Центрифугирование, Центрифугирование применяется в, Центрифугирование характеризуется рядом технол
Интенсификация процесса разделения обусловлена увеличением ускорения продукта. Для оценки этого увеличения применяют показатель, называемый фактором разделения F , который представляет собой отношения ускорений в поле центробежных и гравитационных сил:
где — центробежное ускорение, м/с 2 ; — угловая скорость, рад/с; — радиус вращения, м — ускорения свободного падения.
По величине фактора разделения
Центрифуги могут быть с горизонтальным и вертикальным расположением вала и барабана, периодического действия (подвод суспензии и выгрузка осадка производятся периодически), полунепрерывного (суспензия передается непрерывно, а осадок выгружается периодически) и непрерывного действия (подача суспензии и выгрузка осадка осуществляется непрерывно).
Разнообразие применяемых в пищевой промышленности центрифуг нашло отражение в приведенной на рис. 1 классификационной схеме.
Рис.1. Классификационная схема., Для осаждения и фильтрования применяют отстойники, центрифуги, сепараторы и фильтры.
С целью интенсификации разделения пыли, суспензии и эмульсий процесс осаждения проводят под действием центробежной силы.
Для создания поля центробежных сил используются два технических приема: поток жидкости или газа вращается в неподвижном аппарате, затем поступает во вращающийся аппарат и вращается вместе с ним. В первом случае процесс называется циклонным, а аппарат – циклоном, во втором – отстойным центрифугированием, а аппарат – отстойной центрифугой или сепаратором. Центрифуги по технологическому назначению делятся на фильтрующие, осадительные, осветляющие, разделяющие и концентрирующие.
В зависимости от метода центрифугирования осуществляется в сплошных (осадительных; рис.
Рис. 2 . Роторы машин для центробежного осаждения (а) и фильтрования (б): С — суспензия, Ф — фугат (фильтрат), О — осадок; пояснение в тексте, r ж — радиус свободной поверхности жидкости.
Кинетика центрифугирования зависит от мн, Центробежное осаждение, При центробежном осаждении движение твердых частиц происходит под действием центробежной силы, Центробежное фильтрование
Рис. 3. Центрифуга непрерывного действия: а — осадительная шнековая; б — фильтрующая шнековая; в — с пульсирующей выгрузкой осадка; г — инерционная; д — вибрационная; е — прецессионная; 1 — ротор; 2 -механизм выгрузки.
ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ЦЕНТРОБЕЖНОГО РАЗДЕЛЕНИЯ
... развитие процесса центрифугирования в нашей стране. В России аппараты для центробежного разделения неоднородных систем ... аппаратов для осуществления осаждения. 2. Разделение неоднородных систем с использованием перфорированных перегородок, на поверхности которых задерживаются механические примеси, образуя слой осадка. ... в корпусе аппарата. Рисунок 4 – Циклон-пылеуловитель Первый циклон состоял из ...
В пищевой промышленности используются центрифуги разнообразных конструкций и различного технологического назначения: фильтрующие, осадительные (отстойные), осветляющие, разделяющие и к онцентрирующие.
Современные промышленные центрифуги относятся к наиболее сложному технологическому оборудованию, характеризующемуся высокими скоростями и имеющему сложные системы управления.
На предприятиях пищевой промышленности в основном используют фильтрующие и осадительные центрифуги.
Принцип действия отстойных (осадительных) центрифуг периодического действия
В первой случае центрифугированию подвергается определенный объем суспензии, которая непрерывно подается в ротор, вращающийся с постоянной частотой. Вследствие вытеснения поступающей суспензией жидкой фазы из рабочего объема ротора фугат переливается через борт ротора, при заполнении осадком которого загрузка прекращается, а осадок удаляется механическим способом. Во втором случае обработке также подвергается определенный объем суспензии, а продукты разделения удаляются по окончании процесса: сначала жидкая фаза, а затем твердая.
К отстойным шнековым центрифугатам непрерывного действия относится центрифуга ОГШ-321К (рис.
Рис. 4 . Отстойная центрифуга ОГШ-321К
На масложировых предприятиях она применяется для очистки масел и жиров от примесей.
Основной узел центрифуги – ротор 2 цилиндроконической формы, расположенный горизонтально на двух опорах-подшипниках 5. С торцов ротор закрыт цапфами-крышками, которыми он опирается на подшипники качения. Главные опорные подшипники смонтированы на станине 7.
Вращение ротора осуществляется от электродвигателя через клиноременную передачу 8. Внутри ротора соосно расположен шнек 3 для перемещения твердого осадка к выгрузочным окнам ротора.
