚 螺钉固定在水平基础上。 材料科学与工程学院•高分子材料与工程系-天然橡胶加工学（教程）-廖小雪 七、鲜胶乳的离心浓缩 1. 胶乳离心机的基本结构及作用 2）.进出料装置构造及作用 ①进料装置由进料管，浮阀，调节斗组成 作用：降低和恒定进料胶乳的静液压力，使胶乳均 匀而又稳定地流入离心转鼓。 调节斗(regulating cover )：位于离心机顶端。 材料科学与工程学院•高分子材料与工程系-天然橡胶加工学（教程）-廖小雪
西海南大等 浓墙胶乳收案录和胶收集 3)、离心机转鼓构迹和作用 黄在胶乳高心机上部 转鼓《(soparator bowl):在高心机中使胶乳高 液塘胶乳和胶清分别导入多 心浓缩的主要部件 罐和胶清池。在上黄上有鲜胶 构造：敲亮，叭管。底速。建片。顶蘧。顶盖。 橡皮垫围，调节螺丝，节管和联接环等组成 对皮使滋流口对液散清流槽。 作用：使胶乳离心分离达到浓缩的目的 材锅料学与工夏学陕高分于材铜与工景天核善股和工单《收)南小日 高心机 》一西海南大 高心转 3)、离心机转敢构造和作用 四海南大等 ①鼓壳作用： A,容纳转敏中所有部件 B,借助于鼓先底部锥孔与主轴顶部能面紧密配合， 由主轴带动转教转动。 底部娜红：防止转鼓打滑 底部锥孔：由主轴带动转动 定位销：使喇帆管定位，起固定作用 8
8 ②出料装置构造及作用； 构造：由浓缩胶乳收集罩和胶清收集 罩组成。 收集罩：安装在胶乳浓缩离心机上部， 分别收集浓缩胶乳和胶清的装置。 作用：将浓缩胶乳和胶清分别导入积 聚罐和胶清池。在上盖上有鲜胶乳 溢流口，其作用是确定胶乳在离心 浓缩过程中有无堵机现象发生。安 装时应使溢流口对准胶清流槽。 鲜胶乳溢流口 胶清收 集罩 浓缩胶 乳收集 罩 材料科学与工程学院•高分子材料与工程系-天然橡胶加工学（教程）-廖小雪 3）、离心机转鼓构造和作用 转鼓 (separator bowl )：在离心机中使胶乳离 心浓缩的主要部件 构造：鼓壳，喇叭管，底碟，碟片，顶碟，顶盖。 橡皮垫圈，调节螺丝，调节管和联接环等组成。 作用：使胶乳离心分离达到浓缩的目的 材料科学与工程学院•高分子材料与工程系-天然橡胶加工学（教程）-廖小雪 离心机 机座零部 件分解图 离心转鼓 3）、离心机转鼓构造和作用 ① 鼓壳作用： A，容纳转鼓中所有部件。 B，借助于鼓壳底部锥孔与主轴顶部锥面紧密配合， 由主轴带动转鼓转动。 底部螺钉：防止转鼓打滑 底部锥孔：由主轴带动转动 定位销：使喇叭管定位，起固定作用 材料科学与工程学院•高分子材料与工程系-天然橡胶加工学（教程）-廖小雪
西海南大等 「3)、高心机转教构造和作用 而海南大学 3)、高心机转数构和作用 ②喇叭管：又名分配要。装于神散中，形制咖叭，使选 料胶现流入分言室的机件， 戴壳内壁六条定位然作用 A使森片定位 作用：⊙支承课片里 ②分配胶 B,防止转数转动时，致现不转动，即防止胶乳静流 与藻片内孔径配合组浓乳通道使浓乳与鲜胶乳通 C,使杂质沉积在装内意上 道开 (孔上爆母)，作用是当转鼓吊不来时，无 喇飘管上有入个孔为管状：因高心过中脑高心时廷长，胶 乳会在通孔凝，成管状会使胶乳通过。 南明营底座突片，防止胶乳清流。 突轮：定位作用，使膝片定位，录盖定位 喇叭管底座边缘缺口：卡入定位销，使之固紧。 3).离心机转鼓构迪和作用 四海南大豸 3),心机转装构进和作用 四海南大等 复底藤：内，外整有0.5mm小图垫，作用是增加有效分高 面积（八个孔为中性孔与中性层物合） ④藤片：又叫分高漆(soparating disk)装在转装内部，使 中 aye，高胶乳时，废不的清和浓绵胶气在 转鞋内由现的分界具。 之构成若干分离室的圆使形限片。 当中性层孔任R心中性乳孔各R,高心分高效本高，反之，离化分高数 率低， 闺的空豫。 