Разделение смесей методом фильтрации.
Постоянную разность давлений для обеспечения стационарности процесса фильтрации можно создавать различными способами. Так, например, если в пространство над гетерогенной системой подать сжатый воздух, или же под фильтровальной перегородкой создать разряжение вакуум-насосом, то фильтрация в обоих случаях будет осуществляться при постоянной разности давлений. При этом скорость процесса фильтрования обычно постепенно уменьшается, так как увеличивается толщина осадка.
Распространенный способ фильтрования, когда гетерогенную систему подают поршневым насосом с постоянной производительностью. В этом случае процесс фильтрования идет при постоянной скорости. Если же насос не обеспечивает постоянства расхода, то фильтрование идет при переменных значениях и давлении и скорости.
При разделении гетерогенной системы с небольшой концентрацией твердой фазы применяют фильтровальные вспомогательные вещества: диатомит, перлит, асбест, активированный уголь, древесную муку, которые наносят предварительно на фильтровальную перегородку в виде слоя толщиной не более 50 мм.
Процесс фильтрации существенным образом зависит от того, совпадают ли или противоположны направления действия сил тяжести и направление движения гетерогенной системы. Когда направление движения противоположно направлению действия сил тяжести, то это приводит к затруднению образования осадка.
|
|
|
В производстве под фильтрованием понимают не только разделение системы на фильтрат и осадок, но и последующие операции промывки и просушки осадка на фильтре.
В качестве фильтрующих материалов применяют естественные хлопчатобумажные (бельтинг, бязь, миткаль), искусственные (капрон, нейлон) и шерстяные ткани, а также плетенные и штампованные металлические сетки, песок, гравий и пористые керамические материалы.
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].
Дата добавления: 2020-04-25; просмотров: 158; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!