Государственный
Оборудование для фильтрования, вакуум-фильтры и др
жүктеу/скачать 2.65 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Разделение в поле центробежных сил.
- Сепараторы.
| Оборудование для фильтрования, вакуум-фильтры и др. Классификационная схема фильтров, наиболее распространенных в пищевой промышленности приведена в [3, стр. 160].
Для фильтрования соков, вин и воды часто применяют так называемые фильтр-прессы. Рассмотрим процесс выделения жидкой фракции на примере работы шнекового виноградного пресса ТI-ВПО-30А. Эти прессы широко применяют в винодельческой промышленности для выделения сусла из виноградной мезги. Отличительной особенностью этого пресса является то, что установленные на одной оси прессующий и транспортирующий шнеки имеют разное направление вращения и разный заход, что необходимо для эффективного ворошения мезги и создания лучшего условия для выделения сусла. Пресс работает следующим образом. Мезга из бункера поступает на транспортирующий шнек, при этом часть сусла стекает через сетку корпуса в его нижнюю часть и отводится в суслосборник. По мере продвижения мезги транспортирующим шнеком происходит постепенный отбор сусла самотеком за счет стекания сусла через перфорированный цилиндр в поддон. Попадая с транспортирующего шнека на прессующий мезга дополнительно ворошится, так как эти шнеки имеют разное направление вращения. Окончательный отбор сусла происходит при продвижении мезги прессующим шнеком и на участке камеры максимального давления. Сусло стекает через отверстие цилиндра в поддон и через перфорацию барабана, откуда отводится в суслосборник. Степень отжатия мезги обусловлена величиной кольцевого зазора между конусом и торцом цилиндра. Величину этого зазора регулируют изменением давления в гидросистеме. Фильтрующим элементом в таких системах, обычно являются картон, помещаемый между промежуточными металлическими плитами. Набор плит в зажатом состоянии образует ряд камер, каждая из которых разделена на две половины картоном. Суспензия подводится из магистрали и попадает через каналы в камеры, а отфильтрованная жидкость выпускается через штуцер на выходной магистрали. Зажим камер может осуществляться механическим путем или гидравлическим способом. В отличие от фильтр-прессов периодического действия удобнее использовать непрерывно действующие вакуум-фильтры. Принципиальная схема работы барабанного вакуум-фильтра заключается в следующем. Фильтрующая перегородка расположена на поверхности вращающегося барабана, частично погруженного в фильтруемую жидкость. Между барабаном и фильтрующей перегородкой специальными ребрами созданы изолированные секции (ячейки). Каждая из секций распределительной головкой соединена либо с вакуумной системой, или с системой нагнетания сжатого воздуха. За один оборот барабана каждая секция фильтра последовательно проходит через все операции, при этом, фильтрованная жидкость отводится через штуцер, а на поверхности ячейки образуется осадок. После выхода секции из фильтруемой жидкости осадок сначала вакуумируется и в следующей секции из осадка удаляется остаток фильтра путем его промывки чистой водой. На операциях промывки создается разрежение и воздушно-водяная обедненная смесь отводится через специальный штуцер для дополнительной обработки. Имеется также специальная зона съема осадка ножом или специальным приспособлением, (0,02–0,09 МПа). Перепад давлений в вакуум-фильтрах зависит от свойств фильтруемой жидкости. Основное ограничение указанных вакуум-фильтров – необходимость получения осадка толщиной 5 мм за 4 мин пребывания ячейки в жидкости. Схема барабанного фильтра приведена в [1, стр. 163, р. 5.13]. Разделение в поле центробежных сил.Наряду с действием сил, определяемых внешним тяготением, на компоненты смесей могут действовать и центробежные силы, под действием которых также происходит разделение смесей на фракции с различной плотностью и размерами. На интенсивность разделения действуют две группы факторов. Одна группа определяется конструктивными факторами – это так называемый коэффициент разделения. Вторая группа факторов определяется свойствами разделяемых продуктов (радиусом частиц, различием плотностей и вязкостью). Это фактор разделяемости. Фактор или коэффициент разделения зависит от размеров машины, частоты вращения вала, числа разделяющих тарелок, и углом их наклона к горизонту. Произведение факторов разделения и разделяемости определяет производительность агрегата. Агрегаты, в которых применяется центробежная сила разделяют на два основных типа: центрифуги и сепараторы. Центрифуги делят на три класса: 1. тихоходные (фактор разделения Фр 1000), 2. скоростные (Фр = 1000 5000), 3. высокоскоростные (Фр более 5000). По характеру отделения осадка центрифуги делят на отстойные, фильтрующие и комбинированные. В центрифугах обычно разделяют суспензии и дымы. В отстойных центрифугах жидкая часть смеси (фугат) заполняет рабочий объем ротора и осадок выделяется на стенках, причем исходная жидкая смесь непрерывно подается в рабочий объем, а фугат непрерывно удаляется через борт ротора. Иногда смесь не добавляется при центрифугировании. Это бывает тогда, когда разделяемость фаз невелика. В непрерывно-действующих центрифугах осадок удаляется горизонтальным шнеком, расположенным соосно с ротором. В периодически-действующих центрифугах ротор обычно расположен вертикально, а удаление осадка производится специальными ножами, срезающими осадок со стенок барабана центрифуги. Периодически действующие центрифуги являются чаще всего фильтрующими: фугат просачивается через осадок и удаляется через перфорированные стенки барабана. Сепараторы.Сепараторы – это тонкослойные центрифуги. Назначение сепараторов состоит в разделении жидких фаз – эмульсий и суспензий. В сепараторах возможно отделение как жидкой, так и твердой фаз. Движущей силой разделения, как и при осаждении, является различие плотностей фаз. Сепараторы применяются как для разделения фаз, так и для изменения их состава. Изменение состава приводит к сгущению суспензий и к осветлению фугатов. Поэтому сепараторы подразделяются на сепараторы-разделители и сепараторы-осветлители, а также комбинированные сепараторы, в которых реализуются обе функции. В осветлителях осадок выделяется на стенках сепаратора, а в разделителях поток плотной фазы отделяется от потока легкой фракции. Различают сепараторы и по степени изоляции разделяемых материалов от внешней среды. Они могут быть открытыми, полузакрытыми и герметическими. В открытых сепараторах и входящий и исходящий материальные потоки контактируют с атмосферой. Полузакрытые сепараторы имеют либо подачу, либо отвод жидкостей открытыми для контакта с воздухом. Чаще открытой бывает подача. При отводе продуктов под давлением жидкость не контактирует с воздухом, и такие сепараторы называют безпенными. В герметических сепараторах и подвод и отвод продуктов изолированы от контакта с воздухом. По своей конструкции сепараторы имеют привод, барабан, приемно- отводящее устройство и приемник шлама. Кроме того, в составе сепараторов имеются тормозные приспособления, пульты управления и контрольно- измерительные приборы, такие как термометры, тахометры, ареометры и другие, например указатели уровня жидкостей. Минимальный диаметр частиц, остающихся в жидкости при сепарировании может быть оценен из соотношения: dмин 2,93 , м В этом соотношении П – означает производительность выраженную в м3/сек, - динамическая вязкость среды, Пас; z – число тарелок, установленных в сепараторе (штук); tg - тангенс угла наклона этих тарелок к горизонтали. Величины R и R0 означают, соответственно, радиусы края тарелок и вала сепаратора, измеряемые в метрах; - разность плотностей частиц и жидкости, выраженную в кг/м3; n – частота вращения тарелок в 1/сек. Трансформацией выражения для очистки минимальных размеров частиц можно представить равенство для производительности сепаратора. |