Центробежные сепараторы: очистка нефтепродуктов на центробежных сепараторах

центробежная очистка топлива методом сепарации

О заводе О заводе О заводе О заводе О заводе Лицензии История Реквизиты новости Лицензии История Реквизиты новости Лицензии История Реквизиты новости

Продукция Продукция Гидравлические масла ВМГЗ Расшифровка ВМГЗ Вязкие масла Маловязкие масла Синтетические и полусинтетические масла Средневязкие масла Индустриальные масла Масла для легконагруженных высокоскоростных механизмов Масла для направляющих скольжения станочного оборудования Масла для прокатных станов Масла для тяжелонагруженных узлов с твердыми добавками Масла общего назначения Масла специального назначения Масла цилиндровые Моторные масла Масло М-10В2 Масло М-10Г2К Масло М-14В2 Масло М-6316Г Масло М-8В Осевые масла Зимнее Масло Летнее Масло Северное Масло Масло ТАП-15В Смазки Смазка Литол-24 Смазка графитная Смазка канатная Смазки 1-13 Солидол жировой Циатим-201 Циатим-203 СОЖ МР-7 Тосол Эмульсол ЭГТ Тара Бочка 200 л (б\у) Бочка 216л Евро Канистра (50л/30л) Канистра (20л/10л) Топочный мазут Трансмиссионные масла Масло ТАД-17 Масло ТСП-10 Масло ТСП-14ГИП Масло ТСП-15К Электроизоляционные масла_ масла МДПН Масло ВГ Масло ГК Масло МДПН Масло ТКП Энергетические масла Компрессорные масла Турбинные масла печное топливо Свойства масел и методы их оценки MAP сож топливо для АБЗ масло для буровых растворов печное топливо оптом печное топливо для автоматических горелок темное печное топливо Турбинные масла

цены цены оптовые цены на промышленные масла Индустриальные масла Трансмиссионные м

Поставки оборудования и запчастей. Обслуживание и ремонт

Центробежные сепараторы

Историческая справка

В немецком коммерческом издании Milch-Zeitung от 18 апреля 1877 г. было дано описание только что изобретенного приспособления, предназначенного для отделения сливок от молока. Оно представляло собой «барабан, благодаря вращению которого в течение некоторого времени на поверхности молока образовывается слой сливок, который можно снимать обычным способом».

Прочитав эту статью, молодой шведский инженер Густав де Лаваль заявил:

«Я докажу, что центробежная сила действует в Швеции не хуже, чем в Германии». 15 января 1878 г. в ежедневной газете Stockoims Dagblad появилось сообщение: «Со вчерашнего дня началась демонстрация центробежной машины для снятия сливок. Этот показ будет продолжаться ежедневно с 11 до 12 ч. утра на ул. Регерингсгатан, в доме №41 на первом этаже. Эта машина соединена с барабаном, который приводится в движение с помощью ременного блока.

Рис.1 Густав де Лаваль, изобретатель первого центробежного сепаратора непрерывного действия.

Будучи легче молока, сливки вытесняются центробежной силой на его поверхность, откуда по желобку стекают в отдельный сосуд. Молоко, оказавшееся под сливками, направляется на периферию барабана, откуда по другому желобу течет в другой сосуд».

С 1890 г. разработанные Густавом де Лавалем сепараторы стали оснащаться специально сконструированными коническими тарелками, патент на которые был выдан в 1888 г. немцу Фрехерру фон Бехтольшайму (Freiherr von Bechtolsheim) и куплен в 1889 г. шведской фирмой АВ Separator, одним из акционеров которой был Густав де Лаваль.

Сегодня большинство моделей подобных машин оборудованы пакетами конических тарелок.

Рис.2 Один из самых первых сепараторов, Альфа А 1, выпускавшийся с 1882 г.

Осаждение под действием силы тяжести

В историческом масштабе центробежный сепаратор — изобретение недавнее. Немногим более ста лет назад единственным способом отделения одного вещества от другого было использование естественного процесса осаждения под воздействием силы тяжести. Осаждение — непрерывный процесс. Частички глины во взбаламученной луже постепенно оседают, и вода становится прозрачной. То же самое происходит с тучами песка, перемешанными с водой в волнах прибоя или поднятыми ногами купальщиков. Нефть, вытекшая в море, легче воды, и поэтому она постепенно поднимается и формирует пятна на поверхности воды.

Осаждение под воздействием силы тяжести также изначально использовалось в молочном производстве для отделения сливок от молока. Парное молоко оставлялось в сосуде. Через некоторое время жировые шарики агрегировались и всплывали на поверхности, где образовывали слой сливок. Последний затем снимался вручную.

Требования к осаждению

Жидкость должна представлять собой дисперсию, то есть смесь из двух или более фракций, одна из которых сплошная. Сплошная фаза молока может фигурировать как плазма молока или обезжиренное молоко. Жир содержится в плазме молока в форме круглых шариков различного диаметра — до 15 микрон. В молоке также содержится третья фракция, состоящая из разрозненных твердых частичек, в том числе клеток вымени, измельченной соломы, шерсти и т.д.

Фракции, которые нужно отделить, не должны растворяться друг в друге. Растворенные вещества не могут быть разделены методом осаждения.

Растворенная лактоза не может быть отделена центрифугированием. Тем не менее она может кристаллизоваться. А кристаллы лактозы можно разделить с помощью осаждения.

Фракции, которые нужно разделить, должны также иметь различную плотность. Фракции молока удовлетворяют этому требованию: у твердых примесей плотность больше, чем у обезжиренного молока, а у жировых шариков — меньше.

Как происходит осаждение?

Мы знаем, что камень, брошенный в воду, утонет, а пробка всплывет на ее поверхность, потому что камень «тяжелее», а пробка «легче» воды.

Вероятно, у некоторых вызовет затруднение вопрос о том, что случится с камнем или куском железа, если вместо воды их опустить в сосуд с ртутью. Опыт достаточно простой. Ртуть — жидкий металл, имеющий высокую плотность, поэтому и железо, и камень останутся на ее поверхности.

Рис.3 Подмешиваемый в воду песок тонет, а нефть всплывает.

Плотность

Каждое вещество обладает характеристикой, называемой плотностью. Плотность является мерой тяжести вещества и может быть выражена в кг/м³. Если мы положим на весы один кубический метр железа, то они покажут 7860 кг (плотность железа 7860 кг). Плотность воды при комнатной температуре составляет 1000 кг/м³, а камня (гранита), пробки и ртути при комнатной температуре — 2700, 180 и 13 550 кг/м³ соответственно.

Когда в воду опускают какой-либо предмет, утонет он или останется на ее поверхности, зависит от того, какова его плотность по сравнению с плотностью воды.  Если плотность предмета выше плотности воды, он утонет, в противном случае предмет останется на поверхности воды.

Плотность обычно обозначается греческой буквой ρ. При плотности какой-либо частицы, равной ρ _p и плотности жидкости, равной ρ ₁ разницу в их плотности можно обозначить как (ρ _t — ρ ₁). Например, разница плотностей камня и воды составляет (2700 — 1000) = 1700 кг/см³, что является положительным числом, т.к. плотность камня больше плотности воды. Поэтому, если мы опустим в воду камень, он утонет.

Что касается пробки, то здесь разность получается с отрицательным результатом, т.к. плотность пробки ниже плотности воды. Следовательно, брошенная в воду пробка не утонет, а останется на ее поверхности. Пробка будет двигаться в направлении, противоположном силе притяжения.

Рис.4 Пробка легче воды, поэтому она не тонет. Камень тонет, потому что он тяжелее.

Рис.5 И железо, и камень, и пробка имеют меньшую плотность, чем ртуть, поэтому они в ней не тонут.

Скорость осаждения и всплытия

Твердая частичка или жидкая капелька, движущаяся под действием силы тяжести сквозь вязкую жидкость, в конечном счете приобретает постоянную скорость. Она называется скоростью осаждения. Если плотность частицы ниже, чем плотность жидкости, она будет двигаться вверх со скоростью всплытия.

Эти скорости обозначаются буквами V_g (g — сила тяжести). Величина скорости
осаждения/всплытия определяется следующими физическими параметрами:

•      Диаметром частицы d. м

•      Плотностью частицы ρ _p, кг/м³

•      Плотностью непрерывной фазы, ρ ₁, кг/м³

•      Вязкостью непрерывной фазы η, кг/м,с

•      Ускорением силы тяжести g = 9,81 м/с².

Если известны значения всех вышеперечисленных параметров, то можно рассчитать скорость осаждения/всплытия частицы или капли при помощи следующей формулы, выведенной из закона Стокса:

Эта формула (уравнение 1) показывает, что скорость осаждения/всплытия частицы или капли:

•     Возрастает пропорционально квадрату диаметра частицы; это означает, что частица диаметром
2 см будет опускаться или всплывать в четыре раза быстрее (2² = 4), чем частица диаметром 1 см

•     Возрастает с увеличением разницы плотностей между фазами

•     Возрастает с уменьшением вязкости непрерывной фазы.

Скорость всплытия жирового шарика

Жировые шарики в молоке, помещенном в сосуд, поднимаются к поверхности молока. Скорость их всплытия может быть рассчитана с помощью вышеприведенной формулы. Используемые в решении нижеследующего уравнения средние показатели справедливы при температуре окружающего воздуха около 35°С:

Как видим из полученного результата, жировые шарики поднимаются очень медленно. Комочек диаметром в три микрона движется вверх со скоростью 0,6 мм/ч. Скорость всплытия шарика вдвое большего диаметра составит 2² х 0.6 = 2,4 мм/ч. На практике шарики жира образуют крупные скопления и их всплытие происходит гораздо быстрее.

На рис. 6 схематически показано, как жировые шарики различного диаметра движутся под воздействием силы тяжести через молочную сыворотку. В момент времени 0 жировые шарики находятся на дне сосуда. По истечении t минут произошло некоторое осаждение, а через 3 t минут самый крупный жировой комочек достиг поверхности. К этому моменту жировой шарик средних размеров поднялся
до средней отметки на полпути к поверхности, а самый маленький преодолел только четверть пути.

Жировой шарик средних размеров достигнет поверхности через 6 t минут, а самый маленький — через 12 t минут.

Периодическое сепарирование под действием силы тяжести

В сосуде А, показанном на рис.7, содержится жидкость, в которой во взвешенном состоянии находятся твердые частицы одинаковых размеров и более плотные, чем жидкость. Для того чтобы находящиеся на поверхности жидкости частицы опустились на дно, должно пройти довольно много времени. Расстояние, которое они должны преодолеть в этом случае, составляет h₁ м.

Рис.6 Скорости всплытия жировых шариков различных диаметров.

Рис.8 В этом сосуде происходит непрерывное отделение твердых фракций от жидкости.

Время осаждения может быть сокращено при условии сокращения этой дистанции. Высоту сосуда (В) уменьшили, а площадь увеличили с тем, чтобы объем остался неизменным. Дистанция осаждения (h₂) уменьшилась до 1/5 от первого варианта (h), и время, требуемое для полного разделения фракций,
также сократилось до 1/5. Но следует помнить, что чем больше сокращается дистанция и время осаждения, тем больше становится площадь сосуда, в котором происходит осаждение.

Непрерывное сепарирование под действием силы тяжести

Простейший сосуд, в котором может осуществляться непрерывное отделение частичек разного диаметра от жидкости, показан на рис.8. Жидкость, содержащая частички в виде шлама, поступает в сосуд с одного его конца и движется в направлении выхода на другом конце под определенным напором.

При движении частички оседают с различной скоростью в зависимости от их диаметров.

Экраны увеличивают производительность

Пропускная способность разделительного сосуда повышена при увеличении его площади, но при этом сосуд станет слишком громоздким и неудобным в работе. Вместо этого можно увеличить зону под осаждения, установив в сосуде горизонтальные экраны (см. рис. 6.2.9).

Теперь имеется ряд «разделительных каналов», в которых осаждение частиц может происходить с той же скоростью, что и в сосуде, показанном на рис.8. Общая пропускная способность сосуда умножается на число таких каналов. Общая площадь (то есть суммарная площадь всех экранов) для осаждения, помноженная на число осадительных каналов, определяет максимальную пропускную способность сосуда при сохранении качества очистки, то есть при недопущении ухода частиц ограниченного или более крупного размера вместе с очищенной жидкостью.

Рис.9 Горизонтальные экраны, которыми оснащен разделительный сосуд, значительно увеличивают площадь, на которой происходит осаждение.

При непрерывном отделении взвеси от жидкости в сосуде с горизонтальными экранами осадительные каналы будут постоянно забиваться собирающимися в них частицами. В конце концов процесс остановится.

В сосуде с наклонными экранами, показанном на рис.10, частицы, оседающие на экранах, соскальзывают под действием силы тяжести с экранов и скапливаются на дне сосуда.

Почему частицы, оседающие на экранах, не захватываются жидкостью, текущей вверх между экранами? Объяснение дано на рис.11, на котором показан разрез части осадительного канала. Когда жидкость течет между экранами, ее пограничный слой, ближайший к экранам, тормозится трением, и поэтому скорость его падает до нуля.

Стационарный пограничный слой оказывает тормозящее воздействие на соседний слой, и так далее в направлении к центру канала, где скорость максимальная.

Получается профиль скоростей, как показано на рисунке. — ламинарный поток в канале. Частицы, осевшие в стационарной пограничной зоне, таким образом, находятся под воздействием только силы тяжести.

Поверхность для осаждения, используемая при прохождении через сосуд с наклонными вставками максимального потока, должна быть предварительно рассчитана. Для полного использования пропускной способности разделительного сосуда необходимо предоставить оседающим частицам как можно большую поверхность. Расстояние, в пределах которого происходит осаждение, не оказывает непосредственного влияния на пропускную способность сосуда, но какую-то минимальную ширину канала необходимо выдерживать, чтобы не допустить забивания каналов оседающими частицами.

Рис.10 В осадительном сосуде с наклонными экранами поток рассекается на слои, а частички соскальзывают вниз.

Рис.11 Скорости частиц в разных точках разделительного канала. Длина стрелки
соответствует скорости частицы.

Непрерывное разделение одной твердой и двух жидких фаз

Для разделения двух смешанных жидкостей под действием силы тяжести и одновременно для отделения от этой смеси перемешанных с ней твердых частичек можно использовать устройство, подобное изображенному

на рис.12

Смесь поступает сверху вниз через входное отверстие В. Затем она движется в горизонтальном направлении на уровне В. На этом уровне твердые частицы, имеющие большую плотность, чем обе жидкости, оседают на дно сосуда.

Та из двух жидких фаз, чья плотность меньше, поднимается к поверхности и переливается через верхнее выходное отверстие В₁. Более

плотная жидкая фаза стекает вниз, проходит под экраном В₂ и выливается наружу через нижнее отверстие. Экран В₂ предотвращает течение жидкости с меньшей плотностью в неверном направлении.

Разделение под действием центробежной силы

Скорость осаждения

Если сосуд наполнили жидкостью и начали вращать, как показано на рис.13, возникает поле центробежной силы. Оно создает центробежное ускорение а.

В отличие от силы тяжести g в стационарном сосуде, центробежное ускорение не есть постоянная величина. С увеличением расстояния от оси вращения (радиус r) и скорости вращения, обозначенной как угловая скорость w, центробежное ускорение возрастает (см. рис.14).

Рис.12 Сосуд, предназначенный для непрерывного разделения двух жидких фаз и одновременного осаждения твердых фракций.
В Входное отверстие.
В1 Выходное отверстие для
жидкости, имеющей меньшую плотность.
В2 Экран, предотвращающий течение жидкости с меньшей плотностью через выходное отверстие для жидкости с большей плотностью.

Рис.13 Во вращающемся сосуде возникает центробежная сила.

Рис.14 Простой сепаратор.

Ускорение можно рассчитать с помощью нижеследующей формулы 2.

Следующую формулу 3 получаем, если центробежное ускорение а, выраженное как rw², подставить вместо ускорения силы тяжести g в ранее приведенной формуле 1, выведенной из закона Стокса.

Уравнением 3 можно воспользоваться для расчета скорости осаждения, v, каждой частицы, находящейся в центрифуге.

Скорость всплытия жирового шарика

Ранее примененное уравнение 1 показало, что скорость всплытия одного жирового шарика диаметром 3 мкм под воздействием силы тяжести равняется 0,6 мм/ч или 0,166 х 10^-6 м/сек.

Теперь можно прибегнуть к уравнению 3, чтобы вычислить скорость всплытия жирового шарика того же диаметра, находящегося на радиальном удалении 0,2 м, при вращении центрифуги со скоростью n = 5400 об/мин.

