Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Литературный обзор 11
1.1. Обзор процессов механического разделения высоконаполненных суспензий пищевых производств 11
1.1.1.Осаждение 12
1.2.1.Фильтрование 14
1.2. Обзор применяемых центробежных роторных аппаратов для разделения высоконаполненных суспензий пищевых производств 16
1.3. Физико-механические свойства крахмалосодержащих суспензий и осадков, определяющие их механическое разделение
1.3.1. Физические свойства крахмалосодержащих суспензий 30
1.3.2. Фильтрационные свойства
1.4. Обзор аналитических решений процесса центробежного фильтрования 41
1.5. Заключение и выводы по литературному обзору 49
Глава 2. Разработка роторов фильтрующих центрифуг с интенсивным разделением 50
2.1. Выработка направления в совершенствовании фильтрующей центрифуги для высоконаполненных суспензий 50
2.2. Усовершенствование центрифуги с коническим ситом и возможностью осевого движения перегородок 50
2.3. Варианты конструкций 54
2.4. Заключение и выводы по главе 2 60
3. Исследование физико-механических характеристик крахмалосодержащих суспензий с определением основных параметров, необходимых для организации процесса их центрифугирования 61
3.1. Экспериментальное определение углов трения крахмалосодержащих суспензий 61
3.1.1. Картофельная суспензия 65
3.1.2. Зерновые суспензии
3.1.2.1. Сорго 73
3.1.2.2. Пшеница 78
3.1.2.3. Рожь 82
3.1.3. Выводы по экспериментальному определению углов трения крахмалосодержащих суспензий 87
3.2. Экспериментальное определение коэффициента проницаемости крахмалосодержащих суспензий 87
3.3. Экспериментальное определение коэффициента пористости крахмалосодержащих суспензий 91
3.4. Заключение и выводы по главе 3 93
Глава 4. Аналитические исследования процесса центробежной фильтрации в коническом роторе 94
4.1. Обоснование исходных уравнений и решение 94
4.2 Пример расчета с обоснованием правильности выбранных нагрузок для экспериментального определения коэффициентов и результатами расчетов 100
4.3. Заключение и выводы по главе 4 105
5. Сравнительные эксперименты центрифуг с коническим ситом 1
5.1. Создание экспериментальной установки 103
5.2. Проведение сравнительных исследований 105
5.3. Анализ полученных результатов 106
5.4. Заключение и выводы 110
Заключение и выводы по работе 111
Список литературы
- Обзор применяемых центробежных роторных аппаратов для разделения высоконаполненных суспензий пищевых производств
- Усовершенствование центрифуги с коническим ситом и возможностью осевого движения перегородок
- Картофельная суспензия
- Пример расчета с обоснованием правильности выбранных нагрузок для экспериментального определения коэффициентов и результатами расчетов
Введение к работе
Актуальность работы. Во многих отраслях промышленности
применяется крахмал и его производные. Крахмал получают из
крахмалосодержащего сырья, среди которого картофель занимает
существенную долю.
При переработке крахмалосодержащего сырья одним из основных
технологических процессов является отделение крахмальных зерен из кашки и
мезги. Перспективным является механическое разделение крахмалосодержащей
суспензии в фильтрующих центрифугах с коническим ситом. При этом для
расчета технологических показателей работы центрифуг требуется знание
величин ряда структурно-механических характеристик разделяемых
крахмалосодержащих суспензий, некоторые из которых неизвестны и потому
требуют исследований. Для аналитического описания центрифугального
разделения крахмалосодержащих суспензий к таким характеристикам
относятся коэффициент трения разделяемой суспензии на коническом сите
центрифуги, коэффициент проницаемости и пористость осадка. Обладая
несомненными технологическими преимуществами, фильтрующие центрифуги не получили широкого применения из-за неполного использования их возможностей, как в конструкции, так и в учете свойств разделяемых суспензий. В этой связи повышение эффективности их работы является актуальным. В них недостаточно полно используются заложенные возможности эффективности разделения.
Работа выполнялась в рамках Программы Россельхозакадемии по
проблеме «Разработать современные ресурсосберегающие методы и
технологии высокоэффективной переработки сельскохозяйственного сырья при производстве экологически безопасных продуктов адекватного питания».
Степень разработанности проблемы. Теоретическим и
экспериментальным исследованиям процессов центрифугирования посвящены работы Соколова В.И., Жукова В.Г., Аснера В.И., Бремера Г.И., Гельперина
Н.И., Зарубина Л.С., Каминского В.С., Терешина Н.И., Шкоропада Д.Е., Шлау А.В., Грейса Д., Дьери И., Ненигера Е., Сторроу И. и др. Процессами разделения осаждением пищевых систем занимались Е.М. Гольдин, В.А. Жужиков, В.А. Карамзин, Н.Н., Г.А. Кук, Н.Н. Липатов, L. Svarovsky и др. Исследованию структурно-механических свойств суспензий, посвящены работы И.А. Рогова, Ю.А. Мачихина, С.А. Мачихина, А.В. Горбатова, В.Д. Косого Э. Бернхардта, Г.В. Виноградова, М.П. Воларовича, Э. Гатчека, Б.В. Дерягина, Д.М. Мак-Келви, , А.М. Маслова, П.А. Ребиндера, Э.Т. Северса, Ф. Эйриха и др.
Целью работы является повышение эффективности работы центрифуги с коническим ситом для крахмалосодержащих суспензий.
Основные задачи исследования
1. На основе анализа литературного обзора по существующим
конструкциям центрифуг с коническим ситом для крахмалосодержащих
суспензий выявить направление интенсификации их работы.
-
Усовершенствовать конструкцию ротора фильтрующей центрифуги конического сита для интенсификации ее работы.
-
Исследовать коэффициент трения осадков крахмалосодержащих суспензий по коническому ситу фильтрующей центрифуги для определения угла раскрытия конической поверхности сита.
-
Определить коэффициент проницаемости осадка картофельной суспензии, являющийся расчетным параметром процесса фильтрации.
-
Определить коэффициент открытой пористости осадка картофельной суспензии, являющийся расчетным параметром процесса фильтрации.
-
Получить расчетные формулы для определения производительности и времени безнапорной фильтрации в усовершенствованном роторе фильтрующей центрифуги с коническим ситом.
-
Провести экспериментальное сравнение работы конической фильтрующей центрифуги с традиционным и усовершенствованным роторами,
подтверждающее целесообразность предложенного направления
совершенствования центрифуги.
Научная новизна работы
-
Выявлены основные причины, ограничивающие эффективное использование центрифуг с коническим ситом, и определено направление совершенствования их конструкций.
-
Определены коэффициенты трения основных крахмалсодержащих суспензий (картофель, сорго, пшеница, рожь) и их осадков по фильтрующей поверхности конического сита центрифуги. На основе полученных данных определен необходимый угол раскрытия конической поверхности сита центрифуги для обеспечения движения осадков отмеченных выше суспензий крахмалосодержащего сырья без зависания на фильтрующей поверхности.
-
Экспериментально определен коэффициент проницаемости осадка картофельной суспензии в условиях действия инерционных сил в роторе центрифуги.
-
Экспериментально определен коэффициент открытой пористости осадка картофельной суспензии в условиях действия инерционных сил в роторе центрифуги.
-
Разработаны усовершенствованные конструкции роторов инерционных фильтрующих центрифуг для интенсификации их работы.
-
Получены аналитические формулы для расчета производительности процесса и времени безнапорной фильтрации в кольцевых карманах с осадком между коническим ситом и перегородками ротора фильтрующей центрифуги.
Практическая значимость работы
-
Получено в соавторстве 6 патентов на усовершенствованные конструкции роторов фильтрующих центрифуг с инерционной выгрузкой осадка и 2 патента по сопутствующей тематике.
-
Разработаны устройства регулирования движения осадка по фильтрующей поверхности конического сита центрифуги.
