專利名稱：一種分離固體顆?；旌衔锏姆椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種分離固體顆?；旌衔锏姆椒ǎ唧w地涉及一種除去固體顆粒中 沙粒的方法。
背景技術(shù)：
從固體顆粒特別是用于食品行業(yè)的天然食品固體顆粒中去除沙粒，從而保證固體 顆粒的純凈是非常重要的?，F(xiàn)有技術(shù)中，為實現(xiàn)除沙目的，大多使用旋流除沙機進行除沙， 具體地，將固體顆粒與沙粒混合的漿液通過離心沉降的作用，使?jié){液中較大密度的沙粒被 甩向池壁，并從底部排沙口排除，密度較輕的固體顆粒則留在水中，從而實現(xiàn)固體顆粒與沙 粒的分離。在旋流除沙中，雖然可以去除大部分沙粒，但需要使用渦流式沉沙池、產(chǎn)生離心力 的電機和變速箱等多個復(fù)雜部件，使?jié){液在離心力的作用下分離，使得旋流除沙機的結(jié)構(gòu) 復(fù)雜。此外，為了得到較好的除沙效果，還要提供較大的漿液壓力和離心力。為了保持一定 的離心力，旋流除沙機必須在封閉環(huán)境下工作，因此不能連續(xù)操作，每次處理的漿液量受到 限制。

發(fā)明內(nèi)容
因此，為解決現(xiàn)有技術(shù)的旋流除沙存在的操作環(huán)境復(fù)雜、不能進行連續(xù)除沙等問 題，本發(fā)明提供一種操作簡單且能連續(xù)作業(yè)的分離固體顆?；旌衔锏姆椒?。本發(fā)明提供了一種分離固體顆?；旌衔锏姆椒?，該固體顆?；旌衔锖械谝还腆w 顆粒和第二固體顆粒，第一固體顆粒的密度小于所述第二固體顆粒的密度，該方法包括使 所述固體顆?；旌衔镫S溶劑流動，并使所述第二固體顆粒在流動過程中沉積形成第二固體 顆粒層，第一固體顆粒則與溶劑一起繼續(xù)流動，所述第二固體顆粒的密度大于所述溶劑的也/又。本發(fā)明的分離固體顆?；旌衔锏姆椒ɡ昧怂龅谝还腆w顆粒與所述第二固體 顆粒的密度不同，使密度較大的第二固體顆粒發(fā)生沉積并使第一固體顆粒隨溶劑流動，從 而實現(xiàn)第一固體顆粒和第二固體顆粒的分離，本發(fā)明的分離可以用于從原料固體顆粒中除 沙，并且操作簡單，不需要用復(fù)雜的設(shè)備提供高壓力漿液和離心力并且能夠進行連續(xù)的操作。


圖1是使用沉沙槽實施本發(fā)明的分離固體顆?；旌衔锏姆椒ǖ囊环N實施方式的 截面圖；圖2是顯示沉沙槽的噴射管的示意圖。
具體實施例方式根據(jù)本發(fā)明的分離固體顆粒混合物的方法，可以適用于各種分離第一固體顆粒與第二固體顆粒，只要滿足下述三個條件即可(1)第一固體顆粒的密度小于第二固體顆粒 的密度；( 第二固體顆粒的密度大于溶劑的密度；C3)第一固體顆粒與第二固體顆粒均不 溶于溶劑。為了方便說明，下面以第一固體顆粒為木薯顆粒，第二固體顆粒為沙粒，溶劑為 水來說明本發(fā)明的方法。在本發(fā)明的分離固體顆粒混合物的方法中，可以使固體顆粒混合物隨水流動并在 流動中分離。但這種方式不利于控制固體顆?；旌衔锱c水的比例，使形成的流體流動性不 一致。優(yōu)選地，可以使固體顆?；旌衔锱c水首先混合形成均勻的漿液20(例如通過攪拌)， 然后使?jié){液20流動并分離固體顆?；旌衔?。下面，將說明使固體顆?；旌衔锱c水混合形成 漿液20的情況下，使用本發(fā)明的分離固體顆?；旌衔锏姆椒āＦ渲?，對水的用量和攪拌時 間沒有特別限定，只要能得到流動性較好、粘稠度適中的漿液20即可。本發(fā)明的發(fā)明人發(fā) 現(xiàn)，當水的質(zhì)量約為木薯粉顆粒和沙粒的總質(zhì)量的20-100倍，攪拌時間為0. 5-2h時，可以 得到流動性較好、粘稠度適中的漿液20，因此，本發(fā)明優(yōu)選上述條件。本發(fā)明的分離固體顆?；旌衔锏姆椒梢杂酶鞣N適當?shù)脑O(shè)備實現(xiàn)。在本發(fā)明的一 種實施方式中，如圖1所示，使用沉沙槽10實施本發(fā)明的分離固體顆?；旌衔锏姆椒ā３辽巢?0包括槽體11、入口 12和出口 13，槽體11包括側(cè)壁14和底部15，入口 12和出口 13分別形成在相對的側(cè)壁14上。漿液20 (或木薯顆粒和沙粒的混合物隨水流動 形成的流體)從入口 12流入沉沙槽10內(nèi)，木薯顆粒和沙粒在槽體11內(nèi)流動的過程中因密 度不同而表現(xiàn)不同。