Загальні відомості про центрифугування.
Центрифугуванням називають процес розділення неоднорідних систем (суспензій і емульсій) під дією центробіжних сил, які виникають при обертанні суцільного або перфорованого барабану з загруженою в нього сумішю. Апарати в яких здійснюється цей процес, називають центрифугами.
Розрізняють відстійні центрифуги, які маютьбарабан з суцльними стінками, та фільтруючі - з перфорованими. Барабан закріплюють на вертикальному валу, який приводиться в обертання від електродвигуна, і поміщають в циліндричний нерухомий кожух, закриваємий з’ємною кришкою; на внутрішній поверхні барабану з перфорованими стінками знаходиться фільтрувальна тканина або металічна сітка.
В відстійній центрифузі розділяєма суспензія або емульсія відкидується центробіжною силою до стінок барабану, причому твердий осад або фаза х великою густиною утворюють шар безпосередньо на стінках барабану, а рідка фаза (фугат) розміщається ближче до його осі і видаляється через верхній край барабану.
В фільтруючій центрифузі рідка фаза проходть крізхь фільтрувальну перегородку в кожух і відводиться з нього, а тверда фаза в вигляді осаду затримується на внутрішній стінці перегородки а потім видаляється із барабану.
Розділення сузпензій в фільтруючих центрифугах називають центробіжним фільтруванням, а розділення емульсій в відстійних центрифугах - сепарацією.
Необхідно
відмітити, що фактор розділення
в центрифугах набагато більший ніж в
циклонах, так як частота обертання
центрифуги досягає 15-17 тис.
Фактор розділення в центрифугах через частоту обертання і діаметр барабану виражається слідуючим чином:
=
=
=
=
=
=
, (1)
де
𝑤
=
- кутова швидкість обертання, рад/сек;
𝑛 - частота обертання барабану,
;
-
діаметр кругу, на якій обертається
частина, м.
Фактор розділення характеризує ефективність роботи центрифуги: із збільшенням його розділяюча властивість центрифуги зростає. Як слідує з рівняння (1), величина фактору розділення пропорційна квадрату частоти обертання барабану, максимальне значення якої, в свою чергу, обумовлено механічною міцністю барабану( із збільшенням частоти обертання барабану приходиться зменшувати його діаметр).
По
величині фактору розділення центрифуги
діляться на нормальні (
і надцентрифуги (
.
Нормальні центрифуги приміняють головним
чином для розділення суспензій, а також
для видалення волдоги із штучних
матеріалів. Надцентрифуги служать для
розділення емульсій і тонкодисперсних
суспензій.
Рис.1. Схеми центрифуг:
а - відстійна центрифуга для розділення суспензій;
1- барабан; 2 - суспензія; 3 - осад;
б - відстійна центрифуга для роділення емульсій;
1- діафрагма; 2- барабан; 3 - тяжка рідина; 4 - легка рідина;
в - фільтруюча центрифуга;
1 - корпус; 2 - перфорований барабан; 3- дренажна сітка; 4 - фільтрувальна тканина; 5 - осад; 6 - суспензія;
I - суспензія або емульсія; II - виведення легкої рідини із фільтрату; III - виведення тяжкої рідини або осаду.
