separatoare centrifugale
Post on 02-Jan-2016
232 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
CUPRINS
1. Considerații generale ................................................................................32. Separatoare centrifuge cu talere cilindrice ...............................................43. Bibliografie ................................................................................................8
2
1. Considerații generale:
Sub acțiunea forței centrifuge, separarea impurităților are loc foarte rapid şi direct proporțional cu pătratul vitezei de rotație, cu raza tobei separatorului cu pătratul razei particulei, în suspensie cu diferența dintre greutatea specifică a mediului de dispersare şi greutatea particulei în suspensie şi invers proporțional cu viscozitatea mediului de dispersare.
Trebuie de avut în vedere că, deşi separatoarele centrifuge elimină foarte rapid suspensiile grosiere şi, o dată cu ele, într-o mare proporție, microorganismele, prin acest tratament nu se elimină substanțele coloidale şi, ca urmare, nu se schimbă nici viscozitatea produsului.
Separatoarele centrifuge se clasifică în funcție de mai multe criterii:După modul de alimentare şi evacuare a produselor se pot împărți în trei
grupe:
a. Separatoare deschise, la care atât alimentarea, cât şi evacuarea produselor se realizează în contact cu atmosfera;
b. separatoare semiermetice, la care, de obicei, alimentarea se efectuează în contact cu atmosfera, sub influența presiunii hidrostatice a lichidului, iar evacuarea produselor se efectuează prin conducte, sub acțiunea presiunii imprimate de forța centrifugă, care ajunge la 15-10105Pa. în categoria separatoarelor semiermetice se încadrează toate aparatele la care, cel puțin, o fază circulă în sistem închis sub presiune;
c. separatoare ermetice, la care atât alimentarea, cât şi evacuarea se efectuează în sistem închis, sub presiune.
Un alt sistem de clasificare, bazat pe elemente constructive, împarteseparatoarele centrifuge în două grupe:
a. separatoare cu talere tronconice, care sunt cele mai răspândite; b. separatore cu talere cilindrice concentrice.
După operaţia pe care o efectuează se pot clasifica în:a. centrifuge clarificatoare; b. centrifuge concentratoare;c. centrifuge pentru separarea de faze.
3
Separatoarele cu talere cilindrice concentrice sunt întrebuinţate numai pentru
operaţii de clarificare, în timp ce separatoarele cu talere tronconice pot fi
clarificatoare, concentratoare, pentru separarea de faze lichide etc.Clarificarea se aplică pentru înlăturarea impurităţilor solide din suspensie,
în fază lichidă. Condiţia esenţială este ca faza solidă să fie în proporţie redusă.In industria alimentară, clarificarea centrifugă şi-a găsit multe aplicaţii,
deoarece substituie cu succes o filtrare dificilă, la care stratul de precipitat se depune greu. Această clarificare are şi efect de sterilizare, fiindcă separă o parte din microorganisme prin sedimentarea lor. Clarificarea centrifugă se aplică în următoarele cazuri:
-pentru limpezirea sucurilor şi a mustului în locul limpezirii prin deburbare, când sunt îndepărtate particulele solide ca: pieliţe, resturi de miez, seminţe, frunze, pământ etc.- pentru limpezirea rapidă a vinurilor semifermentate în vederea obţinerii
vinurilor cu zahăr rezidual;
- pentru limpezirea rapidă a vinurilor sau a musturilor bentonizate, fără a
mai aştepta sedimentarea lentă a bentonitei - cazul în care bentonizarea dă
cele mai bune rezultate.
Vinurile maturate şi aproape limpezi nu se pot limpezi perfect şi în mod
economic prin centrifugare, deoarece impurităţile foarte fine, care condiţionează
opalescenţa vinurilor, se separă foarte dificil sub acţiunea forţei centrifuge.
