Жидкостные сепараторы

Разделение систем на фракции близкой плотности наиболее эффективно осуществляется при ц.б. сепарации. Этот процесс нашел применение при концентрировании кормовых и пищевых дрожжей, при разделении эмульсий и осветлении растворов БАВ. В технологическом процессе обычно идет перед выпаркой или перед ультрафильтрацией.

Применение сепараторов позволяет обрабатывать большие объемы труднофильтруемых суспензий (на заводах БВК) и интенсифицировать выделение и концентрирование микроорганизмов и твердых частиц размером >0,5 мкм.

Движущей силой процесса является ц.б. сила (С=m²r). Скорость осаждения частиц в сепараторе:

V_с = d²²R(_т - _ж)/18g .

Из формулы следует, что эффективность сепарации пропорциональна частоте вращения барабана, его диаметру, размеру частиц и разности плотностей фаз. С увеличением вязкости эффективность сепарации снижается, т.е. чем больше концентрация суспензии, тем меньше производительность сепаратора.

Сепараторы по технологическому назначению делятся на 5 типов:

1. Сепараторы-разделители - для разделения двух взаимонерастворимых жидкостей.

2. Сепараторы-очистители - для выделения взвешенных компонентов (клеток МБ суспензий) из жидкости.

3. Сепараторы очистители-разделители - для работы в том или ином качестве в зависимости от сборки ротора.

4. Сепараторы-сгустители - для повышения концентрации взвешенных или коллоидных компонентов МБ суспензий.

5. Классификаторы - для классификации взвешенных частиц по размеру или по плотности.

Рис. 45. Схема работы тарельчатого сепаратора при разделении эмульсий (а) и суспензий (б): 1 - корпус барабана; 2 - тарелки.

Сепараторы различаются по способу удаления осадка:

1. С центробежной пульсирующей выгрузкой (саморазгружающиеся).

2. Сепараторы с непрерывной ц.б. выгрузкой осадка (сопловые).

3. Сепараторы с ручной выгрузкой осадка.

Производительность сепаратора зависит от физико-химических свойств продукта, а также от требуемой степени сгущения.

Фактор разделения сепаратора зависит от конструктивных показателей и вычисляется по формуле:

f_p=i²*tg (R_max³ - R_min³)/g ,

где i - число тарелок,  - угол наклона образующей тарелок, R_max и R_min - наибольший и наименьший радиусы тарелок.

Конструкции сепараторов

1. Жидкостной сепаратор тарельчатого типа (разделитель) - рис.45а.

Смесь вводится по центру и раздается посредством перфорированных трубок в средней части пакета тарелок. Тяжелая фаза уходит к периферии, а легкая к центру и обе выводятся через верх барабана при помощи напорных дисков. Зазор между тарелками 2-4 мм.

2. Сепаратор-сгуститель (СОС-501К-3)

В корпусе аппарата имеются ввинтные сопла или мундштуки, набор которых позволяет регулировать степень сгущения за счет разных диаметров выходных отверстий.

Степень сгущения также зависит от начальной концентрации суспензии: при 20-30 г/л дрожжей степень сгущения 8-10, при 80-120 г/л - 5-6. В производстве сгущение до концентрации 500-600г/л осуществляется обычно в 2-3 ступени.

Недостаток аппаратов с мундштуками - быстрая засоряемость. Время непрерывной работы -12-24 часа; разборка вручную и мойка - 2-3 часа.

Для лучшей работы необходима предварительная фильтрация крупных частиц и механических примесей.

3. Бактофуга фирмы Альфа-Лаваль.

Рис. 46. Бактофуга D3178M фирмы “ Альфа-Лаваль”

Представляет собой сопловый сепаратор-сгуститель, отличающийся тем, что в комплект установки входит циклон для деаэрации концентрата и система автоматической промывки аппарата. Суспензия подается через полый вал снизу, а фугат удаляется через верх; концентрат выгружается из циклона-сепаратора.

Достоинства: непрерывность работы, герметичность процесса, концентрат не содержит воздуха.