碟式離心機是一種天然膠乳高效分離機械，按其操作原理可分為2類：液-固分離（即低濃度懸浮液的分離），也稱離心沉降，分離因數3000～50000；液-液或液-液-固分離（即乳濁液的分離），也稱離心分離。碟式離心機因具有占地面積小、分離效率高、產量大、自動化程度高等優點被廣泛應用在食品、醫藥、交通、輕工、海洋原油等行業。

天然膠乳是一種復雜的膠體溶液，為液相非均一體系，目前濃縮天然膠乳通常采用碟式離心機以離心沉降法生產。碟式離心機的轉鼓內有許多雛形碟片，可以高速分離濃縮天然膠乳與膠清中的水和雜質。目前，我國天然膠乳初加工普遍采用的碟式離心機有LRH-410型、DR-400（E）型離心機、LX-460型和LX-560型離心機等。本文以LX-460型離心機為例，分析碟式離心機分離效率的影響因素，并提出提高分離效率的措施。

1 離心機工作原理

LX-460型離心機是利用淺池原理設計的，分離能力與沉降槽面積成正比（與沉降槽高度無關），離心機轉鼓內有數百個完全相同的、具有一定間隙的錐形碟片組，每只碟片在距軸線一定距離的圓周上有幾個對稱分布的圓孔，碟片組對應的圓孔形成垂直通道，把轉鼓分成許多薄層分離空間，增大了沉降面積，縮短了沉降距離，從而提高了分離效率。

當天然膠乳進入離心機后，由于離心機的碟片組高速旋轉，膠乳通過碟片上圓孔形成的垂直通道進入碟片間隙并高速旋轉，此時膠乳不同組分因密度不同而獲得不同的離心沉降速度。由于橡膠粒子密度比膠清小，所受離心力也比膠清小，因此沿著分離碟壁向上，移往轉鼓中心，流至膠乳集料槽；乳清與大密度雜質的離心沉降速度大，有向外運動的趨勢，沿著垂直圓孔通道在碟片間隙向外運動，并在轉鼓壁連續沉降至乳清集料槽，而固體則在轉鼓內壁沉降。這樣，膠乳中不同密度的組分就在碟片間隙流動過程中離心分離。

2 離心機分離效率影響因素

2.1 調節器組合

離心機調節器主要由調節管和調節螺絲組成，調節螺絲安裝在頂蓋上，其中間為膠清流出口，是直接控制濃縮膠乳濃度和膠清濃度以及流出速率的部件。離心機進料速率僅取決于調節管直徑，調節管直徑越大，液面越高，進料速率越快。在進料速率一定的情況下，分離效率主要由調節螺絲長度來控制。

隨著調節螺絲長度增大，濃縮膠乳總固體含量、濃縮膠乳干膠含量、膠清總固體含量、膠清干膠含量均不斷減小，分離效率先增大后減小。這是因為調節螺絲越短，螺釘與頂蓋的間隙越大，膠清流出速率越快，膠清在轉鼓中停留時間越短，膠乳流出速率也較慢，橡膠粒子與黃色體、非膠成分的分離效率就較低；調節螺絲越長，螺釘與頂蓋的間隙越小，膠清流出速率越慢，膠乳在轉鼓中停留時間延長，分離效率提高；當調節螺絲達到一定長度后，沉降在轉鼓內壁的大密度雜質增多，螺釘與頂蓋間隙減小，分離效率有所降低。

2.2 離心分離時間

膠乳在離心分離過程中，穩定性差的橡膠粒子、黃色體和其他雜質經過離心機的高速旋轉，沉積在分配室和分離室中。隨著分離時間延長，沉積的雜質和凝膠越來越多，甚至堵塞喇叭管，以致新鮮膠乳不能再流入離心機，而從溢流口流出，致使離心分離停滯。

在調節螺絲長度相同的情況下，隨著分離時間延長，濃縮膠乳總固體含量和濃縮膠乳干膠含量總體減小，而膠清總固體含量和膠清干膠含量總體增大。這是由于隨著分離時間延長，膠乳在碟片上凝固，使碟片的有效分離面積減小，分離效率也逐漸降低。處理正常的天然膠乳，離心機可以連續運轉3～4h才停機拆洗，而處理劣質天然膠乳時，因喇叭管很快被堵塞，有時僅運轉2～2.5h就要被迫停機拆洗。

