15. Теория фильтрования с образованием осадка.

Фильтрование с образованием осадка на поверхности фильтру­ющей перегородки имеет место, когда диаметр твердых частиц больше диаметра пор перегородки (рис. 8.1,а). Этот способ осуще­ствим при концентрации твердой фазы суспензии более 1 мае. %, когда создаются благоприятные условия для образования сводиков над входами в поры фильтровальной перегородки. Образованию сводиков способствует увеличение скорости осаждения и концентра­ции твердой фазы в суспензии.

15. Барабанные сушилки. Назначение, устройство и принцип действия.

Барабанные сушилки применяют для сушки свекловичного жома, зерно-картофельной барды, кукурузных ростков и мезги, зерна и сахара-песка. Сушка в барабанных сушилках происходит при атмосферном давлении. Теплоносителем являются воздух либо топочные газы.

Барабанные сушилки (рис. 22.19) имеют цилиндрический полый горизонтальный барабан, установленный под небольшим углом к горизонту. Барабан снабжен бандажами, каждый из которых катится по двум опорным роликам и фиксируется упорными ролика­ми. Барабан приводится во вращение от электропривода с помощью насаженного на барабан зубчатого колеса. Частота вращения барабана не превышает 5...8 мин""¹. Влажный материал поступает в сушилку через питатель. При вращении барабана высушиваемый материал пересыпается и движется к разгрузочному отверстию. За время пребывания в барабане материал высушивается при взаимо­действии с теплоносителем — в данном случае с топочными газами, которые поступают в барабан из топки.

Д ля улучшения контакта материала с сушильным агентом в барабане устанавливают внутреннюю насадку, которая при враще­нии барабана способствует перемешиванию материала и улучшает обтекание его сушильным агентом. Тип насадки выбирают в зависи­мости от свойств материала. На рис. 22.20 показаны некоторые типы внутренних насадок. Подъемно-лопастную насадку исполь­зуют для сушки крупнокусковых и склонных к налипанию материа­лов. Для сушки мелкокусковых, сыпучих материалов применяют распределительную насадку. Газы и материал могут двигаться прямотоком и противотоком. При прямотоке удается избежать перегрева материала, так как при этом горячие газы взаимодействуют с материалом с высокой влаж­ностью. Чтобы исключить большой унос пыли, газы просасыва­ются через барабан вентилятором со скоростью 2...3 м/с. Перед выбросом в атмосферу отработанные газы очищаются в циклоне.

15. Теория фильтрования с закупориванием пор.

Фильтрование с закупориванием пор происходит,

когда твердые частицы проникают в поры фильтровальной перегородки. Закупоривание пор твердыми частицами наблюдается уже в начальный период процесса фильтрования, что снижает производи­тельность фильтра. Для поддержания ее на должном уровне фильтр регенерируют, промывая обратным током жидкости либо прокали­вая металлические фильтровальные перегородки.

15. Распылительные сушилки. Назначение, устройство и принцип действия.

Распылительные сушилки предназначены для сушки растворов, суспензий и пастообразных материалов. Сушкой распылением полу­чают сухое молоко, молочно-овощные концентраты, пищевые и кормовые дрожжи, яичный порошок и другие продукты.

Распылительные сушилки представляют собой в большинстве случаев коническо-цилиндрический аппарат, в котором происходит диспергирование материала при помощи специальных диспергато-ров в поток теплоносителя. В качестве диспергаторов применяют центробежные распылители, пневматические и механические фор­сунки.

При непосредственном контакте теплоносителя — воздуха с рас­пыленным материалом почти мгновенно протекает тепломассооб-менный процесс. Продолжительность пребывания материала в сушилке не превышает 50 с.

Преимущество распылительных сушилок — возможность ис­пользования теплоносителей с высокой температурой даже для сушки термолабильных материалов.

Однако распылительные сушилки имеют сравнительно неболь­ шой удельный съем влаги в пределах до 20 кг/м³, большой расход теплоносителя и, как следствие, значительную материало- и энергоемкость.

1.вентилятор

2.колорифер

3.корпус сушилки

4.разбрызгивающее устройство

5.циклон

6.рукавный фильтр

7.внек для выгрузки

15. Мембранные методы фильтрования.

К процессам обычного фильтрования принято относить гидро­механические процессы, не осложненные физико-химическими явлениями. На нашей схеме такие процессы проходят на фильтрую­щих перегородках с диаметром пор от 1 мкм и более.

Процессы на перегородках с диаметром пор порядка 0,1 до не­скольких микрометров принято относить к микрофильтрации. В этих процессах могут отделяться как мельчайшие частицы механи­ческой примеси, так и отдельные клеточные организмы и частицы клеток, как, например, дрожжевые клетки в процессах микрофиль­трации продуктов брожения. Процессы микрофильтрации ослож­няются образованием гелеобразных слоев на поверхности фильтру­ющей перегородки, которую в дальнейшем будем называть микро­фильтрационной мембраной. Между гель-слоем и мембраной возни­кает физическое или физико-химическое взаимодействие, приводящее иногда к полной закупорке пор и прекращению про­цесса. В каждом случае следует учитывать, что проницаемость гель-слоя во много раз ниже проницаемости самой мембраны и именно она определяет производительность процесса.

Процессы ультрафильтрации выполняют на мембранах со сред­ним диаметром пор от 0,01 до 0,1 мкм, называемых улыпрафильтра-ционными мембранами. В процессах ультрафильтрации разделяют растворы, содержащие крупные молекулы, например молекулы по­лимеров, в том числе молекулы белков.

Мембраны для процессов обратного осмоса имеют поры, сред­ний диаметр которых не превышает 0,01 мкм. Так как на практике используют обратноосмотическиемембраны с размерами пор значи­тельно ниже указанной границы, принято измерять средний диа­метр пор в ангстремах.

Процессы микрофильтрации, ультрафильтрации и обратного осмоса осуществляют под избыточным давлением, и поэтому их принято называть баромембранными процессами.

На рис. 8.4 приведена диаграмма с указанием ориентировочных размеров отделяемых частиц. Полагая, что размер пор является ре­шающим при разделении любой системы, пользуясь диаграммами на рис. 8.3 и 8.4, можно предположительно выбрать мембрану и процесс для отделения соответствующих объектов.

Остается добавить, что приведенные границы размеров пор в действительности весьма условны, поскольку характер процесса в значительной степени зависит и от других факторов, о чем будет сказано ниже. Кроме того, некоторые разные по своей природе процессы осуществляются на мембранах с порами одного размера. Например, процессы испарения через мембрану, диализ и элект­родиализ, как и обратный осмос, осуществляются на мембранах с порами размером менее 10 нм (100 А).