Шнек состоит из полого цилиндрического барабана, Вращение шнеку передается от ротора
Разность угловых скоростей шнека и ротора создает условия принудительного перемещения осадка вдоль внутренней п оверхности барабана ротора.
Через полые цапфы ротора и шнека проходит питающая труба 6, по которой суспензия вводится во внутреннюю полость барабана шнека, откуда она через окна выбрасывается во внутреннюю полость ротора.
Технологический процесс
Твердая фаза через разгрузочные окна ротора попадает в приемный отсек кожуха, откуда под действием собственной массы падает вниз. Загрузка, процесс отделения твердой фракции от жидкой, выгрузка осадка и слив фугата происходит непрерывно.
Технология производства сахара
... Чтобы обломки и хвостики свеклы направить в производство или использовать на корм скоту, их необходимо ... вентилирования позволяют резко сократить потери свекломассы и сахара, но и значительно повысить эффективность использования всего ... Для нормальной работы соломоловушек, камнеловушек, свеклонасосов и свекломоек необходимо регулировать количество поступающей свеклы по гидротранспортеру в ...
Материал, из которого изготовлены основные детали центрифуги, контактирующие с жидкостью, — кислостойкая сталь 12Х18Н10Т.
Режим работы центрифуги можно регулировать изменением скорости подачи суспензии, частоты вращения ротора, диаметра сливного борта.
К числу основных преимуществ центрифуг данного типа можно отнести высокую производительность при малых габаритных размерах и непрерывность технологического процесса, надежность в работе, удобство эксплуатации, возможность получения продукта пост оянного качества.
Недостатками этих машин являются невысокая степень обезвоживания осадка, невозможность его эффективной промывки, сравнительно быстрый износ шнека и ротора.
Фильтрующие центрифуги., Принцип дей
В крахмалопаточной, масложировой и других отраслях пищевой промышленности получили распространение вертикальные подвесные самоустанавливающиеся фильтрующие центрифуги периодического действия.
Автоматическая центрифуга ФПН-1251Л-2
Центрифуга имеет автоматическое, полуавтоматическое и ручное управление. Полуавтоматическое и ручное управление используется при наладочных работах и отработке технологического режима центрифугирования данного утфеля.
Рис. 5 . Автоматическая центрифуга ФПН-1251Л-2
Ротор 12 приводится во вращение электродвигателем 3. На подвеске 4 смонтирован пневматический тормоз для торможения центрифуги при аварии. Ротор закрыт кожухом 11, на котором установлены электропневматический механизм 2 среза сахара, лоток 19 подачи утфеля с шибером, управляемый пневмоцилиндром 20, узел 1 для промывки сахара, датчик 9 для загрузки утфеля, пневматический сегрегатор 18 для направления оттеков в соответствующие желоба.
Для равномерного наполнения ротора утфелем на валу 7 установлен распределительный диск 10, который совместно с запорным конусом 14 поднимается пневматическим механизмом 8. Управление пневмоцилиндрами исполнительных механизмов осуществляется с пульта 6 через блок электромагнитных клапанов (пневмораспределителей), находящихся в коробке 5. С пульта производится также управление электродвигателями центрифуги. Для пропарки и промывки в кожух через трубу 17 подают пар, а через трубу 15 – воду. Отвод образующихся паров на вентиляционную установку производится через патрубок 16. Центрифуга установлена в металлоконструкции 13.
Технологический процесс
После окончания центрифугирования через некоторый промежуток времени включается электромагнитный клапан и вода поступает в устройство для промывки сахара. Одновременно сегрегатор переключается на отвод белой патоки.
После промывки и пропарки сахара электродвигатель переключается на меньшую скорость и центрифуга начинает тормозить. При частоте вращения 50 мин -1 включается механический тормоз, а электродвигатель выключается. После остановки ротора двигатель переключается на обратное вращение ротора. По достижении ротором асинхронной частоты вращения 70-100 мин -1 поднимается запорный конус и к слою сахара при помощи пневмоцилиндра подводится нож. По вертикали нож перемещается при помощи электродвигателя. По окончании выгрузки механизм среза занимает первоначальное положение, запорный конус опускается, сита промываются водой и начинается следующий цикл работы.
Центрифуги периодического действия
... В центрифугах непрерывного действия осадок выгружается вследствие колебаний конденсного ротора в осевом направлении. При этом осадок непрерывно выгружается из ротора при рабочем числе оборотов. 5. По организации процесса В центрифугах периодического действия различные ...
В процессе эксплуатации центрифуги типа ФПН-1251Л-2 необходимо следит, Центрифуга ФГШ-401К-4
Основным элементом центрифуги является конический ротор, в стенках которого расположены сквозные щели. К внутренней поверхности ротора прилегает сито с отверстиями диаметром 0,06-0,09 мм.
