本发明是关于物质的分离方法，特别是关于物质的比重分离方法。
背景技术：
：目前，以各种工艺生产出来的淀粉等粉末状的食品中免不了掺杂了来自食品原料(例如植物原料)的各种杂质。这些杂质的存在将使产物的纯度和白度降低，进而对产物的特性造成影响。这些杂质目前多以清洗过筛的方式分离，但是清洗过筛的方式须重复进行多次，能否有效去除杂质取决于筛孔的大小。若选择筛孔较小的筛具进行过筛，虽可使杂质有效去除而使纯度提高，但是亦会增加产物的耗损率。以目前的物质分离方法而言，不但耗费时间，且为了达到产品的高纯度须增加产物的耗损率，如何在低设备成本的要求下，同时能以高效率分离杂质，已经成为相关食品业者努力的目标。职是之故，申请人鉴于上述公知技术中所产生之缺失，乃经悉心设计与研究，并一本锲而不舍之精神，终构思出本申请“物质的分离方法”，以下为本申请之简要说明。技术实现要素：本发明提供能分离粉末状产物中杂质的系统和方法，其可利用对环境和产品没有污染的水作为介质，将不同比重的粉末状固体物之分离及清洗整合在同一工艺中，而达到大幅节省时间及提升效率的目的。此外，本发明所提供的系统和方法在提升产品纯度的同时，并不会大幅增加耗损率。本申请之目的之一为提供一种从一混合物分离一杂质的系统。该系统包括一槽体、设置于该槽体中具有一液面的一液体以及设置于该槽体中的一液体入口及一液体出口。该槽体包含一槽底部。该混合物分散于该液体中。相较于该液体入口，该液体出口较接近该槽底部。该系统还包括于该槽体外连接该液体入口及该液体出口的一液体循环驱动装置，配置以持续驱动该液体以一预定流速从该液体出口排出，再从该液体入口以该预定流速流入该槽体，以在该槽体中形成一循环紊流。本申请之另一目的为提供一种从一混合物分离出一第一物质及一第二物质的方法。该方法包括将该混合物分散于一液体中，其中该第一物质及该第二物质具有不同比重；以及以15-45升/分的一预定流速使该液体沿一矩形槽体的一长边来回循环成一循环紊流，并在一循环时间后使该第一物质与该第二物质分离。本申请之再一目的为提供一种从一混合物分离出一第一物质及一第二物质的方法。该方法包括：提供一槽体；将该混合物分散于一液体中以形成一分散液，并将该分散液置于该槽体中；以及以一预定流速使该分散液于该槽体内形成一特定循环紊流达一特定循环时间，使该第一物质与该第二物质分离。附图说明图1为本发明第一实施方案的物质分离系统的示意图。图2a为本发明第二实施方案的物质分离系统的示意图。图2b为本发明第二实施方案的物质分离系统的右视图。图3a为本发明第三实施方案的物质分离系统的示意图。图3b为本发明第三实施方案的物质分离系统的右视图。图4a为本发明第四实施方案的物质分离系统的示意图。图4b为本发明第四实施方案的物质分离系统的前视图。图5为本发明第五实施方案的物质分离方法的流程图。图6为本发明第六实施方案的物质分离方法的流程图。具体实施方式本申请的装置、系统与方法将可由以下的实施方案说明而得到充分了解，并使得本领域技术人员可以据以完成。然而本申请之实施形态并不以下列实施方案为限。于本文中，“比重”意指物体的密度与水的密度之间的比值(两者的密度都是在空气中称重而取得的)。物体的比重若大于1，在水中会沉下，反之若小于1，则可以浮在纯水上。请参阅图1，其为本发明第一实施方案的物质分离系统的示意图。如图所示，本发明的物质分离系统包含槽体11、用于将液体注入槽体11内的液体入口13、用于将液体排出槽体11外的液体出口15、以及于槽体11外通过管路17连接液体入口13及液体出口15的液体循环驱动装置19。