用于分离浆料中的细小纤维的方法与流程

本发明大体涉及一种用于分离浆料中的细小纤维的方法。更具体地，本发明涉及用于过滤和分离化工、污水处理、造纸、燃料、污水处理、电站脱硫以及玉米蛋白脱水等工艺中存在的细小纤维。更确切地，本发明适用于分离玉米湿磨工艺中所产生的细小纤维。

背景技术：

1、现今，在诸多工艺中均存在难以分离浆料中细小纤维的问题，包括在化工、污水处理、造纸、燃料、污水处理、电站脱硫以及玉米蛋白脱水等工艺中。以下以示例的方式进行说明，但本发明的应用并不限于此。在玉米淀粉制备工艺中所玉米淀粉的常用制备方法包括玉米淀粉湿磨法，其主要包括：首先浸泡玉米粒，然后对浸泡后的玉米粒进行粗磨和精磨，以使淀粉、纤维和其它组分初步分离。另外，使用烘干玉米或玉米浸泡时间过长都会产生较多的细小纤维。随后，对所产生的纤维进行初步的洗涤分离，其中一部分细小纤维会被较粗大纤维夹带，由此一起被分离出且随后进入纤维挤压机被挤压和/或进入干燥机被干燥。然而，由于极小的尺寸，另外一部分细小纤维会被洗涤流体所夹带，随着洗涤流体返回至纤维洗涤分离系统，而无法被分离出。纤维洗涤系统中存在的细小纤维会导致洗涤系统内积料，降低洗涤效率，而且使得脱水后的纤维滤饼的含水量依然很高。另一部分细小纤维会在系统的各个部分中累积，堵塞过滤介质或管线，或者使待过滤材料的粘度增加，极大地降低分离效果，导致整个系统的生产能力降低。另一方面，细小纤维携带的联结淀粉较多，在快速挤压过程中容易随着滤液流出，导致有效成分的损失，降低了整个工艺的收益率。

2、现有技术中已经提出了一些用于分离或排出细小纤维的方法，例如cn102174759b。一种常用的方式在于通过降低纤维挤压脱水机的转速来实现细小纤维的排出。如上所提及的，例如，在玉米湿磨工艺中，在精磨撞击作用下，纤维与淀粉颗粒游离分开，且经过纤维洗涤站洗涤，筛选出黏附于纤维上的游离淀粉后进入纤维挤压脱水机脱水。纤维挤压脱水机正常运转速度通常为12 rpm，在这个转速下，大部分细小纤维会随着洗涤液体离开挤压脱水机而返回洗涤步骤，使得细小纤维在纤维洗涤站内累积，从而增加了系统的粘度，使得系统生产能力降低。为了避免和/或减少离开挤压脱水机的洗涤液体所携带的细小纤维的数量，通过降低纤维挤压脱水机的转速，使得增加脱水时间，允许减缓浆料进入挤压机的挤压速度，避免细小纤维在挤压初期阶段的大孔径筛网离开挤压机。随着挤压进行，物料的水分逐步降低，且筛孔变小，细小纤维随滤液流出的可能性减小，从而增大细小纤维被大纤维携带到出料端进入干燥段的可能性。

3、此类方案在一定程度上减少了洗涤液体所携带的细小纤维的数量，但仍然无法根本性地彻底解决细小纤维会随着洗涤液体流出或累积的问题，而且由于降低了转速，挤压脱水时间变长，导致系统生产能力低下。如果需要将大部分细小纤维排出，则需要多台纤维挤压脱水机才能达到理想的效果，极大地增加了成本和对空间的要求。

