Centrifuge și separatoare în industria microbiologică

Video: Tehnologia de separare a laptelui într-o centrifugă

În industria microbiologică utilizează diferite tipuri de mașini luate în considerare pentru a separa particulele de balast din soluții ale compușilor activi, biomasă din mediul de cultură, izolarea complexului biologic active în timpul izolării sale din soluție și pentru separarea amestecurilor lichide sau suspensii. În instalațiile industriale de separare centrifugală este folosită pentru particule separate, variind în mărime de la 25 mm până la 0,5 microni. In separarea fluidelor biologice pentru centrifuge și separatoare sunt cerințe speciale pentru separarea performanței și asigurarea sterilității procesului pentru a preveni eliberarea de aerosoli pentru mediu.

Sub centrifugare se referă la procesul de separare a sistemelor eterogene, suspensii și emulsii într-un câmp de forță centrifugă, folosind partițiile permeabile solide sau lichide. În aparatul cu pereți solizi produc separarea suspensii și emulsii ale principiului de sedimentare, efectul gravitației este înlocuită de forța centrifugă. La dispozitivele cu pereți permeabili ai procesului de separare se realizează pe principiul noroaie de filtrare, în care diferența de presiune este utilizată în locul acțiunii forței centrifuge.

Separarea prin sisteme eterogene de centrifugare, din punct de vedere fizic, să fie considerată ca un proces de decantare liber frânată sau a particulelor suspendate într-un lichid sub influența câmpului forței centrifuge. Forța centrifugă este produsă în timpul rotației centrifugii și fiind în suspensie. Ea apare ca forță de inerție în timpul mișcării de rotație a organelor și este întotdeauna direcționată de-a lungul razei de axa de rotație la periferie.

În practică, centrifugarea așa cum sa menționat mai sus, două suspensii de bază metoda de separare: filtrare prin centrifugare și precipitarea prin centrifugare. În consecință, natura fizică a procesului implementat prin centrifugare, împărțit în filtru de decantare (slop). Corpul de lucru este un rotor centrifugă (tambur), montat pe un ax rotativ, în cavitatea internă, care este alimentat de suspensie.

Rotorul este format dintr-un capac circular, o formă cilindrică sau manta conică, fundul plană sau convexă.

Conform amplasarea arborelui său o centrifugă împărțită în verticală și orizontală. Scoici rotoare de centrifugare colectoare solide și filtru - perforat (Figura 7.25 și Figura 7.26 și, și ..). Sub influența forței centrifuge particulelor solide se acumulează în peretele manșonului rotorului, iar lichidul sau situate mai aproape de axa sau este forțat prin stratul de sedimente, filtrarea șicană și deschideri în coajă. Ciclul de funcționare cuprinde etapele de centrifuge de filtrare de încărcare suspensie, filtrare, spălare, uscare și evacuează precipitatul. filtrare centrifugă decantoare înlocuită de nămol de precipitare spălare absentă, dar operația de îndepărtare lichid, asamblat deasupra precipitatului.

Fig. 7,25. Filtru Schema pendul centrifugi (a, b) și ansamblul său de desen (c): 1, 2 - 3, stanina- - podveska- 4 - kozhuh- 5 - 6 kryshka- - un lagăr rotativ 7- ganglioni 8 - 9 elektrodvigatel-, 10, 11 - 12 Transferul-V-curea - osnovanie- 13 - 14 Mesh- - filtrare tkan- 15 - 16 osadok- - suspensie (Fig Voynova NA).

Fig. 7.26. Schema A centrifugă decantoare (a, b) și fotografia rotor (c): 1 - 2 kozhuh- - un rotor (tambur) - 3 - privod- 4 - perete rotora- 5 - strat de sedimente (Fig Voynova NA).

Centrifuge sunt utilizate pentru separarea emulsii și suspensii de separare filtrabil și slab suspensiilor de mărime a particulelor în fază solidă.

Prin modul de operare secretă lot de centrifugare și continuă. Pentru prima punere în aplicare tipică a ciclului de lucru secvențială a operațiunilor în întregul volum al rotorului pentru al doilea - executarea simultană a operațiilor pe diferite părți ale rotorului atunci când se deplasează de-a lungul generatoarei nămolului său. Centrifugele sunt de asemenea clasificate prin metoda de descărcare tort. Pentru un lot de mașini se caracterizează prin descărcare manuală prin gravitație, folosind nozha- centrifugele continue - pulsatila, melcului, vibrație. centrifugi de performanță de calcul în formă accesibilă prezentate în lucrare.

