Антипов С.Т. и др. Машины и аппараты пищевых производств. Книга 2. Том 1

Подождите немного. Документ загружается.

Глава 13 Оборудование для разделения жидкообразных

неоднородных пищевых сред

401

300

583

7 720

890

1580

Рис. 13.21 Дисковый фильтр ДФ-100

402 Часть II Машины и аппараты-преобразователи

пищевых сред

Рис.

13.22 Фильтрующий элемент

период эксплуатации фильтров необходимо выполнять следующее:

один раз в смену производить осмотр фильтра с открытием люков. При обна-

ружении части осадка после его удаления на отдельных дисках его необходимо

смыть при помощи ручного брандспойта;

проверить состояние форсунок сопловой трубы. Для этого необходимо повер-

нуть

сопловую трубу на 90° за рукоятку, открыть пробки на корпусе сопловой тру-

бы

и через лючки проверить состояние выходных отверстий сопел, в случае

необхо-

димости почистить их. Если проверка сопел производится при заполненном фильт-

ре,

перед проверкой необходимо снять давление с фильтра;

если из отдельной коллекторной трубки выходит мутный сок, необходимо ос-

тановить фильтр, снять давление с фильтра и заглушить трубку. При очередной ос-

тановке фильтра на смыв осадка проверяют состояние элементов, подключенных к

этой коллекторной трубке. При проверке на конец трубки, выходящий в приемник

сока, надевают насадку со шлангом, конец которого присоединяют к водяной ком-

муникации с давлением не

более

0,15 МПа. Осматривая эту секцию через люк кор-

пуса фильтра, можно легко определить поврежденный фильтрующий элемент по

величине выходящей струи воды из него;

Глава

13 Оборудование для разделения жидкообразных 403

неоднородных

пищевых сред

при длительных интервалах между смывом осадка очередных фильтров

необ-

ходимо

останавливать насос смывной воды и компрессор;

периодически, по мере засорения фильтровальной ткани, ее необходимо реге-

нерировать, используя для этого кислотную установку для выпарной станции.

Перед

регенерацией внутренность фильтра следует тщательно промыть горячей

водой,

а элементы очистить щетками.

После

регенерации внутреннюю часть фильт-

ра и ткань элементов промыть водой.

Техническая

характеристика фильтров типа ФД приведена в табл. 13.3.

Таблица

13.3

Техническая

характеристика

фильтров

типа

ФД

Показатель

ФД-80

ФД-100 ФД-150

Производительность

по свекле, т/сут 400 500 1650

Поверхность

фильтрации, м

80 100 150

Частота вращения, об/мин:

трубовала

0,50 0,55 0,55

лопастного

вала

4,5 4,0 4,0

Масса,

кг

7200

11400

8300

Вакуум-фильтры.

Независимо от

того,

какое оборудование применяется для

сгущения

осадка сока I сатурации, от осадка отделяется

жидкая

фаза

и осадок про-

мывается. Так как суспензия, поступающая из сгустителей на вакуум-фильтры, име-

ет температуру

около

85 °С, то остаточное давление на вакуум-фильтрах не должно

превышать

0,045...0,048

МПа. Таким образом, перепад давления, при котором

осу-

ществляется фильтрация на вакуум-фильтрах, в 4...5 раз меньше, чем на фильтрах

циклического

действия. Поэтому толщина слоя осадка на барабанах фильтров до-

пускается не

более

10... 12 мм, а для быстрого роста толщины слоя осадка на фильт-

рующей

поверхности фильтра поступающая на фильтрацию суспензия должна со-

держать сухих веществ не менее 20 %.

Применяются

вакуум-фильтры камерного типа и бескамерные.

На

рис. 13.23, а показана принципиальная схема работы камерного вакуум-

фильтра. В корпус фильтра 1 подается сгущенная суспензия сока I сатурации, в ко-

торую

погружен вращающийся барабан 2. Поверхность барабана разделена на от-

дельные

секции перегородками 3. Каждая секция трубками 5 соединена с подвиж-

ной

головкой 6 фильтра. Головка имеет отверстия, количество которых соответству-

ет количеству секций барабана. Секции покрываются опорной поверхностью, на

которую

накладывается

холст.

Холст

натягивается и закрепляется проволокой из

нержавеющей стали диаметром 2...3 мм при помощи специальных приспособлений.

Сверху

над барабаном вакуум-фильтра расположены форсунки 7 для промывки

осадка 4. Для удаления осадка из барабана вакуум-фильтра установлен нож 8. В

корпусе

фильтра имеется мешалка 9 для взбалтывания осадка.