沙粒的密度較大，沉淀速度快并首先在槽體11的底部上沉積形成沙粒 層22，木薯顆粒懸浮在水中并隨水流動，收集隨水流動的木薯顆粒即可以達到分離木薯顆 粒與沙粒的目的。例如，使木薯顆粒隨水流動到出口 13，出口 13所在的水平面以上的水攜 帶其中的木薯顆粒從出口 13流出，從而實現(xiàn)木薯顆粒與沙粒的分離。由于沙粒沉積形成的沙粒層22容易在其上方流動的水的影響下發(fā)生沿流動方向 的移動，從而積聚在出口 13所在的側(cè)壁上，如果堆積過多，會從出口 13溢出。因此，本發(fā)明 的分離固體顆?；旌衔锏姆椒ㄟ€可以包括防止沙粒層22沿漿液20的流動方向自由移動。優(yōu)選地，為防止沙粒層22沿漿液20的流動方向自由移動，本發(fā)明的分離固體顆粒 混合物的方法中，可以使?jié){液20在流動過程中通過垂直于其流動方向的障礙物。優(yōu)選地， 該障礙物的高度高于沙粒層22的高度，低于漿液20的液面高度。具體地，槽體11的底部 15可以具有凸起部分16和/或凹陷部分17。由于沙粒在漿液20的流動過程中沉積形成 沙粒層22且沙粒層22沉積在槽體11的底部15上，當沙粒層22受到其上方的水流動的影 響而沿流動方向移動時，沙粒會移動到凹陷部分17中或被凸起部分16阻擋而不能繼續(xù)沿 流動方向移動。即使沙粒一開始沉積在凸起部分16的最上端，這部分沙粒也會隨其上方的 水流移動，繼而沉積在凹陷部分17的最下端。因此，沙粒層22基本上不會移動到出口 13 所在的側(cè)壁，從而防止沙粒堆積到出口 13并從出口 13溢出。優(yōu)選地，如圖1所示，底部15 具有多個凸起部分16和/或多個凹陷部分17，并設(shè)置為在槽體11的底部15上沿從入口 12到出口 13排列。其中，凸起部分16的高度或凹陷部分17的深度(即底部15的垂直高 度的起伏)大于沙粒層22的高度，漿液20的液面高于凸起部分16的高度。優(yōu)選地，漿液 20在沉沙槽10內(nèi)流動時，使凸起部分16或凹陷部分17的最上端與漿液20的液面高度差 保持為0. 1-0. 5m,從而有效地防止沙粒層22的自由移動并盡可能不妨礙漿液20的流動。在上述過程中，如果第一固體顆粒也以相對于第二固體顆粒較慢的速度沉淀，當漿液20的流速較慢時，一定量的第一固體顆粒會在流動到出口 13之前沉淀到第二固體顆 粒層，從而無法隨水從出口 13流出而滯留在沉沙槽10內(nèi)，造成很多浪費。同樣地，即使第 一固體顆粒的密度足以使其完全漂浮在溶劑中不會下沉，但在漿液20流動時，第一固體顆 ?？赡苁艿降诙腆w顆粒沉淀的影響而隨第二固體顆粒沉積并夾雜在第二固體顆粒層中， 這樣也會造成很多浪費。為解決該問題，可以根據(jù)不同類型的第一固體顆粒，控制漿液20的流速，使得漿 液20從入口 12流動到出口 13時，第二固體顆?；旧铣恋淼降撞?5上形成第二固體顆 粒層，并確保第一固體顆粒沉淀到出口 13所在的水平面的上方，即能夠從出口 13流出。此外，本發(fā)明的分離固體顆?；旌衔锏姆椒ㄟ€可以包括攪動第二固體顆粒層，使 夾雜在第二固體顆粒層中的第一固體顆粒漂浮并隨其上方的水流動。優(yōu)選地，可以對第二 固體顆粒層提供額外的氣體流和/或液體流。更優(yōu)選地，可以在第二固體顆粒層的表層的 上方提供朝下的氣體流和/或液體流。其中，形成氣體流的氣體可以是不與第一固體顆粒、 第二固體顆粒和溶劑反應(yīng)的氣體，液體流的液體優(yōu)選為溶劑。在第一固體顆粒為木薯顆粒， 第二固體顆粒為沙粒，溶劑為水時，可以使用空氣流和/或水流。在該過程中，可以使用適當流速和流量的氣體流和/或液體流，使得沙粒層22的 表層中的木薯顆粒漂浮到遠離沙粒層22的位置，或者至少使夾雜在沙粒層22中的木薯顆 粒漂浮到沙粒層22的表面，從而被沙粒層22上方的水流帶走。雖然這可能會使沙粒層22 中的一些沙粒也漂浮起來，但沙粒會因為密度大而迅速下沉，因此基本上不會被水帶走。為實施上述噴射氣體流和/或液體流的步驟，在沉沙槽10內(nèi)可以設(shè)置能夠噴射氣 體流和/或液體流的噴射裝置。具體地，所述噴射裝置包括至少一個噴射管18，每個噴射管 18各自包括管體和位于管體上的多個孔P，氣體流和/或液體流通過該孔P噴射。