Cele mai frecvent utilizate tipuri de -mayatnikovye centrifugele lot și orizontală cu evacuarea lamei de sedimente. centrifugi balansoare (Fig. 7.25 in), au primit numele datorită mișcării oscilatorii a corpului în timpul funcționării. Caracteristica structurală a acestor mașini - dispunerea verticală a arborelui rotorului și având trei coloane, în care suspensia elastică are tijă cu articulații sferice și arcuri. O astfel de suspensie poate reduce sarcina dinamică pe rulmenti.

Centrifuga orizontal cu lama de evacuare a nămolului (Fig. 7.27), toate operațiunile ciclului de operare sunt realizate la aceeași viteză a rotorului, de obicei, în modul automat.

Fig. 7,27. Schema de nămol centrifugă orizontală lamă de evacuare 1, 2 și intrare-ieșire de produse- 3 - pnevmotsilindr- 4 - kozhuh- 5 - rotor-6, 7, 8 - ansamblul de lagăr 9 - 10 elektrodvigatel- - un cuțit pentru îndepărtarea nămolului (Figura . NA Voinov)

Centrifuge de filtrare utilizate pentru tratarea materialelor fibroase și suspensii care conțin mai mult de 10%, cu granulație fină, de preferință solubil în particule în fază solidă sediment când sfărâmarea permisă. O centrifugă decantoare este utilizată pentru separarea suspensiilor concentrate cu puțină fază solidă insolubilă (dimensiunea particulei 5-40 microni). Cele mai multe mașini continue vosstrebovan sunt pulsează și vibratoare de descărcare de sedimente, șurub.

centrifugi orizontală de împingere (Fig. 7.28) este utilizat pentru separarea suspensiilor care conțin mai mult de 25% solide cristaline cu o dimensiune a particulei mai mare de 100 de microni, atunci când este necesar calitativă clătire precipitat. Arborele rotorului scobiturii centrifugă, situată în interiorul elementului de împingere, care primește o mișcare alternativă a cilindrului pistonului (o sută de curse duble pe minut amplitudine lungime 0.1 rotor). Suspensia este alimentată pe o porțiune de sită rotor eliberat prin conul de recepție conectat la elementul de împingere.

Fig. 7,28. Schema centrifugă 1 - kozhuh- 2 - rotor-3 - Rod 4 - 5 purtând uzly- - tolkatel- 6 - PISTON 7 - descărcare osadka- 8 - primirea konus- 9 - pastă de intrare (H Fig. .A. Voynova)

Precipitatul a fost mutat treptat la capătul deschis al rotorului, se spală și se răsuci pe drum. set experimental Grosimea stratului de nămol, care asigură deplasarea sa pe suprafața rotorului fără bășici. Grosime guvernata de inel sedimente înlocuibil, fixabil conul de recepție.

În cazurile în care se impune spălarea atentă și uscarea precipitatului, utilizați două, patru și shestikaskadnye centrifugă, unde sita rotor intern, prin rotație, mișcare alternativă, împingând laturile sale un strat de nămol pe sitele exterioare. În această operație de filtrare, spălarea și uscarea precipitatului se efectuează pe diferite site.

Se centrifughează cu descărcare șurubul de sedimente (Fig. 7.29), disponibil în variante, ambele filtru și precipitant. Pentru evacuarea sedimentului în ele sunt folosite situate coaxială șuruburile cu patru rotor, șase- și vosmizahodnye rotative la diferite decât turația rotorului, ceea ce permite reglarea timpului de tratare a materialului.

Centrifuge de filtrare utilizate pentru tratarea suspensii care conțin mai mult de 20% din particule solide cristaline mai mari de 100 de microni. rotor Filtrarea centrifugă este un trunchi de con, a cărui suprafață exterioară are o deschidere în formă de fantă pentru trecerea supernatantului și foi de metal interioare acoperite cu găuri rotunde cu diametrul de 0,3-0,5 mm. Reducerea vitezei de rotație cu șurub, în comparație cu rotorul în% 0,65-2,0 asigură o unitate de angrenaj planetar.

Fig. 7.29. Schema centrifugi scroll: 1 - rotor-2 - kozhuh- 3 - intrare suspenzii- 4 5 zhidkosti- clarificat deduce - output osadka- 6 - shnek- 7, 8 - rulment uzly- 9 - angrenaj planetar (NA Fig. Voinov)

Cu o descărcare de nămol de centrifugare vibratoare (Fig. 7.30) este utilizat pentru tratamentul suspensiilor cu o dimensiune a particulei de până la 10 mm, în principal pentru deshidratarea nămolului și uscarea granulele de polimer. rotor lor au forma unui trunchi de con, a cărui carcasă este asamblat din sitele de sârmă, cu o dimensiune de fante 0,2-0,3 mm.