-
Определен угол раскрытия конической фильтрующей поверхности сита центрифуги для обеспечения движения по ней осадка исследованных крахмалсодержащих суспензий без зависания.
-
Получены формулы для расчета производительности процесса и времени безнапорной фильтрации осадка в кольцевых карманах фильтрующей центрифуги с коническим ситом.
-
Результаты работы применены при создании конструкции опытного образца центробежного конического сита на Кореневском экспериментальном заводе, входящем в состав ГНУ ВНИИ крахмалопродуктов.
Предмет и методы исследования
Предметом исследования явились конструкции фильтрующих центрифуг и подлежащее разделению в них крахмалосодержащее сырье. Методы исследования основывались на традиционных экспериментальных методиках, современной приборной технике, современном представлении гидродинамики и аналитического описания фильтрационных потоков в роторах фильтрующих центрифуг.
На защиту выносятся:
– выбранное направление интенсификации работы фильтрующих
центрифуг с коническим ситом;
– полученные количественные характеристики параметров осадков
крахмалосодержащего сырья для организации и расчетов эффективного процесса центробежного фильтрования в центрифугах с коническим ситом и кольцевыми перегородками;
– формулы расчета производительности и времени безнапорной
фильтрации, характерной для условий поведения осадка как пористого тела в большей части конического сита.
Достоверность полученных результатов основывается на проработке литературных источников по исследуемой теме, применении традиционных экспериментальных методик, современной приборной технике, современном представлении гидродинамики и аналитического описания фильтрационных
потоков в роторах центрифуг, а также подтверждена сравнительными экспериментами процесса фильтрации в роторах с коническим полым ситом и при наличии кольцевых перегородок.
Публикации и апробация работы
По результатам выполненных исследований опубликовано 4 статьи в журналах, рекомендованных ВАК, а также получено 8 патентов, список которых приведен в конце автореферата.
Результаты исследований были представлены на конференциях: IV Международная научно-практическая конференция «Аналитические методы измерений и приборы в пищевой промышленности», г. Москва, 2006; научно-практическая конференция «Интеграция фундаментальных исследований -основа развития современных аграрно-пищевых технологий», г. Углич, 2007.
Структура и объем работы
Объем диссертации составляет 194 страниц, включающих 52 рисунка, 15 таблиц, 150 литературных источников, включающих 14 собственных публикаций и патентов. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов и приложений, списков литературы и обозначений.
Обзор применяемых центробежных роторных аппаратов для разделения высоконаполненных суспензий пищевых производств
Свободное осаждение твердых частиц (седиментация) возможно при объемной концентрации дисперсной фазы менее 5%, в результате чего взаимное влияние частиц отсутствует, и каждая частица твердой фазы рассматривается как отдельная, окруженная сплошной средой. При этом скорость осаждения зависит от физико-механических свойств фаз, размеров и формы частиц, режима движения частицы. Скорость осаждения принимается равной (0,03 – 0,05) м/с [110] с увеличением скорости осадок взмучивается и уносится осветленной жидкостью. Стесненное осаждение наблюдается при объемном содержании дисперсной фазы более 5%. В этом случае процесс осаждения зависит от концентрации твердой фазы [89] и может рассматриваться как движение жидкости сквозь пористый слой из твердой фазы. Процесс гравитационного осаждения усложняется при полидисперсной твердой фазе, поскольку частицы разного размера отличаются скоростями осаждения, которые в свою очередь уменьшаются при уменьшении размера или плотности твердых частиц, или изменении вязкости дисперсионной среды.
Гравитационное осаждение является простейшим способом разделения суспензий, в то же время наименее энергозатратным и дешевым. Данный метод разделения возможен в условиях, когда требуется только сгустить осадок и отсутствует необходимость получать осадок определенной влажности. В отстойниках получается (75 – 80) % осветленной жидкости и (20 – 25) % сгущенного осадка [98], которые в дальнейшем отправляют на фильтрование.