Для

отвода фильтрованного сока, промоя и подвода сжатого воздуха, для от-

дувки осадка от холста к подвижной головке прижимается неподвижная головка.

На

рис. 13.23, б представлена принципиальная схема бескамерного вакуум-

фильтра. По конструкции он значительно проще камерного фильтра, так как барабан

его

не имеет отдельных камер, отсутствуют

также

распределительные головки.

Перфорированный барабан 3 фильтра

закрыт

боковыми крышками, и поверх-

ность

его при помощи резинового уплотнения 19 делится на две зоны: зону 5, нахо-

дящуюся

под разрежением, и зону 7, в которой действует давление. В зоне разреже-

404

Часть

II Машины и аппараты-преобразователи

пищевых сред

Зона промывки

и просушки

Рис.

13.23 Схемы вакуум-фильтров: а - камерного; б - бескамерного

ния происходят фильтрация суспензии, промывка и подсушивание осадка. Промой

отводится из сборника, образованного стенками 8. В зоне давления осуществляются

отдувка осадка при помощи воздуха, поступающего по трубе 12, и регенерация

тка-

ни при помощи

пара

или жидкости, поступающих по трубе 13.

Барабан

фильтра устанавливается на неподвижной

полой

оси 14 при помощи

подшипников в корпусе 1. Полая ось 14 соединена трубой 75 с нижней частью бара-

бана, фильтра, куда по устройству 16 подается сок. Для отвода продуктов фильтрации,

также

подвода воздуха для отдувки осадка 2 и жидкости для регенерации

ткани

Глава

13 Оборудование для разделения жидкообразных 405

неоднородных пищевых сред

полая ось делится на секции. В некоторых конструкциях фильтров для этой цели в

полой

оси устанавливаются специальные трубы. По верхней секции

полой

оси отво-

дится промой, который собирается в сборнике 6. Левая секция соединена с вакуум-

ресивером, через нижнюю секцию отводится отфильтрованный сок. Через правую

секцию

полой

оси подводятся воздух для отдувки осадка и пар или жидкость для

регенерации ткани.

Барабан

обтягивается фильтровальной тканью, которая закрепляется проволо-

кой 20. Вращение барабана осуществляется от привода через шестерню, прикреп-

ленную

к передней крышке барабана. Поверхность барабана фильтра погружена в

суспензию

на 50.. .60 %.

Осадок промывается при помощи форсунок 4, отдувается воздухом, поступаю-

щим через щель 9, и удаляется ножом 11, имеющим цапфу 21 для осуществления

установки. Через щель 10 производится регенерация ткани паром или жидкостью.

Резиновые уплотнения прижимаются к внутренней поверхности барабана при

помощи

полых резиновых подушек 17, в которые подводится вода по гибким шлан-

гам 18. Давление воды должно составлять 0,5.. .0,6 МПа.

Так как резиновые уплотнения все время прижимаются к внутренней поверхно-

сти барабана и работают на истирание, то барабан внутри должен быть гладким.

Практика эксплуатации вакуум-фильтров данного типа показывает, что уплотнения

быстро

изнашиваются. Применение ротационных уплотняющих устройств из синте-

тических материалов, видимо, может устранить этот недостаток.

Камерный вакуум-фильтр БШУ-40-3-10 (рис. 13.24) состоит из следующих уз-

лов:

привода барабана фильтра I, распределительных головок II и

VI,

барабана Ш, про-

мывного устройства

VII,

мешалки для взмучивания осадка IV и привода мешалки V.

Кроме

того,

в его состав входят электродвигатель 1, вариатор 2, редуктор 3, патрубок 4

для

сжатого воздуха, левая 5 и

правая

16 распределительные головки, подшипник 6,

шестерня 7, передняя

крышка

8, подводящие трубы 9, барабан 10, коллекторные тру-

бы

11, патрубок 12, форсунка 13, трубы 14 для промывки осадка, штанга 15, штуцер 17

для

отвода фильтрата, редуктор 18, штанги 19 и 24, спускные штуцера 20 и 22, ме-

шалка 21, корпус 23, штуцера 25, 26, 37 для отвода промоя, устройство 27 для крепле-

ния ножа, устройство 28 для намотки проволоки на барабан,

кран

29, фильтр 30, ко-

жух

31, распределитель 32, горизонтальные трубы 33 и 35, радиальные трубы 34 и 36,

штуцер 38 для подвода суспензии, электродвигатель 39 и редуктор 40.