Угловая скорость рассчитывается следующим образом:

Если 2 π = 1 обороту и n — обороты в минуту,

при скорости вращения (n) = 5400 об/мин угловая скорость (w) составит 564,49 рад/сек. Скорость осаждения (v) в таком случае будет:

то есть 1,08 мм/сек или 3896 мм/ч.

Разделив скорость осаждения в зоне действия центробежной силы на скорость осаждения под воздействием силы тяжести, получаем представление об эффективности сепарации в центрифуге по сравнению с осаждением под действием силы тяжести. Скорость осаждения в центрифуге в 6500 раз выше (3896,0/0,6 = 6500).

Рис.15 Если повернуть на 90 градусов и начать вращать снабженный перегородками (экранами) сосуд, то мы получим барабан центрифуги для непрерывного отделения
твердых частиц от жидкости.

Непрерывное центробежное отделение твердых частиц (кларификация, или очистка)

На рис.15 показана центрифуга для непрерывного отделения твердой фракции от жидкой. Эта операция называется кларификацией (осветлением или очисткой). Представим себе, что сосуд для осаждения, изображенный на рис.10, повернули на 90 градусов и загустили, как волчок вокруг оси вращения. То, что мы увидим при этом, будет выглядеть как центробежный сепаратор в разрезе.

Разделительные каналы

На рис.15 также видно, что у барабана центрифуги имеются вставки в виде конических тарелок. Это увеличивает площадь для осаждения.

Тарелки опираются друг на друга и создают конструкцию, известную под названием «пакет тарелок». К тарелкам приварены радиальные полосы, которые создают между ними необходимые зазоры. Так формируются каналы. Их ширина определяется толщиной радиальных полос.

+

Рис.16 Упрощенная схема разделительного канала и движения твердой частицы в жидкости во время разделения.

На рис.16 показано, как жидкость поступает в канал по наружному краю (радиус r₁), стекает по внутреннему краю (радиус r₂) и движется к выходу. Во время

движения по каналу частички стремятся наружу, оседая в направлении тарелки, которая играет роль внешней границы канала.

Скорость движения жидкости w не одинакова в каждой точке канала.

Она изменяется от почти нулевой в непосредственной близости к тарелкам до максимальной в центре канала. Центробежная сила действует на все частички, выталкивая их на периферию сепаратора со скоростью осаждения v. В результате частичка движется одновременно и со скоростью всего потока w, и со скоростью осаждения v в радиальном направлении — на периферию.

Результирующая скорость v_p является суммой двух этих движений. Частичка движется в направлении, указанном вектором v_p. (Для упрощения схемы предполагается, что частичка движется по прямой, как показано на иллюстрации пунктирной линией.)

Для того чтобы отделиться от жидкости, частичка должна осесть на верхнем экране до прихода к точке В^I, то есть на радиусе, равном или большем, чем r_{2После того как частичка осела, ее уже не может унести с собой поток жидкости, поскольку его скорость у поверхности тарелки очень мала. Поэтому она выскальзывает наружу по нижней поверхности диска под воздействием центробежной силы, попадает на внешний край у точки В и оседает на стенке барабана центрифуги.}

Рис.17 Частицы более
крупные, чем микрочастица, будут отделены, если они находятся
в выделенной зоне.

Микрочастица

Микрочастица — это частица такого размера, что если она начнет двигаться от наиболее неблагоприятного места, а именно от точки А (см. рис.17), то она только дойдет до верхней тарелки в точке В^I. Все более крупные частички будут уже отделены.

На рисунке видно, что и некоторые более мелкие, чем предельная, частички тоже будут отделены, если они попадут в канал в точке С, где-то между А и В.

Чем мельче частичка, тем ближе С должно быть к В. чтобы произошло отделение.

Непрерывное центробежное сепарирование молока

Рис.18 В барабане центробежного очистителя молоко попадает на периферию тарелочного пакета, откуда по каналам устремляется внутрь.

Кларификация (очистка)

В центробежном очистителе молоко попадает в разделительные каналы со стороны внешнего края тарелочного пакета, течет внутрь по каналам в радиальном направлении в сторону оси вращения и вытекает наружу через выпускное отверстие в верхней части, как показано на рис. 18. В процессе движения потока через тарелочный пакет твердые примеси отделяются и направляются в обратную сторону вдоль нижних поверхностей тарелок — на периферию барабана очистителя. Там они скапливаются в отстойнике. По мере прохождения молока по всей радиальной ширине тарелок от него отделяются и очень мелкие частицы. Наиболее типичным различием между центробежным очистителем и сепаратором является конструкция пакета тарелок: у очистителя отсутствуют распределительные отверстия и имеется всего одно выходное отверстие, в то время как у сепаратора их два.

Сепарирование

Пакет тарелок центробежного сепаратора снабжен вертикально совмещенными распределительными отверстиями. На рис.19 схематично показано, как жировые шарики отделяются от молока в дисковом пакете центробежного сепаратора. Более подробно этот процесс проиллюстрирован на рис.20.

Рис.19 В барабане
центробежного сепаратора молоко через распределительные
отверстия попадает в пакет тарелок.

Молоко подается через вертикально совмещенные распределительные отверстия в тарелках на определенном расстоянии от края пакета тарелок.

Под воздействием центробежных сил в межтарелочном пространстве траектория движения механических примесей и жировых шариков изменяется в зависимости от соотношения плотности данных фракций и плазмы молока.

Как и в кларификаторе, более плотные твердые примеси будут быстро выноситься в направлении периферии сепаратора и собираться в отстойнике.

Рис.20 Вид части тарелочного пакета в разрезе. Здесь показано, как молоко поступает через распределительные отверстия и как от него отделяются жировые шарики.

Осаждению твердой фракции также способствует то обстоятельство, что в этом случае обезжиренное молоко в каналах движется в направлении периферии пакета тарелок.

Сливки, т.е. жировые шарики, имеют меньшую плотность, чем обезжиренное молоко, и поэтому движутся в каналах по направлению внутрь, к оси вращения и далее к осевому выходному отверстию.

Обезжиренное молоко движется к периферии, за пределы пакета тарелок, проходит по каналу, образованному поверхностями барабана сепаратора и разделительной тарелкой, к концентрическому выходу для обезжиренного молока.

Степень обезжиривания

Степень обезжиривания молока зависит от конструкции сепаратора, скорости прохождения через него молока и размеров жировых шариков.

Самые мелкие жировые шарики (диаметр < 1 мкн) не успевают всплыть при данной скорости потока и уносятся из сепаратора вместе с обезжиренным молоком. Обычно содержание жира в таком молоке составляет от 0,04 до 0,07%, и говорят, что установка обеспечивает степень обезжиривания молока от 0,04 до 0,07.

Если уменьшить скорость потока молока через сепаратор, уменьшится скорость его прохождения по разделительным каналам. Это предоставит жировым шарикам больше времени для всплытия и выхода наружу через отверстие для сливок. Соответственно с уменьшением производительности сепаратора степень обезжиривания молока будет увеличиваться, и наоборот.

Жирность сливок

Цельное молоко, направляемое в сепаратор, выходит из него в виде двух потоков — обезжиренного молока и сливок. Сливки обычно составляют около 10% от всего объема. Жирность сливок определяет их количественное соотношение с молоком. Если жирность цельного молока составляет 4%, а пропускная способность сепаратора равна 20 000 л/ч, общее количество жира, проходящего через сепаратор, будет:

Допустим, требуется получить сливки жирностью 40%. Это количество жира должно быть растворено в определенном объеме молока. Общее количество жидкости, которое для этого потребуется, в этом случае будет:

800 л/ч — это чистый молочный жир. а остальные 1200 л — обезжиренное молоко.

Установка дроссельных заслонок на патрубках выхода сливок и обезжиренного молока позволяет регулировать относительные объемы двух потоков с тем, чтобы получить требуемую жирность сливок.

Выгрузка осадка в шламовое пространство

В твердую фракцию, которая скапливается в барабане сепаратора, входят солома, шерсть, клетки вымени, белые кровяные тельца (лейкоциты), красные кровяные

тельца (эритроциты), микроорганизмы и т.п. Общее содержание осадка

в молоке в разных случаях может

быть различным, но обычно

составляет около 1 кг на 10 000 литров. Объем отсека для накопления осадка зависит от размеров сепаратора, обычно он составляет 10-20 л.

Рис.21 Тарелочный пакет с распределительными отверстиями и дистанционными наклепками.

В молочных сепараторах с ручной выгрузкой осадка довольно часто приходится вручную разбирать барабаны и очищать эти отстойники, что требует немалых затрат ручного труда.

Современные самоочищающиеся барабаны сепараторов оснащены приспособлениями для автоматического освобождения от накопившегося осадка через установленные интервалы. Это устраняет необходимость ручной очистки. Система выброса твердой фракции описана в конце этой главы, в разделе «Система выгрузки».

Обычно выброс твердой фракции происходит через 30- или 60-минутные интервалы в процессе сепарации молока.

Рис.22 Для выброса твердой фракции осадительная камера для накопления осадка на периферии барабана на короткое время открывается.

Устройство центробежного сепаратора

На рис.25 и 26, показывающих самоочищающийся сепаратор в разрезе, видно, что его барабан состоит из двух основных деталей — корпуса и колпака, которые соединяются с помощью резьбового запорного кольца. Пакет тарелок закреплен в центре барабана между крышкой барабана и тарелкодержателем.

Существуют два типа современных сепараторов — полугерметичные и герметичные.

Полугерметичная конструкция

Центробежные сепараторы с напорными дисками у выходного отверстия (рис.23) называются герметичными (в отличие от более старых сепараторов открытого типа со сливом через край).

Молоко подается в барабан герметичного сепаратора через входное отверстие, обычно находящееся наверху, по неподвижной осевой впускной трубе.

Поступив в тарелкодержатель (1), молоко разгоняется до скорости вращения барабана, после чего попадает внутрь разделительных каналов пакета тарелок (2). Под действием центробежных сил молоко отбрасывается на периферию и образует вращающееся кольцо с цилиндрической внутренней поверхностью. Происходит это в контакте с воздухом при атмосферном давлении, а это значит, что давление молока на поверхности также равно атмосферному. Давление постоянно нарастает по мере удаления от оси вращения и достигает максимального значения на периферии барабана.

Более тяжелые твердые частицы стремятся в направлении внешней границы и оседают в камере для накопления осадка. А сливки направляются в сторону оси вращения и проходят по каналам, ведущим к камере отделения сливок (3). Обезжиренное молоко покидает пакет тарелок у наружного края и проходит

между верхней тарелкой и колпаком барабана в напорную камеру обезжиренного молока (4).

Рис.23 Полугерметичный самоочищающийся сепаратор.
1 Тарелкодержатель
2 Пакет тарелок
3 Напорная камера сливок
4 Напорная камера отделения обезжиренного молока

Рис.24 Выход напорного диска в верхней части полугерметичного барабана.

Напорный диск

В полугерметичном сепараторе выпускные отверстия под сливки и обезжиренное молоко оснащены так называемыми напорными дисками, один из которых показан на рис.24.

Благодаря такому устройству выходных отверстий полугерметичные сепараторы обычно называются сепараторами с напорными дисками.

Рис.25 Вид в разрезе
барабана и выходных патрубков
современного герметичного
сепаратора.
1 Насосы на выходе
2 Крышка барабана
3 Распределительное отверстие
4 Пакет тарелок
5 Большое затяжное
кольцо
6 Тарелко-
держатель
7 Подвижное
днище
барабана
8 Корпус
барабана
9 Полое
веретено

Рис.26 Современный герметичный сепаратор. Вид в разрезе.
10 Станина
11 Циклон
12 Двигатель
13 Тормоз
14 Зубчатая передача
15 Рабочая гидросистема
16 Полое веретено барабана

Края стационарных напорных дисков погружены во вращающийся столб жидкости, обеспечивая выход жидкости под напором. Кинетическая энергия вращающейся жидкости преобразуется в давление внутри напорного диска, и это давление всегда равно падению давления в стекающей вниз струе. Увеличение давления в спускающемся потоке означает, что уровень жидкости в барабане снижается. Так автоматически компенсируется работа дросселя на выходе. Для предотвращения аэрации продукта необходимо, чтобы напорные тарелки были полностью погружены в жидкость.

Герметичная конструкция

В герметичном сепараторе молоко подается в барабан через полое веретено. Оно приобретает ту же скорость, с которой вращается барабан, а затем направляется к распределительным отверстиям пакета тарелок.

Во время работы барабан герметичного сепаратора полностью заполнен молоком. В его центре отсутствует воздух. Герметичный сепаратор, таким образом, может считаться закрытой трубопроводной системой.

Давление, создаваемое находящимся снаружи нагнетающим продукт насосом, достаточно для преодоления сопротивления потока, идущего через сепаратор к выпускному насосу, у выходных отверстий для сливок и обезжиренного молока. Диаметр крыльчатки насоса можно регулировать для создания необходимого давления на выходе.

Контроль жирности сливок

Сепаратор с напорными дисками

Количество сливок, выходящих из сепаратора с напорными дисками, зависит от положения дроссельного клапана у выходного патрубка для сливок. При постоянно открытом клапане из этого патрубка будет выходить большее количество сливок с меньшим содержанием жира.

Объем выходящих сливок жестко увязан с их жирностью. Если жирность цельного молока составляет 4% и стоит задача получить сливки жирностью в 40%. производительность на выходе должна быть установлена в 2000 л/ч (в соответствии с произведенным выше расчетом). С помощью регулировочного клапана на выходе обезжиренного молока (поз. 1 на рис.27) задается определенное давление в соответствии с типом данного сепаратора и его пропускной способностью.

Затем производится регулировка дроссельного клапана (2) на выходном патрубке для сливок, чтобы получить такой объем потока, который будет обеспечивать заданную жирность сливок.

Каждое изменение потока сливок на выходе будет отражаться в обратно пропорциональной зависимости на выходе обезжиренного молока. На выходном патрубке обезжиренного молока установлено автоматическое устройство, поддерживающее в этом месте постоянное противодавление, независимо от изменений параметров потока сливок.

Рис.27 Сепаратор
с напорными дисками, оснащенный устройствами
для ручного управления на выходных патрубках.
1 Выходной патрубок для обезжиренного молока с клапаном для регулировки давления
2 Дроссельный клапан на выходном патрубке для сливок
3 Расходомер сливок

Края стационарных напорных дисков погружены во вращающийся столб жидкости, обеспечивая выход жидкости под напором. Кинетическая энергия вращающейся жидкости преобразуется в давление внутри напорного диска, и это давление всегда равно падению давления в стекающей вниз струе. Увеличение давления в спускающемся потоке означает, что уровень жидкости в барабане снижается. Так автоматически компенсируется работа дросселя на выходе. Для предотвращения аэрации продукта необходимо, чтобы напорные тарелки были полностью погружены в жидкость.

Герметичная конструкция

В герметичном сепараторе молоко подается в барабан через полое веретено. Оно приобретает ту же скорость, с которой вращается барабан, а затем направляется к распределительным отверстиям пакета тарелок.

Во время работы барабан герметичного сепаратора полностью заполнен молоком. В его центре отсутствует воздух. Герметичный сепаратор, таким образом, может считаться закрытой трубопроводной системой.

Давление, создаваемое находящимся снаружи нагнетающим продукт насосом,

достаточно для преодоления сопротивления потока, идущего через сепаратор к выпускному насосу, у выходных отверстий для сливок и обезжиренного молока. Диаметр крыльчатки насоса можно регулировать для создания необходимого давления на выходе.

Контроль жирности сливок

Сепаратор с напорными дисками

Количество сливок, выходящих из сепаратора с напорными дисками, зависит от положения дроссельного клапана у выходного патрубка для сливок. При постоянно открытом клапане из этого патрубка будет выходить большее количество сливок с меньшим содержанием жира.

Объем выходящих сливок жестко увязан с их жирностью. Если жирность цельного молока составляет 4% и стоит задача получить сливки жирностью в 40%. производительность на выходе должна быть установлена в 2000 л/ч (в соответствии с произведенным выше расчетом). С помощью регулировочного клапана на выходе обезжиренного молока (поз. 1 на рис.27) задается определенное давление в соответствии с типом данного сепаратора и его пропускной способностью.

Затем производится регулировка дроссельного клапана (2) на выходном патрубке для сливок, чтобы получить такой объем потока, который будет обеспечивать заданную жирность сливок.

Каждое изменение потока сливок на выходе будет отражаться в обратно пропорциональной зависимости на выходе обезжиренного молока. На выходном патрубке обезжиренного молока установлено автоматическое устройство, поддерживающее в этом месте постоянное противодавление, независимо от изменений параметров потока сливок.