Fig. 7.30. Schema vibratoare centrifugă nămol de evacuare: 1, 2 - 3 kozhuhi- - cizme device- 4, 5, 6 - noduri opory- 7 - ax 8 - montarea de ieșire 9 - shkiv- 10 - arbore-pârghie de 11 - bielă 12 - belt- 13 - rotor (. Fig Voynova NA)

Precipitatul se deplasează dintr-o margine îngustă la un rotor mai larg, sub acțiunea forței centrifuge și a componentei forței de inerție generate de oscilații ale rotorului în direcția axei sale. frecvența vibrațiilor 23-37 Hz, amplitudinea 3-8 mm. Timpul de staționare al nămolului în rotor este reglabilă prin variația amplitudinii și frecvenței vibrațiilor.

centrifugelor Tubular. Elementul principal al tubului de centrifugă este un cilindru gol (rotor) care se rotește cu o frecvență de 13 000-15 000 rot / min. Sverhtsentrifugi tubular al cărui factor de separare mai mare de 100 000 (Fig. 7.31), în prezent, în producția de preparate proteice utilizate.

Fig. 7.31. Tubular sverhtsentrifuga RTR: 1 - o centrifugare fulie ax -vereteno- 2 3 - faza de lumină de însoțire receptor 4 - faza grea care însoțește receptorul 5 - 6 -tormoz- rotor-7 - intrare emulsii- 8 - 9 stanina- - elektrodvigatel- 10 - scripete motor (Fig. Voinov NA)

Utilizarea rotor tubular tubular sprijinit de pivot suport elastic inferior. Rotorul axului în partea superioară este conectată la dispozitivul de acționare. capul rotorului este localizat la receptor, care servește pentru prinderea de supernatant. sverhtsentrifuga Tubular poate fi clarificarea sau separarea. În primul caz, porțiunea îngustă superioară a rotorului au găuri pentru evacuarea lichidului clarificat.

Al doilea - partea superioară a rotorului are un dispozitiv mai complex, în plus, există încă găuri în porțiunea superioară a tamburului pentru descărcarea componentelor grele. Suspensia introdusă în centrul părții inferioare a rotorului, este atras în rotație și, simultan, curge de-a lungul peretelui în direcția axială. Microorganismele depus pe peretele rotorului, formând un precipitat, iar centratul este evacuat prin orificiul de evacuare. Precipitatul este îndepărtat manual după oprirea centrifugei.

Separatori. Separarea găsită aplicarea pe scară largă în furaj și concentrația de drojdie, separarea emulsiilor și a soluțiilor de strălucire substanțe biologic active înainte de a fi concentrate în evaporatoare și unități de ultrafiltrare. Utilizarea separatoarelor poate procesa cantități mari de dificil de filtrat suspensie, pentru a intensifica izolarea și concentrarea microorganismelor mai mari de 0,5 microni. Prin separatoare de construcție sunt separate printr-o placă (fig. 7.32) și camera (fig. 7.33).

Fig. 7.32. Poppet colivie - și 7 - ax-10 - baraban- 16 - ajutaje 18 - tarelkoderzhatel- b: uleiuri-4 dipstick - - 1, la 6 - 2 probki- - stanina- 3 arborelui gorizontalnyy- de 5 - 7 tahometr- - gidrouzel- 8 - 9 chasha- - bază PISTON barabana- 13- 14 - - receptor-10 - klapany- 11 - barabana- carcasă 12 15 tarelkoderzhatel- - tarelki- 16 - acoperă 17 barabana- presiune disc- 18 - dispozitiv de ieșire - 19 - tub tsentralnaya- 20, 21 - de 22 inel zatyazhnye- - receptor shlama- 23 - 43 șlam spațiu-- lagăr superior opory- 25 - arc top opory- 26 - ax vertikalnyy- 27 - a suportului (Fig AN. Voinov)

Fig. 7.33. separatoare schemă: o cameră (a-b) și baza non-putere (c): (a) și (b): 1 - Base 2 - worm para- 3 - tahometr- 4 - bobyshka- 5 - ax-6, 7, 8 - rotor sbore- 9 - presiune disc- 10 - 11 kryshka- - gayka- 12 - 13 uplotnenie- - shtutser- 14 - 15 kran- - manometr- 16 - Rod 17 - furaje suspenzii- 18 - sgon- 19 - Case barabana- 20 - 21 baraban- - OPORA 22 - inferior OPORA 23 - receptor osadka- (c): 1 - stator- 20 - tambur (. figura Voynova NA)

Separatoarele scopuri tehnologice sunt împărțite în trei clase principale: separatoare separator pentru separarea unui amestec de lichide insolubile unul în celălalt și pentru concentrarea pastelor și înălbitori emulsiy- separatoare pentru separarea particulelor solide din separatoarele combinate zhidkosti- pentru a efectua două sau mai multe operațiuni de transformare amestecuri lichide. Separatoare combinate numite universale. Acestea includ separatoare, în care procesul de separare este combinat cu orice alt procedeu (separatoare, extractoare, separatoare, reactoare). Rotorul de separatoare cu discuri pachet de plăci conice care împart curgerea pastei în straturi paralele laminar completate.