每個噴射管18可以以各種方式布置在沙粒層22的上方，例如，噴射管18可以設(shè) 置為橫跨沉沙槽10的兩個相對的側(cè)壁。如圖1所示，噴射管18可以沿沉沙槽10的縱向 平行設(shè)置，或者沿沉沙槽10的橫向平行設(shè)置，也可以沿與橫向和縱向呈預(yù)定的角度平行設(shè) 置。當然，噴射管18也可以交叉設(shè)置。優(yōu)選地，如圖2所示，噴射管18設(shè)置在沙粒層22的上方并使孔P設(shè)置為朝斜下方 對沙粒層22噴射氣體流和/或液體流，即噴射方向(圖2中空心箭頭方向)與漿液20的 流動方向或水平面呈角度A，該角度優(yōu)選為30-60°。如圖1和圖2所示，噴射管18沿沉沙 槽10的橫向(圖2中實心箭頭所示為流動方向，流動方向為縱向)設(shè)置，孔P設(shè)置為傾斜 于水平方向向下45° (圖2中空心箭頭所示)噴射。從而在沙粒層22的較大范圍內(nèi)驅(qū)動 木薯顆粒，同時避免使沙粒也漂浮起來。顯然，可以使用各種泵或抽吸裝置使孔P噴射可調(diào)節(jié)強度的氣體流和/或液體流。 在本發(fā)明的分離固體顆?；旌衔锏姆椒ㄖ校梢哉{(diào)節(jié)漿液20的流速，并根據(jù)該流速相應(yīng)調(diào) 節(jié)噴射裝置的噴射強度，即氣體流和/或液體流的流速和流量。當漿液20的流速較慢時， 可以加大噴射的氣體流和/或液體流的流速和流量，使得沉淀在沙粒層22的表層的木薯顆 粒能夠懸浮在距離所述表層上方較遠處，從而避免在隨水流動到出口 13時再次沉淀到出 口 13下方。當漿液20的流速較快時，被噴射裝置提供的氣體流和/或液體流吹動而懸浮 的木薯顆粒能夠隨水快速流動到出口 13，在這段時間內(nèi)再次沉淀的距離相對較小，因此可 以使用流速和流量較小的氣體流和/或液體流達到相同的效果。
此外，漿液20以確定的流速流動時，可以沿漿液20的流動方向減小噴射的氣體流 和/或液體流的流速和流量。在沿漿液20的流動方向距離設(shè)置有出口 13的側(cè)壁較遠的區(qū) 域，可以使用流速和流量較大的氣體流和/或液體流，使得沉淀在沙粒層22的表層的木薯 顆粒能夠懸浮在距離所述表層上方較遠處，從而避免在隨水流動到出口 13時再次沉淀到 出口 13下方；而在沿漿液20的流動方向距離設(shè)置有出口 13的側(cè)壁較近的區(qū)域，可以使用 流速和流量較小的氣體流和/或液體流，從而在使木薯顆粒漂浮并隨水流出的同時避免沙 粒也漂浮起來進而隨水流出。本發(fā)明的分離固體顆?；旌衔锏姆椒ㄓ绕溥m用于密度相差較大的兩種固體顆粒， 例如，第一固體顆粒的密度不超過第二固體顆粒密度的60%，優(yōu)選可以為10% -50%。另外，使用本發(fā)明的分離方法時，優(yōu)選將第一固體顆粒、第二固體顆粒和溶劑充分 混合，更優(yōu)選地，溶劑的重量為第一固體顆粒和第二固體顆粒的總重量的20-100倍。用本發(fā)明的分離方法分離木薯粉和沙粒的一個實施方式中，所述漿液中，水的重 量優(yōu)選為木薯和沙粒的總重量的20-100倍。所述沉沙槽的槽體為長方體，所述沉沙槽的 垂直高度優(yōu)選為0. 5-0. 9m，所述底部的凹陷部分和凸起部分的高度為0. 1-0. 3m，所述凸起 部分和凹陷部分占所述底部面積的40-60%。所述出口的最下端與底部之間的距離優(yōu)選為 0. 4-0. 85m，使得凸起部分或凹陷部分的最上端與漿液的液面高度差保持為0. 1-0. 5m，所述 入口與底部之間的距離為0. 3-0. 5m且所述入口貫通到所述入口所在側(cè)壁的頂部，所述沉 沙槽的入口與出口所在側(cè)壁之間的距離優(yōu)選為5-7m，從而使所述漿液通過所述入口和所述 出口之間的落差以3-lOm/s的流速自然流動。所述噴射裝置噴射的氣流或水流的流速為 2-4m/s。使用所述沉沙槽進行多次重復(fù)的除沙操作可以得到更好的除沙效果，使用所述沉 沙槽分離木薯和沙粒時，使?jié){液20在沉沙槽10內(nèi)重復(fù)流動3-5次可以除去95%的沙粒。
權(quán)利要求
