Центрифугирование

Центрифугирование - разделение гетерогенных систем под действием сил центробежного поля. Центробежное поле создается в центрифугах за счет вращения разделяемой жидкости в роторе, который крепится на горизонтальном или вертикальном валу и приводится во вращение электродвигателем с помощью передаточного механизма. По принципу действия различают центрифуги фильтрующие и отстойные (рис. 12.7). Последние имеют сплошной ротор, центробежное поле которого ускоряет процесс отстаивания взвеси на его внутренних стенках. Скорость отстаивания при центрифугировании значительно выше скорости отстаивания под действием силы тяжести. В фильтрующих центрифугах ротор перфорирован, внутри него укрепляется фильтрующий материал и под действием центробежной силы происходит фильтрование.

Рис. 12.7. Центрифуги фильтрующего (а) и отстойного (б) действия.

Важной характеристикой работы центрифуг является фактор разделения. Это безразмерная величина, обозначающая отношение скоростей движения твердых тел в жидкости в центробежном и гравитационном полях.

Fr = W² R / g

где Fr - фактор разделения; W - угловая скорость вращения ротора центрифуги, 1/с; R - радиус ротора центрифуги, м; g - ускорение свободного падения, м/c².

По величине фактора разделения центрифуги делят на две группы: 1) нормальные Fr < 3500 (ротор имеет диаметр больше 200 мм и скорость вращения составляет 700-1500 об/мин); 2) сверхцентрифуги Fr > 3500 (узкий трубчатый ротор диаметром 40-200 мм, скорость вращения от 5000 до 45000 об/мин).

По способу выгрузки различают центрифуги с ручным удалением осадка, с помощью ножей, шнеков и выталкивающих или пульсирующих поршней. В центрифугах периодического действия по мере накопления осадка ротор останавливают для выгрузки осадка или прекращают подачу раствора, уменьшают скорость вращения ротора и с помощью ножей снимают осадок и вновь включают заданную скорость ротора, продолжая процесс разделения. В центрифугах непрерывного действия постоянно осуществляются подача раствора и выгрузка разделенных продуктов.

Центрифугирование отличается от других способов разделения тем, что после формирования осадка, последний можно промыть и под действием центробежного отжима удалить из него значительную часть жидкости. После разделения в осадке остается минимальное (от 1 до 50%) количество удерживаемой жидкости. В фильтрующих центрифугах, кроме отжима, происходит и некоторое высушивание осадка циркулирующим в роторе воздухом.

Дата добавления: 2015-10-28