Существенным недостатком такого способа разделения можно назвать медленную скорость осаждения дисперсной фазы, соответственно длительное время осаждения взвешенных частиц в особенности при их высокой концентрации и малой разнице плотностей [92]. Осадок насыщен влагой, которая может достигать 90 % и даже более. Данный метод разделения не подходит для разделения высококонцентрированных суспензий в промышленных масштабах.
Центробежное осаждение – процесс осаждения твердых частиц суспензии в поле центробежной силы [109]. При центробежном осаждении разделяемая суспензия вращается в неподвижном аппарате [99] либо вместе с аппаратом [16].
Процесс центробежного осаждения, как и гравитационного, зависит от размера частиц, разности плотностей фаз и силы сопротивления жидкой среды осаждению. Этот процесс также характеризуется скоростью осаждения частиц твердой фазы. Если плотность твердых частиц больше плотности дисперсионной среды суспензии они отбрасываются к стенкам аппарата или к оси аппарата при плотности меньшей плотности среды. Движущей силой процесса является разность центробежных сил, действующих на частицы твердой фазы и дисперсионную среду [87]. Отличительной особенностью центробежного осаждения по сравнению с гравитационным является то, что центробежное ускорение намного превышает ускорение свободного падения и потому процесс происходит намного интенсивнее.
Процесс осаждения нельзя применить для дисперсных систем с одинаковой или малой разностью плотностей фаз, и при высокой концентрации суспензии или вязкости. При осадительном центрифугировании отмечается недостаточно хорошее разделение в результате которого, осадок остается влажным, а фугат загрязненным [109].
Фильтрование – процесс разделения суспензий с помощью пористой перегородки, пропускающей жидкость, но удерживающей частицы твердой фазы [42]. Скорость процесса прямо пропорциональна перепаду давлений по обеим сторонам фильтровальной перегородки и обратно пропорциональна сопротивлению, создаваемому слоем образовавшегося осадка и перегородки.
Фильтрование происходит при создании перепада давления по обе стороны фильтровальной перегородки при помощи насосов, компрессоров, а также гидростатического давления самой суспензии. Такое фильтрование можно назвать статическим фильтрованием. Фильтрование под действием силы инерции называют центробежным фильтрованием или центрифугированием. Центробежное фильтрование осуществляется под действием инерционной силы, и может осуществляться как при наличии перепада давления, так и без него, в так называемом «струйном режиме» [45, 46].
Статическое фильтрование делят в зависимости от движущей силы процесса на фильтрование при постоянной разности давлений, при постоянной скорости и при переменных разности давлений и скорости. В литературе [69] отмечается, особенность влияния размера твердых частиц на способность к их осаждению на фильтрующей перегородке. Так, неравномерность размера частиц приводит к тому, что крупные частицы при осаждении увлекают за собой более мелкие, которые в свою очередь попадают на фильтрующую перегородку и даже забивают ее поры. Такое перемещение мелких частиц способствует быстрому забиванию пор перегородки и ее более высокому сопротивлению фильтрующей перегородки [18]. Указывается также [89] на то, что в промышленных масштабах при статическом фильтровании процесс вызывает затруднения из-за большого сопротивления фильтрующей перегородки и малой скоростью фильтрования (несколько миллиметров в секунду). В результате чего, возникает необходимость в увеличении размеров оборудования, что не всегда возможно.
Исследования в области статического фильтрования показали целесообразность применения фильтровального оборудования, в котором направление силы тяжести совпадает с направлением оседания частиц, т.к. увеличивается скорость фильтрования. При фильтровании полидисперсных суспензий с малой разностью плотностей или высококонцентрированных суспензий нецелесообразно применять статическое фильтрование [17].
