果蔬汁产品后处理中固液分离工艺技术的成熟和完善，是限制果蔬汁产品质量提高的主要原因。在生产实践中，以果汁的固液分离为例，需辅以果胶酶等化学物质实现彻底分离，且生产过程间断、耗时长，易产生不良生物变化，导致产品质量恶化。随着离心技术的发展，卧螺离心机的应用为解决上述问题提供了条件。
籽瓜瓜瓤和瓜皮含糖量3%左右，富含氨基酸、多种维生素及钾、钙、镁等微量元素。籽瓜汁营养成分符合微生物发酵对营养的需求，提取其中糖分数倍浓缩后可作为优质微生物培养基碳源。在其生产工艺设计中，将籽瓜皮瓤混合汁固液分离是一项必要的工艺步骤。卧螺离心机作为固液分离的关键设备，其结构参数和操作参数的微小变化对分离效果影响显著。籽瓜全利用生产线，后期要利用反渗透设备进行清液的分离浓缩，为防止反渗透膜堵塞，对卧螺分离液含固率要求较高，卧螺离心分离应满足保留还原糖的同时，得到含固率较低的清液。针对以上问题，本研究对影响清液含固率及还原糖保留率的卧螺离心机机械因素进行了正交试验分析，旨在得出设备较佳的参数配比，使卧螺离心机分离效果较好，为后续工艺设计及设备参数的选择提供科学依据。
1 卧螺离心机在籽瓜皮瓤混合汁固液分离工艺中的作用
籽瓜全利用生产线在获取籽瓜瓜子的同时，基于国内籽瓜相关产品开发和深加工现状，旨在开发膳食纤维，小分子生物水及还原糖浓缩汁等产品。而在目标产品获取过程中，一项关键步骤是将籽瓜皮瓤混合汁中液相和固相分离。籽瓜全利用生产线，打破了国内对籽瓜的开发利用仅停留在取籽打浆的现状，首次将卧螺离心机应用于籽瓜皮瓤混合汁的固液分离工艺。卧螺离心机作为固液分离工艺的第一级分离设备，其分离性能的好坏直接影响到后续分离设备乃至整个固液分离工艺的分离效果，从而影响到籽瓜皮瓤混合汁的利用率和目标产品的品质。因此，作为联接上、下游工艺的关键设备，卧螺离心机在固液分离工艺及整个籽瓜全利用生产线中作用重大。
2 卧螺离心机结构及其工作原理
卧螺离心机由转鼓、螺旋输送器、进料管、左右轴承座、差速器、传动部件及机壳等组成。
卧螺离心机有两个电机驱动，主电机通过皮带带动转鼓及差速器外壳转动，辅电机通过差速器变速后驱动螺旋，这样使转鼓与螺旋同向旋转且具有一定的差转速。工作原理为：当悬浮液进入螺旋输送器腔内，经加速锥加速后，从出料口流出，流向转鼓内壁。组成悬浮液的轻重相，由于受到不同的离心力，重相快速沉降到转鼓内壁上，且轻相贴附到重相表面，轻重相之间形成了一层分界面。随着重相沉积的增多，螺旋叶片顶端进入重相沉积层，这时转鼓与螺旋输送器同向高速旋转，且有一定的差值，差转速使重相颗粒向小端出料口移动，且轻相经螺旋通道，流向大端液相出口处，经溢流板流出。
3 试验设计
3.1 设备及条件
本试验以LW450卧螺离心机为试验设备，进行固液分离性能试验研究。
试验材料为甘肃省靖远县的“靖远一号”，新鲜籽瓜经过反复清洗、除杂，经籽瓜破碎去籽机破碎去籽后，瓜皮部分进入瓜皮破碎机进行进一步破碎细化，而后经由螺杆泵进入双道打浆机，瓜瓤部分则直接进入双道打浆机，皮、瓤在双道打浆机中经过细致的打浆处理混合均匀后形成混合汁。
3.2 试验方法
通过对实际生产情况的研究和分析，对影响卧螺离心机清液还原糖保留率和清液含固率的因素采用3因素3水平的正交试验，测定其还原糖保留率及清液含固率。通过极差分析和方差分析，获得各因素间的主次顺序及较优组合。
3.3 试验步骤
3.3.1 试验指标
本次试验根据籽瓜全利用生产线籽瓜皮瓤混合汁固液分离工艺要求选取两个指标，分别为清液含固率以及清液还原糖保留率。
清液含固率的测定方法：称取一定质量的清液，置于105℃恒温干燥箱烘干，测定其干质量，则其含固率为：N1=M1/M×100%，N1：清液含固率；M1：清液干质量；M：清液原质量。
还原糖保留率的测定方法：用DNS法测定清液还原糖质量浓度，则还原糖保留率为：N2=C1/C×100%=C1/16.34×100%，N2：清液还原糖保留率；C1：清液还原糖质量浓度；C：混合汁的质量浓度，为固定值16.34g/L。
3.3.2 试验因素及水平
根据设备产能要求及实际生产经验，选择卧螺离心机转鼓转速、转鼓与螺旋差转速以及液位半径为试验因素，分别记为A、B和C，每个因素分别取3个水平进行正交试验，本试验不考虑各因素之间的交互作用。
3.4 试验数据分析
由试验数据分析得知，较优的参数组合是转鼓转速为2500r/min，转鼓与螺旋差转速为24r/min，液位半径154mm。在此参数条件下的籽瓜皮瓤混合汁固液分离，清液含固率为2.28%，还原糖保留率为96.69%。
4 结论
卧螺离心机的转鼓转速对分离清液含固率及清液还原糖保留率的影响较为显著，转鼓与螺旋差转速及液位半径次之。方差分析结果表明卧螺离心机分离效果较优参数组合为：转鼓转速2500r/min，转鼓与螺旋差转速24r/min，液位半径154mm。
重复试验结果表明：在较优参数条件下工作的LW450卧螺离心机可使分离清液含固率达到2.28%，还原糖保留率达到96.69%，清液含固率指标达到工艺设计分离要求，在实现固液分离的同时，极大地保留了还原糖。
