Модуль № 3 гидромеханические процессы лекция № 10 Отстаивание и осаждение

Литература:

1. Процессы и аппараты пищевых производств. Учебник для вузов в 2 книгах/ [А.Н. Острикова и др.]; под ред. А.Н. Острикова.

2. Г.Д. Кавецкий, В.П. Касьяненко «Процессы и аппараты пищевой технологии».- М., КолосС, 2008.-591 с.: ил.

План лекции:

1. Отстаивание под действием гравитационного поля

2. Осаждение под действием центробежной силы

3. Оборудование для отстаивания и осаждения

Контрольные вопросы:

1. Дайте определение процессу отстаивания.

2. Для каких целей применяется отстаивание?

3. Укажите взаимосвязь между производительностью и размерами отстойника.

4. Какие количественные изменения процесса разделения гетерогенных сред можно достичь при использовании центробежного осаждения в сравнении с отстаиванием?

5. Как можно классифицировать отстойники?

6. Приведите примеры отстойников разного вида действия.

7. В чём принцип действия центрифуг?

8. В чём принцип действия сепараторов?

9. В чём назначение и технологические отличия бактофуги, в сравнении с сепараторами иных конструкций?

10. Как устроен и работает гидроциклон?

Вопрос № 1 Отстаивание под действием гравитационного поля

Отстаивание — частный случай разделения неоднородных жидких или газообразных систем путем выделения твердых или жидких частиц под действием гравитационной силы. Этот процесс который, применяют для грубого разделения суспензий, эмульсий и пылей, характеризуется низкой скоростью процесса. Отстаиванием не удаётся 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.

Процесс отстаивания требует соблюдения следующих условий: продолжительность пребывания разделяемого потока в аппарате равна или больше времени осаждения частиц; линейная скорость потока меньше скорости осаждения. При нарушении первого ус­ловия частицы не успевают выделиться и осесть в аппарате, при нарушении второго возникающие вихревые потоки взмучивают и уносят осаждающиеся частицы из отстойника.

Рис. 1. К расчёту производительности отстойника

Рассмотрим работу отстойника (рис.1). В прямоугольный от­стойник (размеры камеры l, h, b) поступает на разделение неодно­родная смесь с линейной скоростью v. При движении суспензии в отстойнике происходит отстаивание: твердые частицы оседают на дно, образуя слой осадка.

Отстойники рассчитывают на отстаивание самых мелких час­тиц.

Установим связь между производительностью отстойника и его размерами.

Рабочая вместительность отстойника, м³,

(1)

Удельная производительность отстойника

(2)

т. е. она равна произведению площади отстаивания (F₀ = lb) на скорость отстаивания. Скорость отстаивания определяют в зави­симости от режима по формуле.

Продолжительность отстаивания можно сократить, если уменьшить высоту слоя жидкости (путь отстаивания). Это условие реализовано в конструкциях многоярусных отстойников и тарель­чатых сепараторов.

Если задана производительность отстойника, то из уравнения (2) можно определить площадь поверхности отстаивания

(3)

и ли с учётом уравнения 5, лекция № 9.

(4)