卧螺沉降离心机在渔业生产上的应用

摘 要：介绍了卧螺沉降离心机组的构成、工作原理、技术性能，并就卧螺离心机在鱼粉及鱼油萃取，水解工艺，渔副产品直接处理工艺，磷虾油提取等水产加工生产上的几种应用工艺流程进行了分析探讨。

关键词：卧螺离心机；鱼粉加工；鱼油加工；磷虾产品

渔业生产的水产品总量中的80%供人类直接食用，其余的20%产量并不能直接食用，如混获的小鱼，加工阶段分离出来的鱼头、鱼骨、鱼皮等，这其中的一部分用于加工如鱼汤、鱼酱及风味食品，而其余的便成废弃物了，这些废弃物如果处理不当，则可对环境产生影响，反之，则可以变废为宝，制成有价值的饲料鱼油和鱼粉。

卧螺沉降卸料离心机以液固分离速度快、能连续及自动化运行、分離效果好及高效可靠等优点在鱼油、鱼粉以及类如鱼糜生产的水产品加工起着至关重要的应用，为此我就卧螺离心机在渔业加工生产中的应用工艺进行了探讨。

1 卧螺沉降离心机的原理和结构

转鼓、差速器、螺旋体是卧式螺旋离心机三个关键组成部件，它是利用离心沉降原理分离悬浮液的设备[1，2]。其可以分为两相分离卧螺离心机和三相分离卧螺离心机，前者（图1）主要用于固-液分离，其工作原理是：悬浮液进入离心机转鼓和螺旋之间，在主电机驱动下螺旋和转鼓进行高速的旋转从而产生离心力，悬浊液在转鼓内形成一个环形的液池。物料中密度大的固体颗粒物在离心力的作用下沉积在转鼓的内壁上，由于差速器的存在，螺旋体与转鼓之间形成相对运动，从而螺旋体就不断的将沉积在转鼓内壁上的颗粒物刮下来从排渣口排出，分离后的清液从转鼓溢流口排出，从而实现固液两相分离[3]。三相分离卧螺沉降离心机（图2），主要用于固-液-液分离，即一种固相和两种密度不同的液相同步分离。它的工作原理是：物料在离心力的作用下，形成三个相对稳定的层面，由转鼓壁开始向内依次为固相层、重液层、轻液层。固相层在螺旋体的推动下向转鼓小端移动，并从排渣口排出。重液层和轻液层则顺着螺旋叶片间孔道向转鼓大端流动，然后从不同的出口排出，实现连续的三相分离[4]。

2 卧螺沉降离心机的性能参数

转鼓转速、转鼓直径、分离因素、转速差、长径比是卧螺离心机的主要性能参数[5，6]。一般生产厂家会提供以上的参数。有些厂家还会提供转鼓和螺旋推进器的形状、调速方式、产量等。处理的物料不同，应用场合不同，机器的产量也是不同的。

（1）转鼓直径是衡量卧螺离心机生产能力的重要参数之一，转鼓的直径越大，产量越大。但由于制造的难度和经济的因素，直径不能够做得过大，目前多数卧螺离心机的转鼓直径小于670mm。转鼓转速、分离因素、差转速、长径比都是衡量卧螺离心机的分离能力的重要参数，而且是相互影响的，在选型时应该全盘考虑。转鼓转速越高，分离能力越好，但是限于机械制造和运行经济性的原因，转鼓直径较大的卧螺离心机则转速相对较低，一般转鼓直径在350mm 以上的机型，鼓转速都在5000rpm以下，小于350mm的机型，转鼓转速可以做到6000～7000rpm以至10000rpm。

（2）分离因数。分离因数指的是理想状态下转鼓内的粒子受到的最大离心力和重力的比值，它是一个无单位的量。理想状态是指转鼓内的粒子是一个质子，只受到重力和离心力的作用。分离因数也是衡量卧螺离心机分离能力的主要参数，产品说明书一般都会给出这个参数，转鼓直径在350mm以上的卧螺离心机的分离因数数值一般都在4000以下，对于较小的机型，其数值则可以到10000左右。