Герметичный сепаратор

На рис.28 показан автоматический регулятор, поддерживающий постоянное давление в герметичном сепараторе. Изображенный там клапан является клапаном диафрагменного типа, а требуемое давление продукта регулируется подачей сжатого воздуха на диафрагму.

В процессе разделения на диафрагму постоянно оказывают давление сверху — сжатый воздух, а снизу обезжиренное молоко. Если давление обезжиренного

молока снизится, установленное давление воздуха будет смещать диафрагму вниз. Исток клапана, закрепленный на диафрагме, в этом случае сдвинется вниз и уменьшит отверстие. В результате давление обезжиренного молока возрастет до заданного уровня.

Противоположным образом клапан отреагирует при чрезмерном росте давления обезжиренного молока, в результате чего оно снизится до установленного уровня.

Рис.29 Выходные устройства для сливок у сепараторов полугерметичного и герметичного типа и соответствующие показатели концентрации жира сливок на различных дистанциях.

Различия в работе выходных устройств герметичных и полугерметичных сепараторов

На рис.29 представлены в упрощенном виде выпускные устройства для сливок, используемые в конструкции герметичного сепаратора и сепаратора с напорными дисками, а также продемонстрировано существенное различие между этими машинами. В полугерметичном сепараторе напорные диски должны быть погружены во вращающийся столб жидкости по внешнему диаметру. Глубина погружения определяется жирностью сливок. Наибольшая жирность сосредоточена во внутреннем, незахваченном слое сливок в сепараторе. При уменьшении содержания жира в сливках необходимо увеличить диаметр.

Чем выше жирность сливок, тем больше расстояние от их внутреннего, незахваченного слоя до внешней периферии напорного диска. Чем жирнее сливки, тем больше они стремятся к центру. Соответственно, если установлено, что на выходе должны быть сливки жирностью в 40%, то та их часть, что находится ближе к центру, заведомо жирнее. Сливки будут иметь большую долю жира по сравнению с теми, которые должны быть на выходе из сепаратора. Это может привести к разрушению жировых шариков по причине повышенного трения в зоне, наиболее близкой к центру, в непосредственной близости от воздушного столба. Разрушение жировых шариков приведет к их склеиванию и повышенной чувствительности к окислению и гидролизу.

В герметичном сепараторе сливки подаются из центра, где их жирность максимальна. Поэтому в данной конструкции такая чрезмерная концентрация исключается.

При выработке сливок с высоким содержанием жира еще большее значение имеет разница в конструкциях выходных устройств. При жирности в 72% концентрация настолько высока, что жировые шарики практически касаются друг друга. В сепараторах с напорными дисками получить сливки такой жирности невозможно, поскольку там они были бы чрезмерно концентрированы.

В этих сепараторах нельзя создать необходимое давление. В герметичных сепараторах можно создавать высокие давления, позволяющие отделять сливки с долей жира выше 72%.

Система выгрузки

Производство и безразборная мойка

Во время сепарирования внутреннее, подвижное днище барабана под воздействием гидравлического давления со стороны находящейся под ним воды прижимается к уплотнительному кольцу в крышке барабана. Положение подвижного днища барабана определяется разностью

давлений, оказываемых на него с двух сторон: сверху, со стороны продукта, и снизу — со стороны воды.

Осадок от продукта и растворов системы безразборной очистки собирается в шламовом пространстве в нижней части периферии барабана до того момента, когда он выбрасывается наружу. Из барабана более крупных центрифуг осадок и жидкость выводятся наружу водяной промывкой в цикле очистки.

Выгрузка

Команда на выгрузку осадка может быть дана автоматически таймером или каким- либо датчиком, а также вручную — нажатием кнопки.

Процедура выгрузки осадка может в каких-то деталях варьироваться в зависимости от типа центрифуги, но ее основной принцип заключается в подаче в барабан центрифуги определенного объема воды для инициирования вытеснения «компенсационной воды». После того как вода сбрасывается из-под подвижного днища барабана, оно мгновенно опускается, и осадок удаляется с периферии барабана. Для закрытия барабана из вспомогательной системы автоматически поступает новая «компенсационная вода», которая поднимает подвижное днище барабана вверх, создавая плотный стык между этим днищем и уплотнительным кольцом. За десятые доли секунды произошел выброс осадка.

Станина поглощает энергию осадка, покидающего вращающийся барабан. Осадок выгружается из сепаратора под воздействием силы тяжести в канализацию, специальную емкость или насос.

Приводы

Барабан сепаратора установлен на вертикальном веретене, опирающемся на несколько верхних и нижних подшипников. В большинстве центрифуг вертикальное веретено приводится от двигателя через червячную передачу, обеспечивающую необходимую скорость и сцепление. Существуют также различные виды фрикционных соединений, но трение — это вещь довольно непостоянная. поэтому предпочтение обычно отдается непосредственным соединениям.

Рис.30 Клапанная система, подающая технологическую воду в сепаратор для надлежащего обеспечения выгрузки осадка.

Нормализация молока и сливок по массовой доле жира

Основные методики расчетов для периодического способа нормализации

Нормализаций жирности подразумевает регулирование содержания жира в молоке и молочных продуктах добавлением сливок или обезжиренного молока в пропорциях, необходимых для достижения требуемой доли жира.

Существуют различные методики расчетов количества продуктов с различным содержанием жира, которые нужно смешать для получения необходимого результата. Они распространяются на смеси цельного молока с обезжиренным молоком, сливок с цельным молоком, сливок с обезжиренным молоком и обезжиренного молока с обезвоженным молочным жиром.

Один из часто используемых методов иллюстрируется следующим примером, взятым из Словаря по молоководству Дж. Дэвиса (Dictionary of Dairying, J. Davis).

Какое количество сливок с массовой долей жира А% необходимо смешать с обезжиренным молоком, имеющим массовую долю жира В% для получения нормализованного молока с массовой долей жира С%? Ответ получаем с помощью прямоугольника, изображенного на рис.31 с помещенными на нем данными жирности.

Рис.31 Расчет жирности
смеси С

А Массовая доля жира в сливках 40%

В Массовая доля жира в обезжиренном молоке 0,05%

С Массовая доля жира в конечном продукте 3%

Подсчитываем разность по диагоналям между большей и меньшей величинами:
С — В = 2,95 и А — С = 37.

Таким образом, для получения 39,95 кг нормализованного продукта жирностью 3% нужно смешать 2.95 кг сливок жирностью 40% и 37 кг обезжиренного молока
с жирностью 0,05%.

С помощью следующего уравнения можно рассчитать количество составляющих ингредиентов с содержанием жира А и В%, необходимых для получения требуемого количества нормализованной смеси, имеющей массовую долю жира С%.

Рис.32 Принцип нормализации по массовой доле жира

Принцип нормализации

Массовая доля жира в сливках и обезжиренном молоке при выходе из сепаратора постоянна в случае отсутствия изменений остальных составляющих этих продуктов. В основе процессов нормализации с ручным и автоматическим управлением лежит один принцип, проиллюстрированный на рис.32.

В данном примере исходным сырьем являлось цельное молоко с массовой долей жира 4%, взятое в количестве 100 кг. Необходимо определить количество полученного нормализованного молока с массовой долей жира 3% и остаточное количество сливок с массовой долей жира 40%. При сепарировании 100 кг цельного молока выход обезжиренного молока с массовой долей жира 0,05% составил 90,35 кг, выход сливок с массовой долей жира 40% — 9,65 кг Для получения нормализованного молока с массовой долей жира 3% к обезжиренному молоку необходимо добавить 7,2 кг сливок с массовой долей жира 40%. Таким образом, нормализованное молоко будет получено в количестве 97,55 кг, выход сливок (массовая доля жира 40%) составит 9,65 — 7.2 = 2,45 кг (см. рис.32).

Рис.33 Системы для
непрерывной нормализации в потоке скомпонованы в блоки.
1 Датчик плотности
2 Расходомер
3 Регулирующий клапан
4 Пульт управления
5 Запорный клапан

Непрерывный способ нормализации молока в потоке

В современных молочных производствах, выпускающих широкий ассортимент молочной продукции, нормализация обычно выполняется одновременно с сепарированием. Раньше использовался периодический способ нормализации, но с увеличением объемов обрабатываемого сырья возникла потребность в разработке новых способов быстрой, непрерывной и точной нормализации, не зависящей от сезонных колебаний жирности сырого молока. Для регулирования жирности молока с целью обеспечения необходимых параметров используются управляющие клапаны, измерители расхода и плотности и система компьютеризированного контроля. Обычно это оборудование собирается в блоки (см. рис.33).

На выходе потока обезжиренного молока должно поддерживаться постоянное давление для обеспечения необходимой точности нормализации. Давление должно оставаться постоянным независимо от изменений параметров потока или от падения давления в линии после сепаратора.

Это обеспечивается клапаном постоянного давления, расположенным в непосредственной близости от выходного отверстия, через которое обезжиренное молоко покидает сепаратор.

Для обеспечения точности процесса необходимо замерять различные параметры, в том числе:

• Изменения массовой доли жира поступающего молока

• Изменения объема молока, проходящего за единицу времени

• Изменения температуры предварительного нагрева.

Большинство параметров взаимозависимы: любое отклонение на одном этапе процесса приводит к изменениям на всех остальных этапах. Жирность сливок может быть

отрегулирована до любого уровня в пределах возможностей сепаратора при стандартной точности повторения в 0,2-0,3%. Для нормализованного молока такое отклонение будет менее 0.03%.

Обычно цельное молоко перед сепарированием нагревается в пастеризаторе до 55-65°С.

После сепарирования устанавливается стандартная жидкость сливок и затем расчетное количество сливок, необходимое для нормализации молока (питьевого, для производства сыра), добавляется к соответствующему количеству обезжиренного молока. Остаток сливок направляется в пастеризатор сливок. Последовательность этих операций проиллюстрирована на рис.34.

При определенных обстоятельствах для нормализации можно использовать центробежный сепаратор для холодного сепарирования молока, снабдив его системой для нормализации. Но в таком случае очень важно будет выдержать молоко при низкой температуре достаточно долгое время (10-12 часов), за которое все фракции молочного жира полностью кристаллизуются. Дело в том, что плотность изменяется в зависимости от степени кристаллизации и может, таким образом, поставить под вопрос точность показаний датчика плотности, который при установке всегда калибруется с учетом преобладающих условий.

Рис.36 Разница в
быстроте реагирования различных систем контроля.

Система контроля жира в сливках

Массовая доля жира в сливках на выходе из сепаратора определяется скоростью потока. Массовая доля жира в сливках обратно пропорциональна скорости потока. Поэтому в некоторых системах нормализации для контроля жирности сливок применяются расходомеры. Это самый быстрый метод, а также и точный, поскольку температура и жирность цельного молока перед сепарированием сохраняются без изменений. Если эти параметры изменятся, то массовая доля жира в сливках не будет отвечать заданному уровню.

Для постоянного отслеживания жирности сливок можно использовать различные приборы. Сигнал, выходящий из прибора, изменяет скорость потока сливок таким образом, чтобы произвести корректирование массовой доли жира в сливках. Этот метод точен и чувствителен к изменениям температуры и жирности молока. Однако его недостаток заключается в запаздывании, т.е. проходит немало времени, пока система отреагирует на какое-либо нарушение и восстановит правильное содержание жира.

На рис.35 показаны два датчика, измеряющих расход нормализованных сливок и обезжиренного молока. Система контроля (4) просчитывает расход цельного молока, поступающего в сепаратор. Датчик плотности (1) измеряет плотность сливок и преобразовывает эту характеристику в показатель жирности. Совместив показатели жирности и скорости потока, система контроля приводит в действие регулирующий клапан (3) для получения необходимой массовой доли жира сливок.

Каскадный контроль

Система каскадного контроля, сочетающая точное измерение содержания жира и быстрое измерение расхода, дает большие преимущества (см. рис.36).

При возникновении возмущения, вызванного, например, периодическими выгрузками осадка самоочищающихся центрифуг, изменением температуры сливок или содержания жира в поступающем молоке, график показывает:

• Система контроля содержания жира срабатывает довольно быстро, но после восстановления стабильности массовой доли

Устройство и состав изделия Центробежный сепаратор СЦВ

Центробежные вертикальные сепараторы СЦВ являются газожидкостными сепараторами и применяются на нефтегазовых объектах добычи и переработки нефти и газа для сепарации газового и газонефтяного потока. Их основными функциями являются:

• отделение попутного нефтяного газа из добытой нефти (дегазация нефти)
• глубокая и тонкая очистка попутного нефтяного газа от капельной и мелкодисперсной жидкости, газоконденсата, механических примесей и различных взвешенных частиц и жидких фракций
• очистка газа перед подачей на факельную установку
• подготовка попутного нефтяного газа перед дальнейшим его использованием для транспорта или в качестве топлива

Преимущества центробежных сепараторов СЦВ производства Саратовского резервуарного завода

• высокая производительность благодаря их изготовлению только из прошедших входной контроль материалов
• сохранение максимальной эффективности очистки газожидкостной смеси даже при изменении входного давления
• снижены потери давления
• отсутствие трущихся и вращающихся конструктивных элементов продлевает срок службы
• увеличенная производительность и КПД при сохранении габаритных размеров

Как купить вертикальный центробежный сепаратор СЦВ на Заводе?

Для того, чтобы узнать стоимость центробежного вертикального сепаратора СЦВ, наши специалисты осуществляют технические расчеты на основании условий эксплуатации и требований Заказчика. Для Вашего удобства Вы можете:

Являясь производителем центробежных сепараторов СЦВ, Завод также осуществляет и другие услуги по строительству нефтегазовых объектов:

• мы выполняем проектирование объектов нефтегазовой отрасли
• производство сепарационного оборудования для нефтегазовых объектов
• доставку оборудования до места эксплуатации
• монтаж нефтегазовых сепарационных установок

 

Устройство центробежных сепараторов СЦВ

Они представляют собой вертикальную цилиндрическую емкость с эллиптическими днищем и крышкой. На крышке располагается штуцер выхода очищенного газа.

В заводских условиях к днищу привариваются опоры, которые уже на месте эксплуатации устанавливаются на железобетонный фундамент и закрепляются при помощи анкерных болтов.

В зависимости от условий эксплуатации вертикальные центробежные сепараторы СЦВ могут эксплуатироваться как на открытом воздухе, так и в отапливаемом помещении. По специальному заказу изделия могут поставляться в блочно-модульном исполнении. В случае специальных требований корпус может быть теплоизолирован или снабжен взрывозащищенной системой электрообогрева.

Удаление отделившихся частиц, влаги и других взвесей осуществляется вручную при помощи сливного вентиля или автоматически через дренажный патрубок при срабатывании электромагнитного клапана (опционально).

В комплект поставки сепаратора СЦВ не входит отдельная емкость для сбора и хранения жидких фракций. Данная накопительная емкость изготавливается отдельно по требованию Заказчика. Сбор отделившейся жидкости осуществляется в нижней части.

Для безопасной эксплуатации сепараторы СЦВ могут комплектоваться датчиком уровня накопившейся жидкости, сигнализатором уровня жидкости, дифференциальным манометром, дифманометром, предохранительным клапаном, пробоотборником и другим оборудованием по требованию Заказчика.

Принцип действия вертикальных центробежных сепараторов СЦВ

Максимальная очистка газожидкостной смеси достигается за счет наличия трех ступеней сепарации, каждая из которых основана на различных физических законах очистки различных сред — инерционном, гравитационном и центробежном. Сначала очистка рабочей среды происходит в дефлекторе, затем — в сепарационном мультициклонном пакете, и последний этап — отделение влаги и частиц в сетчатом отбойнике.

Входной патрубок располагается перпендикулярно радиусу сепаратора. Газожидкостный поток попадает в дефлектор с изменяющимся сечением, который создает движение вдоль корпуса по направлению вниз. Инерционные силы осаждают мелкодисперсную влагу и механические вкрапления на внутренней стенке дефлектора, откуда они попадают в накопительную емкость. Под действием центробежных сил капли и частицы оседают на корпусе и попадают в накопительный отсек. Затем уже частично очищенный газожидкостный поток проходит под углом через пластины сепарационного пакета, на которых также оседают взвешенные частицы и капельная жидкость. При смене потока снизу вверх газовый поток засасывается в сепарационный пакет. На данной стадии формируется так называемый «смерч»: газ осушается и очищается из-за смены давления и температуры. Между накопительной емкостью и пакетом располагается устройство, которое препятствует уносу накопившейся жидкости.

Специально разработанный и внедренный сепарационный пакет способствует коагуляции мелкодисперсной влаги и удалению механических примесей при постоянном сохранении центробежного движения рабочей среды.

Для увеличения эффективности может устанавливаться регулятор скорости вращения газожидкостной смеси.