该槽体11于本实施方案中为长方体，但不以此为限。槽体11的大小依所欲分离物质的量而定，例如为160升(l)或500l的槽体，但不以此为限。槽体11的材质依据待分离物质而定，其材质可为金属、塑料、橡胶、陶瓷材料、高分子材料或其组合。槽体11中装有预定高度h的液体，待分离的混合物(例如淀粉及杂质的混合物)分散于该液体中。优选是，若使用500l的矩形槽体11，可使用300l的液体。液体入口13的位置优选是在液面附近。更优选是，液体入口13的位置在液面上方5-10厘米处或是液面下方约5-10厘米处。液体出口15的位置优选是在液面下方。于本实施方案中，液体入口13及液体出口15分别在槽体11的两侧，且相较于液体入口13，该液体出口15较接近槽体11的底部。优选是，液体出口15在液面与槽底部的中间处(即1/2h的位置)。液体入口13及液体出口15可如图1所示为与槽体11独立的管路形式，以便于同样的一组管路17及液体循环驱动装置19可用于多个相同大小或不同大小的槽体，由此增加物质分离系统的可变化性。替代地，液体入口13及液体出口15可与槽体11一体成型。液体循环驱动装置19是配置以持续驱动液体以预定流速从液体出口15排出，再从液体入口13以相同的预定流速流入槽体11，以在槽体11中形成循环流动(图中以箭头表示液体流动方向)。液体循环驱动装置19可为任何可造成液体循环流动的装置，优选为水泵。在本实施方案中，液体循环驱动装置19会驱动槽体11中的液体由右至左的持续流动。连接液体循环驱动装置19的管路17中可设有阀门171、172及流量开关(未示出)，阀门171、172及流量开关可连接至控制面板(未示出)上，以监测并控制所期望的循环流动。请参阅图2a，其为本发明第二实施方案的物质分离系统的示意图。为了简化附图，第二实施方案的液体循环驱动装置未示出，且第二实施方案与第一实施方案相同的部分不再赘述。第二实施方案与第一实施方案的差异在于液体入口23和液体出口25的位置。如图所示，第二实施方案的液体入口23和液体出口25在槽体21的相同侧，进一步而言，其于矩形槽体21的同一侧壁上或同一侧壁附近。于本实施方案中，液体入口23和液体出口25皆靠近槽体21的右侧壁。图2b为图2a中物质分离系统的右侧视图，由其中可看出液体入口23和液体出口25分别在右侧壁的左右两侧，其中较接近槽体21底部的是液体出口25，较接近液面的是液体入口23。液体入口23亦可设置于液面上方。在本实施方案中，液体循环驱动装置会驱动槽体21中的液体由右至左再由左至右的持续流动(图中以箭头表示液体流动方向)。请参阅图3a，其为本发明第三实施方案的物质分离系统的示意图。为了简化附图，第三实施方案的液体循环驱动装置未示出，且第三实施方案与第一实施方案相同的部分不再赘述。第三实施方案与第一实施方案的差异在于液体入口33和液体出口35的位置。如图所示，第三实施方案的液体入口33和液体出口35在槽体31的相同侧，进一步而言，其于矩形槽体31的同一侧壁上或同一侧壁附近。于本实施方案中，液体入口33和液体出口35皆靠近槽体31的右侧壁。图3b为图3a的右侧视图，由其中可看出液体入口33和液体出口35皆靠近右侧壁的左侧，其中较接近槽体31底部的是液体出口35，较接近液面的是液体入口33。液体入口33亦可设置于液面上方。在本实施方案中，液体循环驱动装置会驱动槽体31中的液体由右至左再由左至右的持续流动(图中以箭头表示液体流动方向)。