Усовершенствование центрифуги с коническим ситом и возможностью осевого движения перегородок
Классификацию оборудования для механического разделения суспензий приводят по нескольким характеристикам [1, 84, 108]: – по принципу действия: механическое разделение суспензий осуществляется в отстойниках, гидроциклонах, фильтрах, центрифугах; – по конструкторским особенностям: по направлению расположения рабочего органа (горизонтальное, вертикальное или наклонное); по направлению движения рабочего органа (вращение рабочего органа вокруг оси, поступательное движение; неподвижный рабочий орган). – по степени непрерывности процесса: различают оборудование периодического и непрерывного действия; – по взаимным направлениям движущей силы процесса и силы тяжести: различают направления движения суспензии и силы тяжести в одну сторону; противоположные стороны, перпендикулярно друг другу).
В отстойниках процесс разделения основан на использовании силы тяжести, под действием которой, твердые частицы суспензии оседают на дно аппарата и затем удаляются. Зачастую их применяют для первичного сгущения, при этом концентрация твердой фазы осадка составляет (35 – 55) % [98]. При удалении осадка из отстойника вместе с ним удаляется часть осветленной жидкости, что также приводит к увеличению влажности осадка. Такой вид оборудования имеет ограниченные технологические возможности из-за больших габаритных размеров и высокой влажности осадка [25, 89]. При значительных объемах резервуаров может происходить перемешивание потоков, что также затрудняет процесс разделения. В отстойниках нецелесообразно разделять высококонцентрированные суспензии, многофазные суспензии из-за невысокой скорости осаждения, а также суспензий имеющие небольшую разность плотностей фаз.
Фильтрование суспензий проводят в фильтрах периодического и непрерывного действия [85]. В технологических схемах производства крахмала применяются ситовые аппараты, к которым относятся дуговые сита напорные и безнапорные, предназначенные для обработки крахмальных суспензий при промывании мелкой мезги и рафинировании крахмального молока в картофеле и кукурузно-крахмальном производстве [5, 73, 131]. Данные аппараты можно отнести аппаратам, в которых процесс фильтрования проходит под действием гидростатического давления. В них обрабатываемая суспензия подается на ситовую поверхность, на которой происходит разделение на крахмальную суспензию (зерна крахмала и вода), которая проходит сквозь отверстия в сите и частицы мезги, задерживаемые сеткой. Принцип действия напорных духовых сит аналогичен безнапорным, отличием является то, что суспензия на сито подается под давлением (200 – 300) кПа.
Сотрясательное катарактное сито системы Рыжова предназначено для отмывания картофельного крахмала. В аппарате происходит последовательное отделение твердых частиц на ситовой поверхности и промывание [5].
Преимуществом периодически действующих фильтров является простота их конструкции. К недостаткам следует отнести ручной труд при удалении осадка и большая занимаемая площадь (нутч-фильтры) [42], несовершенную промывку и быстрое изнашивание фильтровальной ткани (фильтр-прессы) [25, 92]. Фильтрование под действием гидростатического давления в промышленных условиях применяется редко.
В непрерывно действующих фильтрах осуществляется процесс только с постоянной разностью давлений, что в значительной степени сокращает набор обрабатываемых суспензий. Необходимая в производственных процессах разность давлений порядка (0,05 – 0,5) МПа создается при помощи компрессоров и насосов [42].
В барабанных и ленточных фильтрах [3] отмечаются хорошие условия промывки осадка и удобство обслуживания, но при этом имеются и ряд недостатков: небольшая поверхность фильтрования, сложность конструкции и герметизации. Кроме этого, в барабанных фильтрах невозможно изменять относительную продолжительность стадий процесса и необходимо постоянно перемешивать суспензию в питающей емкости.
К мембранной технике предъявляют следующие требования [98]: большая площадь поверхности мембраны; высокая скорость течения суспензии и малый перепад давления в аппарате. В этих аппаратах разделяются в основном растворы, что не подходит для выделения зерен крахмала в крахмалопаточной промышленности из-за их размера.
Значительный эффект при разделении суспензий достигается заменой силы тяжести при осаждении или перепада давлений при фильтровании на центробежную силу, которая в разы превосходит силу тяжести и создает значительный перепад давлений.
