Сепаратори, принцип дії, застосування

Сепаратори застосовуються в багатьох харчових виробництвах для освітлення і поділу рідин. Вони працюють за принципом тонкошарового центрифугування (сепарування). У бистровращающейся барабані сепаратора процес природного відстоювання рідини інтенсифікується як за рахунок заміни прискорення вільного падіння відцентровим прискоренням, так і за рахунок робочої висоти відстійника до межтарельчатого зазору в пакеті конічних тарілок. Фактори поділу сучасних сепараторів в межах 6000 ... 10 000.

Сепаратори діляться на три класи:

сепаратори-роздільники, що застосовуються для поділу суміші рідин, нерозчинних одна в іншій, і для концентрування або згущення суспензій і емульсій;
сепаратори-освітлювачі, призначені для виділення твердих суспензій з рідини;
комбіновані сепаратори служать для виконання двох або більше операцій.

Сепаратори-роздільники й сепаратори-освітлювачі розглянемо схеми барабанів (рис. 28). У сепараторі-освітлювачі (рис.28, а) зважені частинки, що мають трохи більшу щільність, ніж осветляющих рідина, рухаються під дією відцентрових сил у напрямку до стінки барабана і скупчуються там у вигляді згущеного осаду. Освітлена рідина, пройшовши між тарілками, відводиться через спеціальне пристосування і виводиться з сепаратора. Осад видаляється з барабана при періодичної його розбиранні і чищенні або шляхом безперервного спуску через регульовані по величині отвори.

У сепараторі-роздільник (рис. 28, б) тарілки мають отвори, що утворюють в пакеті вертикальні канали, через які вихідний продукт надходить в межтарельчатого простору. Особливістю конструкції сепараторів-роздільників є наявність розділової тарілки, встановленої між пакетом тарілок і кришкою сепаратора. Ця тарілка має ребра, що утворюють канали, по яких відводиться важка фракція.

При роботі сепараторів вихідна рідина подається в барабан, проходить по каналах між підставою і тарелкодержатель і по каналах, освіченими отворами в тарілках, надходить в пакет тарілок. Під дією відцентрової сили відбувається поділ рідини на легку і важку фракції. По спеціальних каналах, не змішуючись, вони виводяться з барабана.

Мал. 28 Сепаратори - освітлювачі (а) і сепаратори- роздільники (б). схема роботи

Сепаратори типу барабана розрізняють на тарілчасті і багатокамерні. Барабан тарілчастих сепараторів містить пакет конічних тарілок, які ділять потік оброблюваної рідини на ряд паралельних шарів; барабан багатокамерних сепараторів має комплект концентричних циліндричних вставок, які поділяють її на кільцеві камери, за якими обробляється рідина протікає послідовно.

Сепаратори за способом вивантаження твердої фракції (шламу) з барабана розрізняють сепаратори з ручним і відцентрової розвантаженням. Перші можуть ефективно використані лише при малій вихідної концентрації твердих суспензій в сепарованого рідини. Сепаратори з відцентровим видаленням осаду мають перевагу - збільшення тривалості їх безперервної роботи і можливість автоматизації процесу сепарування.

Сепаратори мають різні конструкції механізму розвантаження. Ілюстрацією можуть служити схеми, показані на рис. 29. Послідовність вивантаження осаду з барабана у всіх сепараторів однакова: спочатку перекривається подача рідини, потім відкриваються щілини і осад під дією відцентрової сили віддаляється в приймальну ємність.

Сепаратори бувають трьох типів:

Сепаратори відкритого типу відрізняються тим, що надходження вихідної рідкої суміші, а також відведення рідких фракцій відбувається відкритим потоком. Сепаратори напівзакритого типу подають вихідну рідку суміш, відводять одну або всі рідкі фракції під тиском, але процес сепарування не ізольований від доступу повітря. Сепаратори герметичного типу від доступу повітря ізолюють як потоки вихідної рідкої суміші, рідких фракцій, так і процес сепарування.

Мал. 29 Сепаратори: конструкції механізму розвантаження:

а - клапанний на три фракції; б - з радіальними соплами; в - з кільцевим поршнем; г - з циліндричними клапанами

Сепаратори-освітлювачі тарельчатого типу з відцентрової пульсуючим вивантаженням осаду, що виготовляються в напівзакритому виконанні і призначені для очищення (на рис. 30). Сепаратор складається з приводного механізму, барабана 9. приймально-відвідних комунікацій, приймача осаду. Крім того, передбачені системи управління вивантаженням осаду, пульт управління і прилади Кіпа. У станині 1 змонтовані всі основні елементи приводу: вертикальний вал 3 і горизонтальний вал, на якому насаджено гвинтове зубчасте колесо 4. передає обертання через шестерню вертикальному валу, тахометр. У верхній частині станини кріпиться чаша 6 і приймач осаду 8.

Мал. 30 Сепаратори -осветлітелі тарельчатого типу з відцентрової пульсуючим вивантаженням осаду

Внутрішня порожнина станини є масляну ванну для змащення приводного механізму. Холодець і зливний отвори для масла закриті пробками, розташовані відповідно на кришці люка тахометра і нижній частині станини. У чаші 6 розташований гідровузол 7. який призначений для регулювання вивантаження осаду через розвантажувальні щілини барабана 9. Приймально-відводить пристрій 11 служить для подачі вихідної суспензії, відводу освітленої фракції з міжтарілочний просторів. Осад видаляється з сепаратора через приймач 8 і циклон 12. Останній призначений для погашення швидкості викидається осаду.

Таким чином, сепаратори бувають різних типів і різними за конструкцією, але всі вони застосовуються в багатьох харчових виробництвах, тому що без них неможливо освітлення і поділ рідин.