Барабанные вакуум-фильтры

Пластинчатые фильтры

Рис. 4. Схема фильтрования на пластинчатом фильтр-прессе

Барабанные вакуум-фильтры в винодельческой промышленности используются для осветления жидкостей, которые кроме значительного количества грубодисперсных частиц содержат коллоидные частицы и их агрегаты, способные образовывать труднопроницаемые пленки на поверхности фильтровальных перегородок, препятствующих осаждению и уплотнению осадка грубодисперсных частиц. К таким жидкостям относятся сусловые и дрожжевые осадки, дрожжевая барда.

Барабанные вакуум-фильтры целесообразно применять при концентрациях суспензии не менее 5% и скорости осаждения частиц не менее 0,012 м/с. Перепад давлений в фильтрах этого типа составляет 0,02-0,09 МПа и зависит от свойств обрабатываемой суспензии.

Используются барабанные вакуум-фильтры с ножевым съемом осадка и со сходящим полотном.

Вакуум-фильтр состоит из горизонтального вращающегося барабана, погруженного примерно наполовину в жидкость, предназначенную для фильтрования. Поверхность вращающейся части изготовлена из тонкой металлической сетки или нейлоновой ткани, которая поддер­живает фильтрующий слой. Внутри барабана поддерживается вакуум. Фильтрат удаляется из внутреннего пространства барабана через центральную ось. Первичный слой диатомита намывают толщиной 50-60 мм. Далее из фильтруемой жидкости осаждают частицы, образующие на поверхности слоя диатомита тонкую пленку. Таким образом, поверхность вращающегося барабана во время работы имеет четыре разных, медленно возобновляемых зоны: зону фильтрования, находящуюся в фильтруемой жидкости; зону осушения на выходе этой части поверхности из жидкости; зону очистки скребком и зону, очищенная поверхность которой снова готова к фильтрованию.

Пространство между фильтрующей перегородкой и корпусом барабана разделяется ребрами так, что образуются изолированные секции (ячейки). Каждая ячейка имеет отводные трубки, которые соединяют неподвижной распределительной головкой с линиями вакуума или сжатого воздуха.

За один оборот барабана каждая ячейка проходит все операции цикла. В зоне фильтрования в полости ячейки создается разрежение, фильтрат проходит через фильтрующую перегородку и отводится через штуцер распределительной головки; на поверхности ячейки образуется осадок. После выхода из суспензии ячейка вакуумируется, и из осадка удаляется остаток фильтрата. На операциях промывки и второго обезвоживания в ячейке также создается разрежение, но воздушно-водяная смесь отводится через штуцер головки. В зоне съема осадка через штуцер под осадок подают сжатый воздух и разрыхляют его, после этого осадок легко снимается ножом или другим приспособлением (рис. 5).

Рис. 5. Схема устройства барабанного вакуум-фильтра: 1 - корыто, 2 - цилиндрический барабан, 3 - секция, 4 - неподвижная распределительная головка. А - зона вакуумного фильтрования, Б - зона промывки и обезвоживания осадка, В - зона съема осадка, Г - зона регенерации перегородки воздухом.

Снимающий нож (скребок) постепенно, с каждым оборотом снимает с фильтрующего слоя тонкую пленку, образованную осевшими примесями и некоторым количеством диатомита. Глубина среза, которую можно регулировать, составляет доли миллиметра. Поверхность барабана высушивают отсасыванием воздуха внутри барабана, когда она выходит из жидкости.

Одновременно осуществляется намывание фильтрующего слоя, так как в фильтруемую жидкость непрерывно подается диатомит. Таким образом, фильтрующий слой непрерывно возобновляется. Частота вращения барабана регулируется с учетом пропускной способности и требуемого качества фильтрата. Частота вращения барабана у вакуум-фильтров с ножевым съемом осадка колеблется, в основном, от 0,1 до 1,0 мин^-1.