Внутри ротора соосно с ним находится шнек, непрерывно удаляющий из ротора осадок. Шнек и ротор вращаются в одном направлении, но с разной частотой, которая у шнека на 45 мин -1 меньше, чем у ротора, вследствие использования планетарного редуктора. Зазор между шнеком и ротором может быть от 0,4 до 0,7 мм.
Рис. 6 . Центрифуга ФГШ-401К-4
Технологический процесс
Пар, подводимый в рубашку вокруг загрузочной трубы и через окна шнека, облегчает процесс центрифугирования и способствует частичному удалению воздуха.
Фильтрующие центрифуги непрерывного действия с инерционной выгрузкой осадка работают по принципу непрерывного перемещения продукта по поверхности вращающегося фильтрованного конического ротора под действием касательной составляющей центробежной силы. Преимуществом центрифуг такого типа является отсутствие выгружающих устройств, соприкасающихся с осадком.
Отделение жидкой фазы от твердой под действием центробежных сил осуществляется в тонком слое перемещающегося материала, толщина которого в процессе движения уменьшается и достигает минимального значения при сходе с конического ротора.
Для перемещения осадка по поверхности ротора под действием центробежной силы необходимо, чтобы угол наклона образующей конического ротора к вертикали был больше угла трения осадка о поверхность ротора.
Машины данного типа просты по конструкции, экономичны и надежны в эксплуатации. Однако их широкое применение в промышленности сдерживается в некоторой степени отсутствием надежных способов регулирования времени пребывания материала на фильтрующей поверхности конического ротора.
Конические центрифуги непрерывного действия при установке не требуют специального фундамента, так как работают без вибраций, присущих автоматизированным центрифугам периодического действия.
Конический ротор центрифуги выполняется сварным или литым из высококачественной стали; в нем имеются канавки, выступы между которыми являются опорной поверхностью фильтрующих сит. Ротор тщательно полируется и динамически балансируется.
Фильтрующие сита изготавливают из чистой никелевой стали методом электролитического осаждения. Для повышения износоустойчивости рабочая поверхность сит хромируется.
Средняя производительность (в кг/с) центрифуг периодического действия по исходной суспензии определяется по формуле
где — фактическое количество материала, загружаемого в барабан, кг; — длительность одного цикла центрифугирования, с.
Курсовая работа центрифуга
... основных показателей работы центрифуг является индекс производительности, характеризующий относительную разделяющую способность центрифуги. Его рассчитывают по формуле: =2πrртLFr , где L - длина ротора центрифуги периодического действия или цилиндрической части ротора шнековой центрифуги; Fr ...
Производительность фильтрующих центрифуг периодического действия может определяться и по фугату, и по осадку. В этом случае в формуле (1) под понимается количество либо фугата, либо осадка, получаемых из загруженного количества суспензии.
Для ориентировочного расчета производительности (в м
где и — диаметр и длина сливного цилиндра, м; и — плотность частиц и среды, кг/м 3 ; – крупность разделения (диаметр наименьших осаждаемых частиц), м; — частота вращения ротора, мин -1 ; — динамическая вязкость среды, Па *с.
Энергия, подводимая к центрифуге непрерывного действия, расходуется на сообщение массе суспензии частоты вращения ротора; на перемещение осадка вдоль образующей ротора; на преодоление сил трения осадка о витки шнека; на преодоление сил трения суспензии о витки шнека, перемешивании суспензии и гидравлические потери в роторе; на преодоление сил трения ротора о воздух; на преодоление сил трения в подшипниках и редукторе.
Список литературы
[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/referat/filtrovanie-i-tsentrifugirovanie/
1. Азаров Б.М., Аурих Х., Дичев С. и др. Технологическое оборудование пищевых производств. Учебное пособие для студентов высш. учеб. заведений. – М.: Агропромиздат, 1988. – 463 с.: ил.
2. Драгилев А.И., Дроздов В.С. Технологическое оборудование предприятий перерабатывающих отраслей АПК. Учебное пособие для студентов образовательных учреждений среднего профессионального образования. – М.: Колос, 2001. – 352 с.: ил.
3. Кавецкий Г.Д., Филатов О.К., Шленская Т.В. Оборудование предприятий общественного питания. Учебное пособие для студентов высш. учеб. заведений. – М.: КолосС, 2004. – 304 с.: ил.
4. Шкоропад Д. Е., Новиков О.П. Центрифуги и сепараторы для химических производств. – М.: Химия, 1987. – 256 с.
1
