double arrow
Теория фильтрования с закупориванием пор

Фильтрование с закупориванием порпроисходит,

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.

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

Распылительные сушилкипредназначены 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

27.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).

28.Кристаллизаторы. Назначение, устройство и принцип действия.

Кристаллизаторы по принципу действия делятся на аппараты периодического и непрерывного действия с отгонкой части раство­рителя и с охлаждением раствора. кристал­лизация с частичной отгонкой воды осуществляется в вакуум-аппа­ратах.

Кристаллизаторы непрерывного действиясостоят из концентра­тора, кристаллогенератора и камеры роста кристаллов. Конструк­ция аппарата должна обеспечивать интенсивную циркуляцию, пре­пятствующую осаждению кристаллов в аппарате, улучшающую теплопередачу и обеспечивающую получение равномерных по вели­чине кристаллов.

представлен вакуумный кристаллизатор непрерыв­ного действия, применяемый в сахарном производстве. Концентра­тор и кристаллогенератор выполнены в виде кольцевых сегментов с трубчатой поверхностью нагрева. Концентратор герметически отделен от других узлов аппарата, что позволяет создавать в нем избыточное давление, не зависимое от давления в других частях аппарата. Кристаллоератор верхней открытой частью соединен

с надутфельным пространством камеры роста кристаллов. Камера роста кристаллов выполнена в виде цилиндра, снабженного типовой поверхностью нагрева. При помощи цилиндрической и радиальных перегородок она разделена на четыре секции.

Простейшие кристаллизаторы периодического действия— вер­тикальные цилиндрические аппараты со змеевиками и механичес­кими мешалками. Процесс кристаллизации в них ведется одновре­менно с охлаждением раствора.

В пищевой технологии применяют в основном два типа кристал­лизаторов: корытного типа и вращающиеся барабанные.

На рис. 23.6 показан кристаллизатор корытного типа с ленточной мешалкой. Вместо ленточной мешалки может использоваться шнековая мешалка, которая выпол­нена в виде бесконечного винта. Средний размер кристаллов в таких кристаллизаторах не превышает 0,5...0,6 мм.

Кристаллизаторы корытного типа довольно широко распростра­нены в промышленности Они просты в обслуживании и надежны в работе.

Барабанные кристаллизаторы бывают с водяным и воздушным охлаждением. При воздушном охлаждении кристаллы получаются более крупными из-за низкого коэффициента теплоот­дачи от раствора к воздуху, но при этом производительность кри­сталлизатора значительно ниже, чем при водяном охлаждении.

Барабанный кристаллизатор представляет собой вращающийся цилиндрический барабан, наклоненный по ходу раствора к гори­зонту (рис. 23.7). Раствор поступает с верхнего конца барабана, а кристаллы выгружаются с нижнего конца При вращении барабана кристаллизатора раствор смачивает стенки, увеличивая тем самым площадь поверхности испарения воды.

29.Перемешивание. Способы перемешивания в жидкой среде.

Для перемешивания жидких сред используют несколько спосо­бов: пневматический, циркуляционный, статический и механиче­ский с помощью мешалок.

Пневматическое перемешиваниеосуществляют с помощью сжа­того газа (в большинстве случаев воздуха), пропускаемого через слой перемешиваемой жидкости. Для равномерного распределения газа в слое жидкости газ подается в смеситель через барботер. Барботер представляет собой ряд перфорированных труб, расположен­ных у днища смесителя по окружности или спирали.

В ряде случаев перемешивание осуществляется с помощью эжек­торов.

Интенсивность перемешивания определяется количеством газа, пропускаемого в единицу времени через единицу свободной поверх­ности жидкости в смесителе.

Циркуляционное перемешиваниеосуществляют с помощью насоса, перекачивающего жидкость по замкнутой системе смеси­тель — насос — смеситель.

В ряде слу­чаев вместо насосов могут применяться паровые эжекторы.

Статическое смешиваниежидкостей невысокой вязкости, а также газа с жидкостью осуществляется в статических смесителях за счет кинетической энергии жидкостей или газов.

Статические смесители устанавливают в трубопроводах перед реактором или другой аппаратурой или непосредственно в реак­ционном аппарате.

Простейшими статическими смесителями являются устройства с винтовыми вставками различной конструкции.Статические смесители используют также при получении эмуль­сий.

Механическое перемешиваниеиспользуют для интенсификации гидромеханических процессов (диспергирования), тепло- и массооб-менных, биохимических процессов в системах жидкость — жид­кость, газ — жидкость и газ — жидкость — твердое тело. Осущест­вляют его с помощью различных перемешивающих устройств — мешалок. Мешалка представляет собой комбинацию лопастей, насаженных на вращающийся вал.

Все перемешивающие устройства, применяемые в пищевых производствах, можно разделить на две группы: в первую группу входят лопастные, турбинные и пропеллерные, во вторую — спе­циальные — винтовые, шнековые, ленточные, рамные, ножевые идругие, служащие для перемешивания пластичных и сыпучих масс.

Лопастные (рис. 11.2, а, б), ленточные, якорные и шнековые мешалки относятся к тихоходным: частота их вращения составляет 30...90 мин~г, окружная скорость на конце лопасти для вязких жид­костей — 2.. .3 м/с.

Преимущества лопастных мешалок — простота устройства и невысокая стоимость.

Якорные мешалки имеют форму днища аппарата. Их применяют при перемешивании вязких сред. Эти мешалки при перемешивании очищают стенки и дно смесителя от налипающих загрязнений.

Шнековые мешалки имеют форму винта и применяются, как и ленточные, для перемешивания вязких сред.






Сейчас читают про: