回旋沉淀槽又称旋涡沉淀槽，是啤酒工业分离麦汁中热凝固物的设备。自20世纪 60年代初研究、开发至今已是公认的一种分离热凝固物有效设备。
热凝固物是麦汁在煮沸过程中变性析出的热凝固蛋白质和多酚物质，酒花树脂聚合 的固形物。其单个颗粒直径为30～80μm，相对密度1.20～1.25，在麦汁中的含量为 0.2%～0.4%。
回旋沉淀槽的热凝固物去除率为96%左右，它与沉降槽相比具有沉降速度快，分离 效果好，麦汁损失少的优点。它与离心分离机、压滤机等相比，具有价廉，操作简便，无需 维修等优点。目前国内新建或改建的啤酒厂几乎全部采用这种技术装备，而且已形成系 列的定型产品。我国的回旋沉淀槽系列为每批处理热麦汁量14m3、25m3、35m3、50m3、 63m3、90m3。
8.5.3.1 回旋沉淀槽的结构和作用原理
回旋沉淀槽虽然同样是使悬浮液在容器中旋转，以达到离心沉降分离目的，但其结构 和作用原理与连续操作的旋流器有所不同。回旋沉淀槽如图8-108所示，是一种结构极 为简单的间歇操作的旋流器。
图8-108 回旋沉淀槽
回旋沉淀槽是依据爱因斯坦称之为茶杯效应的旋涡原理进行操作的。茶杯效应是： 用汤匙尽快搅动茶杯中悬浮着茶叶的水，使其快速旋转在中间形成旋涡，然后抽出汤匙任 其逐渐减速，这时茶叶迅速向茶杯的中央集中。回旋沉淀槽就是利用这个原理进行麦汁 中热凝固物的分离。热麦汁以较高的流速沿圆柱槽的切线方向泵入槽内，待槽内泵入一 定的热麦汁量后，停止泵送，此时已在圆柱槽中的热麦汁作逐渐减速的回旋运动。热麦汁 在圆柱槽中作回旋运动时，液面形成凹型抛物面如图8-109所示，中心形成一个倒锥形 旋涡区，该区在流体力学中称之为涡核。上层液体中的颗粒在离心力和重力的作用下，向 外、向下移动。下层液体中的颗粒在补充上层液体因离心作用而形成的低压区域而产生 的向心力作用下，不断涌向中心，使颗粒在向下沉降的同时作逐渐趋近中心的螺旋形回旋 运动，一旦到达涡核，颗粒就被迅速旋入底部，从而与麦汁分离，如图8-110所示。待液 体的回旋运动自然减速到静止后，颗粒已在涡核的集中沉降作用下在回旋沉淀槽底的中 央形成丘状沉积物，待排出澄清的麦汁后，再用水冲洗排出丘状沉积的热凝固物。
图8-109 回旋沉淀槽的旋涡原理
图8-110 颗粒在回旋沉淀槽内的运动
8.5.3.2 回旋沉淀槽的设计
热麦汁进入回旋沉淀槽的流速、位置是沉淀分离热凝固物的关键参数。槽内麦汁的 回旋能量来自进入麦汁的动能。当进入位置确定后，动能是惟一的决定因素，在进料初 期，液面低于进料口，进入槽内麦汁的部分动能在空间扩散而散失，直到液面超过进料口 时，动能才能绝大部分转化成回旋能量。因此设计时，尽可能让进料口位置距离槽底近一 些，一般为液层高度的1/3～1/4，使能量有效利用率高一些。至于进入速度，从理论上说， 速度越大越好，但在实际操作中，由于弯头多，物料又经泵送，麦汁在管内不易形成稳定的 流动，因此常有这种情况，即表观流速很大而不能获得良好的沉淀效果。在设计中，应尽 可能让麦汁在进入槽前通过一段长度至少为管径10倍以上的直管，使麦汁以稳定的流速 进入槽内。
回旋沉淀槽的技术条件：
① 麦汁液层高度：槽直径 1：1.3～1.5
② 麦汁进入回旋沉淀槽的流速 8～14m/s
③ 进料时间 12～20min
④ 停止进料后，回旋沉淀时间 30min
⑤ 麦汁液层高度 <3m
⑥ 汁进口高度 麦汁液层高度的1/3～1/4
⑦ 刚停止进料时，麦汁在槽内的回转速度 8～10r/min
⑧ 上部出口位置高度 麦汁液层高度的2/3
⑨ 主要出口位置高度 麦汁液层高度的1/10
⑩ 下部出口位置高度 槽底
(11)底部向出口倾斜 2%
8.5.3.3 回旋沉淀槽内液体的旋转方向
在地球由西向东自转所产生的“科里奥利(Coriolis)”惯性力的作用下，位于北半球的 水槽由底部排水时随着水面下降，在排水孔上方总是形成一个逆时针方向旋转的旋涡;位 于南半球的则总是形成一个顺时针方向旋转的旋涡。我国位于北半球，因此麦汁应在回 旋沉淀槽内逆时针方向旋转，使麦汁的旋转动力与科里奥利惯性力叠加以增大回旋效应， 提高麦汁分离效果。