1.一種分離固體顆?；旌衔锏姆椒?，該固體顆?；旌衔锖械谝还腆w顆粒和第二固體 顆粒，第一固體顆粒的密度小于所述第二固體顆粒的密度，該方法包括使所述固體顆?；旌衔镫S溶劑流動，并使所述第二固體顆粒在流動過程中沉積形成第 二固體顆粒層，第一固體顆粒則與溶劑一起繼續(xù)流動，所述第二固體顆粒的密度大于所述 溶劑的密度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，使所述固體顆?；旌衔锖腿軇┗旌闲纬蓾{體，并 使該漿體流動。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，該方法還包括防止所述第二固體顆粒層沿流動 方向自由移動。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述防止所述第二固體顆粒層沿流動方向自由 移動的方法包括使所述漿液在流動過程中通過垂直于流動方向的障礙物，該障礙物的高度 高于所述第二固體顆粒層的高度且低于所述漿液的液面高度。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述障礙物為凸起和/或凹陷。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述障礙物的高度與所述漿液的液面高度的差 值為 0. lm-0. 5m。
7.根據(jù)權(quán)利要求2-6中任意一項所述的方法，其中，該方法還包括攪動第二固體顆粒 層，以使夾雜在所述第二固體顆粒層中的所述第一固體顆粒漂浮并隨所述溶劑流動。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述攪動的方法為向所述第二固體顆粒層提供 氣體流和/或液體流。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，氣體流和/或液體流的流速和流量足以使夾雜在 所述第二固體顆粒層中的所述第一固體顆粒漂浮到第二固體顆粒層的表面。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，該方法還包括根據(jù)所述漿液的流動速度，調(diào)節(jié) 所述氣體流和/或液體流的流速和流量，所述漿液的流動速度增加或減小時，減小或增大 所述氣體流和/或液體流的流速和流量。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述氣體流和/或液體流的方向與漿液的流動 方向呈朝下的30-60度角。
12.根據(jù)權(quán)利要求7-11中任意一項所述的方法，其中，所述氣體流的氣體不與所述漿 液反應(yīng)，液體流的液體為漿液中的溶劑。
13.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述第一固體顆粒的密度至多為所述第二固體 顆粒的密度的60%，所述溶劑的密度大于第一固體顆粒的密度且小于所述第二固體顆粒的也/又。
14.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述溶劑的用量為所述第一固體顆粒和所述第 二固體顆粒的總重量的20-100倍。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的方法，其中，所述第一固體顆粒為大小為2mm以下的 木薯粉，所述第二固體顆粒為沙粒，所述溶劑為水，所述漿液的液面高度為0. 4-0. 85m，流速 為 3-10m/s。
全文摘要
一種分離固體顆?；旌衔锏姆椒ǎ摴腆w顆?；旌衔锖械谝还腆w顆粒和第二固體顆粒，第一固體顆粒的密度小于所述第二固體顆粒的密度，該方法包括使含有固體顆?；旌衔锖腿軇┑臐{液流動，并使所述第二固體顆粒在流動過程中沉積形成第二固體顆粒層，第一固體顆粒則與溶劑一起繼續(xù)流動。使用本發(fā)明的分離固體顆粒混合物的方法，尤其適用于在食品固體顆粒如木薯顆粒中去除沙粒。
文檔編號B03B5/28GK102049347SQ200910236930
公開日2011年5月11日 申請日期2009年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月4日
發(fā)明者岳國君, 林海龍, 羅虎, 鄧立康, 郝小明 申請人:中糧集團有限公司, 廣西中糧生物質(zhì)能源有限公司