Барабан

10 фильтра вращается в корпусе 23, куда по штуцеру 38 непрерывно

поступает сгущенный осадок. Невращающиеся части распределительных головок 5

и 16 прижаты к торцовым поверхностям вращающихся

цапф

и при работе фильтра

последовательно

соединяют секции барабана с соответствующими окнами в непод-

вижной части распределительных головок.

Когда

секция барабана погружена в суспензию, происходит фильтрация за счет

разрежения, создаваемого конденсатором в правой распределительной головке 16.

Жидкая

фаза

суспензии отводится при этом через штуцер 17, а на поверхности

тка-

ни этой ячейки отлагается

слой

осадка. Так как при увеличении толщины

слоя

осад-

ка сопротивление фильтрации растет, то для сохранения производительности

фильтра к секции через

угол

поворота барабана 36° подключается распределитель-

ная головка 5 с

более

высоким разрежением. При этом фильтрат отводится через

штуцер 25, а на поверхности ткани этой секции толщина

слоя

осадка возрастает.

406

Часть II Машины и аппараты-преобразователи

пищевых сред

5100

4Ш

VII 40

45Н5

Рис.

13.24

Вакуум-фильтр БШУ-40-3-10

Глава

Оборудование

для разделения жидкообразных

неоднородных

пищевых сред

407

Процесс

фильтрации в каждой секции барабана происходит до тех пор, пока она

находится

в зоне фильтрации. Размеры зон фильтрации регламентируются размера-

ми

окон в шайбах неподвижных головок (рис. 13.25). Шайба имеет окна 1, 2, 3 и 4.

Фильтр

имеет

следующие

размеры зон в дуговых градусах:

Средний

Максимальный

зона фильтрации при повышенном разрежении 109 120

промежуточная 2

III

зона первой просушки и промывки при пониженном разрежении 87 102

промежуточная 2° 30'

зона промывки при повышенном разрежении 15 30

промежуточная зона 2° 30'

VII

зона второй просушки и промывки при пониженном разрежении 83 98

VIII

промежуточная зона 4 -

зона отдувки 42 57

промежуточная зона 13 -

секция барабана проходит промежуточную зону II, входит в зону III пер-

вой

просушки и промывки при пониженном разрежении, при этом

более

концентри-

рованный раствор отводится через штуцер 37 правой распределительной головки 16.

зоне V происходит промывка

слоя

осадка при повышенном разрежении, созда-

ваемом

вакуум-насосом через

левую

распределительную

головку.

Концентрирован-

ный промой отводится через штуцер 25 этой головки (см. рис. 13.24).

Рис.

13.25 Шайбы неподвижных головок вакуум-фильтра

БШУ-40-3-10:

левой

головки;

б - правой

головки;

- схема деления секций барабана фильтра на зоны при совмещении шайб

408

Часть II Машины и аппараты-преобразователи

пищевых сред

После

V зоны секции барабана вакуум-фильтра соединяются с зоной VII второй

просушки и промывки осадка с уменьшенным разрежением. Полученный промой уда-

ляется через штуцер 26 левой распределительной головки.

Зона

VII отделяется от зоны

отдувки осадка ГХ промежуточной зоной

VIII.

Отдувка осуществляется сжатым возду-

хом

с избыточным давлением 0,02 МПа, поступающим по патрубку 4 левой головки.

этой же зоне осадок снимается с

ткани

ножом.

После

прохождения секциями

барабана промежуточной зоны X процесс повторяется.

зонах III, V и VII осадок промывается аммиачной водой, поступающей через

кран

29, фильтры 30, распределитель 32, радиальные 36 и горизонтальные 35 трубы

в форсунки 13. Через трубы радиальную 34 и горизонтальную 33 в форсунки посту-

пает раствор соляной кислоты для регенерации ткани.

Избыток

поступающей в корпус фильтра суспензии удаляется через сливную

коробку,

а окончательный спуск осуществляется через штуцера 20 и 22.

Барабан

фильтра своими

цапфами

установлен в подшипниках 6 и приводится во

вращательное движение с частотой

0,118...2,14

об/мин от трехступенчатого элек-

тродвигателя 1 максимальной мощности 2,8 кВт через

вариатор

2 и редуктор 3.

Мешалка

21 совершает 20 двойных

качаний

в минуту и приводится в движение

от

электродвигателя через редуктор 18 и штанги 19 и 24.

Барабан

фильтра представляет собой горизонтальный сварной цилиндр, со-

стоящий из двух частей, соединенных при помощи фланцев. На наружной поверх-

ности барабана 1 (рис. 13.26) приварены планки 3, разделяющие всю поверхность

барабана по длине на 24 секции. На планках установлена перфорированная опорная

А-А

А-А Б-Б

4 2 1 3 6 4 7 8

а)

"-~\ б)

Рис.