In industria sucurilor de fructe, separatoarele centrifuge se utilizează în
următoarele cazuri:
- înainte de pasteurizarea sucului în vederea depozitării de lungă durată; în felul
acesta se îndepărtează cea mai mare parte din resturile de ţesuturi şi alte
impurităţi grosiere;
- înainte de filtrarea sucului, ceea ce determină o creştere a productivităţii
filtrului şi o mărire a duratei de folosire a materialului filtrant;
pentru separarea sucului rămas în sedimentul de la decantare în vederea măririi
randamentului sucului.
2. Separatoare centrifuge cu talere cilindrice
Separatorul centrifug cu talere cilindrice este format din talere cilindrice
concentrice, împreună cu sistemul lor de montare, carcasa tobei şi cu sistemul
care asigură crearea presiunii pentru evacuarea lichidului limpezit.
4
Talerele sunt cilindrice concentrice şi au pe una din părți o arcuire spre interiorul cilindrului. La montare, arcuirea este alternantă; la unele talere este la partea superioară, la altele la partea inferioară. Ele sunt fixate între piese speciale astfel realizate, încât să se formeze între talere un spaţiu sub formă de canal inelar (mergând din interior spre exterior) şi să etanşeze pe partea superioară spaţiul din interiorul zonei cu talere de spaţiu dintre talere şi carcasă, pentru a se evita amestecarea lichidului de alimentare cu lichidul de evacuare. Numărul talerelor este impar (figura 1).
Lichidul limpezit se introduce printr-un racord fix, sub presiune constantă
pentru separatoare ermetice şi sub presiune hidrostatică constantă pentru
separatoare semiermetice şi lăsat să cadă in interiorul tobei axial, de unde este
aruncat pe faţa interioară a talerului inelar cu diametrul cel mai mic. Aici este un
spaţiu destul de mare liber unde, sub efectul forţei centrifuge, se depune cea mai
mare parte din sediment.
Lichidul deversează între primul şi cel de al doilea taler cilindric, pe
deasupra pragului tamburului. Apoi are o curgere de zig zag, urcând şi coborând
printre talere, la fiecare taler fiind un spaţiu de sediment. Se realizează acest
circuit până ajunge la carcasa tobei la partea inferioară, după care se ridică pe
lângă faţa interioară a carcasei pătrunde în canalele dintre carcasă şi piesa
superioară de fixare a talerelor şi ajunge în camera de evacuare ca lichid
limpezit. De aici, printr-o piesă specială sub formă de disc, este împins în spaţiu
inelar dintre conducta de evacuare şi conducta de alimentare, de unde ajunge în
conducta de evacuare.
Sedimentul, în cea mai mare parte, rămâne în spaţiul interior al primului
taler şi ceea ce a scăpat se depune succesiv pe pereţii celorlalte talere.
Separatorul funcţionează continuu o perioadă de câteva ore până când se
adună în interiorul tobei o cantitate mai mare de sediment, care începe să
împiedice limpezirea. In acest moment, se opreşte alimentarea, se decuplează
motorul electric, se frânează toba şi se pregăteşte pentru demontare. Se
evacuează sedimentul, se spală elementele tobei, se reasamblează şi se
5
Fig. 1 Separator centrifug cu camere
Fig. 2 Separator centrifug cu talere tronconice şi descărcare
pulsatoare a sedimentului
remontează în carcasă. Pentru reducerea timpilor
în care nu se efectuează separarea centrifugă, la
un separator se pot folosi două tobe. In această
situaţie, timpul neutilizat este cel de oprire a
tobei, înlocuirea ei cu tobă de rezervă şi
repornirea pentru aducerea la turaţia de regim.
În figura 2 este reprezentat separatorul
centrifug cu descărcare centrifugă pulsatoare a
sedimentului. Particularităţile specifice ale
acestor separatoare constau în prezența găurilor
de descărcare a sedimentului, care sunt închise în
timpul acumulării în spațiu de șlam a
sedimentului de niște elemente mobile și se
deschid pentru evacuarea centrifugă a
sedimentului în timpul funcționării tobei. Elementele mobile, de obicei, se
deplasează datorită presiunii hidrostatice, care acționează asupra lor.