中性孔皮与中性层合，才能提高高心分高效率。 常当的调节螺丝，使中性层与中性凡南自 高分离效率，片上有人 四海南大香 西海南大等 3),离心机转数构造和作用 遥 3),高心机转鼓构造和作用 作用：A,与顶盖密切配合使胶清与浓乳通道分开，B,压 ⑦橡皮垫围：压紧密封作用。 片，使片在转中不会转动。 @联接环：起销紧作用，使顶压合在转鼓 外有大条筋：止胶清清 体上，使橡皮垫达到完全密封的效果，同时 作用：A与顶藤密切配合，使胶清与浓乳通道分开：B,内 也是喇叭管压紧鼓体底部，牢固地夹紧藤片组。 有檬皮垫酒胞压套密封作用：C,是胶清，浓乳的流出口·
9 3）、离心机转鼓构造和作用 鼓壳内壁六条定位筋作用： A：使碟片定位 B，防止转鼓转动时，胶乳不转动，即防止胶乳湍流。 C，使杂质沉积在转鼓内壁上 轴顶螺栓（锥孔上螺母）：作用是当转鼓吊不起来时，把螺 栓旋出，套入特制的拉顶专用工具，旋入联接环，吊住鼓 壳，边拉边顶，使立轴与接触部分松开，就可吊起。 突轮：定位作用，使碟片定位，碟盖定位 材料科学与工程学院•高分子材料与工程系-天然橡胶加工学（教程）-廖小雪 3）、离心机转鼓构造和作用 ② 喇叭管：又名分配器。装于转鼓中，形似喇叭，使进 料胶乳流入分离室的机件。 作用：①支承碟片组 ②分配胶乳 ③与碟片内孔径配合组成浓乳通道，使浓乳与鲜胶乳通 道隔开。 喇叭管上有八个孔为管状：因离心过程中随离心时间延长，胶 乳会在通孔凝固,做成管状会使胶乳通过。 喇叭管底座突片：防止胶乳湍流。 喇叭管底座边缘缺口：卡入定位销，使之固紧。 材料科学与工程学院•高分子材料与工程系-天然橡胶加工学（教程）-廖小雪 3）.离心机转鼓构造和作用 ③ 底碟：内，外壁有0.5mm小圆垫，作用是增加有效分离 面积（八个孔为中性孔与中性层吻合） ④碟片：又叫分离碟(separating disk )装在转鼓内部，使 之构成若干分离室的圆锥形碟片。 分离室(separating chamber)：转鼓中相邻两个分离碟之 间的空隙。 每个转鼓有112-118个分离碟，外壁有0.5mm小圆垫，把转 鼓空间分成许多薄层，增加有效分离面积，防止湍流，提 高分离效率。碟片上有八个孔径为20mm的小孔叫中性孔。 材料科学与工程学院•高分子材料与工程系-天然橡胶加工学（教程）-廖小雪 3）.离心机转鼓构造和作用 中性孔(neutral aperture )：开在胶乳离心机分离碟上的中性层位置 的分配孔。 中性层(neutral layer) ：离心胶乳时，重度不同的胶清和浓缩胶乳在 转鼓内出现的分界层。 当中性层孔径R>中性孔孔径R，离心分离效率高，反之，离心分离效 率低。 中性孔应与中性层吻合,才能提高离心分离效率。 通常选择适当的调节螺丝，使中性层与中性孔吻合。 材料科学与工程学院•高分子材料与工程系-天然橡胶加工学（教程）-廖小雪 3）.离心机转鼓构造和作用 ⑤ 顶碟 作用：A，与顶盖密切配合使胶清与浓乳通道分开；B，压紧 碟片，使碟片在转鼓中不会转动。 外壁有六条筋：防止胶清湍流。 ⑥ 顶盖 作用：A，与顶碟密切配合，使胶清与浓乳通道分开；B，内 有橡皮垫圈起压紧密封作用；C，是胶清，浓乳的流出口。 材料科学与工程学院•高分子材料与工程系-天然橡胶加工学（教程）-廖小雪 3）.离心机转鼓构造和作用 ⑦ 橡皮垫圈：压紧密封作用。 ⑧ 联接环：起销紧作用，使顶 压合在转鼓 体上，使橡皮垫圈达到完全密封的效果，同时 也是喇叭管压紧鼓体底部，牢固地夹紧碟片组。 材料科学与工程学院•高分子材料与工程系-天然橡胶加工学（教程）-廖小雪
