На чем основан принцип действия сепаратора
Сепаратор
Сепаратор — аппарат, производящий разделение продукта на фракции с разными характеристиками.
Содержание
Сепарация
В процессе работы любого сепаратора не происходит изменения химического состава разделяемых веществ. Качества, отличающие продукты сепарации, не обязательно должны совпадать с признаками, по которым разделяют смесь в сепараторах. В работе сепаратора принимает участие множество отдельных мелких частиц, среди которых встречаются частицы с промежуточными свойствами по отношению к необходимым признакам. Из исходной смеси после промышленных сепараций не могут получиться абсолютно чистые фракции разделяемых компонентов, только продукты с преобладающим их содержанием.
Виды сепараторов
По способам сепарации
Сепараторы различных видов используют множество разнообразных способов сепарации, основанных на разнице в качественных характеристиках компонентов в смеси: в размерах твёрдых частиц, в их массах, в форме, плотности, коэффициентах трения, прочности, упругости, смачиваемости поверхности, магнитной восприимчивости, электропроводности, радиоактивности и других.
По принципу действия
Сепараторы по принципу действия можно разделить на центробежные, центробежно-вихревые, центрифужные, прессо-шнековые, вибрационные и отстойные.
Сепарация в Прессо-шнековых сепараторах представляет собой процесс из просеивания, фильтрации и прессования. Шнек вращается в цилиндрическом сите. Сито может иметь размер ячеек от 0,1 до 1,0 мм. Первичное вещество подается в рабочую часть сепаратора. В сите из частичек, имеющих размер больший ячейки сита, создается фильтрующий слой, который задерживает более мелкие частицы в жидкости. Лопасти шнека продвигают твердые частицы к выпускному отверстию. Поверхность сита очищена и образуется новый фильтрующий слой. Лопасти шнека очищают сито при каждом вращении и продвигают твердые массы к выпускному отверстию. Где твердые массы под давлением шнека обезвоживаются и спрессовываются в твердое вещество. Давление в первой части сита низкое, но оно увеличивается по мере возрастания концентрации твердых веществ в выходящем продукте. Сила трения твердой заглушки в цилиндрическом раструбе и двойной заслонки регулятора выходного отверстия создает противодавление.
По сфере использования
Также аппараты для сепарации различают по сфере использования: встречаются сепараторы, которые можно использовать исключительно на пищевых производствах, либо в процессах разделения сельскохозяйственных продуктов или только для сепарации медицинских препаратов. Встречаются и сепараторы общего использования, которые можно использовать для широкого круга задач. Существуют также газожидкостные сепараторы предназначенные для разделения газожидкостного потока, которые используются в нефтяной и газовой промышленности.
Использование
При производстве спирта каждый спиртзавод, в качестве отходов, вырабатывает огромное количество барды от 300 м³/сутки. Спиртовая барда, отправляемая в отстойники и на поля фильтрации, является серьёзной проблемой, загрязняя окружающую среду. Многие страны в законодательном порядке запрещают эксплуатацию заводов и фабрик, производящих спирт, если на предприятии не решен вопрос с утилизацией спиртовой/послеспиртовой барды. Прессо-шнековый сепаратор способен справиться с этой проблемой. Спиртовая барда, поданная на сепаратор разделяется на твердую фракцию (кек) и на жидкую фракцию (фугат). Твердая фракция используется для корма животных в чистом виде либо отправляется на производство комбикормов.
При производстве пива каждый пивзавод, в качестве отходов, вырабатывает огромное количество пивной дробины от 100 м³/сутки. Пивная дробина является серьёзной проблемой, загрязняя окружающую среду. Прессо-шнековый сепаратор способен справиться с этой проблемой. Пивная дробина, поданная на сепаратор разделяется на твердую фракцию (кек) и на жидкую фракцию (фугат). Твердая фракция используется для корма животных в чистом виде либо отправляется на производство комбикормов.
Для обогащение и очищение руды от пустой и ненужной породы используются различные сепараторы. Для металлической руды подходит электрическая, магнитная и химическая сепарации.