In timpul rotirii tobei în lichidul de separat apare presiunea hidrostatică Pl a
cărei mărime se determină de dimensiunile tobei, de turaţia ei şi de densitatea
produsului de separat. Pentru a închide carnalele 7 de la periferia tobei 8
serveşte pistonul 9. Dacă In camera 11 se creează o presiune hidrostatică P care
generează forţa N ce depăşeşte foiţa creata de presiunea P l, pistonul 9 închide
canalul 7 şi sedimentul se acumulează in spaţiul de şlam.
Presiunea hidrostatică în camera 11 poate fi creată în cel mai simplu mod,
prin admisia în toba rotativă a soluţiei tampon-apei de robinet prin canalul 2.
După ce spaţiul de şlam este umplut cu sediment, apare necesitatea de
descărcare a tobei, adică pistonul 9 trebuie să coboare şi să deschidă canalele de
descărcare 7. Aceasta se poate face pe două căi sau metode.
Prima metodă constă în deschiderea canalului 7 cu ajutorul unui
mecanism hidraulic. Lichidul din camera 11 este evacuat sub acţiunea forţei
centrifuge prin gaura 3, presiunea P dispare şi. sub acţiunea presiunii P asupra
faţetei 6, pistonul coboară deschizând canalul 7. prin care se descarcă
sedimentul din tobă în receptor.
6
Metoda a doua prevede admisia apei (sau a altui lichid) prin canalul 1 în
camera 10, în care se creează presiunea Pp, forţa T generată de această presiune
acţionează asupra membranei 5 şi, depăşind forţa P, impune pistonul 9 să
coboare, deschizând canalele de descărcare 7. Pentru ca pistonul să revină în
poziţia superioară, este suficient de evacuat lichidul din camera 10 prin canalul
4. Presiunea P va contribui la deplasarea pistonului în poziţia sa superioară.
Aşadar, forţa motoare, care deplasează elementul mobil pentru a descărca toba
poate fi creată sau de presiunea din camera de separare a produsului sau de
presiunea exterioară creată de lichidul de tampon în camerele 10 şi 11 ale tobei.
Axul unui separator şi sistemul de antrenare au puţine particularităţi pentru
diferitele tipuri constructive (fig. 3).
Toba cu talere 1, prin intermediul unui ax vertical 2, care la rândul său primeşte mişcarea de la un electromotor 11 este acţionată în mişcare de rotaţie.
7
3
În mod normal, separatoarele centrifuge, indiferent de tipul lor, au tobe care se rotesc la turaţii mai mari decât ale motoarelor electrice. Din acest motiv între motor şi ax este un sistem de mărire a turaţiei. Pe arborele doi al motorului se montează o roată melcată 6, care cuplează cu şurubul melc 4 de pe axul vertical al separatorului. Axul separatorului este montat vertical într-o carcasă prin două grupuri de lagăre cu rulmenţi: un grup la partea inferioară, care este şi lagăr de spijin şi prin care se reglează poziţia axului pe înălţime, cel de al doilea grup la partea superioară - lagărul de ghidare şi asigurare a verticalităţii, lăsând în consolă partea de ax, pe care se sprijină toba.
În carcasă, între cele două grupuri de lagăre, se găsesc elementele sistemului de antrenare într-o baie de ulei. Turaţia de regim a separatorului se atinge după 5...7 min de funcţionare.
8
Bibliografie
1. Ganea, Grigore și colaboratorii Utilaj Tehnologic în Industria Alimentară, volumul 1, Editura Tehnica – Info, Chișinău, 2007;
2. Ganea, Grigore și colaboratorii Linii tehnologice automatizate și mecanizate din industria de prelucrare a produselor horticole, Editura U.T.M., Chișinău, 2001;
3. Neagu C., Cebotarescu I., Utilaj tehnologic pentru vinificație, Editura Tehnică, Chișinău – București, 1997
9
top related