Чертеж центробежного сепаратора СЦВ*

Таблица штуцеров

Обозначение	Назначение	Условный проход Ду, мм
А	Вход газа	150
Б	Выход газа	150
В	Слив конденсата	50
Г	Установка термометра	М50х1,5
Д	Установка термопреобразователя сопротивления	М50х1,5
Е	Верхний уровень	G3/4″
Ж	Нижний уровень	G3/4″
И	Установка манометра	М50х1,5
К1, К2	Установка датчика перепада давления	М50х1,5
М	Установка датчика давления	М50х1,5

* чертеж и таблица штуцеров даны для справки и могут отличаться при заказе

Технические характеристики центробежных сепараторов СЦВ

№	Параметры	Значения
1	Рабочая среда	попутный нефтяной газ, природный газ, инертные газы, нефть, сжатый воздух, газовый конденсат
2	Рабочее давление, МПа	до 35,0
3	Производительность по газу, нм3/сут.	до 100 млн
4	Производительность по жидкой фазе, нм3/мин.	неограничена
5	Содержание жидкости на выходе, г/м3, не более	0,004
6	Содержание взвешенных частиц на выходе, г/м3, не более	0,003
7	Эффективность очистки, %	97-99,98
8	Потеря напора, МПа	0,003-0,03
9	Температура эксплуатации, ºС	-60 до +60
10	Температура рабочей среды, ºС	от -30 до +100
11	Сейсмичность района эксплуатации, балл	до 9
12	Материал	материальное исполнение 1 — сталь 16ГС материальное исполнение 2 — сталь 9Г2С
13	Срок эксплуатации, лет	10-30

Сводные таблицы технических характеристик сепараторов и отстойников нефти, газ и воды Вы можете посмотреть здесь.

Вертикальный центробежный сепаратор СЦВ

Центробежные вертикальные сепараторы СЦВ являются газожидкостными сепараторами и применяются на нефтегазовых объектах добычи и переработки нефти и газа для сепарации газового и газонефтяного потока. Их основными функциями являются:

• отделение попутного нефтяного газа из добытой нефти (дегазация нефти)
• глубокая и тонкая очистка попутного нефтяного газа от капельной и мелкодисперсной жидкости, газоконденсата, механических примесей и различных взвешенных частиц и жидких фракций
• очистка газа перед подачей на факельную установку
• подготовка попутного нефтяного газа перед дальнейшим его использованием для транспорта или в качестве топлива

Преимущества центробежных сепараторов СЦВ производства Саратовского резервуарного завода

• высокая производительность благодаря их изготовлению только из прошедших входной контроль материалов
• сохранение максимальной эффективности очистки газожидкостной смеси даже при изменении входного давления
• снижены потери давления
• отсутствие трущихся и вращающихся конструктивных элементов продлевает срок службы
• увеличенная производительность и КПД при сохранении габаритных размеров

Как купить вертикальный центробежный сепаратор СЦВ на Заводе?

Для того, чтобы узнать стоимость центробежного вертикального сепаратора СЦВ, наши специалисты осуществляют технические расчеты на основании условий эксплуатации и требований Заказчика. Для Вашего удобства Вы можете:

Являясь производителем центробежных сепараторов СЦВ, Завод также осуществляет и другие услуги по строительству нефтегазовых объектов:

• мы выполняем проектирование объектов нефтегазовой отрасли
• производство сепарационного оборудования для нефтегазовых объектов
• доставку оборудования до места эксплуатации
• монтаж нефтегазовых сепарационных установок

 

Устройство центробежных сепараторов СЦВ

Они представляют собой вертикальную цилиндрическую емкость с эллиптическими днищем и крышкой. На крышке располагается штуцер выхода очищенного газа.

В заводских условиях к днищу привариваются опоры, которые уже на месте эксплуатации устанавливаются на железобетонный фундамент и закрепляются при помощи анкерных болтов.

В зависимости от условий эксплуатации вертикальные центробежные сепараторы СЦВ могут эксплуатироваться как на открытом воздухе, так и в отапливаемом помещении. По специальному заказу изделия могут поставляться в блочно-модульном исполнении. В случае специальных требований корпус может быть теплоизолирован или снабжен взрывозащищенной системой электрообогрева.

Удаление отделившихся частиц, влаги и других взвесей осуществляется вручную при помощи сливного вентиля или автоматически через дренажный патрубок при срабатывании электромагнитного клапана (опционально).

В комплект поставки сепаратора СЦВ не входит отдельная емкость для сбора и хранения жидких фракций. Данная накопительная емкость изготавливается отдельно по требованию Заказчика. Сбор отделившейся жидкости осуществляется в нижней части.

Для безопасной эксплуатации сепараторы СЦВ могут комплектоваться датчиком уровня накопившейся жидкости, сигнализатором уровня жидкости, дифференциальным манометром, дифманометром, предохранительным клапаном, пробоотборником и другим оборудованием по требованию Заказчика.

Принцип действия вертикальных центробежных сепараторов СЦВ

Максимальная очистка газожидкостной смеси достигается за счет наличия трех ступеней сепарации, каждая из которых основана на различных физических законах очистки различных сред — инерционном, гравитационном и центробежном. Сначала очистка рабочей среды происходит в дефлекторе, затем — в сепарационном мультициклонном пакете, и последний этап — отделение влаги и частиц в сетчатом отбойнике.

Входной патрубок располагается перпендикулярно радиусу сепаратора. Газожидкостный поток попадает в дефлектор с изменяющимся сечением, который создает движение вдоль корпуса по направлению вниз. Инерционные силы осаждают мелкодисперсную влагу и механические вкрапления на внутренней стенке дефлектора, откуда они попадают в накопительную емкость. Под действием центробежных сил капли и частицы оседают на корпусе и попадают в накопительный отсек. Затем уже частично очищенный газожидкостный поток проходит под углом через пластины сепарационного пакета, на которых также оседают взвешенные частицы и капельная жидкость. При смене потока снизу вверх газовый поток засасывается в сепарационный пакет. На данной стадии формируется так называемый «смерч»: газ осушается и очищается из-за смены давления и температуры. Между накопительной емкостью и пакетом располагается устройство, которое препятствует уносу накопившейся жидкости.

Специально разработанный и внедренный сепарационный пакет способствует коагуляции мелкодисперсной влаги и удалению механических примесей при постоянном сохранении центробежного движения рабочей среды.

Для увеличения эффективности может устанавливаться регулятор скорости вращения газожидкостной смеси.

Чертеж центробежного сепаратора СЦВ*

Таблица штуцеров

Обозначение	Назначение	Условный проход Ду, мм
А	Вход газа	150
Б	Выход газа	150
В	Слив конденсата	50
Г	Установка термометра	М50х1,5
Д	Установка термопреобразователя сопротивления	М50х1,5
Е	Верхний уровень	G3/4″
Ж	Нижний уровень	G3/4″
И	Установка манометра	М50х1,5
К1, К2	Установка датчика перепада давления	М50х1,5
М	Установка датчика давления	М50х1,5

* чертеж и таблица штуцеров даны для справки и могут отличаться при заказе

Технические характеристики центробежных сепараторов СЦВ

№	Параметры	Значения
1	Рабочая среда	попутный нефтяной газ, природный газ, инертные газы, нефть, сжатый воздух, газовый конденсат
2	Рабочее давление, МПа	до 35,0
3	Производительность по газу, нм3/сут.	до 100 млн
4	Производительность по жидкой фазе, нм3/мин.	неограничена
5	Содержание жидкости на выходе, г/м3, не более	0,004
6	Содержание взвешенных частиц на выходе, г/м3, не более	0,003
7	Эффективность очистки, %	97-99,98
8	Потеря напора, МПа	0,003-0,03
9	Температура эксплуатации, ºС	-60 до +60
10	Температура рабочей среды, ºС	от -30 до +100
11	Сейсмичность района эксплуатации, балл	до 9
12	Материал	материальное исполнение 1 — сталь 16ГС материальное исполнение 2 — сталь 9Г2С
13	Срок эксплуатации, лет	10-30

Сводные таблицы технических характеристик сепараторов и отстойников нефти, газ и воды Вы можете посмотреть здесь.

Центробежный сепаратор

Меню

о Компании Инвесторы Работа в GEA Контактная информация RU

• Arabic
• Chinese
• Dutch
• English
• French
• German
• Italian
• Japanese
• Polish
• Portuguese
• Russian
• Spanish
• Turkish

Назад Домой

• Молочное животноводство Молочное животноводство
  • Продукты Продукты
    • Herd Management
    • Гигиена и сервис Гигиена и сервис
      • Гигиена КРС
      • Маркировка животных
      • Оборудование & гигиена помещений
      • Питание животных
      • Футеровка & система трубопроводов
    • Доильное оборудование Доильное оборудование
      • DairyMilk M6400 — Milk Handling
      • DairyMilk M6500 — Stall Accessories
      • DairyMilk M6600 — Clusters & Liners
      • DairyMilk M6700 — Control Units & Milk Meters
      • DairyMilk M6800 — Milk Sensors
      • DairyMilk M6900 — Cow Sensors
    • Доильные залы Доильные залы
      • DairyParlor P7200 — Tandem Parlors
      • DairyParlor P7300 — Swing Over Parlors
      • DairyParlor P7400 — Herringbone Parlors
      • DairyParlor P7500 — Side by Side Parlors
    • Доильные карусели

Сепараторы

Ваш браузер устарел. Рекомендуем обновить его до последней версии.

• > Главная
• > О нас
• > Новости и события
• > Каталог
  • > Арматура пищевая
  • > Клапаны нержавеющие
  • > Моющие головки
  • > Фланцы нержавеющие
  • > Насосы пищевые
  • > Насосы GEA
  • > Насосы Calpeda
  • > Торцевые уплотнения насосов
    • > Торцевое уплотнение 4U
    • > Торцевое уплотнение WB2
    • > Торцевое уплотнение 10T, 10R
    • > Торцевое уплотнение 15
    • > Торцевое уплотнение 16
    • > Торцевое уплотнение 21
    • > Торцевое уплотнение 33
    • > Торцевое уплотнение 52
    • > Торцевое уплотнение 59U, 58U
    • > Торцевое уплотнение 100
    • > Торцевое уплотнение 101
    • > Торцевое уплотнение 103
    • > Торцевое уплотнение 104
    • > Торцевое уплотнение 108
    • > Торцевое уплотнение TU153
    • > Торцевое уплотнение 153Д
    • > Торцевое уплотнение TU155
    • > Торцевое уплотнение BS156
    • > Торцевое уплотнение BS166
    • > Торцевое уплотнение 208
    • > Торцевое уплотнение TU211
    • > Торцевое уплотнение 212
    • > Торцевое уплотнение TU251
    • > Торцевое уплотнение BS301
    • > Торцевое уплотнение 502
    • > Торцевое уплотнение BS560A, BS560D
    • > Торцевое уплотнение 606
    • > Торцевое уплотнение TU680
    • > Торцевое уплотнение 1500
    • > Торцевое уплотнение 2100
    • > Торцевое уплотнение BSBIA
    • > Торцевое уплотнение TGE
    • > Торцевое уплотнение M2N
    • > Торцевое уплотнение BSM3N
    • > Торцевое уплотнение BSM7N
    • > Торцевое уплотнение BSM74D
    • > Торцевое уплотнение John Crane Type1
    • > Торцевое уплотнение John Crane Type 2
    • > Торцевое уплотнение BT-AR
    • > Торцевое уплотнение BT-FN
    • > Торцевое уплотнение BT-RN
    • > Торцевое уплотнение MG1
    • > Торцевое уплотнение MG12
    • > Торцевое уплотнение MG13
    • > Торцевое уплотнение BS
    • > Торцевое уплотнение Roten
    • > Торцевое уплотнение Aesseal
    • > Торцевое уплотнение Burgmann
    • > Торцевое уплотнение John Crane
    • > Торцевое уплотнение Burgmann MG
    • > Торцевое уплотнение Burgmann MG9
    • > Торцевое уплотнение Burgmann HJ92N, HJ977GN
    • > Торцевое уплотнение для насоса IML
    • > Торцевое уплотнение для насоса KSB
    • > Торцевое уплотнение для насоса DAB
    • > Торцевое уплотнение для насоса Wilo
    • > Торцевое уплотнение для насоса Saer
    • > Торцевое уплотнение для насоса Espa
    • > Торцевое уплотнение для насоса Flygt
    • > Торцевое уплотнение для насоса Hilge
    • > Торцевое уплотнение для насоса Zenit
    • > Торцевое уплотнение для насоса Ebara
    • > Торцевое уплотнение для насоса Packo
    • > Торцевое уплотнение для насоса Speck
    • > Торцевое уплотнение для насоса Emaux
    • > Торцевое уплотнение для насоса Inoxpa
    • > Торцевое уплотнение для насоса Nocchi
    • > Торцевое уплотнение для насоса Kripsol
    • > Торцевое уплотнение для насоса Lowara
    • > Торцевое уплотнение для насоса Speroni
    • > Торцевое уплотнение для насоса Fristam
    • > Торцевое уплотнение для насоса Calpeda
    • > Торцевое уплотнение для насоса Kolmeks
    • > Торцевое уплотнение для насоса Allweiler
    • > Торцевое уплотнение для насоса Pedrollo
    • > Торцевое уплотнение для насоса Alfa Laval
    • > Торцевое уплотнение для насоса Grundfos
    • > Торцевое уплотнение для насоса Grundfos CR, CRI, CRN
    • > Торцевое уплотнение G3 для насоса Grundfos TP,LM, LP, NM, NP
    • > Торцевое уплотнение для насоса КМ
    • > Торцевое уплотнение для насоса ОНЦ
    • > Торцевое уплотнение для насоса Джилекс
    • > Торцевое уплотнение для диспергатора РПА
    • > Торцевое уплотнение УСТ-25; НЦС 12/10; В3-ОРА-10
    • > Обойма к винтовому насосу
    • > Сальниковая набивка Merkel
    • > Кольца торцевого уплотнения
    • > Материалы торцевого уплотнения
    • > Таблица взаимозаменяемости торцевых уплотнений
  • > Картриджные торцевые уплотнения
  • > Гомогенизаторы-диспергаторы
  • > Сепараторы
  • > Приемка молока
  • > Производство сыра
  • > Производство масла
  • > Производство соусов
  • > Производство йогурта
  • > Восстановление сухого молока
  • > Производство сгущенного молока
  • > Мини-заводы по переработке молока
  • > Емкостное оборудование
  • > Пищевое оборудование
  • > Мясное оборудование
  • > Молочное оборудование
  • > Консервное оборудование
  • > Хлебопекарное оборудование
  • > Фасовочно-упаковочное оборудование

Центробежные сепараторы и стандартизация молока

Центробежные сепараторы

Рис 6.2.1

Густав де Лаваль, изобретатель первого центробежного сепаратора непрерывного действия.

Некоторые исторические данные

Недавно изобретенный прибор для отделения сливок от молока был описан в немецком торговом журнале «Milch-Zeitung» от 18 апреля 1877 года. Это был «барабан, который приводится во вращение и который после поворота какое-то время оставляет крем на поверхности, чтобы его можно было снять обычным способом ».
Прочитав эту статью, молодой шведский инженер Густав де Лаваль сказал: «Я покажу, что центробежная сила будет действовать как в Швеции, так и в Германии». Ежедневная газета «Stockholms Dagblad» от 15 января 1879 года сообщала: «Центробежный сепаратор для снятия сливок был выставлен здесь со вчерашнего дня и будет демонстрироваться каждый день с 11 до 12 часов на первом этаже дома № 41. Regeringsgatan. Машину можно сравнить с барабаном, который приводится в движение ремнем и шкивом.Сливки, которые легче молока, под действием центробежной силы перемещаются к поверхности молока и стекают в канал, из которого они попадают в сборную емкость. Под ним молоко вытесняется к периферии барабана и собирается в другом канале, откуда оно направляется в отдельную емкость для сбора ».
С 1890 года сепараторы, построенные Густавом де Лавалем, оснащались специально разработанными коническими дисками, патент на которые был выдан в 1888 году немецкому фрейхеру фон Бехтольшейму и был приобретен в 1889 году шведской компанией AB Separator, из которой Густав де Лаваль был совладельцем.
Сегодня большинство марок подобных машин оснащено коническими стопками дисков.

Рис 6.2.2

Один из самых первых сепараторов, theAlfa A 1, выпускался с 1882 года.

Осаждение самотеком

Рис. 6.2.3

Песок и нефть тонут и всплывают, соответственно, после смешивания с водой.