思考：通常顶盖上浓乳流出口有8 西海南大等 3),离心机转鼓构造和作用 四冻南大学 个，而胶清流出口有1-2个，为什 调节器(regulator:胶乳浓缩离心机的调 么？ 节管和调节螺线的总称。 因为：胶清虽量多，浓度低，粘 ⑨调节管：安装在调节斗底部的管子。 度小，流动性好： 作用：控制进入高心机的鲜胶乳流量 而浓乳显量少，浓度大，粘度高 四调节爆丝：安装在顶盖颈部的爆丝，其中 流动性差，所以浓乳8个孔，胶 间有孔，为胶清流出口。 清1-2个孔。 作用：控制胶清和浓乳的浓度及流量。 村制料学与工夏学院高分子于材铜与工题最天燕做量和王学《敏)应小后 材锅料得与工夏学离高分于材制与工夏系天表修工停《能市小雪 复习 u=2a (D-d)r2 /9n 四海南大野 )立轴系峡 1、影响分离速度因素进料家、尊再、节 2、进料装置构流及作用 转骑。是于立项部面和种数能孔表面 3、出料装置构造及作用 资，作用，吸收转种时产生的轻肉动。 、离心机转数构遮和作用一 8 节立转少量的偏 吸收轴肉晨动 四海南大学 四海南大等 5)横轴系统 3.电动机 构造：横轴，弹性联轴器，离心式摩擦高合器， 蜗杆。及轴承构成。 使用全封闭式电动机。作用：通过三角皮带使 作用：主要是传递电动机的功率。 横轴转动，然后横轴带动立轴，立轴再带动转 鼓转动。 6)皮带轴部分：起机械传递作用 7)机械制动装置：使离心机尽快停止转动。 4、电气控制装置：由三相启动器和电磁刹车 8)示速装置：指示横轴和校正离心机转速。 两部分组成 9)示油放油装置：用来 观察润清油液面高度。 0
10 思考：通常顶盖上浓乳流出口有8 个，而胶清流出口有1-2个,为什 么? 因为：胶清虽量多，浓度低，粘 度小，流动性好； 而浓乳虽量少，浓度大，粘度高， 流动性差，所以浓乳8个孔，胶 清1-2个孔。 材料科学与工程学院•高分子材料与工程系-天然橡胶加工学（教程）-廖小雪 3）.离心机转鼓构造和作用 调节器(regulator )：胶乳浓缩离心机的调 节管和调节螺丝的总称。 ⑨ 调节管：安装在调节斗底部的管子。 作用：控制进入离心机的鲜胶乳流量。 ⑩ 调节螺丝：安装在顶盖颈部的螺丝，其中 间有孔，为胶清流出口。 作用：控制胶清和浓乳的浓度及流量。 材料科学与工程学院•高分子材料与工程系-天然橡胶加工学（教程）-廖小雪 1、影响分离速度因素 2、进料装置构造及作用 3、出料装置构造及作用 4、离心机转鼓构造和作用 u=2a（D-d) r 2 / 9η 进料管、浮阀、调节 斗 浓缩胶乳收集罩、 胶清收集罩 复习 材料科学与工程学院•高分子材料与工程系-天然橡胶加工学（教程）-廖小雪 4）立轴系统： 构造：立轴（主轴），弹簧室，弹簧，缓冲器，压盖，顶轴承，蜗 杆，底轴承组成。 作用：支承和带动转鼓转动 ①立轴：带动转鼓转动。是借助于立轴顶部锥面和转鼓底锥孔表面 之间的摩擦力。 ② 弹簧室：作用：吸收转鼓旋转时产生的径向震动。 ③ 顶轴承：转鼓全部质量几乎都由它承担。 作用：减少摩擦系数及使转鼓平稳运转。 ④ 底轴承：调节立轴少量的偏斜。 ⑤ 缓冲器：吸收轴向震动， 材料科学与工程学院•高分子材料与工程系-天然橡胶加工学（教程）-廖小雪 5）横轴系统 构造：横轴，弹性联轴器，离心式摩擦离合器， 蜗杆，及轴承构成。 作用：主要是传递电动机的功率。 6）皮带轴部分：起机械传递作用。 7）机械制动装置：使离心机尽快停止转动。 8）示速装置：指示横轴和校正离心机转速。 9）示油放油装置：用来观察润滑油液面高度。 材料科学与工程学院•高分子材料与工程系-天然橡胶加工学（教程）-廖小雪 3. 电动机 使用全封闭式电动机 。作用：通过三角皮带使 横轴转动，然后横轴带动立轴，立轴再带动转 鼓转动。 4. 电气控制装置：由三相启动器和电磁刹车 两部分组成。 材料科学与工程学院•高分子材料与工程系-天然橡胶加工学（教程）-廖小雪