4、另外的方案包括使用板框过滤机，以分离和排出细小纤维。板框压滤机的工作原理是压滤脱水，即将固、液两相构成的浆料，通过过滤介质而实现固、液分离的过滤方法。待过滤的浆料通过输送泵在一定的压力下，从后顶板的进料孔进入到各个滤室，通过滤布，固体物被截留在滤室中，并逐渐形成滤饼；滤液则通过板框上的出水孔排出机外。经纤维洗涤站洗涤除去游离淀粉的纤维进入纤维挤压脱水机以进行脱水，然后经脱水的纤维进入后续干燥机以进行干燥；而携带细小纤维的排出液体经压力筛分离，使压力筛上含水90%的细小纤维进入板框过滤机，经板框过滤机压滤脱水以获得细小纤维的滤饼，且产生的滤液返回纤维洗涤站或者去制酸，且需要进一步处理以防止对环境的污染。由此获得的细小纤维的滤饼含水量高达70%左右，且其与经挤压脱水机排出的纤维混合进入干燥机进行干燥。

5、采用板框过滤机的方案虽然可以将细小纤维分离出来，但是所分离出的细小纤维的含水量较高，后续操作中还需消耗大量的蒸汽以进行干燥。另外，板框过滤机的操作复杂，且劳动强度大。而且，细小纤维容易堵塞滤布，尤其是堵塞滤布的孔隙且无法与滤布分离，极大地降低了过滤效率。由此，在一定时间之后则需要更换滤布，否则无法实现过滤的效果。

6、现有技术中还采用卧螺离心机以离心方式分离出细小纤维。卧螺离心机的原理在于利用离心机转子高速旋转产生的强大的离心力，加快液体中颗粒的沉降速度，将材料中不同沉降系数和浮力密度的物质分离开。因此需要产生强大的离心力，才能迫使这些微粒克服扩散产生沉降运动。此类卧螺离心机包括绕本身轴线高速旋转的圆筒，称为转鼓，通常由电动机驱动。悬浮液(或乳浊液)进入转鼓后，被迅速带动与转鼓同速旋转，各组分在离心力作用下彼此分离并分别被排出。通常，转鼓转速越高，分离效果也越好。

7、将携带细小纤维的浆料进入卧螺离心机，经卧螺离心机分离脱水，所产生的滤液返回纤维洗涤站，或者进行制酸且其需要进一步处理以防止对环境的污染，所产生的固态物则为细小纤维。由此产生的细小纤维固态物的含水量高达70%左右，且使其与经挤压脱水机排出的纤维混合后进入干燥机进行干燥。

8、然而，此类离心设备目前的使用效果也并不理想，主要原因在于，其能够处理的量非常小且耗费的成本非常高，而且获得的滤饼的含水量也高达70%左右。

技术实现思路

1、本发明旨在解决上述现有技术中所存在的问题，且提供一种用于分离浆料中的细小纤维的方法，其允许获得含水量低的细小纤维滤饼，且能够防止堵塞过滤介质，提高过滤和分离效率，且稳定运行，操作强度低，由此极大地降低成本，获得高生产效率。

2、本发明涉及一种用于分离浆料中的细小纤维的方法，所述方法包括：

3、使包括细小纤维的浆料经过压力分离筛以进行初步的分离，使所述浆料的位于所述压力分离筛下的滤液部分返回至纤维洗涤步骤；

4、使所述浆料的位于所述压力分离筛上的部分进入真空旋转过滤系统的储料槽以进行过滤，所述浆料中的细小纤维在所述真空旋转过滤系统的柔性过滤介质的外表面上形成滤饼，其中，在卸料区段中，使所述过滤介质振动或至少局部变形，从而使得形成在其外表面上的滤饼脱离。

5、借助于本发明的方法，能够以较低的成本和较小的空间有效地分离出浆料中的细小纤维，防止了有效成分的流失，且允许获得含水量降低的滤饼，同时节省了成本和能源消耗。

6、根据本发明的一个实施例，其中，所述真空旋转过滤系统包括可旋转本体和用于从安装在所述可旋转本体上的所述过滤介质移除滤饼的滤饼移除装置，所述滤饼移除装置包括：

7、用于致动所述过滤介质的至少一部分的致动机构，所述致动机构配置成在至少一个周期期间致动卸料区段中的所述过滤介质的至少一部分，使得所述过滤介质的所述至少一部分向外突起，且在所述周期之后停止致动所述过滤介质，使所述过滤介质迅速恢复形状，从而使得所述过滤介质上的所述滤饼通过所述过滤介质的振动或变形脱离所述过滤介质的外表面。