请参阅图4a，其为本发明第四实施方案的物质分离系统的示意图。为了简化附图，第四实施方案的液体循环驱动装置未示出，且第四实施方案与第一实施方案相同的部分不再赘述。第四实施方案与第一实施方案的差异在于槽体41形状和液体入口43和液体出口45的位置。如图所示，第四实施方案的槽体41大致呈圆锥形，但具有平坦的底部。第四实施方案的液体入口43和液体出口45类似于第二实施方案，都是在槽体41的相同侧。于本实施方案中，液体入口43和液体出口45皆靠近槽体41的右侧。第4b图为图4a的前视图，由其中可看出液体入口43和液体出口45皆靠近右边侧壁，其中较接近槽体41底部的是液体出口45，较接近液面的是液体入口43。液体入口43亦可设置于液面上方。请参考图5，其为本发明第五实施方案的物质分离方法的流程图。第五实施方案的方法旨在于从包含第一物质及第二物质的混合物中将第一物质及第二物质分离。首先，于步骤51，提供一个槽体，该槽体可具有长方体、圆柱体或锥形体的容纳空间。优选是，该槽体具有如第一实施方案至第四实施方案任一者的物质分离系统所定义的液体入口及液体出口。接着，将包含第一物质及第二物质的混合物分散于液体中以形成分散液，并将该分散液置于该槽体中(步骤52)。分散液可从槽体的上方开口置入槽体中，也可直接从液体入口注入槽体中。或者，可先将混合物置于槽体中，再将液体(从槽体的上方开口或液体出口)注入槽体中形成分散液。最后，以预定流速使该分散液于该槽体内形成特定循环紊流达特定循环时间，使该第一物质与该第二物质分离(步骤53)。步骤53中所述的分离可为以下至少其中一种情况：(1)第一物质与第二物质分层沉淀；(2)第一物质沉淀，第二物质分散于液体中；以及(3)第二物质沉淀，第一物质分散于液体中。当步骤53中所述的分离为(2)或(3)的情况时，若沉淀者为目标产物，则可(例如通过水泵)将液体抽干而得到最终产物。前述预定流速在15-45升/分的范围内，优选是25-35升/分，更佳是25升/分。前述特定循环时间在1至4小时的范围内。请参考图6，其为本发明第六实施方案的物质分离方法的流程图。首先，于步骤61，将包含第一物质及第二物质的混合物分散于液体中，其中该第一物质及该第二物质具有不同比重。接着，于步骤62，以15-45升/分的预定流速使该液体沿矩形槽体的长边来回循环成循环紊流，并在循环时间后使该第一物质与该第二物质分离。步骤62中所述的分离可为以下至少其中一种情况：(1)第一物质与第二物质分层沉淀；(2)第一物质沉淀，第二物质分散于液体中；以及(3)第二物质沉淀，第一物质分散于液体中。前述预定流速优选是25-35升/分，更佳是25升/分。前述循环时间在1至4小时的范围内。优选是，本实施方案的方法是利用本发明第二或第三实施方案的系统来完成。本申请各实施方案中，液体介质的选择主要取决于所欲分离的第一物质和第二物质的密度(或比重)，以便将这两个物质有效地分离。其次应考虑便于回收再使用、来源广泛、价格便宜、不污染所欲分离的物质、食品安全等。前述液体优选为水，亦可使用其他液体(例如可作为食品添加物的盐类的水溶液，例如氯化钙溶液)。本申请各实施方案中，第一物质及该第二物质须具有不同比重，且目标产物不溶于该液体。在重力影响下，相对于液体密度，密度较高之粒子会向下移动(沉降)；反之，密度较低之粒子则会向上移动(上浮)。当粒子置于密度较小之液体中，即会作垂直向下加速度运动，直至液体之摩擦阻力与粒子之沉降驱动力相抵消为止。