С исторической точки зрения центробежный сепаратор — недавнее изобретение. Около ста лет назад для отделения одного вещества от другого использовался естественный процесс осаждения под действием силы тяжести.
Осаждение происходит постоянно. Частицы глины, движущиеся в лужах, вскоре осядут, и вода останется чистой. То же самое делают облака песка, поднимаемые волнами или ногами купающихся. Нефть, которая утекает в море, легче воды, поднимается вверх и образует нефтяные пятна на поверхности.
Осаждение под действием силы тяжести также было оригинальной техникой, используемой в молочном животноводстве для отделения жира от молока. Свежее коровье молоко было оставлено в сосуде. Через некоторое время жировые шарики собрались и всплыли на поверхность, где образовали слой сливок поверх молока.Затем его можно было снять вручную.

Требования к осаждению

Обрабатываемая жидкость должна быть дисперсией; смесь двух или более фаз, одна из которых является непрерывной. В молоке непрерывной фазой является молочная сыворотка или обезжиренное молоко. Жир диспергирован в обезжиренном молоке в виде шариков с переменным диаметром примерно до 15 мкм. Молоко также содержит третью фазу, состоящую из диспергированных твердых частиц, таких как клетки вымени, измельченная солома, волосы и т. Д.
Разделяемые фазы не должны растворяться друг в друге. Вещества в растворе нельзя отделить с помощью седиментации.
Растворенная лактоза не может быть отделена центрифугированием. Однако он может кристаллизоваться. Затем кристаллы лактозы можно отделить осаждением.
Разделяемые фазы также должны иметь разную плотность. Фазы в молоке удовлетворяют этому требованию; твердые примеси имеют более высокую плотность, чем обезжиренное молоко, а жировые шарики — более низкую плотность.

Как работает седиментация?

Если камень упал в воду, мы были бы удивлены, если бы он не утонул. Таким же образом мы ожидаем, что пробка будет плавать. По опыту мы знаем, что камень тяжелее, а пробка легче воды.
Но что произойдет, если мы уроним камень в ртуть, жидкий металл с очень высокой плотностью? Или если мы уроним железку в ртуть? У нас нет опыта, который помог бы нам предсказать результат. Можно ожидать, что железка утонет. На самом деле, и камень, и железка будут плавать.

Вещества в растворе не могут быть отделены с помощью седиментации.

Плотность

Рис. 6.2.4

Пробка легче воды и поплавков. Камень тяжелее воды и тонет.

Каждое вещество имеет физическое свойство, называемое плотностью. Плотность — это мера веса вещества, которую можно выразить в кг / м ³ . Если взвесить кубический метр железа, мы обнаружим, что весы показывают 7 860 кг. Плотность чугуна 7 860 кг / м ³ .Плотность воды при комнатной температуре составляет 1000 кг / м ³ , а плотность воды из камня (гранита), пробки и ртути при комнатной температуре составляет 2 700 кг / м ³ , 180 кг / м ³ и 13 550 кг / м ³ соответственно.
Когда объект падает в жидкость, в основном плотность объекта по сравнению с плотностью жидкости определяет, будет ли он плавать или тонуть. Если плотность объекта выше, чем у жидкости, он тонет, но он будет плавать, если плотность объекта ниже.
Плотность обычно обозначается греческой буквой ρ. Используя плотность частицы ρp и плотность жидкости ρ _l , можно сформировать выражение (ρ _p — ρ), т.е. разность плотностей между частицей и жидкостью. Если уронить камень в воду, разница в плотности будет (2 700 — 1 000) = 1 700 кг / м ³ . Результат — положительное число, так как плотность камня выше, чем у воды; камень тонет!
Выражение для пробки в воде (180 — 1 000) = — 820 кг / м ³ .На этот раз результат отрицательный. Из-за малой плотности пробки она будет плавать, если ее уронить в воду; он будет двигаться против направления силы тяжести.

Рис. 6.2.5

Железо, камень и пробка имеют меньшую плотность, чем ртуть, и поэтому будут плавать.

Скорость осаждения и флотации

Твердая частица или капля жидкости, движущиеся в вязкой текучей среде под действием силы тяжести, в конечном итоге приобретут постоянную скорость.Это называется скоростью осаждения . Если плотность частицы ниже, чем плотность текучей среды, частица будет плавать со скоростью флотации. Эти скорости обозначены v _g (g = сила тяжести). Величина скорости осаждения / флотации определяется следующими физическими величинами:

• Диаметр частиц дм
• Плотность частиц ρ _p кг / м ³
• Плотность непрерывной фазы ρ _л кг / м ³
• Вязкость сплошной фазы η кг / мс
• Гравитационное притяжение земли g = 9.81 м / с ²

Если значения этих величин известны, скорость осаждения / флотации частицы или капли можно рассчитать с помощью следующей формулы, которая выводится из закона Стокса :

Формула 6.2.1

Приведенная выше формула (Уравнение 1) показывает, что скорость осаждения / флотации частицы или капли:

• Увеличивается как квадрат диаметра частицы; это означает, что частица с d = 2 см будет оседать / подниматься в четыре раза быстрее (2 ² = 4), чем частица с d = 1 см.
• Увеличивается с увеличением перепада плотности между фазами.
• Увеличивается с уменьшением вязкости непрерывной фазы.

Скорость всплытия жировых шариков

Когда в сосуде находится свежее молоко, жировые шарики начнут двигаться вверх, к поверхности. Скорость всплытия можно рассчитать с помощью приведенной выше формулы. Следующие средние значения действительны при температуре окружающей среды около 35 ° C:

d = 3 мкм = 3 x 10 ^–6 м
(ρ _p — ρ _l ) = (980 — 1 028) = — 48 кг / м ³
h = 1.42 сП (сантипуаз) = 1,42 x 10 ^–3 кг / м, с

Подставляя эти значения в формулу:

Формула 6.2.2

Как указано выше, жировые шарики поднимаются очень медленно. Жировая глобула диаметром 3 мкм движется вверх со скоростью 0,6 мм / ч. Скорость жировой глобулы, которая в два раза больше, будет 2 ² x 0,6 = 2,4 мм / ч. В действительности жировые шарики группируются в более крупные агрегаты, поэтому флотация происходит гораздо быстрее.
На рис. 6.2.6 схематично показано, как жировые шарики разного диаметра перемещаются через молочную сыворотку под действием силы тяжести. В нулевой момент жировые шарики находятся на дне сосуда. Через t минут произошло некоторое осаждение, а через 3 t минуты самая большая жировая глобула достигла поверхности. К этому времени глобула среднего размера поднялась до точки, находящейся на полпути к поверхности, но самая маленькая глобула покрыла только четверть расстояния. Глобула среднего размера достигнет поверхности за 6 t минут, а самой маленькой глобуле потребуется 12 t минут, чтобы добраться до поверхности.

Рис. 6.2.6

Скорость всплытия жировых шариков разного диаметра.

Сепарация партий под действием силы тяжести

В емкости A на рисунке 6.2.7, содержащей дисперсию, в которой дисперсная фаза состоит из твердых частиц с постоянным диаметром d и плотностью выше, чем у жидкости, суспензию необходимо оставить. достаточно долго, чтобы частицы, начиная с поверхности, достигли дна. Дальность седиментации в данном случае h ₁ м.
Время до полного отделения можно сократить, если уменьшить расстояние осаждения. Высота сосуда (B) была уменьшена, а площадь увеличена, так что он по-прежнему имеет тот же объем. Расстояние отстаивания (h ₂ ) сокращается до 1/5 от h2, и поэтому время, необходимое для полного разделения, также сокращается до 1/5. Однако чем больше уменьшается расстояние и время осаждения, тем больше площадь сосуда.

Рис. 6.2.7

Сосуды для осаждения одинакового объема, но с разными расстояниями отстаивания (h ₁ и h ₂ ; h ₁ > h ₂ ).

Непрерывное отделение под действием силы тяжести

Простой сосуд, который можно использовать для непрерывного отделения частиц неоднородного диаметра от жидкости, показан на рисунке 6.2.8. Жидкость, содержащая суспендированные частицы, вводится с одного конца емкости и течет к выпускному отверстию для перелива на другом конце с определенной пропускной способностью. В пути частицы оседают с разной скоростью из-за разного диаметра.

Перегородки увеличивают вместимость

Емкость отстойника можно увеличить, если увеличить общую площадь, но это делает его большим и громоздким.Вместо этого можно увеличить площадь, доступную для разделения, вставив в емкость горизонтальные перегородки, как показано на рисунке 6.2.9.
В настоящее время существует ряд «разделительных каналов», в которых осаждение частиц может происходить с той же скоростью, что и в емкости на рис. 6.2.8. Общая емкость сосуда умножается на количество разделительных каналов. Общая доступная площадь (, т. Е. — общее количество участков перегородки) для разделения, умноженная на количество разделительных каналов, определяет максимальную пропускную способность, которая может проходить через емкость без потери эффективности, i.е . не позволяя частицам, размер которых превышает установленный предел, улетучиваться вместе с осветленной жидкостью.
Когда суспензия непрерывно разделяется в сосуде с горизонтальными перегородками, разделительные каналы в конечном итоге будут заблокированы скоплением осажденных частиц. Тогда разделение прекратится.
Если вместо этого судно имеет наклонные перегородки, как показано на рисунке 6.2.10, частицы, которые оседают на перегородках под действием силы тяжести, будут скользить вниз по перегородкам и собираться на дне сосуда.
Почему частицы, осевшие на перегородках, не уносятся жидкостью, которая течет вверх между перегородками? Объяснение дано на рисунке 6.2.11, на котором показан разрез части разделительного канала. Когда жидкость проходит между перегородками, пограничный слой жидкости, ближайший к перегородкам, тормозится трением, так что скорость падает до нуля.
Этот неподвижный пограничный слой оказывает тормозящее действие на следующий слой и так далее по направлению к центру канала, где скорость максимальна.Получен профиль скорости, показанный на рисунке — течение в канале ламинарное. Следовательно, осажденные частицы в стационарной пограничной зоне подвергаются только действию силы тяжести.
Площадь проекции используется при расчете максимального расхода через сосуд с наклонными перегородками.
Чтобы полностью использовать емкость сепаратора, необходимо установить максимальную площадь поверхности для оседания частиц. Расстояние осаждения не влияет напрямую на производительность, но необходимо поддерживать определенную минимальную ширину канала, чтобы избежать блокировки каналов осаждающими частицами.

Рис. 6.2.8

Емкость для непрерывного отделения твердых частиц от жидкости.

Рис. 6.2.9

Горизонтальные перегородки в разделительной емкости увеличивают седиментационную способность.

Рис. 6.2.10

Наклонные перегородки внутри отстойника создают ламинарный поток и позволяют частицам скользить вниз.

Рис. 6.2.11

Скорости частиц в различных точках разделительного канала. Длина стрелки соответствует скорости частицы.

Непрерывное разделение твердой фазы и двух жидких фаз

Устройство, подобное устройству, показанному на рисунке 6.2.12, может использоваться для разделения двух смешанных жидкостей друг от друга под действием силы тяжести, а также для отделения твердых частиц в суспензии. от смеси одновременно.
Дисперсия проходит вниз от впускного отверстия через отверстие B. Интерфейсный слой затем течет горизонтально на уровне B. С этого уровня твердые частицы (которые имеют более высокую плотность, чем обе жидкости) оседают на дно емкости.Менее плотная из двух жидких фаз поднимается к поверхности и стекает через сливное отверстие B ₁ . Более плотная жидкая фаза движется вниз и выходит из нижнего выпускного отверстия под перегородкой B ₂ . Перегородка B ₂ предотвращает попадание более легкой жидкости в неправильном направлении.

Рис. 6.2.12

Емкость для непрерывного разделения двух смешанных жидких фаз и одновременного осаждения твердых фаз.

• B Впуск
• B ₁ Переливное отверстие для легкой жидкости
• B ₂ Перегородка, препятствующая выходу более легкой жидкости через выпускное отверстие для более тяжелой жидкости

Разделение за счет центробежной силы

Скорость осаждения

Поле центробежной силы создается, если сосуд наполняется жидкостью и вращается, как показано на рисунке 6.2.13. Это создает центробежное ускорение a. Центробежное ускорение не является постоянным, как сила тяжести g в неподвижном судне. Центробежное ускорение увеличивается с удалением от оси вращения (радиус, r) и со скоростью вращения, выраженной как угловая скорость ω (рисунок 6.2.14).

Ускорение можно рассчитать по формуле 2).

Формула 6.2.3

Следующая формула 3) получается, если центробежное ускорение a , выраженное как rω ² , подставляется вместо ускорения свободного падения g в вышеупомянутом уравнении 1 закона Стокса.
Уравнение 3) можно использовать для расчета скорости осаждения v каждой частицы в центрифуге.

Формула 6.2.4

Рис. 6.2.13

Центробежная сила создается во вращающемся сосуде.

Рис. 6.2.14

Простой разделитель.

Скорость флотации жировой глобулы

Уравнение 1) ранее использовалось, и было обнаружено, что скорость флотации отдельной жировой глобулы диаметром 3 мкм была равна 0.166 x 10 ^–6 м / с или 0,6 мм / ч под действием силы тяжести.
Уравнение 3) теперь можно использовать для расчета скорости флотации жировых шариков того же диаметра в радиальном положении 0,2 м в центрифуге, вращающейся со скоростью n = 5400 об / мин.
Угловая скорость может быть рассчитана как

Формула 6.2.5

, что дает 2π = один оборот и
n = обороты в минуту (об / мин)
при скорости вращения (n) 5400 об / мин угловая скорость (ω) будет:
ω = 564.49 рад / с

Тогда скорость седиментации (v) будет:

Формула 6.2.6

то есть 1,08 мм / с или 3896,0 мм / ч.

Разделение скорости осаждения в поле центробежных сил на скорость осаждения в поле силы тяжести дает эффективность центробежного разделения по сравнению с осаждением под действием силы тяжести. Скорость осаждения в центрифуге в 3 896,0 / 0,6 ≈ 6 500 раз выше.

Непрерывное центробежное отделение твердых частиц — Уточнение

Рисунок 6.2.15 показывает чашу центрифуги для непрерывного отделения твердых частиц от жидкости. Эта операция называется очищением. Представьте себе седиментационный сосуд на рис. 6.2.10, повернутый на 90 ° и вращающийся вокруг оси вращения. В результате получился центробежный сепаратор в разрезе.

Разделительные каналы

На рис. 6.2.15 также показано, что стакан центрифуги имеет перегородки в виде конических дисков. Это увеличивает площадь, доступную для осаждения. Диски опираются друг на друга и образуют единое целое, известное как стопка дисков.Радиальные ленты, называемые герметиками, привариваются к дискам и удерживают их на правильном расстоянии друг от друга. Это формирует разделительные каналы. Толщина герметика определяет ширину.
На рис. 6.2.16 показано, как жидкость входит в канал на внешней кромке (радиус r ₁ ), выходит на внутренней кромке (радиус r ₂ ) и продолжает выходить. Во время прохождения через канал частицы оседают наружу к диску, который образует верхнюю границу канала.
Скорость жидкости w не одинакова во всех частях канала.Он варьируется от почти нуля, ближайшего к дискам, до максимального значения в центре канала. Центробежная сила действует на все частицы, вынуждая их к периферии сепаратора со скоростью осаждения v. Следовательно, частица движется одновременно со скоростью w с жидкостью и со скоростью осаждения v радиально к периферии.
Результирующая скорость v _p — это сумма этих двух движений. Частица движется в направлении, указанном векторной стрелкой v _p .Для простоты предполагается, что частица движется по прямой траектории, как показано пунктирной линией на рисунке.
Чтобы отделиться, частица должна осесть на верхней пластине до достижения точки B ‘, т.е. . с радиусом, равным или большим r ₂ . После того, как частица осела, скорость жидкости на поверхности диска настолько мала, что частица больше не уносится вместе с жидкостью. Таким образом, он скользит наружу по нижней стороне диска под действием центробежной силы, отбрасывается от внешнего края в точке B и осаждается на периферийной стенке барабана центрифуги.

Рис. 6.2.15

Сосуд с перегородками можно поворачивать на 90 ° и вращать, создавая чашу центрифуги для непрерывного отделения твердых частиц от жидкости.

Рис. 6.2.16

Упрощенная схема канала разделения и того, как твердая частица движется в жидкости во время разделения.

Предельная частица

Предельная частица — это частица такого размера, что, если она начинается из наименее благоприятного положения, то есть точка А на рисунке 6.2.17, он достигнет только верхнего диска в точке B ‘. Все частицы крупнее предельной частицы будут отделены.
На рисунке показано, что некоторые частицы меньшего размера, чем предельная частица, также будут отделены, если они войдут в канал в точке C где-то между A и B. Чем меньше размер частицы, тем ближе C должна быть к B для достижения разделения.