2.3 新鮮膠乳干膠含量

新鮮膠乳干膠含量會直接影響濃縮膠乳干膠含量，通常在調節器組合一定的情況下，新鮮膠乳干膠含量與濃縮膠乳干膠含量呈正比。

在調節螺絲長度一定的情況下，新鮮膠乳干膠含量越大，濃縮膠乳干膠含量和膠清干膠含量越大。但新鮮膠乳干膠含量過大或過小時，分離效率都會降低，這是因為新鮮膠乳干膠含量過大，粘度也大，離心分離困難，分離時會損失更多的膠清，分離效率會下降。新鮮膠乳干膠含量過小，膠清含量增大，離心分離時膠清易帶走橡膠粒子，分離效率也會下降。因此，當新鮮膠乳干膠含量過大時，可加水適當稀釋后再離心分離。新鮮膠乳干膠含量過小時，可選用較短的調節螺絲和較大直徑的調節管來獲得符合要求的濃縮膠乳。

2.4 離心機型號

選取調節管直徑和調節螺絲長度相同的LX-460（MX）型、LX-460型和LX-560型離心機各3臺，其對分離效率的影響如下：

從上表可以看出，在調節器組合相同的情況下，不同型號的離心機分離效率不同，同一型號不同機號的離心機分離效率也有所波動。前者主要是由于離心機內部構件參數不一致，如中性層與中性孔的配合程度、轉鼓內徑、離心機額定轉速、工作電流等變化所致；后者與新鮮膠乳濃度、新鮮膠乳進料液面高度、離心機拆洗和安裝等有關。

3 提高離心機分離措施

3.1 控制新鮮膠乳質量

濃縮膠乳質量和離心分離效率與新鮮膠乳品質有著密不可分的關系。揮發脂肪酸值（VFANO）是新鮮膠乳質量重要的指標，VFANO大的新鮮膠乳生產的濃縮乳酸值較大。由于目前我國許多膠農使用乙烯利、乙烯零或其他催熟劑刺激割膠，以提高膠乳產量，但膠乳質量卻有所降低，膠乳中的蛋白質、糖類和無機鹽等呈上升趨勢，新鮮膠乳的傳統保存方法受到了嚴重挑戰。新鮮膠乳質量不穩定，給天然膠乳加工帶來了新的考驗。天然膠乳加工企業應加強對新鮮膠乳的檢測力度，單獨加工VFANO大于0.15的新鮮膠乳，并加入適量水稀釋，添加0.03%～0.05%的復合保鮮劑，調控氨質量分數至0.25%～0.35%。如有必要可加入適量月桂酸溶液以提高新鮮膠乳穩定性，并做好后期產品質量調控。

3.2 調整調節器組合

天然膠乳加工企業中的每臺離心機工作效率均不同，要提高干膠制成率，需掌握每臺離心機的工藝參數，包括調節管直徑、調節螺絲長度、調節斗液面高度、離心碟片數量、離心碟間隙、中性孔尺寸、濃縮膠乳出口半徑、膠清出口半徑等，由于碟片上的中性孔位置已確定，調節管普遍采用9mm，為了得到較大的干膠收率，可以調整調節螺絲長度使中性層與中性孔重合，以達到較好的分離效果。

3.3 勤檢修

目前新鮮膠乳中的非膠組分含量呈上升趨勢，農場添加保鮮劑的量也有所增大，膠乳在離心機中分離2～3h時碟片上凝膠明顯增多，轉鼓鼓底結垢嚴重，離心機分離效率下降，造成清洗困難，生產效率降低。為確保離心機正常工作，離心機停機拆洗前工作間隔應由以往的4h調整為2.5～3h，分離質量差的膠乳時，離心機停機拆洗前工作間隔應由以往的4h調整為2.5～3h，分離質量差的膠乳時離心機停機拆洗前工作間隔應調整為2h。清洗部件包括調節管、喇叭管、碟片等，同時還應檢查碟片是否完好，中性孔是否吻合，定期更換摩擦瓦與其他配件，添加潤滑油，每年停產時進行調試和檢測。

3.4 加強培訓

離心機的操作具有一定的技術性，離心機部件搭配是否精確、操作是否得當，都直接影響離心機的分離效果。目前在我國天然膠乳加工企業中，操作工對離心機的清洗、維護、保養認識不足，以至于離心機工作不能達到較佳狀態。因此，每年開產前應對操作工進行技能培訓，并進行定期技能考核，建立合理的激勵機制，確保操作工有熟練的操作技能。

4 結論

影響離心機分離效率的因素很多，調節螺絲長度適當，分離效率較高；離心分離時間延長，分離效率降低；新鮮膠乳干膠含量越大，分離效率降低；離心機型號對分離效果有一定的影響。確定合理的離心機工藝參數和分離時間、控制新鮮膠乳質量、良好維護離心機、加強操作人員培訓是提高分離效率的重要手段。