23) Разделение эмульсий в поле действия центробежных сил. Сепараторы, устройство и принцип действия. Расчет произв-ти.

Процессом сепарирования назыв. проц. разделения жидких неоднор. систем (чаще эмульсий и тонких суспензий (Ж+ТТ), d_частиц 100 мкм) в поле действия центроб-х сил. Проц. этот протекает достаточно эффективно (К_d колеблется от 5000 до 12000) и реализуется в аппаратах сепараторах. Процессу сепарирования подвергают молоко для отделения молочн. жира (эти аппараты назыв. молокоочистители), осветляют соки, отделяют остатки пивных дрожжей с помощью выброженного сусла. Для сепаратора: К_d = .

1-ротор (распределит. камера) 2-вал привода 3-неподвижный корпус сепаратора 4-комплект рабочих тарелок сепаратора(с отверстиями) 5-глухая тарелка (без отверстий)

6-штуцер подачи эмульсии на разделение; 7,8-штуцера отвода разделенных фракций

Пакет тарелок набирается с целью уменьшить длину пути частицы для разделения. Расстояния между тарелками около 0,4 мм.

Верхняя тарелка 5 явл. глухой разделит-ой тарелкой.

Эмульсия по центробежной трубе подается в камеру распределения, попадает в рабочее пространство сепаратора и распределяется между тарелками. Попадая в зазор между тарелками жидк-ть увлекается во вращение, действуют центробеж. силы. Частицы уносятся к переферии, вытесняя частицы более легкой жидк-ти. Достигнув глух. тарелки 5, частицы легк. жидк-ти подним-ся к патрубку и выводятся через 7. Тяж. частицы перемещ-ся над разделит тарелкой и отводятся по патрубку 8. Частица во входе в зазор попадает в отверстие, она будет находится под действием силы тяж и центробеж. силы.

Тарелка 5 служит для разделения легк. и тяж. жидкости.

Основным технологическим показателем в работе сепаратора явл-ся его произв-ть, которая зависит от многих параметров (режимных и конструктивных).

Для определения производ-ти сепаратора выделим элементарный участок dR, частица попадает в зазор. Цилиндр-й выдел-й элемент-й объем аппарата опред-ся как: dV = 2πR∙dR∙H∙z, где z – число каналов, Н – зазор между пластинами.

Производ-ть сепаратора установим исходя из времени пребывания эмульсии:

τ = V_p/V_c , V_p - раб. объем, м³; V_c – произв-ть объемная, м³/с

τ = dV/V_c

τ = ( определяется исходя из геометрии пути движения выдел-й среды).

Частица в процессе осаждения должна пройти расстояние S, определяемое как:

Процесс осаждения необходимо вести в ламинарном режиме, след-но можно опред-ть :

Подставляем значение длительности проц осажд-я в уравн-е для опред-я пути, проходимой частицей:

Интегрируем и получаем:

Определим производительность сепаратора :

Из получ-й завис-ти => что производить сеп-ра зависит от физич. свойств разделяемой системы ( ), от частоты вращения ротора и от констр-х размеров тарелок.

24) Назначение, способы ведения процесса фильтрования. Движущая сила процесса фильтрования и способы ее создания.

Проц-м фильтрования наз. проц. разделения жидких и газовых неоднородных сист. с помощью пористых перегородок, которые наз. фильтр-ые перегородки. В последнее время проц-ы фильтр-я дополнены специф-ми проц-ми, кот-е находят применение в пищ. пром-ти (ультрафильтрация, обратный осмос). Т.о. проц-ы фильтр-я составляют сами проц-ы фильтр-я, проц-ы ультраф-и и обратного осмоса. Движущей силой этих проц-в явл. разность давлений до и после фильтров перегор.

В зависимости от способов создания и поддержания движ. силы проц-ы фильтр-я протекают с:

1. Постоянной скор-ю проц.

2. падающей скор-ю проц.

Объяснение этому заключ-ся в кинетич. уравнении проц. фильтр-я

В левой части V- получаемого фильтрата, F- площадь фильтр-ой перегородки ; - длительность проц.

– скорость проц фильтр-я ( )

Скорость пропорциональна R- сопротивлению протекания пр-са, p- движущая сила.

Если p – const, , то ↓. Если

Различают пр-с фил-я по способу задержания распределит-й фазы, на фильтр-е с образов. осадка и фильтр-е с постеп-ым закупор-ем пор.

Первый случай пр-са фил-я осуществляется тогда, когда размер пор в фильтр-ой перегородке меньше диаметра частиц (dп<dч)	Второй случай: частицы задерживаются внутри пор(dч<dп). Перегородка назыв. глубинной.

Раздел-е неоднор. систем характериз-ся полидисперсностью частиц, т.е. в распределяемой фазе наход. частицы разл-х размеров. Эти частицы задержив-ся как на поверхн-ти, так и внутри в порах. Тогда фильтр-я перегородка назыв. поверхностно-глубинной.

С точки зрения эксплуатации аппарата желат-но чтобы перегородки работали с образов-ем осадка на поверхн-ти. В этом случае появл. возможность восстановить фильтр-ю поверхн-ть после снятия осадка с неё. Глубинные перегородки регенерации не подверг-ся.

Создание движущей силы пр-са фильтрования

Пусть давление под перегородкой p2 = рaтм p1 = ратм+ р = ризб Способы создания давления = + gh – осн уравнение гидрос-ки –давл-е на свободный пов-ти gh - давление гидростатич. столба жидкости.

= gh, h – высота столба жидкости.

2. , = *g*Н_В

3. Н_В – напор, создав-й вентилятором

4. В пром-ти жидкую неоднор. систему подают с помощью насоса

= *g*Н_Н

H_н – напор развиваемый насосом

- суспензии

Если < р_атм – вакуумное фильтр-е, при нём для увеличения движущей силы (над перегородкой) может создав-ся любым ранее рассмотренным способом. Максим-я глубина = - 1 атм.