Разделение за счет значительных инерционных сил, действующих на обрабатываемую суспензию, может осуществляться в гидроциклонах. Основными преимуществами гидроциклонов является отсутствие вращающихся частей, небольшие габаритные размеры, простота в эксплуатации. Принцип работы гидроциклона заключается в следующем: суспензия подается в корпус аппарата через тангенциально направленный патрубок под давлением, приобретая вращательное движение. Более крупные твердые частицы суспензии под действием центробежной силы отбрасываются к периферии потока и перемещаются по стенкам вниз по спиральной траектории к сливному патрубку. Жидкая фаза суспензии движется во внутреннем потоке вверх и удаляется. В гидроциклонах можно выделить частицы с размером от 0,04 мм и выше [80, 114].
Автор [131] отмечает "Для разделения суспензий, ингредиенты которых мало различаются по плотности, а частицы малы по размерам, требуются большие центробежные силы. Центробежная сила зависит от частоты вращения суспензии. В свою очередь частота вращения суспензии зависит от давления на входе в гидроциклон, а при данном давлении - от диаметра гидроциклона. для обработки кукурузокрахмального молока необходимо применять гидроциклоны диаметром 8 -12 мм, картофелекрахмального – 14 - 20 мм, для выделения кукурузного зародыша, камней и песка от 100 до 500 мм".
Картофельная суспензия
Перемещение осадка с любым коэффициентом трения по фильтрующей поверхности будет происходить при половине угла раскрытия конуса, превышающим наибольший угол трения осадка, определенный экспериментально. Поскольку наибольший угол трения крахмалосодержащих суспензий по коническому ситу ротора соответствует картофельной суспензии, следовательно рекомендуемый угол раскрытия конуса для фильтрующей центрифуги примем равным 70О.
Для большинства процессов, связанных с движением жидкости через пористую среду важна пропускная способность среды [42], т.е. способность среды пропускать жидкость. Поскольку при одинаковой пористости различные пористые среды по разному пропускают жидкость. Способность пористой среды пропускать жидкость называется проницаемостью. Важной характеристикой порового пространства является коэффициент проницаемости, описывающий только характеристики пористой среды и не учитывающий свойства, проходящей сквозь нее жидкости [19, 31, 41, 121].
Определяется коэффициент проницаемости геометрическими параметрами порового пространства. А поскольку каналы имеют случайную сложную разветвленную структуру, которая заранее неизвестна, то математическое описание пористого пространства не представляется возможным. Для более точного определения параметров среды проводят экспериментальное определение коэффициента проницаемости путем пропускания определенного количества жидкости через образец заранее известных размеров [83]. Для этой цели нами использовалась установка (рисунок ) [52, 128], состоящая из стеклянной трубки диаметром 50 мм и высотой 250 мм. На трубку нанесены деления через 10 мм, от 0 до 20. Деление 0 совпадает с нижним краем трубки. Нижний край трубки закрыт сеткой, имеющей сопротивление равное сопротивлению фильтрующей поверхности ротора. Трубка закреплена в штативе.
Изготовлена лабораторная установка для определения коэффициента проницаемости осадка картофельной кашки, где центробежную силу инерции моделировали силой, сжимающей осадок. – Определена величина силы 9,8Н моделирующей давление, создаваемое кольцом жидкости перед слоем осадка в центрифуге. – Определено среднее значение коэффициента проницаемости для осадка картофельной кашки 710-13 м2 . 3.3 Экспериментальное определение коэффициента пористости крахмалосодержащих суспензий
Пористость является совокупностью пустот заключенных в теле. Количественно пористость выражается через коэффициент пористости, определяемый как отношение объема всех пор к общему объему тела. Поскольку фильтрация жидкости осуществляется только по открытым порам, то определять необходимо именно открытую пористость.
Коэффициент открытой пористости определяли по ГОСТ 26450.1-85. Породы горные. Метод определения коэффициента открытой пористости жидкостенасыщением [32].
