沉降澄清在制糖过程是一项重要的操作，制糖工业对沉降澄清除了要求溢流清汁浊度低和泥汁浓度高以外，还要求糖汁在沉降器的停留时间短。目前我国多数糖厂所采用的沉降器仍为TPJ多层连续沉降器，糖汁在沉降器的停留时间为1.5～2小时，从国外引进的SRI单层沉降器的停留时间最短也约需45分钟。虽然，近年来我国糖厂引进原糖生产所用的无滤布真空过滤机，既可降低成本又可减少环境压力，然而其过滤汁浊度较大，须将其回流到沉淀池中反复沉降澄清，对白砂糖生产造成不利影响，糖厂急需开发滤汁澄清新技术。本论文在充分分析有关固液分离沉降技术的基础上，研发了一种新型微涡流重力沉降器，探讨该沉降器的过程强化机理，并初步应用于糖厂生产过程中糖汁的沉降澄清，取得满意的使用效果。主要研究内容和结果如下： 1．波纹槽强化沉降作用机理的理论研究首先从流体力学原理分析波纹斜槽内流体的流动情况，推导反映液相流动特征的流动模型；然后从固液两相流原理推导在特征流体流动条件下颗粒的沉降模型。研究结果表明，在波纹斜槽的特征流动为水平方向的旋流和沿波纹斜槽轴线的二次流。 颗粒在二次流作用下的沉降速度为二次流速在重力方向的分速度与颗粒自由沉速的迭加，而颗粒在波纹槽边界的沉速为二次流作用下的沉降速度和边界对颗粒的作用力下的沉速的迭加。 2．波纹槽絮凝机理的研究基于流动特征的流动模型，根据絮凝反应动力学推导波纹槽絮凝反应动力学模型，结合物料平衡原理推导沉降槽的颗粒浓度变化规律，通过实验回归相关参数，从而揭示沉降槽的絮凝规律。并证实了在波纹斜槽的旋流条件下絮凝体的进一步絮凝。当流体流速小于30毫米/秒时，在现有工业应用的波纹板安装条件下，絮凝常数k为0.00224。 3．沉降器分离效率准数模型的建立通过实验研究浊度在分离设备内的变化规律，以及分离效率的影响因素；运用因次分析法推导沉降器分离效率的理论准数模型。通过实验数据回归相关参数从而确立分离效率与各影响因素关系的无因次准数模型。影响微旋流沉降器沉降分离效率的无因次准数包括：溢流沉速比、波纹斜槽直径与沉降槽长度比、和以沉降长度方向的平均流速和波纹斜槽直径为特征尺寸的流体流动雷诺数Re。 4．微旋流重力沉降器在制糖工业的应用研究研究了微旋流重力沉降器应用于高碱预灰蔗汁的沉降澄清，探索操作条件、处理能力以及澄清效果。微旋流沉降器可实现蔗汁在高pH值=10～10.5下预灰后快速高效地进行第一次澄清的目的。糖汁停留时间为8分钟，预灰澄清汁经硫熏中和后的第二二次澄清汁色值比同期大生产亚硫酸法澄清汁的色值降低58％，而简纯度则提高1.48％。 进行了无滤布真空吸滤机滤汁的快速澄清生产应用研究，探索了工艺方法和技术条件、处理能力以及澄清效果。应用结果表明，糖汁在沉降器的停留时澡为10.6分钟，最大单位占地面积处理能力为13.9m<3>/m<2>h．其效率是TPJ多层沉降器的6倍以上，SRI沉降器的3到4倍。浊度除去率达97％，糖汁纯度提高达1.73AP。 本论文的研究发展了一项糖汁快速澄清的技术，为糖厂解决了一项实际生产技术难题，取得了良好的社会效益和经济效益。该成果通过省级鉴定为国内领先水平。论文所进行的机理研究增加了人们对微旋流沉降器的了解，为进一步研究和改进奠定了基础。