（3）转速差。卧螺离心机转筒和螺旋之间存在由差速器产生的差速就叫转速差，差速可以调节，一般在1.5～30rpm之间，差速器是行星传动结构，用于根据螺旋扭矩控制卧螺离心机转筒和螺旋之间的差速，差速决定了固体在转筒内的逗留时间，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，分离效果可以通过改变差速进行调节。

（4）长径比是转鼓长度（包括圆锥部分的长度）和转鼓直径的比值，数值一般在2～5之间，其数值可以作为衡量卧螺离心机分离能力的参考，对于非柱锥型的卧螺离心机，一般不给出长径比数值。

3 三相分离卧螺沉降离心机应用于鱼粉及鱼油的萃取

这项应用主要是用于从整鱼中萃取鱼油和鱼粉，在这个过程中，整鱼经过加热蒸煮分解，产生鱼油。蒸煮后的原料经过筛选，分成了富含蛋白质的固相以及含有油、水及细小颗粒的液相。接下来，过筛后的固相通过进一步压榨得到榨饼和液相，将榨饼再次压榨，经过烘干干燥后可获取鱼粉；过筛和压榨后的液相会被分离成鱼油、鱼汁和固渣，鱼汁可以通过蒸发器进一步被浓缩成浆状并混合到固渣中干燥获得鱼粉[7]。

4 卧螺沉降离心机应用于水产品水解工艺

鱼杂和其他不适合做鱼片和罐头的原料，可以用做制成动物饲料所需的鱼粉，在这个过程中，先通过酶将位于肌肉和其他组织中的蛋白质分解，然后通过卧螺沉降离心机将水解液中的鱼油，鱼汁和富含蛋白质的固渣分离出来，鱼汁经过蒸发后浓缩成浓鱼浆，添加到固渣中进行干燥即可得到鱼粉。（图4）

5 卧螺沉降离心机应用于渔副产品直接处理工艺

鱼杂，鱼头，鱼尾，鱼骨，鱼肠等这些水产品加工厂的渔副产品经过碾碎后，直接放入蒸煮设备进行蒸煮，蒸煮后形成的混合物通过三相离心机分离，得到鱼油、鱼汁、固渣，鱼汁经过蒸汽浓缩后形成浓鱼浆，添加到固渣里面干燥做成饲料级鱼粉，分离出来的鱼油可以通过更高分离精度离心机提纯获得高纯度鱼油。（图5）

6 卧螺沉降离心机应用于磷虾加工工艺

卧螺沉降离心机可用于磷虾虾油的提取，将刚捕获的磷虾在蒸煮机中用蒸汽加热一段时间，过滤筛分离得到磷虾初级固渣和初级液体；然后从初级液体中用卧螺离心机分离提取富含中性油脂和虾青素的磷虾油，将初级固渣进一步进行压榨分离，得到次级压榨液体和次级固渣，从次级压榨液体中离心分离得到富含磷脂的磷虾油，干燥次级固渣得到含脂量低的虾粉。（图6）

7 结束语

随着渔业装备与工程技术的发展以及对渔业资源充分利用的需求，高可靠性，高稳定性，高效率的卧螺离心机将会在渔业生产中的地位越来越重要。

参考文献

[1]江君，徐高宗.卧螺离心机在城市湖泊污泥脱水中的应用[J].环境工程学报，2015，9（1）：453-458.

[2]周翠红，凌鹰，申文君，等.卧式螺旋沉降离心机污泥脱水模拟研究[J].机械工程学报，2014，8（50）：206-212.

[3]吴红奎.卧螺离心机在淀粉生产中的应用[J].粮食与饲料工业，2002，08（8）：44-46.

[4]flottweg.最高效的工业化渔业生产工艺[EB/OL].https：//www.flottweg.com/fileadmin/user_upload/data/pdf-downloads/Fisch_ZH.pdf.

[5]吴蕾，邱发华.长径比对卧螺离心机内流场影响的数值模拟[J].环境工程，2012，30（S2）：477-480.

[6]高志惠，黄维菊，张俊青，等.卧螺离心机结构的研究及发展[J].化工设备与管道，2009，46（6）：38-41.

[7]塞拉斯有限责任公司.一种无溶剂提取富含磷脂和中性油脂的磷虾油的方法[P].中国：CN102311868A，2012.01.

作者简介：李仕成（1990-），男，硕士，研究方向为现代水产品加工技术及装备。