Осадок картофельной суспензии, помещали цилиндрические кюветы диаметром 50 мм. Сверху осадок нагружали весом 5 Н, 10 Н и 15 Н, тем самым моделируя воздействие на осадок центробежной силы в инерционной центрифуге.
Затем осадок в форме высушивали в сушильном шкафу при температуре 105оС до постоянной массы и охлаждают в эксикаторе. После охлаждения образцы взвешивали на весах 2-го класса.
Взвешенные образцы помещали в емкость, в которую постепенно добавляли воду для осуществления капиллярной пропитки образцов. Воду в емкость с образцами доливали до тех пор, пока она не покрывала их полностью.
После окончания процесса насыщения производили гидростатическое взвешивание образца вместе с сеткой и подвесом (т2+а). После окончания гидростатического взвешивания образца с подвесом отдельно определяли массу подвеса (а) в жидкости.
При математическом описании процесса разделения суспензий используют следующие допущения [89, 140]: 1) размеры дисперсных частиц во много раз превышают размеры их молекул, объектом рассмотрения является дисперсионная среда. 2) Размеры дисперсных частиц во много раз меньше расстояний, на которые они перемещаются.
По первому допущению при математическом описании процесса объектом описания является дисперсионная среда, при описании используются уравнение Навье-Стокса и уравнении неразрывности, где влияние дисперсной фаза учитывается лишь через ее концентрацию [125]. По второму допущению математическое описание процесса, в котором существенное влияние играет дисперсионная среда, а дисперсную фазу учитывают лишь через коэффициент сопротивления частицы в неоднородной среде, определяемый экспериментально [47]. В этом случае при расчете движения частицы обычно используют уравнения динамики материальной точки. А влияние дисперсионной среды определяется через коэффициент сопротивления частицы, эффективные коэффициенты вязкости и плотности [67, 93, 145].
Пример расчета с обоснованием правильности выбранных нагрузок для экспериментального определения коэффициентов и результатами расчетов
Крахыалосодержацую суспензно, напрннеркартофельнуо кашку, состоящую из-клетчатки и крахмального молока, подают во взацае н эс-ор 4-по питаюцеыу патрубку & средства подачи. На фнльтруоцей ппверхнпсти 5 суспензия ра7дел?етс? с овэатпваннеч осадка из клетчатки с остатками крахмального молока. Фильтра- в виде- крахмального молока вытекает из ротора4 через фильтрующую поверхность і в приемник 2. откуда самотеком вы ВОЙН тс? изкоэпуса 1 устройства. На свободи ой поверхности осадка образуются ат?цнес? насыценнье оахчагьнын чогоепч коиэч н. Отдегнвшнйс? ОТ фнгь-руюшей поверхности осадок и его комочки разрушайте? пои ударе о диски 7. и образовави анся и з н их масса сбрасьваетсн на осадок, скол ьзя цн й п о фнльтрующей поверхности. ОП разуюцн йся перед забором 9 осадок, приматы й к-фильтрующей поверхности, проходит черет затор, продолжая интенсивно фильтроваться. На следующем п о движем и ю осадка диске 7 про цесс повторяется. Осад ок из клетчатки сбрвсы веется в приемник 3, откуда выводится под действием соПствеиного веса из корпуса 1 устройства. акн м обратом. по всей фил ыругаше й поверхности 5 осадок движется п рижатыы к ней споем, в результате чего интенсифицируется фильтрация, повышается эффективность ратделеиия и качество готового продукта. Зазоры 5 между дносачи 7 и фнгь-руюцей поверхностью 5 ооеспечнвагат прохождение осадка плс ным слоем, прнлегаоцнн к поверхности фнльтрпваннн. При изменении величины ппдачн, типа суспентни. ее концентрации. вязкости фильтэа-а, коэффноиен-атрений осадка или др -нхфнтнко-механнческнх паэаме ров эаз елени?