Camera rotorului are o formă cilindrică separatoare de inserție. In amestec de alimentare separatorerazdelitele prin tubul central intră placa de susținere, în cazul în care canalele formate prin găurile din plăci, se ridică în sus prin tavă și curge în golurile formate între ele. Sub influența forței centrifuge fracția ușoară este depus pe suprafața superioară a tăvii de bază. Prin această fracțiune ușoară de suprafață se deplasează spre centrul tamburului, apoi peste decalajul dintre marginea plăcilor și tamburului tarelkoderzhatelem se ridică în sus și este descărcat prin intermediul comunicațiilor.

Suspensia în separator decantorul prin tubul central intră tarelkoderzhatel din care pasta este direcționată în spațiul dintre marginile ambalajului și plăcile capac. Apoi, un lichid intră în spațiu mezhtarelchatoe, prin spațiul dintre marginile superioare și a plăcilor tarelkoderzhatelem se ridica în sus și iese prin tamburul cu fantă. Procesul de purificare începe în spațiul de nămol și se termină în mezhtarelchatom. Procesul de separare a sistemelor eterogene se realizează în principal în spațiu mezhtarelchatom. În acest caz, traiectoria fazei dispersate constă în două etape.

Fracția ușoară a se muta dispersate în fază față de axa de rotație, și grele - la periferie. În procesul de separare este influențată de frecvența de rotație a tamburului, dimensiunile plăcilor și distanța dintre ele, mărimea orificiilor de ieșire pentru fracțiunile.

separator proiectat (Fig. 7.34 in), cu o dublă rotație a rotorului, care permite nu numai evacuarea nămolului hidrodinamic, dar, de asemenea, pentru a intensifica procesul de centrifugare. În timpul funcționării acestor separatoare sunt divizate particule tulbureală sunt direcționate în noroi spațiu rotor, formând un strat de nămol. se oprește alimentarea cu lichid a rotorului înainte de evacuarea nămolului și dispozitivul de descărcare sunt frânate, adică n1 > n2, în cazul în care n1 - n2 viteză rotora- - dispozitiv de descărcare de viteză. Injectarea nămolului se produce în dispozitivul de descărcare alimentează deschiderea. Până la sfârșitul descărcării tort a dispozitivului de descărcare din nou începe să se rotească cu viteza rotorului și un ciclu de operare separator se repetă.

Designul separator permite intensificarea procesului de centrifugare prin creșterea vitezei de rotație a discului stivei. O modalitate de reducere a antrenării particulelor fazei disperse a spațiului șlam separator separator este de a reduce performanța separatorului, sau prin instalarea filtrului pe despărțitor șicane placă separatoare separator (Fig. 7.34, b).

Procesul de separare a separatorului în rotor-separator cu peretele de filtrare este format din două etape: o separare strat subțire și fază lichidă grele de filtrare, fără formarea de precipitat pe suprafața septului filtrului. Faza lichidă trece prin peretele despărțitor filtru, ușurată și mai mult, iar suprafața sa este formată în zona de coagulare a particulelor fazei dispersate, care nu pot trece prin porii sept.

Septul filtru este o „barieră“ pentru particulele care nu sunt depuse în acest domeniu centrifugal. Când filtrare sisteme de separare extrafin în rotor pe perete despărțitor condițiile de separare a plăcii se îmbunătățesc antrenării semnificativ reduse a fazei discontinue este eliminată neuniform de încărcare stiva discului.

Fig. 7.34. separatoare schemă: a și b - filtrarea peregorodkoy- a - dublă rotație descărcare hidrodinamic de sedimente: 1 - Base 2 - 3, tarelki- valil vertikalnyy- 4 - filtrare peregorodka- 5 - descărcarea dispozitivului (NA Voynova Fig. )

Pentru a îmbunătăți performanța și creșterea numărului de rotații ale separatoarele tambur concepute pentru non bază. Scheme separator desene pe baza non-putere prezentat în Fig. 7.33, în, în lor montate pe două ax suport un rotor dispus în interiorul statorului motorului. Statorul este format dintr-un motor cu inducție de tip separator. rotor separator este fabricat din oțel inoxidabil înalt aliat, pe suprafața sa exterioară presată pe un inel rotativ cilindric din material feromagnetic, care îndeplinește rolul unui motor cu rotor electric cu rotor în scurtcircuit.

NA Warriors, TG Volova

Distribuiți pe rețelele sociale:

înrudit