Рис.6.2.17

Все частицы крупнее предельной частицы будут отделены, если они находятся в заштрихованной области.

Непрерывное центробежное разделение молока

Разъяснение

В центробежном осветлителе молоко вводится в разделительные каналы на внешнем крае набора дисков, проходит радиально внутрь через каналы к оси вращения и выходит через выпускное отверстие. вверху, как показано на Рисунке 6.2.18. По пути через пакет дисков твердые примеси отделяются и отбрасываются обратно вдоль нижних сторон дисков к периферии чаши осветлителя.Там они собираются в отстойном пространстве. Поскольку молоко проходит по всей радиальной ширине дисков, время прохождения также позволяет отделить очень мелкие частицы. Наиболее типичным отличием центробежного осветлителя от сепаратора является конструкция пакета дисков. Осветлитель не имеет распределительных отверстий или открытых отверстий по периферии. Также различается количество выходов — у осветлителя один, у сепаратора — два.

Разъяснение = отделение твердых частиц от жидкости.

Рис.6.2.18

В чаше центробежного осветлителя молоко попадает в стопку дисков по периферии и течет внутрь по каналам.

Разделение

В центробежном сепараторе пакет дисков оборудован вертикально расположенными распределительными отверстиями. На рис. 6.2.19 схематично показано, как жировые шарики отделяются от молока в стопке дисков центробежного сепаратора. Более подробная иллюстрация этого явления представлена ​​на рисунке 6.2.20.
Молоко подается через расположенные вертикально распределительные отверстия в дисках на определенном расстоянии от края стопки дисков. Под действием центробежной силы осадок и жировые шарики в молоке начинают оседать радиально наружу или внутрь в разделительных каналах, в зависимости от их плотности относительно плотности непрерывной среды (обезжиренного молока).
Как и в осветлителе, твердые примеси высокой плотности в молоке быстро оседают к периферии сепаратора и собираются в пространстве для осадка.Седиментации твердых частиц способствует тот факт, что обезжиренное молоко в каналах в этом случае перемещается наружу к периферии стопки дисков.
Плотность сливок, то есть шариков жира, на меньше, чем у обезжиренного молока, , чем у обезжиренного молока, и поэтому они движутся по каналам внутрь, к оси вращения. Крем продолжает поступать в осевой выход.
Обезжиренное молоко движется наружу в пространство за пределами стопки дисков и оттуда через канал между верхом стопки дисков и коническим колпаком чаши сепаратора к концентрическому выпускному отверстию для снятого молока.

Рис. 6.2.19

В чаше центробежного сепаратора молоко поступает в стопку дисков через распределительные отверстия.

Рис. 6.2.20

Вид в разрезе части стопки дисков, показывающий молоко, поступающее через распределительные отверстия, и отделение жировых шариков от обезжиренного молока.

Эффективность обезжиривания

Количество жира, которое можно отделить от молока, зависит от конструкции сепаратора, скорости прохождения через него молока и распределения жировых шариков по размеру.
Самые маленькие жировые шарики, обычно <1 мкм, не успевают подняться при заданной скорости потока, а выносятся из сепаратора с обезжиренным молоком. Остаточное содержание жира в обезжиренном молоке обычно составляет от 0,04 до 0,07%, а способность машины к обезжириванию составляет 0,04-0,07.
Скорость потока через разделительные каналы будет уменьшена, если скорость потока через машину уменьшится. Это дает жировым шарикам больше времени, чтобы подняться и выйти через сливное отверстие.Следовательно, эффективность очистки сепаратора увеличивается с уменьшением производительности и наоборот.

Рис. 6.2.21

Пакет дисков с распределительными отверстиями и герметиками.

Жирность сливок

Цельное молоко, подаваемое в сепаратор, выгружается в виде двух потоков: обезжиренное молоко и сливки, из которых сливки обычно составляют около 10% от общего объема. Пропорция сливок определяет жирность сливок. Если цельное молоко содержит 4% жира и пропускная способность составляет 20000 л / ч, общее количество жира, проходящего через сепаратор, составит

.

Формула 6.2,7

Предположим, что требуются сливки с жирностью 40%. Это количество жира необходимо разбавить определенным количеством обезжиренного молока. В этом случае общее количество слитой жидкости в виде 40% сливок составит

.

Формула 6.2.8

800 л / ч — чистый жир, а оставшиеся 1 200 л / ч — обезжиренное молоко.
Установка дроссельных клапанов на выходах сливок и обезжиренного молока позволяет регулировать относительные объемы двух потоков для получения требуемой жирности сливок.

Размер жировых шариков меняется в течение периода лактации коровы, то есть от отела до сушки. Крупные шарики имеют тенденцию преобладать сразу после родов, тогда как количество маленьких шариков увеличивается к концу периода лактации.

Выброс твердых частиц

Твердые частицы, которые собираются в пространстве для осадка чаши сепаратора, состоят из соломы и волос, клеток вымени, белых кровяных телец (лейкоцитов), красных кровяных телец, бактерий и т. Д. Общее количество осадка в молоке варьируется но может быть около 1 кг / 10 000 литров.Объем отстойника варьируется в зависимости от размера сепаратора, обычно 10-20 литров.
В молочных сепараторах удерживающего твердые частицы дежу необходимо демонтировать вручную и очищать отстойник через относительно частые промежутки времени. Это требует большого количества ручного труда.
Самоочищающиеся или выбрасывающие твердые частицы чаши сепаратора оборудованы для автоматического выброса накопившегося осадка через заранее заданные интервалы. Это устраняет необходимость в ручной очистке. Система выгрузки твердых частиц описана в конце этой главы в разделе «Система выгрузки».
Выталкивание твердых частиц обычно выполняется с интервалами от 30 до 60 минут во время отделения молока.

Рис.6.2.22

Выталкивание твердых частиц путем укорочения седиментационного пространства по периметру барабана.

Базовая конструкция центробежного сепаратора

Разрез самоочищающегося сепаратора, рис. 6.2.25 и 6.2.26, показывает, что чаша состоит из двух основных частей: корпуса и колпака. Они скрепляются стопорным кольцом с резьбой.Пакет дисков зажат между колпаком и распределителем в центре чаши. Современные сепараторы бывают двух типов: полуоткрытые и герметичные.

Полуоткрытая конструкция

Центробежные сепараторы с разделительными дисками на выходе (рис. 6.2.23) известны как полуоткрытые типы (в отличие от более старых открытых моделей с переливным сливом).
В полуоткрытом сепараторе молоко подается в чашу сепаратора через входное отверстие, обычно вверху, через стационарную осевую входную трубу.
Когда молоко попадает в ребристый распределитель (4), оно разгоняется до скорости вращения дежи, прежде чем оно перейдет в разделительные каналы в стопке дисков (3). Центробежная сила выбрасывает молоко наружу, образуя кольцо с цилиндрической внутренней поверхностью. Он находится в контакте с воздухом при атмосферном давлении, а это означает, что давление молока у поверхности также атмосферное. Давление постепенно увеличивается с увеличением расстояния от оси вращения до максимума на периферии барабана.

Более тяжелые твердые частицы оседают наружу и откладываются в отстойном пространстве. Сливки движутся внутрь к оси вращения и проходят по каналам в камеру очистки сливок (2). Обезжиренное молоко выходит из стопки дисков у внешнего края и проходит между верхним диском и колпаком чаши в камеру очистки обезжиренного молока (1).

Рис. 6.2.23

Полуоткрытый самоочищающийся сепаратор (напорный диск).

1. Камера очистки обезжиренного молока
2. Камера для очистки сливок
3. Стопка дисков
4. Дистрибьютор

Диск для очистки овощей

В полуоткрытом сепараторе выходы сливок и обезжиренного молока имеют специальные устройства выхода — диски для очистки овощей, одно из которых показано на рисунке 6.2.24. Из-за такой конструкции выходного отверстия полуоткрытые сепараторы обычно называют — разделительными дисками — сепараторами.
Обода неподвижных напорных дисков погружаются во вращающиеся столбы жидкости, непрерывно отделяя определенное количество. Кинетическая энергия вращающейся жидкости преобразуется в давление в погружном диске, а давление всегда равно падению давления в выходной линии.
Увеличение давления на выходе означает, что уровень жидкости в барабане перемещается внутрь.Таким образом автоматически нейтрализуются эффекты дросселирования на выходах. Чтобы предотвратить аэрацию продукта, важно, чтобы диски были в достаточной мере покрыты жидкостью.

Рис. 6.2.24

Выходной патрубок для чистящего диска в верхней части полуоткрытой чаши.

Герметичная конструкция

В герметичном сепараторе молоко подается в чашу через шпиндель чаши. Он ускоряется до той же скорости вращения, что и барабан, а затем проходит через распределительные отверстия в стопке дисков.
Чаша герметичного сепаратора полностью заполняется молоком во время работы. В центре нет воздуха. Таким образом, герметичный сепаратор можно рассматривать как часть замкнутой системы трубопроводов.
Давление, создаваемое внешним насосом для продукта, достаточно для преодоления сопротивления потоку через сепаратор к нагнетательному насосу на выходах для сливок и обезжиренного молока. Диаметр крыльчатки насоса может быть изменен в соответствии с требованиями к давлению на выходе.

Инжир.6.2.25

Секция чаша с выходами герметичного сепаратора

1. Выпускной крем для помпы
2. Выпускной насос обезжиренного молока
3. Вытяжка
4. Стопка дисков
5. Распределительное отверстие
6. Стопорное кольцо
7. Дистрибьютор
8. Дно сдвижной чаши
9. Корпус чаши
10. Шпиндель полой дежи

Рис. 6.2.26

Герметичный сепаратор в разрезе.

• 11. Каркас вытяжки
• 12.Циклон отстойника
• 13. Мотор
• 14. Шестерня
• 15. Операционная водяная система
• 16. Шпиндель полой дежи

Контроль содержания жира в сливках

Дисковый сепаратор для очистки стружки

Объем сливок, выходящих из сепаратора с напорными дисками, регулируется дроссельным клапаном на выходе для сливок. При постепенном открытии клапана из выпускного отверстия для сливок будет выходить все большее количество сливок с постепенно уменьшающимся содержанием жира.
Следовательно, заданная скорость выделения соответствует заданному содержанию жира в сливках. Если жирность цельного молока составляет 4% и требуются сливки с жирностью 40%, слив из сливного отверстия должен быть доведен до 2 000 л / ч (согласно предыдущему расчету). Давление на выходе обезжиренного молока (1) на рисунке 6.2.27 устанавливается с помощью регулирующего клапана на определенное значение в зависимости от сепаратора и пропускной способности. Затем регулируют дроссельный клапан (2) на выходе для сливок, чтобы обеспечить объем потока, соответствующий требуемому содержанию жира.
Любое изменение в сливе сливок будет соответствовать аналогичному (и противоположному) изменению выхода обезжиренного молока. На выходе обезжиренного молока установлен автоматический блок постоянного давления, чтобы поддерживать постоянное противодавление на выходе, независимо от изменений скорости потока сливок.

Рис. 6.2.27

Дисковый сепаратор с ручным управлением на выходах.

1. Выпускное отверстие для обезжиренного молока с клапаном регулировки давления
2. Клапан дроссельный для сливок
3. Расходомер сливок

Расходомер сливок

В дисковых сепараторах объем сбрасываемых сливок контролируется клапаном для сливок (2) со встроенным расходомером (3).Размер отверстия клапана регулируется винтом, а дросселируемый поток проходит через градуированную стеклянную трубку. Поплавок в форме катушки внутри трубки поднимается потоком сливок до положения на градуированной шкале, которое изменяется в зависимости от скорости потока и вязкости сливок.
Путем анализа жирности поступающего цельного молока и расчета объема потока сливок при требуемом содержании жира можно получить грубую настройку скорости потока и соответственно отрегулировать дроссельный винт.Точная регулировка может быть произведена после анализа жирности сливок. Тогда оператор знает значение поплавка, когда жирность сливок правильная.
На жирность сливок влияют колебания жирности поступающего цельного молока и изменения потока в линии. Используются другие типы инструментов (например, автоматические поточные системы) для измерения жирности сливок в сочетании с системами контроля, которые поддерживают постоянное значение жирности.

Герметичный сепаратор

Автоматическая установка постоянного давления для герметичного сепаратора показана на рисунке 6.2.28. Показанный клапан представляет собой мембранный клапан, и необходимое давление продукта регулируется с помощью сжатого воздуха над мембраной.
Во время разделения на диафрагму влияет постоянное давление воздуха вверху и давление продукта (обезжиренного молока) внизу. Предварительно установленное давление воздуха заставит диафрагму опускаться, если давление в обезжиренном молоке упадет. Плунжер клапана, прикрепленный к диафрагме, затем перемещается вниз и уменьшает проход.Это дросселирование увеличивает давление на выходе обезжиренного молока до заданного значения. Противоположная реакция происходит, когда повышается давление обезжиренного молока, и предварительно установленное давление снова восстанавливается.

Рис. 6.2.28

Герметичная чаша сепаратора с автоматическим устройством постоянного давления на выходе обезжиренного молока.

Различия в производительности на выходе герметичных и обстрагывая-дисковые сепараторы

Рисунок 6.2.29 представляет собой упрощенная картину кремовых точек на напорном-диске и герметичный сепаратор.Это также показывает важное различие между этими двумя машинами. В сепараторе обстрагывая-диска, наружный диаметр погружного диска должен проникать во вращающийся столб жидкости. Расстояние определяется жирностью сливок. Наибольшее содержание жира на внутреннем, свободном уровне сливок в сепараторе. Оттуда жирность постепенно снижается по мере увеличения диаметра.
Повышенное содержание жира в сливках из сепаратора увеличивает расстояние от внутреннего уровня сливок, не содержащего жидкости, до внешней периферии диска для очистки овощей из-за того, что сливки выталкиваются внутрь.Следовательно, содержание жира на внутреннем уровне свободных сливок должно быть значительно выше, если, например, необходимо сливать 40% сливок. Сливки должны быть чрезмерно концентрированными — до более высокого содержания жира — по сравнению со сливками, выходящими из сепаратора. Это может вызвать разрушение жировых шариков в самой внутренней зоне, обращенной к столбу воздуха, в результате повышенного трения. Результатом будет разрушение жировых шариков, вызывающее проблемы слипания и повышенную чувствительность к окислению и гидролизу.
Сливки из герметичного сепаратора удаляются из центра, где жирность наиболее высока. Поэтому чрезмерная концентрация не требуется.
При удалении сливок с высоким содержанием жира разница в производительности выпускного отверстия становится еще более важной. На 72% жир сконцентрирован до такой степени, что жировые шарики действительно касаются друг друга. Было бы невозможно получить сливки с более высоким содержанием жира из сепаратора с диском для очистки овощей, так как сливки должны были бы быть значительно чрезмерно концентрированными.Требуемое давление не может быть создано в дисковом сепараторе. В герметичном сепараторе может быть создано высокое давление, что позволяет отделить сливки с жирностью более 72% шаровидного жира.

Рис.6.2.29

Выход сливок диска для очистки овощей и герметичного сепаратора и соответствующие концентрации жира в сливках на разных расстояниях.

1. Воздушная колонна
2. Внешний крем уровень
3. Внутренний крем уровень
4. Уровень требуемой жирности сливок

Система разгрузки

Производство и CIP

Во время разделения внутреннее дно чаши — скользящее дно чаши — прижимается вверх к уплотнительному кольцу в кожухе чаши гидравлическим давлением воды под ним.Положение выдвижного дна чаши определяется разницей давления на нее сверху, со стороны продукта, и на ее дно со стороны воды.
Осадок из продукта и растворы CIP собираются в пространстве для осадка на периферии барабана до тех пор, пока не сработает слив. Для эффективной очистки больших поверхностей барабана центрифуг большего размера во время промывки водой в цикле очистки удаляется больший объем осадка и жидкости.

Выгрузка

Последовательность выгрузки осадка может запускаться автоматически с помощью предварительно установленного таймера, какого-либо датчика в процессе или вручную нажатием кнопки.
Детали в последовательности слива осадка различаются в зависимости от типа центрифуги, но в основном фиксированный объем воды добавляется, чтобы инициировать слив остаточной воды. Когда вода сливается из пространства под скользящим дном чаши, она мгновенно падает, и осадок может вытечь по периферии чаши. Новая балансовая вода автоматически подается из системы обслуживания (рабочий водяной модуль), чтобы закрыть чашу. Вода перемещает подвижное дно чаши вверх, чтобы плотно прижаться к уплотнительному кольцу.Произошел сброс осадка за десятые доли секунды.
Рама центрифуги поглощает энергию осадка, покидающего вращающуюся чашу. Осадок сбрасывается из рамы самотеком в емкость, насос или в канализацию.