此后，粒子即以等速度(终端速度)继续沉降。所欲分离的第一物质和第二物质的密度可都大于液体密度；或是一个大于液体密度，一个小于液体密度。优选是，所欲分离的第一物质和第二物质都是固体，且其密度一个大于液体密度，一个小于液体密度。在本发明各实施方案中，液体优选是水，第一物质大于液体密度及第二物质小于液体密度优选为比重大于1的物质。水在槽体内以一定的方式运动，待分离物质受水的浮力和流体动力作用而达到按比重差异分层沉淀或是仅有其中一者沉淀。在待分离物质中仅有其中一者沉淀的情况下，优选是目标产物沉淀。该第一物质优选是植物淀粉，其具有约40至约700微米的平均粒径，且比重大于该第二物质。第二物质优选是植物淀粉萃取过程中所产生的杂质，其包含植物纤维、蛋白质、果胶等。杂质的成分依据萃取工艺可能会有很大的差异，故其比重可能大于水或小于水，亦有部分杂质成分(例如果胶)会溶于水。在优选的淀粉工艺中可滤除较大的杂质，由此以本发明各实施方案分离淀粉和杂质后可得到淀粉沉淀而杂质悬浮的结果。但是即使存在较大的杂质(例如纤维)，使用本发明各实施方案亦可有效使淀粉和杂质分层沉淀而达到分离的效果。综上所述，在水流循环期间该第一物质先沉淀，该第二物质悬浮或沉淀于该第一物质上。在本发明各实施方案中，不要求水流绝对平行平稳，反而是须要有一点点向上的推升分力，其大约和比重较轻的固体的下沉力相当，而能使比重较轻的固体一直悬在液体中或较比重较重的固体更晚下沉。以下描述利用上述各实施方案进行的实施例。实施例1-3实施例1-3分别使用第一实施方案、第二实施方案及第三实施方案的物质分离系统，为了清楚辨识分离效果，待分离的第一物质和第二物质分别采用淀粉和稻壳，槽体为500升的矩形槽体，槽体中包含300升的水，而待分离物质悬浮于水中。利用水泵以25升/分的流速造成槽体中的水循环达2小时的循环时间。由于稻壳的比重大于淀粉，在水流循环期间稻壳先沉淀，淀粉才沉淀于稻壳上。实施例1-3的分离效果是利用以下方式来评估：将槽体底部划分为多个区块(例如20个区块)，评估每个区块中第一物质和第二物质的分层情况，并依照分层程度标识(v)、(△)及(x)，其中v表示第一物质和第二物质完全分层；△表示第一物质和第二物质大致上分层；x表示第一物质和第二物质稍微夹杂。表1-3分别示出实施例1-3的分离效果评估。将实施例1-3中的第一物质和第二物质替换为白瓷土和黄泥土可得到大致相同的评估结果。表1表2表3由上述表1-3可知，实施例2的分离效果是实施例1-3中较佳的。也就是说，在第一至第三实施方案的物质分离系统中，第二实施方案的物质分离系统是较佳的。将实施例1-3中的第一物质和第二物质替换为淀粉和萃取淀粉过程中所产生的杂质，亦是使用第二实施方案的物质分离系统可得到最佳的分离效果。实施例4-8实施例4-8皆使用第二实施方案的物质分离系统，为了清楚辨识分离效果，待分离的第一物质和第二物质分别采用淀粉和稻壳，槽体为500升的矩形槽体，槽体中包含300升的水，而待分离物质悬浮于水中。利用水泵以表4示出的流速造成槽体中的水循环达2小时的循环时间。在水流循环期间该第二物质先沉淀，该第一物质才沉淀于该第二物质上。表4由表4可知，25升/分为最佳的流量。当流量低于25升/分时，较细微的杂质容易和淀粉一起沉淀，分离效果不佳。当流量大于25升/分时，分离效果佳，但是较快的流速易使已沉淀的淀粉再扬起而随着水流流失，故造成淀粉损耗量大。最佳的流量将随着待分离物质、液体及容器的几何形状的不同而改变，但都会存在一个最佳流量点，小于最佳流量点分离效果差，大于最佳流量点分离效果佳但损耗大。