13.26

Барабаны

вакуум-фильтров:

а - с опорной сетчатой поверхностью; б - с опорной поверхностью в виде резиновых ковриков

Глава

13 Оборудование для разделения жидкообразных 409

неоднородных

пищевых сред

поверхность

8 (рис. 13.26, б), через отверстия которой фильтрат проходит в секции.

Фильтрация

суспензии осуществляется через

ткань

2, которая укладывается на

опорную

поверхность - резиновые коврики 7. Перфорированная опорная поверх-

ность

(сетка)

крепится на барабане с помощью штифтов б. Жгут 4 укладывается в

пазы 5 планок.

фильтрах типа

«Эймко»,

выпускаемых французской фирмой

«Фив Лилль-Кай»,

вместо

перфорированной поверхности барабанов применяются плетеные проволочные

сетки 2. На рис. 13.26, а показан способ закрепления на барабане стальной сетки при

помощи

штифтов 6, укладка пенькового жгута, закрепление холста 3 проволокой 7.

Жгут

укладывается в

канавки

планок, приваренных на наружной поверхности

барабана. Планки образуют отдельные секции барабана. Ткань закрепляется при

помощи

нержавеющей проволоки.

Резиновые коврики имеют преимущества по сравнению со стальными сетками.

Они

легко

снимаются в случае их регенерации и увеличивают срок службы ткани, т. к.

не окисляют ее.

Из

каждой секции фильтров коллекторными трубками фильтрат отводится к

распределительным

головкам. Секции в верхней части разобщены между

собой

при

помощи

резиновых шнуров 4, вставленных в пазы планок 5.

Левая

распределительная головка вакуум-фильтра БШУ-40-3-10 (рис. 13.27)

состоит

из подвижной 4 и неподвижной 9 частей со съемными шайбами.

Она включает

также

гнезда 7 и 2, штуцер 3 для подвода сжатого воздуха, шайбы 5

6, винт 7, ось 8,

стакан

10, смотровое стекло 11, опору 12, окно 13, шланги 15, 16 и

18. Шайбы прикрепляются к

цапфе

барабана, т.е. к подвижной части и неподвижно-

му

корпусу головки, винтами 7. Неподвижная шайба имеет окна, количество кото-

рых соответствует количеству окон в неподвижном корпусе головки.

Неподвижная часть головки прижимается к подвижной шайбе с помощью пру-

жины 77, насаженной на ось 8. Ось пружины крепится в стакане 10, прикрепленном

цапфе

подвижной части головки. Большие полости головки имеют отвод 19, к ко-

торому

хомутиком 20 крепится рукав 18. Сжатый воздух в головку подается через

штуцер 3. Разрежение в определенных зонах фильтра контролируется вакуумметра-

ми,

присоединенными к гнездам 7 и 2. Для установки неподвижной головки в опре-

деленном

положении по отношению к правой головке имеется проушина 14.

Техническая характеристика вакуум-фильтров БШУ-40-3-10

Производительность по свекле, т/сут

800...1000

Поверхность

фильтрации,

Диаметр

барабана,

мм

3000

Длина

барабана,

мм

4400

Частота

вращения

барабана,

-1

0,0026.

..0,0260

Температура суспензии при

фильтрации,

273...368

Угол

погружения

барабана

в суспензию,

град

109... 120

Величина

вакуума

в зоне

фильтрования,

МПа 0,08

Давление при продувке, МПа 0,2

Установленная мощность, кВт 7,0

Габаритные

размеры,

мм

7350x4585x3942

Масса, кг 21 415

410

Часть

II Машины и аппараты-преобразователи

пищевых сред

Рис.

13.27 Левая распределительная головка вакуум-фильтра БШУ-40-3-10

Сравнивая

конструкции распределительных головок различных типов фильт-

ров,

необходимо отметить значительные преимущества распределительных головок

фильтра

БШУ-40-3-10:

они позволяют изменять режим работы фильтра. Неподвиж-

ные диски, расположенные в правой и левой распределительных головках, различа-

ются

между собой (см. рис. 13.25). Так как в каждой секции фильтра имеются по две

коллекторные

трубки и одна из трубок направлена к правой распределительной го-

ловке,

а другая - к левой, это позволяет в фильтрах данной конструкции увеличить

зону

промывки осадка, что обеспечивает

более

глубокую

промывку его при

небольших

расходах воды, и отобрать часть малоконцентрированного раствора для