Рис. 6.2.30

Система клапанов, подающая рабочую воду в сепаратор, гарантирует надлежащую производительность нагнетания.

1. Дно сдвижной чаши
2. Порт выгрузки осадка
3. Рабочий водяной модуль

Приводы

В молочном сепараторе чаша установлена ​​на вертикальном шпинделе, поддерживаемом комплектом верхних и нижних подшипников.В большинстве центрифуг вертикальный вал соединен с осью двигателя червячной передачей на горизонтальной оси, обеспечивающей соответствующую скорость, и муфтой. Существуют различные типы фрикционных муфт, но трение непостоянно, поэтому часто предпочтительны прямые муфты с контролируемой последовательностью пуска.

Стандартизация жиров и белков

Основные методы расчета для смешивания продуктов

Рис. 6.2.31

Расчет содержания жира в продукте С.

Стандартизация включает корректировку жирности молока или молочного продукта путем добавления сливок или обезжиренного молока, в зависимости от ситуации, для получения заданного содержания жира.
Существуют различные методы для расчета количества продуктов с различным содержанием жира, которые необходимо смешать для получения заданного конечного содержания жира. Это смеси цельного молока с обезжиренным молоком, сливок с цельным молоком, сливок с обезжиренным молоком и обезжиренного молока с безводным молочным жиром (AMF).
Один из этих часто используемых методов взят из Словаря молочного дела Дж.Г. Дэвисом, и это проиллюстрировано следующим примером:
Сколько килограммов сливок жирностью А% необходимо смешать с обезжиренным молоком жирностью В%, чтобы приготовить смесь, содержащую С% жира? Ответ представляет собой прямоугольник (рисунок 6.2.31), на котором помещены приведенные цифры жирности.

A Жирность сливок,% 40
B Жирность обезжиренного молока,% 0,05
C Жирность конечного продукта,% 3

Вычтите значения жирности по диагоналям, чтобы получить C — B = 2.95 и А-С = 37.
Затем смесь представляет собой 2,95 кг 40% сливок и 37 кг 0,05% обезжиренного молока с получением 39,95 кг стандартизированного продукта, содержащего 3% жира.
Из приведенных ниже уравнений можно затем рассчитать количества A и B, необходимые для получения желаемого количества (X) C.

Формула 6.2.9

Принцип стандартизации

Сливки и обезжиренное молоко, выходящие из сепаратора, имеют постоянное содержание жира, если все остальные соответствующие параметры остаются постоянными.Принцип стандартизации — независимо от того, является ли управление ручным или автоматическим — проиллюстрирован на Рисунке 6.2.32.

Цифры на иллюстрации основаны на обработке 100 кг цельного молока с 4% жирностью. Требуется производить оптимальное количество стандартизированного молока 3% и излишков сливок с содержанием 40% жира.
Разделение 100 кг цельного молока дает 90,35 кг обезжиренного молока 0,05% жирности и 9,65 кг сливок 40% жирности.
Количество 40% сливок, которое необходимо добавить в обезжиренное молоко, составляет 7.2 кг. Это дает в общей сложности 97,55 кг 3% товарного молока, оставляя 9,65 — 7,2 = 2,45 кг излишков 40% сливок.

Рис. 6.2.32

Принцип стандартизации

Прямая поточная стандартизация

На современных заводах по переработке молока с разнообразным ассортиментом продукции прямая поточная стандартизация обычно сочетается с разделением. Раньше стандартизация выполнялась вручную, но вместе с увеличением объемов переработки возросла потребность в быстрых и точных методах стандартизации, не зависящих от сезонных колебаний жирности сырого молока.Регулирующие клапаны, расходомеры и плотномеры, а также компьютеризированный контур управления используются для регулировки жирности молока и сливок до желаемых значений. Это оборудование обычно собирают по частям (рисунок 6.2.33).
Давление на выходе обезжиренного молока должно поддерживаться постоянным, чтобы обеспечить точную стандартизацию. Это давление должно поддерживаться независимо от изменений расхода или перепада давления, вызванных оборудованием после отделения, и это делается с помощью клапана постоянного давления, расположенного рядом с выпускным отверстием для обезжиренного молока.

Для обеспечения точности процесса необходимо измерять такие переменные параметры, как:

• Колебания жирности поступающего молока
• Колебания производительности
• Колебания температуры предварительного нагрева

Большинство переменных взаимозависимы; любое отклонение на одном этапе процесса часто приводит к отклонениям на всех этапах. Содержание жира в сливках можно регулировать до любого значения в пределах диапазона производительности сепаратора со стандартным отклонением, основанным на повторяемости, равной 0.15% жирности. Для стандартизированного молока стандартное отклонение, основанное на воспроизводимости, должно быть менее 0,02%.
Обычно цельное молоко перед разделением нагревается в пастеризаторе до 55–65 ° C. После разделения сливки стандартизируются до заданного содержания жира. Для этого рассчитанное количество сливок, предназначенных для стандартизации, смешивают с достаточным количеством обезжиренного молока. Излишки сливок направляются в пастеризатор сливок. Ход событий показан на рисунке 6.2.34.

При определенных обстоятельствах также можно применить поточную систему стандартизации к центробежному сепаратору для холодного молока . Однако в этом случае очень важно, чтобы все жировые фракции молочного жира выдерживались при низкой температуре (10–12 часов) до полной кристаллизации. Причина в том, что плотность будет варьироваться в зависимости от степени кристаллизации и, таким образом, повлияет на точность измерения преобразователя плотности, который всегда калибруется после установки.

Рис. 6.2.33

Прямые поточные системы стандартизации предварительно собираются как единое целое.

Рис. 6.2.34

Принцип прямой поточной стандартизации сливок и молока.

Система контроля жирности сливок

Жирность сливок на выходе из сепаратора определяется скоростью потока сливок. Жирность сливок обратно пропорциональна расходу. Поэтому некоторые системы стандартизации используют расходомеры для контроля содержания жира.Это самый быстрый и точный метод, если температура и содержание жира в цельном молоке перед разделением постоянны. При изменении этих параметров жирность будет неправильной.
Для непрерывного измерения жирности сливок можно использовать различные типы инструментов. Сигнал от прибора регулирует поток сливок, чтобы получить правильное содержание жира. Этот метод точен и чувствителен к колебаниям температуры и жирности молока.Однако контроль идет медленно, и системе требуется много времени, чтобы вернуться к правильному содержанию жира, когда возникнет нарушение.
На рис. 6.2.35 показаны два датчика, измеряющих расход стандартизированных сливок и обезжиренного молока соответственно. Используя эти два параметра потока, система управления (4) рассчитывает поток цельного молока в сепаратор. Датчик плотности (1) измеряет плотность сливок и преобразует это значение в содержание жира. Комбинируя данные о жирности и скорости потока, система управления активирует регулирующий клапан (3), чтобы получить необходимое содержание жира в сливках.

Рис. 6.2.35

Контур управления для поддержания постоянной жирности сливок.

1. Датчик плотности
2. Датчик расхода
3. Регулирующий клапан
4. Панель управления
5. Клапан постоянного давления

Каскадное управление

Рис. 6.2.36

Разница во времени реакции между разными системами управления.

Комбинация точного измерения содержания жира и быстрого измерения расхода, известная как каскадное управление, дает большие преимущества, как показано на Рисунке 6.2.36.

При возникновении сбоев, вызванных, например, повторяющимися частичными разгрузками самоочищающихся центрифуг или изменениями температуры сливок или жирности поступающего молока, диаграмма показывает, что

• реагирует только система управления потоком довольно быстро, но жирность сливок отклоняется от заданного значения после восстановления стабильности
• Сама система измерения плотности реагирует медленно, но жирность сливок возвращается к предварительно заданному значению
• Когда два системы объединены в каскадное управление, достигается быстрый возврат к заданному значению.

Таким образом, каскадная система управления приводит к меньшим потерям продукта и более точному результату.Компьютер контролирует жирность сливок, расход сливок и настройку клапана регулировки сливок.
Датчик плотности (см. 1 на рисунке 6.2.35) в цепи непрерывно измеряет плотность сливок (масса на единицу объема, , например, кг / м ³ ), которая обратно пропорциональна содержанию жира, как жир в сливках имеет более низкую плотность, чем молочная сыворотка. Датчик плотности непрерывно передает показания плотности на компьютер в виде электрического сигнала.Сила сигнала пропорциональна плотности крема. Увеличение плотности означает, что в сливках становится меньше жира и сигнал усиливается.
Любое изменение плотности изменяет сигнал от датчика плотности к компьютеру; затем измеренное значение будет отклоняться от заданного значения, запрограммированного в компьютере. Компьютер в ответ изменяет выходной сигнал регулирующего клапана на величину, соответствующую отклонению между измеренными и заданными значениями.Положение регулирующего клапана меняется, и плотность (жирность) восстанавливается до правильного значения.
На рис. 6.2.35 датчик расхода (2) в цепи управления непрерывно измеряет расход в сливочной линии и передает сигнал на компьютер. Датчики в цепи управления непрерывно измеряют расход и плотность в сливочной линии и передают сигнал на компьютер.
Каскадный контроль используется для внесения необходимых корректировок из-за изменений содержания жира в поступающем цельном молоке.Каскадное управление работает путем сравнения:

• Расход через датчик потока, который пропорционален жирности сливок, и
• Плотность, измеренная датчиком плотности, которая пересматривается в соответствии с жирностью сливок.

Компьютер на панели управления (4) затем вычисляет фактическое содержание жира в цельном молоке и изменяет регулирующие клапаны для выполнения необходимых регулировок. Стандартизированное содержание жира в молоке постоянно записывается.

Инжир.6.2.37

Датчик плотности.

Контроль жира путем измерения плотности

Измерение жирности сливок основано на фиксированной зависимости между содержанием жира и плотностью. Содержание жира обратно пропорционально плотности, потому что жир в сливках легче, чем в молочной сыворотке.
В этом контексте важно помнить, что на плотность сливок также влияют температура и содержание газа. Большая часть газа, который является самой легкой фазой в молоке, будет следовать за фазой сливок, снижая плотность сливок.Поэтому важно, чтобы количество газа в молоке оставалось на постоянном уровне. Молоко может содержать различные уровни воздуха и газов, но 6% можно принять за среднее значение. Большее количество воздуха может вызвать такие проблемы, как неточность измерения объема молока, повышенное загрязнение оборудования во время нагрева и т. Д. Подробнее о воздухе в молоке упоминается в главе 6.6, Деаэраторы.
Самый простой и распространенный способ сделать это — дать сырому молоку постоять в резервуаре (силосе) не менее одного часа перед его переработкой.В противном случае деаэратор должен быть встроен в установку перед сепаратором.
Плотность сливок уменьшается при повышении температуры отделения, и наоборот. Чтобы компенсировать умеренные колебания температуры разделения, преобразователь плотности также снабжен датчиком температуры (Pt 100), который сигнализирует текущую температуру модулю управления.
Датчик плотности непрерывно измеряет плотность и температуру жидкости. Его принцип действия можно сравнить с камертоном.Когда плотность измеряемого продукта изменяется, это, в свою очередь, изменяет вибрирующую массу и, следовательно, резонансную частоту. Сигналы значения плотности передаются в модуль управления.
Датчик плотности состоит из одной прямой трубки, по которой течет жидкость. Трубка подвергается вибрации с помощью катушек возбуждения снаружи, которые соединены с корпусом прибора и, следовательно, с системой трубопроводов через сильфон.
Датчик плотности устанавливается как часть трубопроводной системы и достаточно легкий, чтобы не требовать специальной конструктивной опоры.

Датчик расхода

Рис. 6.2.38

Датчик расхода.

U _e = K x B xvx D
, где
U _e = Напряжение на электроде
K = Постоянная прибора
B = Сила магнитного поля
v = Средняя скорость
D = Диаметр трубы

Для контроля расхода используются различные типы счетчиков. Электромагнитные счетчики (рисунок 6.2.38) не имеют изнашивающихся движущихся частей. Их часто используют, так как они не требуют обслуживания и ремонта. Нет разницы в точности между счетчиками.
Измерительная головка состоит из измерительной трубы с двумя магнитными катушками. Когда ток подается на катушки, создается магнитное поле под прямым углом к ​​измерительной трубе.
Электрическое напряжение индуцируется и измеряется двумя электродами, установленными в измерительной трубе, когда токопроводящая жидкость течет по трубе. Это напряжение пропорционально средней скорости продукта в трубе и, следовательно, объемному расходу.
Датчик расхода содержит микропроцессор, который управляет трансформатором тока, поддерживающим постоянное магнитное поле. Напряжение измерительных электродов передается через усилитель и преобразователь сигналов на компьютер в панели управления.

Регулирующие клапаны для сливок и обезжиренного молока

Компьютер сравнивает сигнал измеренного значения от датчика плотности с предварительно установленным опорным сигналом. Как показано на рисунке 6.2.35, если измеренное значение отклоняется от предварительно установленного значения, компьютер изменяет выходной сигнал, подаваемый на регулирующий клапан в линии после датчика плотности.Это устанавливает клапан в положение, которое изменяет поток сливок из сепаратора для корректировки содержания жира.

Схема управления повторным смешиванием сливок

Схема управления на рисунке 6.2.39 контролирует количество сливок, которое необходимо непрерывно повторно смешивать с обезжиренным молоком, чтобы получить необходимое содержание жира в стандартизированном молоке. Он содержит два датчика расхода (2). Один расположен на линии для повторного смешивания сливок, а другой — на линии для стандартизированного молока, после точки повторного смешивания.
Сигналы от датчиков потока передаются в компьютер, который определяет соотношение между двумя сигналами. Компьютер сравнивает измеренное значение соотношения с предварительно установленным эталонным значением и передает сигнал на регулирующий клапан в линии для сливок.
Слишком низкое содержание жира в стандартизированном молоке означает, что добавляется слишком мало сливок. Соотношение между сигналами от датчиков расхода, таким образом, будет ниже, чем эталонное соотношение, и выходной сигнал от компьютера к регулирующему клапану изменится.Клапан закрывается, создавая более высокий перепад давления и более высокое давление, в результате чего больше сливок проходит через линию повторного смешивания. Это влияет на сигнал к компьютеру; регулировка выполняется непрерывно и обеспечивает повторное смешивание нужного количества сливок. Электрический выходной сигнал компьютера преобразуется в пневматический сигнал для клапана с пневматическим управлением.

Ремиксирование основано на известных постоянных значениях жирности сливок и обезжиренного молока. Содержание жира обычно регулируется на постоянное значение от 35 до 40%, а содержание жира в обезжиренном молоке определяется эффективностью обезжиривания сепаратора.
Точный контроль плотности в сочетании с постоянным контролем давления на выходе обезжиренного молока обеспечивает выполнение необходимых условий для контроля повторного смешивания. Сливки и обезжиренное молоко будут смешиваться в точных пропорциях, чтобы получить заданное содержание жира в стандартизированном молоке, даже если скорость потока через сепаратор или содержание жира во входящем цельном молоке меняется.
Датчик потока и регулирующий клапан в контуре повторного смешивания сливок того же типа, что и в контуре контроля жирности.

Рис. 6.2.39

Схема управления для добавления сливок в обезжиренное молоко.

1. Датчик расхода
2. Регулирующий клапан
3. Панель управления
4. Переключающий клапан
5. Обратный клапан

Полная линия прямой стандартизации

Полная линия прямой стандартизации показана на Рисунке 6.2.40. Система контроля давления на выходе из обезжиренного молока (5) поддерживает постоянное давление, независимо от колебаний перепада давления в оборудовании, расположенном ниже по потоку.Система регулировки сливок поддерживает постоянное содержание жира в сливках, выходящих из сепаратора, путем регулирования потока сливок. Эта регулировка не зависит от изменений производительности или жирности поступающего цельного молока. Наконец, регулятор соотношения смешивает сливки постоянного содержания жира с обезжиренным молоком в необходимых пропорциях, чтобы получить стандартизированное молоко с заданным содержанием жира. Стандартное отклонение, основанное на повторяемости, должно быть менее 0,02% для молока и 0.15% для сливок.

Рис. 6.2.40

Полный процесс автоматической прямой стандартизации молока и сливок.

1. Датчик плотности
2. Датчик расхода
3. Регулирующий клапан
4. Панель управления
5. Клапан постоянного давления
6. Запорный вентиль
7. Обратный клапан

Некоторые варианты стандартизации жира

Например, при производстве сыра иногда возникает требование стандартизации жира по СЯТ.Этому требованию удовлетворяет второй датчик плотности, расположенный в трубопроводе для обезжиренного молока, соединенном с сепаратором. Эта компоновка проиллюстрирована на рис. 6.2.41, где датчики плотности выполняют две функции:

1. Для повышения точности стандартизации жира
2. Значение плотности является основой для расчета содержания СЯТ

Система управления преобразует отнесение обезжиренного молока к содержанию СЯТ, значение, которое затем используется для контроля соотношения жира к СЯТ.
Если, с другой стороны, жирность поступающего молока ниже, чем содержание, указанное для стандартизованного молока, расчетный объем обезжиренного молока выливается из потока, выходящего из сепаратора, а оставшийся объем смешивается со сливками. .
Обратите внимание, что теплое излишек обезжиренного молока необходимо собрать, охладить и пастеризовать как можно скорее.

Рис.6.2.41

Система стандартизации соотношения жира к СЯТ с дополнительным плотномером в линии обезжиренного молока.

1. Датчик плотности
2. Датчик расхода
3. Регулирующий клапан
4. Панель управления
5. Клапан постоянного давления
6. Переключающий клапан
7. Обратный клапан

Стандартизация белка

Также можно подключить датчик белка для анализа фактического содержания белка в стандартизированном молоке. С помощью этой опции можно стандартизировать соотношение жира к белку. Комбинируя этот датчик с дополнительной добавкой с концентратом белка, можно одновременно стандартизировать содержание жира и белка.
Для производства сырного молока эта установка представляет собой полностью автоматический процесс, обеспечивающий правильное соотношение жира к белку. Чтобы иметь возможность производить сыры с высоким и низким содержанием жира с различным содержанием белка, можно подключить три независимых линии для добавления добавок к стандартизированной молочной трубке. Такое расположение показано на рисунке 6.2.42.

Добавки

Также возможны другие варианты, такие как добавление сливок и сливок из сыворотки, что иногда необходимо при стандартизации молока, предназначенного для производства сыра.Жирность кремовой добавки может быть автоматически измерена плотномером. Для того, чтобы использовать сливки, полученные в результате отделения сыворотки, от обычного сливочного раствора отбирают
соответствующего объема. Такое расположение позволяет использовать сливки более высокого качества для производства качественного масла и различных видов сливок, например сливок для взбивания. Такое расположение показано на рисунке 6.2.42.

Рис. 6.2.42

Стандартизация молока и сливок с тремя добавками для стандартизации жира и белка.

1. Датчик плотности
2. Датчик расхода
3. Регулирующий клапан
4. Панель управления
5. Клапан постоянного давления
6. Переключающий клапан
7. Обратный клапан

Сепараторы для удаления спор и бактерий

Специально разработанный центробежный сепаратор используется для удаления спор и бактерий из молока.
Изначально этот тип сепаратора был разработан для улучшения лежкости товарного молока.Однако до недавнего времени его в основном использовали в качестве дополнения к пастеризации или термической обработке сырного молока. Его также использовали в молоке для сухого молока и сыворотке для детского питания, а также в рыночном молоке, чтобы удовлетворить потребности супермаркетов в отношении увеличения срока хранения на несколько дней.
Бактерии, особенно термостойкие споры, имеют значительно более высокую плотность, чем молоко. Таким образом, этот тип сепаратора является особенно эффективным средством очистки молока от спор бактерий. Поскольку эти споры также устойчивы к термообработке, они являются полезным дополнением к термической обработке, пастеризации и стерилизации.
Первоначальный сепаратор для удаления спор и бактерий представлял собой центрифугу со сплошной чашей, с соплами по периферии чаши. Долгое время считалось необходимым иметь непрерывный поток тяжелой фазы либо через периферийное сопло, либо через выпускное отверстие тяжелой фазы для достижения эффективного разделения. Возможно, это относилось к старым центрифугам со сплошным корпусом и вертикальными цилиндрическими стенками, но в самоочищающихся сепараторах с пространством для ила вне стопки дисков бактерии и споры можно собирать в течение определенного периода времени и периодически выгружать через заранее установленные интервалы. .

Существует два типа сепараторов для удаления спор и бактерий:

• Двухфазный тип имеет два выхода наверху: один для непрерывного слива бактериального концентрата через специальный верхний диск, а другой для фазы уменьшения количества бактерий. Рисунок 6.2.43.
• Однофазный тип имеет только одно выпускное отверстие в верхней части чаши для молока с пониженным содержанием бактерий. Концентрат спор и бактерий собирается в иловом пространстве чаши и выгружается через заданные промежутки времени. Рисунок 6.2.44.

Количество потока концентрата спор и бактерий из двухфазного сепаратора составляет около 3% от корма, в то время как соответствующее количество от однофазного типа может составлять всего 0,15% от корма.
Концентрат спор и бактерий всегда имеет более высокое содержание сухого вещества, чем молоко, из которого он получен. Это связано с тем, что некоторые из более крупных мицелл казеина отделяются вместе с бактериями и спорами. Более высокая температура увеличивает количество белка в споре и концентрате бактерий.Оптимальный температурный диапазон от 55 до 60 ° C.
Уменьшение воздействия на споры и бактерии выражается в процентах.
Бактерии, принадлежащие к роду Clostridium — анаэробные спорообразующие бактерии — являются одними из наиболее опасных для сыроваров, поскольку они могут вызывать позднее выдувание сыра, даже если присутствуют в небольшом количестве. Вот почему сепаратор для удаления спор и бактерий используется для сырного молока.
Мероприятия по интеграции сепаратора для удаления спор и бактерий в установку пастеризации сырного молока обсуждаются в главе 14, Сыр.

Рис. 6.2.43

Чаша двухфазного типа для непрерывного слива концентрата спор и бактерий.

Рис. 6.2.44

Чаша однофазного типа для периодического сброса концентрата спор и бактерий.

Декантерные центрифуги

Центрифуги используются в молочной промышленности для сбора особых продуктов, таких как осажденный казеин и кристаллизованная лактоза. Однако ранее описанные дисковые центробежные осветлители не подходят для этих целей из-за высокого содержания твердых частиц в сырье.
Чаще всего используются центрифуги с санитарной корзиной и декантерные центрифуги (рисунок 6.2.45). Декантеры, которые работают непрерывно, находят множество применений. Они также используются, например, на заводах по производству соевого молока из соевых бобов, а специально адаптированные модели широко используются для обезвоживания осадка на очистных сооружениях.
Декантерная центрифуга — это машина для непрерывного осаждения взвешенных твердых частиц из жидкости под действием центробежной силы в удлиненной вращающейся чаше.Отличительной особенностью, которая отличает декантер от других типов центрифуг, является то, что он оснащен осевым шнековым конвейером для непрерывной выгрузки отделенных твердых частиц из ротора. Конвейер вращается в том же направлении, что и дежа, но с немного другой скоростью, что создает эффект «прокрутки». Другие характерные особенности декантера:

1. Тонкая коноцилиндрическая чаша, вращающаяся вокруг горизонтальной оси.
2. Противоток с выпуском твердых частиц из узкого конца и выходом жидкой фазы из широкого конца.

Рис.6.2.45

Декантерная центрифуга

Функция декантерной центрифуги

Кормовая суспензия подается через входную трубку в зону подачи конвейера, где она ускоряется и направляется внутрь прядильного ротора (рисунок 6.2.46).
Твердые частицы, которые должны иметь более высокий удельный вес, чем жидкость, оседают на внутренней стенке барабана почти мгновенно из-за интенсивного центробежного ускорения — обычно в диапазоне 2000-4000 g — оставляя чистый внутренний слой. кольцо жидкости.

Декантерная центрифуга — это машина для непрерывного осаждения взвешенных твердых частиц из жидкости под действием центробежной силы в удлиненной горизонтально вращающейся емкости.

Выгрузка твердых частиц

Фаза компактных твердых частиц транспортируется в осевом направлении к узкому концу ротора с помощью винтового конвейера, который вращается со скоростью, немного отличающейся от скорости барабана. На пути к разгрузочным отверстиям твердые частицы поднимаются из резервуара с жидкостью с помощью винтовых конвейеров вдоль сухого пляжа.На пляже больше жидкости стекает и стекает обратно в бассейн. Затем сухие твердые частицы окончательно выгружаются из барабана через выпускные отверстия в сборную камеру емкости, окружающей ротор. Оттуда они самотеком удаляются из машины через выпускную воронку.

Слив жидкости (открытый)

Жидкая фаза, образуя полый цилиндр за счет центробежной силы, течет по винтообразному каналу между лестницами конвейера к большому концу ротора.Там жидкость перетекает через регулируемые в радиальном направлении водосливы в центральную камеру сборной емкости и выбрасывается под действием силы тяжести.

для выброса жидкости (под давлением)

Некоторые графин центрифуг оборудованы для сжатого разряда жидкой фазы с помощью погружного диска (4) на рисунке 6.2.46. Жидкость, перетекающая через водосливы, попадает в камеру очистки, где снова образует полый вращающийся цилиндр. Каналы в стационарном погружном диске погружают во вращающейся жидкости, что приводит к разности давлений.Жидкость проходит по каналам, преобразуя энергию вращения в напор, достаточный для откачки жидкости из машины и последующих этапов обработки.

Непрерывный процесс

В декантерной центрифуге три стадии процесса — приток, осаждение в концентрические слои и раздельное удаление жидкой и твердой фаз — протекают в полностью непрерывном потоке.

Основные компоненты

Основными компонентами декантерной центрифуги являются чаша, конвейер и редуктор (вместе составляющие ротор) и рама с кожухом, сборные резервуары, приводной двигатель и ременная передача.

Рис 6.2.46

Разрез ротора декантерной центрифуги с нагнетанием под давлением.

1. Кормовая суспензия
2. Слив жидкой фазы
3. Разгрузка твердой фазы (самотеком)
4. Очистительная камера и диск
5. Чаша
6. Винтовой конвейер

Чаша

Чаша обычно состоит из конической секции и одной или нескольких цилиндрических секций, соединенных фланцами. Цилиндрическая часть обеспечивает бассейн с жидкостью, а коническая часть — сухой пляж.
Секции кожуха обычно имеют ребра или канавки внутри, чтобы предотвратить скольжение твердых частиц при вращении конвейера.
Коническая секция заканчивается цилиндрическим патрубком с одним или двумя рядами отверстий для разгрузки твердых частиц в зависимости от типа машины. Эти порты в большинстве случаев облицованы сменными втулками из стеллита или керамики для предотвращения истирания.

Широкий конец закрывается заглушкой с четырьмя или более отверстиями для перелива жидкости, определяющими радиальный уровень жидкости в роторе.Уровень жидкости можно легко изменить регулировкой водосливных колец. В тех случаях, когда очищенная жидкость разряд фазы происходит с помощью погружного диска (4), регулируемые водосливы ведут в напорной камеру.
Ротор приводится в движение электродвигателем через клиновой ремень и шкивы.

Конвейер

Конвейер подвешен в барабане на подшипниках и вращается медленно или быстро относительно барабана, выталкивая осадок в направлении отверстий для ила на узком конце. Конфигурация лопастей шнеков конвейера варьируется в зависимости от применения: шаг (расстояние между лопастями) может быть большим или мелким, а лопасти могут быть перпендикулярны оси вращения или перпендикулярны конической части кожуха чаши.Большинство моделей оснащено односкатными конвейерами, но некоторые — двухскатными.

Коробка передач

Функция коробки передач заключается в создании эффекта прокрутки, т. Е. Разницы в скорости вращения барабана и конвейера. Он устанавливается на полый вал дежи и приводит в движение конвейер через соосный шлицевой вал.
Удлинение вала солнечного колеса, то есть центральный вал редуктора, выступает из конца, противоположного чаше. Этот вал может приводиться в движение вспомогательным двигателем, что позволяет изменять скорость конвейера относительно скорости барабана.
Коробка передач может быть планетарной или циклической; первый обеспечивает отрицательную скорость прокрутки (конвейер вращается медленнее, чем барабан), а второй, оснащенный эксцентриковым валом, дает положительную скорость прокрутки.

Рама и резервуар

Существуют различные конструкции рамы и резервуара, но в принципе рама представляет собой жесткую конструкцию из мягкой стали, несущую части ротора и опирающуюся на изоляторы вибрации.
Емкость представляет собой сварную конструкцию из нержавеющей стали с откидным колпаком, закрывающим чашу.Он разделен на отсеки для сбора и выгрузки разделенных жидкой и твердой фаз.
Жидкость может выходить самотеком или под давлением через напорный диск. (4) на рисунке 6.2.46. Твердые частицы выгружаются под действием силы тяжести, при необходимости с помощью вибратора, в сборную емкость или на ленту конвейера для дальнейшей транспортировки.

Центробежные сепараторы — KAESER KOMPRESSOREN

Не требующие обслуживания вихри

Центробежные сепараторы Kaeser KC удаляют конденсат в точке выпуска сжатого воздуха компрессора.Они необходимы для безупречной и энергоэффективной работы последующих осушителей и фильтров. Центробежные сепараторы KC оснащены экономичным и чрезвычайно надежным устройством для отвода конденсата ECO-DRAIN 31 — естественно, с кнопкой тестирования и контактом аварийной сигнализации. Кроме того, они очень легко комбинируются с KAESER FILTERS и могут быть закреплены на стене с помощью дополнительных настенных креплений — для очень простой установки.

• Степень разделения до 99% в диапазоне расхода 0.От 9 до 14,2 м³ / мин
• рассчитан на рабочее давление до 16 бар
• с электронным отводом конденсата ECO-DRAIN 31
• с дополнительными настенными креплениями

Модели с расходом до 88,5 м³ / мин, специальные варианты продукта доступны в исполнении без силикона, для рабочего давления 45 бар.

Ваши преимущества

• Полная эффективность:
  Kaeser оптимизировал воздушный поток в центробежном сепараторе KC, используя самые современные модели потоков, и измерил его в соответствии с ISO 12500-4. Результат: вихревой вкладыш с превосходной степенью разделения до 99% — стабильный в широком диапазоне мощности и с потерей давления менее 0.1 бар.
• Долговечность и сохранение стоимости
  Наши центробежные сепараторы с устойчивым к морской воде алюминиевым корпусом и дополнительным пассивирующим покрытием рассчитаны на длительную работу. Таким образом, соединения для сжатого воздуха на корпусе всегда идеально подходят для наших винтовых компрессоров.
• Необслуживаемые:
  Центробежные сепараторы Kaeser KC не требуют обслуживания.Кроме того, слив конденсата ECO-DRAIN оснащен сервисным модулем для высоконадежного обслуживания.

Идеальный партнер: маслоотделитель AQUAMAT

Наш совет: воспользуйтесь преимуществами рентабельной, юридически совместимой очистки конденсата перед его сливом в обычную канализационную систему с маслоотделителями AQUAMAT.

Центробежные сепараторы

Если мы сначала рассмотрим гравитационное отделение, которое происходит в отстойнике, твердые частицы, такие как шлам, грязь и т. Д.осядет на дне резервуара. Тяжелые жидкости, такие как вода, будут оседать над твердыми частицами, а более легкие жидкости, такие как масло, будут находиться в верхней части резервуара. Разделение происходит из-за разницы удельного веса или плотности жидкостей и твердых веществ. Применение тепла ускорит процесс разделения.

Центробежный сепаратор состоит из барабана, содержащего набор дисков, установленных друг на друга. Грязное масло стекает вниз по распределителю и вверх через отверстия в дисках.Это схематично показано на рисунке 1.

Именно здесь происходит фактическое разделение в канале, образованном между двумя дисками. В этом канале скорость масла больше в центре и равна нулю у поверхности диска. На каждую частицу, твердую или жидкую, действуют две силы (третья, гравитационная, оказывает незначительное влияние). Частица движется вверх вместе с потоком масла к центру из-за своей скорости, в то время как центробежная сила направляет ее к периферии.Считается, что частица отделилась при достижении поверхности пакета дисков, затем она принудительно осаждается на периферии барабана.

Сепараторы

могут работать как или очиститель или осветлитель . Преобразователь отделяет воду и примеси от топлива; последний отделяет примеси от топлива.

В режиме очистки важно, , чтобы граница раздела масло / вода находилась в правильном положении для обеспечения эффективного разделения.Это контролируется с помощью гравитационного диска или регулирующего кольца. Производители сепараторов предоставляют номограммы для определения правильного гравитационного диска на основе плотности масла и температуры сепарации. Очиститель комплектуется гравитационными дисками с различным внутренним диаметром. Оптимальное положение интерфейса — между краем стопки дисков и внешним краем верхнего диска. Это можно проверить визуально, посмотрев на нижнюю сторону верхнего диска.(См. Рисунок 2)

В режиме осветлителя гравитационный диск заменен диском осветлителя с меньшим внутренним диаметром. Осветлитель отделяет только отстой, поэтому гидрозатвор не требуется.