[主动旋流]主动旋流分离技术的应用之二 －“旋流风选机”

主动旋流分离技术由北京蓝鼎科创装备科技有限公司研发，并*应用于药品生产装备。

主动旋流分离技术，是利用特制的旋流叶轮高速旋转，在圆筒形封闭腔体内形成双螺旋循环气流，对空气中的粉尘颗粒进行分离，并可同时对粉尘实现定点汇集、定向输送的技术。

主动旋流分离技术属于惯性分离的范畴。与传统的旋风分离技术相比，主动旋流分离技术有着明显的优势：分离效率高、分离出来的物料可定点汇集、可以定向输送等。

主动旋流分离技术是一种新型“气—固"分离技术，该技术主要应用于粉尘排放控制、粉尘收集、物料输送、流化床、风选、筛选等技术环节。主动旋流分离技术在医药、食品、化工、锅炉等领域有着广泛的应用前景。

本文重点节绍主动旋流分离技术在风选环节的应用。

风选是利用物料与杂质间比表面积的差别，利用风力去除杂质的方法。

这种描述非常抽象，其实风选并不复杂，打个比方，比如说一棵大树上挂满了果实，一阵大风刮来，树上的果实和树叶都被吹下来，树叶随风飘走了，果实落在树下不远的地方，这就是风选的过程。

再比如说，小时候农村收粮食，粮食的种皮、茎叶和钟子混在一起，很难处理，这时候农民伯伯就会“等风来"，在刮风的时候用木锨将混有杂物的粮食抛向空中，比较轻的种皮、茎叶就会被风吹的很远，粮食会在很近的地方落下来，这样就能得到比较干净的粮食了。这个过程我们在农村称之为“扬场"，其实就是一个“风选"的过程。

在工业生产中也有很多环节需要进行风选，比如中药饮片的加工、粮食加工等。当然在工业生产中不能象农民那样靠自然风在室外进行风选，需要专用的装备来完成这项工作。但是不管使用什么装备，都需要利用“风"（我们也可以称之为“气流"），都需要将待选物料放入气流中，让气流把杂质分离出来。

常见的方法就是利用风机水平方向吹风，代替自然风，让物料从风口的上端自然落下，其实就跟农民“扬场"差不多，较重的物料落在近处，较轻的物料落飘到较远处。

这种方法比较大的问题是粉尘问题，气流夹着粉尘、碎屑飞得到处都是，基本上不适合在室内操作。饮片生产中采用这个方式的基本上都是“产地片"，其实还属于农产品加工的环节。饮片厂用这种方法生产，是不敢让GMP检查员看的。

还有一种设备，叫风选机，原理和上面说的差不多，从外观上看像是一个奇怪的大箱子，风机从箱子一头吹风，箱子另一头连接排风管，将气流吹到室外。箱子下面装着一排三角形的下料斗，用来接不同重量和物料或杂质。

这种方法解决了室内粉尘问题，但是需要向室外排风，把室内的祸害转移到室外去了，所以排风管路上还要加装过滤除尘装置，否则环保局和邻居们就要找他们的麻烦了。

除了粉尘问题，还有一个问题就是分离效率的问题。可以想象，重质的物料和轻质的碎屑之间还有部分“不轻不重"的杂质，这些杂质使得风选后落下的物料连续分布中间有很长的一段是“轻重混杂"的区域，这里面有不要的杂质，又有不能扔掉的物料，真是“食之无味，弃之可惜"。

为什么会产生这种现象呢？其根本问题在于“高度"，也就是物料下落的距离。下落的高度太低，下落时间就会很短，有些较轻的杂质还没来得及被风吹走，就落了下来，从而影响分离效果。

还有一个问题，如果需要风选的物料中含有很多砂粒，或者是一些大一点的碎屑，这些杂质虽然比较轻，但个头小，比重大，就象大豆里面掺入了一些绿豆，很难被风吹走。所以，通过风选的方式不能去除个头小而重质的杂质。

为什么会出现这个问题呢？我们现在需要提出一个比较的抽象的名词——“比表面积"。比表面积就是物体表面积和物体重量的比值，这样说不好理解，打个比方说，一张A4纸的重量肯定要大于一粒绿豆的重量，但A4纸很容易被风吹走，绿豆却不容易被风吹走。原来，物体在气流中运动的趋势受到重量和表面积的双重影响，为了方便描述，就产生了“比表面积"这个概念。比表面积越大，物体受气流的影响就越大。A4纸的“比表面积"远远大于绿豆的“比表面积"，所以就很容易被风吹走。

生产过程中物料中的很多碎屑，虽然个头小，重量轻，但是它们的“比表面积"较小，所以不容易受气流影响，就无法利用风选的方式进行分离。要解决这个问题，就要增加一个生产过程——“筛选"，就是利用筛子把个头小的杂质筛出去。

总结一下，传统的风选设备存在以下几个问题：一是粉尘飞扬；二是分离效果不好；三是不能分离重质的小个头杂质。

前面已经说过，风选的关键是“风"或者叫“气流"，而气流必然会引起粉尘问题，我公司研发的主动旋流风选技术刚好可以解决这一问题。

旋流风选机工作时，会形成双螺旋气流，在机器的内部相互循环，不需要向外吸风和排风，所以可以很好地解决风选过程中的粉尘问题。

   旋流风选机的主体结构为一个倾斜放置的圆筒，筒内底部装有特制的旋流叶轮。旋流叶轮高速旋转时，在筒内形成内外两股螺旋气流，相互循环。物料投入圆筒内部，重质物料受重力作用向下流动，轻质杂质随气流在筒内旋转，并在气流的推动下，聚集在上部，从上部的杂质出口流出，进入规定容器；圆筒的边缘装有筛网，重质物料和杂质在向下移动的过程中，经过筛网，小个头的杂质从筛网中漏下来，流入规定容器；大块的物料继续向下移动，从底部流出来，进入规定容器。通过以上过程，物料中的轻质杂质、絮状物、碎屑都被分离出来，一次性把物料分成三份：轻质杂质、絮状物、碎屑，同步完成了风选和筛选两个过程。

从旋流风选机的工作原理可以看出，旋流风选机工作过程中，气流是以螺旋状移动的，这样就等于增加了分离的时间。想象一个，我们把一根弹簧拉直，就变得很长很长，这相当于大大增加了分离的“高度"，因而分离效果比传统的风选机要好的多。

从另一方面看，传统的风选气流是水平移动的，物料在向下飘移的过程中所遇到的气流速度是不变的；而旋流风选机的螺旋气流，越向下部气流速度越快，因而既使有部分轻质杂质向下移动，到了一定高度，随着气流流速的提高，也会再次被“吹"上去。这一特性也大大提高了旋流风选机的分离效率。

大家可能会关心，物料会不会接触高速旋转的旋流叶轮，从而受到破坏？当然不会，因为旋流风选机有着特殊的结构，内部气流有着特定的流向，这些特点决定了物料不可能结触到旋流叶轮。

还有清洗问题，传统的风选机无法进行在线清洗，只能进行局部冲洗和擦洗，而旋流风选机结构简单而密闭，内部没有清洗死角，因而可以利用喷淋清洗球进行在线清洗。

总结一下，旋流风选机的优势：

一、内部气流循环，不产生粉尘；

二、分离效率高；

三、可以同步完成风选和筛选两个工艺过程；

四、可以进行在线清洗。