当将实施例4-8中的第一物质和第二物质分别替换为淀粉和黄豆发酵泥时，可得到类似表4所示出的结果。当将实施例4-8中的第一物质和第二物质替换为淀粉和萃取淀粉过程中所产生的杂质，亦可得到最佳流量为25升/分的结果。实施例9和10实施例9和10皆使用第四实施方案的物质分离系统，其中液体入口和液体出口都是在槽体的相同侧。为了清楚辨识分离效果，待分离的第一物质和第二物质分别采用淀粉和稻壳。槽体为500升的圆桶，槽体中包含300升的水，而待分离物质悬浮于水中。在实施例9中利用水泵以25厘米/分的流速造成槽体中的水大致上呈螺旋状循环达3小时的循环时间，在实施例10中利用水泵以25厘米/分的流速造成槽体中的水大致上呈直线来回循环达3小时的循环时间。在水流循环期间该第二物质先沉淀，该第一物质才沉淀于该第二物质上。在实施例9中，第一物质和第二物质仅在圆桶底部的环状边缘处明确分层，圆桶底部的中心处呈现分离不均匀的现象。在实施例10中，第一物质和第二物质在远离液体入口和液体出口的那一侧明确分离，而在靠近液体入口和液体出口的一侧混杂在一起。因此，相较于其他的实施例和实施方案，实施例9和实施例10并非优选的实施方案。为了发挥优选的物质分离效果，槽体优选是具有一定深度的矩形槽体。实施例11-14实施例11-14皆使用第二实施方案的物质分离系统，其中待分离的第一物质和第二物质分别为淀粉和萃取淀粉过程中所产生的杂质，槽体为500升的矩形槽体，槽体中包含300升的水，而待分离物质悬浮于水中。利用水泵以流速25升/分造成槽体中的水循环达表5示出的循环时间。待分离的第一物质和第二物质的总重为7公斤。在水流循环期间该第一物质沉淀，而该第二物质悬浮于水中。表5循环时间第一物质沉淀量实施例111小时0.8kg实施例122小时3kg实施例133小时5.4kg实施例144小时6.3kg由表5可知，在25升/分的流量下，2至4小时的水流循环时间是较佳的。本领域技术人员可知，超过4小时的水流循环时间亦是可行的，然而考虑欲节省工厂大量生产的工艺时间，2至4小时的水流循环时间是较佳的。本发明各实施方案的物质分离系统特别适用于分离比重十分接近的两个物质、或是颗粒非常小的两个固体物质。以下假设待分离的第一物质(例如淀粉)具有40至700微米的平均粒径，且比重大于第二物质(例如杂质)。固体粒子在液体中沉降时，受到重力加速度作用，沉降速度会渐增加，但当速度大至某一程度时，重力、浮力及阻力三者将达成平衡，此时的沉降速度不再改变，称为终端速度(terminalvelocity)。物体在流体中的沉降速度，与粒径、物体密度、流体密度、流体黏度(低速时)、重力(或离心力)有关。根据本发明的物质分离系统在两种微粒的分离面制造一个液相流动，当两种微粒都要沉淀时，分离面上的液相流动会将二种微粒带起来，其中重的微粒或重量比面积小的微粒(第一物质)被带起来的少而沉淀的多，而反之第二物质被带起来得多沉淀的少，由此，第一物质和第二物质依序沉淀或仅有第一物质沉淀而造成明显分离的效果。前述液相流动可为层流或紊流，优选是紊流。当控制好液相流速或增加一些紊流上举力，使第二物质刚好完全被带起，但使重的微粒或重量比面积小的微粒(第一物质)尽量沉淀；这样的动作不断反复，沉淀物一层一层被堆上造成明显分层的效果。因此，本发明提供的是连续性的分离方法，其通过连续的液体流，可通过调整流量或选择特定比重的液体来控制两个待分离物质分层沉淀或仅其中一者沉淀。