ИТС 44-2017 Производство продуктов питания

     2.1.3.3.3 Описание технологического процесса, способов. Применяемое оборудование

Отстаивание - это частный случай разделения неоднородных жидких или газообразных систем в результате выделения твердых или жидких частиц под действием гравитационной силы. Применяют отстаивание при грубом разделении суспензий, эмульсий и пылей. Этот способ разделения характеризуется низкой скоростью процесса. Отстаиванием не удается полностью разделить неоднородную смесь на дисперсную и дисперсионную фазы. Однако, простое аппаратурное оформление процесса и низкие энергетические затраты, определили широкое применение этого метода разделения в пищевой и смежных отраслях промышленности. Отстаивание проводят в аппаратах различных конструкций, называемых отстойниками.

Различают отстойники периодического, непрерывного и полунепрерывного действия. Непрерывно действующие отстойники могут быть одно-, двух- и многоярусными.

С целью интенсификации разделения пылей, суспензий и эмульсий процесс осаждения проводят под действием центробежной силы. Для создания поля центробежных сил используют два технических приема: поток жидкости или газа вращается в неподвижном аппарате; поток поступает во вращающийся аппарат и вращается вместе с ним. В первом случае процесс называется циклонным, а аппарат - циклоном, во втором - отстойным центрифугированием, а аппарат - отстойной центрифугой или сепаратором.

Основная часть центрифуги - барабан со сплошными или перфорированными стенками, вращающийся в основном в неподвижном кожухе. Внутренняя поверхность ротора с перфорированными стенками часто покрывается фильтровальной тканью или тонкой металлической сеткой. Под действием центробежных сил суспензия разделяется на осадок и жидкую фазу - фугат.

При производстве продуктов питания, как правило, используют центрифуги фильтрующие и отстойные. В фильтрующих центрифугах разделяют суспензии. Стенки фильтрующих центрифуг имеют отверстия, а на их внутренней стороне укладывается фильтровальная перегородка. Эта перегородка пропускает фильтрат, который движется под действием центробежной силы, задерживая осадок.

Отстойные центрифуги имеют сплошные стенки, и разделение суспензий и эмульсий происходит по принципу отстаивания, под действием центробежной силы. Фаза с большей плотностью располагается ближе к стенкам ротора, а фаза меньшей плотности (фугат) располагается ближе к оси.

В зависимости от режима работы центрифуги бывают периодического, полунепрерывного и непрерывного действия. Выгрузка осадка может производиться вручную или автоматически. По расположению вала различают горизонтальные и вертикальные центрифуги.

Используются центрифуги периодического действия: подвесные, фильтрующие, осадительные, трубчатые, вибрационные и др.

Разделение эмульсий проводится в сепараторах (однокамерных, тарельчатых и др.) периодического или непрерывного действия. Наиболее распространено разделение в тарельчатых сепараторах с коническими тарелками. Малое расстояние между тарелками приводит к образованию ламинарного течения между этими тарелками. Поэтому эффект вторичного смешивания потоков существенно уменьшается и удается получить достаточно хорошее разделение компонентов эмульсии (рисунок 2.2).

Применение центробежной силы для процессов разделения суспензий и эмульсий значительно интенсифицирует процесс. Однако не удается полностью провести разделение, в связи с этим в некоторых случаях необходимо проводить дополнительную обработку (отжим, сушку пасты, обезвоживание и др.).

Шнековые центрифуги наиболее эффективны в диапазоне 7-22% (объемных) "твердого" в исходном продукте. При снижении "твердого" ниже 5% (объемных) эффективность работы машин резко снижается вплоть до практически полной невозможности извлечения механических примесей из потока (рисунок 2.3).

     
Рисунок 2.2 - Система выгрузки суспензии из сепаратора

     
Рисунок 2.3 - Система выгрузки суспензии из декантера

При трехфазном разделении доступно одновременное отделение одной твердой фазы от двух жидких фаз. Превосходным решением для данной задачи является трикантер. Благодаря различным показателям твердого вещества и плотности жидкостей, возможно при помощи трикантера производить одновременное обрабатывание трех фаз (рисунок 2.4).

     
Рисунок 2.4 - Устройство шнековой центрифуги-трикантера

В таблице 2.2 приведены основные технические характеристики применяемых для разделения твердых и жидких фаз установок.

Таблица 2.2 - Установки для разделения твердых и жидких фаз