8、通过致动过滤介质来使滤饼脱离，能够有效地进行卸料，而无需额外的洗涤或纠偏操作，且避免了对过滤介质的损坏或堵塞。

9、根据本发明的一个实施例，其中，所述致动机构包括：

10、用于供应气体的气体供应源，其可操作地流体连接至所述过滤介质的内侧，所述过滤介质的内侧面对所述可旋转本体的外表面；

11、控制机构，其用于控制从气体供应源的气体供应；

12、其中，在所述过滤介质旋转至卸料区段时，在至少一个周期期间将气体供应至所述过滤介质的内侧，且在所述周期结束时停止供应气体，引起所述过滤介质在所述周期期间向外突起且在所述周期之后迅速恢复变形，从而使得所述滤饼脱离所述过滤介质的外表面，其中，所述周期不超过10秒，或者在5秒至10秒之间，甚至在5秒以下。

13、通过将气体供应至过滤介质内侧，引起过滤介质向外略微突起，而滤饼仍倾向于保持原来的位置，使得滤饼易于从过滤介质脱离开。借助于本发明中的滤饼移除装置，即使粘性较大的材料也可以适用于真空旋转过滤系统，因为在该过滤过程中被干燥，且气体从内向外吹向过滤介质的孔隙，迫使材料离开过滤介质的孔隙，而且即使粘性材料或包括非常细小纤维的材料也不会导致堵塞过滤介质的孔隙，由此获得良好的过滤和分离效果。

14、此外，通过气体的作用，已经移除滤饼的过滤介质无需经历洗涤操作，由此省去了与洗涤操作相关联的机构和过程，简化了机构，节省了成本，且不会由于洗涤残液的排放而造成对环境的污染。

15、根据本发明的一个实施例，其中，将所述气体沿所述可旋转本体的径向向外的方向供应至所述过滤介质的内侧。

16、根据本发明的一个实施例，其中，间歇性地将气体供应两次或多次至所述过滤介质内侧，以使得位于卸料区段中的所述过滤介质发生两次或多次振动，所述过滤介质沿径向方向的振幅至多为5厘米。优选地，过滤介质的振幅至多为2厘米，或甚至更优选地为1厘米。

17、根据本发明的一个实施例，其中，所述方法还包括进一步干燥从所述过滤介质脱离的滤饼。

18、根据本发明的一个实施例，其中，所述方法包括将所述真空旋转过滤系统中所产生的滤液输送至气液分离器以进行气液分离。

19、根据本发明的一个实施例，其中，所述细小纤维的尺寸小于1.8毫米。

20、根据本发明的一个实施例，其中，所述细小纤维的尺寸在75微米至1.8毫米之间。

21、根据本发明的一个实施例，其中，所述细小纤维的尺寸在50微米至75微米之间。

22、根据本发明的一个实施例，其中，所述方法用于玉米湿磨工艺中以处理经挤压脱水机处理后的浆料。

23、根据本发明的一个实施例，其中，经所述真空旋转过滤系统所形成的滤饼的水分含量达到54%以下，且所述滤饼的厚度在1毫米至2.2毫米之间。

24、根据本发明的一个实施例，其中，经所述真空旋转过滤系统所形成的滤饼的水分含量达到在39%至48%之间。

25、根据另一方面，本发明还涉及一种玉米湿磨工艺，其包括如上所述的方法，其中，包括细小纤维的浆料是经过纤维挤压脱水机所产生的浆料。

26、通过本发明中的工艺，允许分离出浆料中细小纤维，获得质量更佳的产品，极大地减少了细小纤维对系统造成的问题，而且可降低滤饼中的含水量，显著节省了成本，提高了经济效益。

27、从本文所提供的详细描述和附图中，可以清楚本发明的其它形式、目的、特征、方面、优点以及其它实施例。