Для фильтрования суспензий в виноделии используются также барабанные вакуум-фильтры со сходящим полотном. Такой фильтр содержит фильтровальную перегородку в виде бесконечной ленты, сходящей в зоне регенерации с барабана фильтра через систему роликов. При этом сначала при перегибании ленты через ролик фильтровальный осадок падает на транспортер, а затем лента поступает в систему форсунок, где с двух сторон подвергается поверхностной промывке регенерирующим раствором. Промытая лента поступает на барабан фильтра для следующего цикла фильтрования.

Для фильтрования сгущенной дрожжевой барды использовались серийно выпускаемые барабанные вакуум-фильтры со сходящим полотном марки БсхОК 3-1,75. Испытания фильтра на дрожжевой барде показали, что при оптимальных частотах вращения барабана 0,2-0,7 мин^-1 производительность в среднем составила 1,1 м³/ч.

Центрифуги и сепараторы. Общим для различных конструкций центрифуг и сепараторов является принцип, основанный на воздействии центробежной силы, возникающей при быстром вращении рабочего органа-барабана, на помещенную внутри него суспензию.

Величина центробежной силы

,

где т – масса вращающейся частицы, кг;

w – окружная скорость, м/с;

r – радиус вращения, м.

Подставляя значение окружной скорости, получаем:

, кг.

Для центрифуг характерно наличие некоторого эксцентриситета масс загруженного ротора относительно оси вращения. Это вызвано как неидеальной балансировкой ротора, так и не вполне симметричным распределением осадка в роторе. При вращении вала с ротором наличие эксцентриситета масс вызывает появление соответствующей центробежной силы, которая вызывает деформацию вала. Возникают периодические биения вала. В том случае, когда частота этих биений совпадает с собственной частотой колебания вала возникает резонанс. Соответствующее моменту резонанса число оборотов вала называется критическим.

В винодельческой промышленности для осветления сусла и ординарных вин используют сепаратор А1-ВСЗ. Сепаратор работает с отводом осветленного продукта под давлением и с пульсирующей выгрузкой осадка.

Сепаратор состоит из станины с приводным механизмом, барабана, приемно-отводного устройства, гидросистемы и электрического пульта.

Приводной механизм, вмонтированный в станину, включает в себя горизонтальный и вертикальный валы, тормоз, тахометр и пульсатор. К чаше станины крепится крышка сепаратора с приемником шлама. Тахометр служит для контроля частоты вращения барабана. Для проверки его показаний используется пульсатор.

Барабан - основная часть сепаратора, где под действием центробежной силы происходит выделение осадка из продукта и его осветление. Основные детали барабана - основание, тарелкодержатель с пакетом конических тарелок, поршень, затяжные кольца, крышка.

Питающая труба приемно-отводного устройства соединена с трубопроводом, по которому продукт поступает в сепаратор. Осветленная жидкость захватывается напорным диском и выводится из сепаратора через патрубок. Осадок собирается в шламовом пространстве, из него через разгрузочные щели выбрасывается в приемник шлама.

Отдельно от сепаратора устанавливается гидросистема и электрический пульт. Пульт управления предназначен для автоматического управления процессом непрерывного сепарирования (по времени) с частичной разгрузкой осадка из барабана, безразборной промывки его, управления электромагнитными вентилями на линиях подачи буферной жидкости и размывной воды в приемник шлама при разгрузке.

Гидросистема состоит из фильтра, двух манометров, электромагнитных клапанов слоя кратковременной подачи буферной жидкости в барабан и приемник осадка, редуктора, ручных вентилей для управления работой сепаратора вручную.

Неосветленный виноматериал поступает в барабан по питающей трубе, проходит между ребрами тарелкодержателя к периферии тарелок, распределяется в межтарелочных зазорах, где под действием центробежной силы осветляется. Под давлением виноматериал выходит в камеру в верхней части крышки барабана, захватывается напорным диском и выводится через приемно-отводное устройство в трубопровод. Примеси выбрасываются в шламовое пространство, из него через разгрузочные щели основания барабана- в приемник шлама. Щели открываются при опускании поршня, закрываются при поднятии. Сепарирование производится непрерывно и не прекращается в период разгрузки накопившегося в барабане шлама.

Дата добавления: 2014-01-15