Устройство для разделения суспензий, преимущественно крахмал осодержацих. вел юча оцеє ко р пус с п р не чн н ач и ф и л ьтэата и осад -а, установлен нь й Б не ч о ни чес и й фнгь руюшнй ротор, снаожен ны й средством регулнрованн? движени? осадка по фнгь-руюшей поверхности, и средства подачи суспензии в ротор, отличающееся тем. что средство эегулнэовеннп свихення осадка по фнгь-руюшей повеэхности состоит из ряда кол ь иевых днеко в. расп ол о:кен ных по дл н не ротора с регулируемы ин зазорам н стносн-ельно фнгь-руюшей поверхности и укрепленных при помпши опоры в основании ротора.
Устройство по п.1, отличаюцееся тем, ч о опора содержит ребра, расположенные по длине ротора, при этом кольцевые диски укреплены на ребрах. Устройство по п.1. отличаюцееся тем. что опора содержит конус, соосный фильтрующей поверхности ротора, при этом кольцевые диски укреплены на конусе.
Ишссі но устройство для выделения крахмальной суспензии нз хвшкн, включающее корпус с прямЯЮРЧН фильтрата н осадка, установленный & нем конический фильтрующий ротор н средство лода їн суспензии в ротор (ШамБорант Г.Г. Технологическое оборудование предприятий ирахмалопаї очной промышленности. М.: Пни Преы.г]9Кстр.:И,рнс-21 .
Недостаток известного устройства заключайте! Б неэффективной использовании фм-ііі рующсй полсрхнос-іи poiopa вследствие ускоренного проскальзывания фн.іі. і їдкого продукта на значительной част фильтрующей поверхности, существенно ухудшающего ННТЄНЄЙВНОСІЬ процесса фильтрации. Ускоренное проскальзывание происходит из-за уменьшения, коэффициента іренля осадка после поверхности за счет ее неровностей. Время наложении осадка прижатым к фильтрующей поверхности, а кченчв которого происходит фильтрация, резко снимается, и urn ому процесс филы рации практически ирскращается. разделений суспензий, включающее- корпус со средством пода м суспензии в ротор.. прНЁыннка-vui флііііоаіа н осадка н установлснлый а лсм конический фильтрукщий ротор, снабженный средством регулирования движения осадив по фильтрующей поверхности, состоящий из ряда кольцевых дисков, расположенных подлине ротора с зазором относительно фильтрующей ипяерхностн [патент fcL"1346M4,2Gjft2..2LH№]. Кольцевые диски орні прмажнвают осадок, вследствие чего денгроБежн ые силы вновь фильтрующей поверхностью і н средство 6 пода1» суспензии в- p4.ii Qp. Ротор і снабжен средством регулирования движения осадке по фильтрующее поверхности. ко то рое состоит нз четырех кольцевых гребеневе 7. направленных СВОИМИ зуйьяии к фильтрующей поверхности S. Зубья могут быть выполнены в виде стержней ft (фнг.ї) или токкостенн ых -элементов 9 і_фні .3-5). Гребений укреплены неподвижно в роторе прн пошипи №оер LO. ЗуПья гребенки? могут быть выполнены ня отдельных элементов,.укрепленных кв нольиевых дисках. Тонкостенный элементе может образовывать винтовую поверхность, оЁесле инванщун скольжение по ней осадка.
Устройство работает следующим образом. Крахмалосодержащую суспензию, например картофеяьную кашку, подают во вращаемый ротор 4 по ттаювцему устройству б. Суспензия, касаясь вращающихся элементов,отбрасывается центробежной силой на. фильтрующую поверхность S. С этого момента на иінасіси движение гуглен-нии н сюыичл фи..іьі-раиии с образованием осадка. Фильтрате крахмальными -зернами (ирахмальлаясуспензия.) постепенно вытекает из ротора. 4 через фильтрующую поверхность І в приемник %. откуда самотеком. выводнта на корпуса 1 устройства. Влажность прижатого к фильтрующей поверхности 5 н скользящего по ней н зубьям. 8 или осадка интенсивно еннжас і сн.