由上述的实施方案可知，本发明不需要特殊的定制化设备，且本发明可采用无污染的水作为介质，由此可以降低生产的成本并保障操作人员的安全。根据本发明的物质分离系统和方法，可透过整体结构相当精简且设备成本低廉的系统，将比重相近的两种固体物分离并同步进行清洗，其可达到大幅节省工艺时间与提升效率的效果。分离之后的产物因已同步经过清洗程序，对后续的进一步加工工艺相当有帮助。本发明提供的系统和方法，特别适用于分离粉末状产物中的杂质(尤其是食品粉末中的杂质)，且在提升产品纯度的同时，并不会大幅增加耗损率。因此，本发明的系统和方法对于食品工业而言相当有竞争力。其他实施方案1.从混合物分离杂质的系统，包括：槽体，包含槽底部；设置于该槽体中具有液面的液体，该混合物分散于该液体中；设置于该槽体中的液体入口及液体出口，其中相较于该液体入口，该液体出口较接近该槽底部；以及于该槽体外连接该液体入口及该液体出口的液体循环驱动装置，配置以持续驱动该液体以预定流速从该液体出口排出，再从该液体入口以该预定流速流入该槽体，以在该槽体中形成循环紊流。2.如实施方案第1项所述的系统，其中该槽体具有选自长方体、圆柱体及锥形体所组成群组的容纳空间。3.如前述实施方案任一项所述的系统，其中该液体入口在该液面下的5-10厘米处，以及该液体出口在该液面与该槽底部的中间处。4.如前述实施方案任一项所述的系统，其中该液体入口及该液体出口在该槽体的相对侧。5.如前述实施方案任一项所述的系统，其中该液体入口及该液体出口在该槽体的相同侧，以及该预定流速为25升/分。6.如前述实施方案任一项所述的系统，其中该液体入口及该液体出口是设置于该槽体的相同侧壁上，以及该预定流速在15-45升/分的范围内。7.由混合物分离出第一物质及第二物质的方法，包括：将该混合物分散于液体中，其中该第一物质及该第二物质具有不同比重；以及以15-45升/分的预定流速使该液体沿矩形槽体的长边来回循环成循环紊流，并在循环时间后使该第一物质与该第二物质分离。8.由混合物分离出第一物质及第二物质的方法，包括：提供槽体；将该混合物分散于液体中以形成分散液，并将该分散液置于该槽体中；以及以预定流速使该分散液于该槽体内形成特定循环紊流达特定循环时间，使该第一物质与该第二物质分离。9.如前述实施方案任一项所述的方法，其中：该第一物质具有40至700微米的平均粒径，该第一物质的比重小于大部分的该第二物质的比重，该第一物质与该第二物质的分离包含以下至少其中之一：该第一物质沉淀而该第二物质于该分散液中；以及该第一物质以及该第二物质依序分层沉淀。10.如前述实施方案任一项所述的方法，其中该循环时间在1至4小时的范围内，且该槽体具有液体入口及液体出口，其中相较于该液体入口，该液体出口较接近该槽体的底部。11.如前述实施方案任一项所述的方法，其中该第一物质为淀粉，该第二物质为淀粉萃取过程中所得到的杂质。12.如前述实施方案任一项所述的方法，其中该杂质包含纤维、蛋白质和果胶。13.如前述实施方案任一项所述的方法或系统，其中该液体入口在该液面上的5-10厘米处。上述实施方案仅用以说明本发明之示例实施方式，然而本发明之范围当不受限于该上述之各项具体实施方式；且本发明得由本领域技术人员任施匠思而为诸般修饰，然不脱如附申请范围所欲保护者。符号说明11、21、31、41槽体13、23、33、43液体入口15、25、35、45液体出口17管路171、172阀门19液体循环驱动装置h预定高度当前第1页12