При сборе зерна получается смесь из зёрен, шелухи, стеблей, листьев и различного природного и андрогенного мусора. Для очистки производимого продукта (например, муки) применяется воздушные, центробежные и вибрационные.
При изготовлении фармакологических препаратов применяются разнообразные аппараты для очищения от побочных продуктов производства. Также сепарация используется для разделения биологического материала (крови, лимфы и др.) на различные фракции.
При производстве сливок, обезжиренного молока и других молочных продуктов встаёт проблема разделения белков, жиров и жидких компонентов молока, для чего используется пищевые сепараторы. Используются для отделения сливок от молока, творога от сыворотки и пр.
Примечание
См. также
Ссылки
 | Это заготовка статьи о технике. Вы можете помочь проекту, исправив и дополнив её. Это примечание по возможности следует заменить более точным. |
Полезное
Смотреть что такое «Сепаратор» в других словарях:
СЕПАРАТОР — (фр.). Прибор, при посредстве которого производится отделение сливок от молока. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. СЕПАРАТОР иначе центрофуг, аппарат, при помощи которого смеси разделяются на их… … Словарь иностранных слов русского языка
сепаратор — а, м. séparateur m., нем. Separator <лат. separare отделять. 1. Аппарат для отделения одного вещества от другого или для выделения одного вещества из состава другого. БАС 1. Иначе центрофуг, аппарат при помощи которого смеси разделяются… … Исторический словарь галлицизмов русского языка
Сепаратор — (от лат. separator отделитель * a. separator; н. Abscheider, Scheider; Separator; ф. separateur, trieur; и. separador) аппарат для разделения твёрдых или жидких веществ, компонентов минерального сырья, удаления газа, твёрдых или жидких… … Геологическая энциклопедия
сепаратор — отстойник; калютрон, змейка, центрифуга, отделитель, кукольник, сетлер, трап Словарь русских синонимов. сепаратор сущ., кол во синонимов: 23 • газосепаратор (2) • … Словарь синонимов
СЕПАРАТОР — (от лат. separator отделитель) аппарат для сепарации. Принцип действия сепаратора основан на различии физических свойств компонентов смеси. Наиболее распространены сепараторы центробежные, магнитные и отстойные … Большой Энциклопедический словарь
СЕПАРАТОР — СЕПАРАТОР, сепаратора, муж. (от лат. separatus отделитель) (тех.). 1. Машина или аппарат, служащий для очистки, отделения одного вещества или одних частей вещества от других. 2. Аппарат, выделяющий сливки из цельного молока (с. х.). Толковый… … Толковый словарь Ушакова
СЕПАРАТОР — СЕПАРАТОР, а, муж. Аппарат для отделения жидких или твёрдых частиц от газа, твёрдых от жидкости, а также для разделения смесей на составные части. Магнитный с. Отстойный с. Молочный с. | прил. сепараторный, ая, ое. Толковый словарь Ожегова. С.И.… … Толковый словарь Ожегова
СЕПАРАТОР — (Separator) аппарат, установленный на паровой магистрали и служащий для отделения от пара увлеченной им воды. Самойлов К. И. Морской словарь. М. Л.: Государственное Военно морское Издательство НКВМФ Союза ССР, 1941 … Морской словарь
СЕПАРАТОР — аппарат, применяемый в эрлифтах для выделения воздуха из воды, получаемой из артезианской скважины и содержащей значительное количество воздушных пузырьков. При работе эрлифта в С. через боковое отверстие с большой скоростью поступает смесь воды… … Технический железнодорожный словарь
Сепаратор — устройство осушения пара, необходимое для обеспечения высокого качества пара в парогенераторах с организованной или неорганизованной циркуляцией, которое ограничивает вынос капель влаги в пар и понижает содержание примесей в уносимой влаге.… … Термины атомной энергетики
сепаратор — сепаратор, мн. сепараторы, род. сепараторов и в просторечии сепаратора, сепараторов … Словарь трудностей произношения и ударения в современном русском языке
Принцип работы сепаратора
Сепаратор, или тарельчатая центрифуга, представляет собой центрифугу вертикальной компоновки. Он используется для разделения и осветления жидкостей. Принцип тарельчатого сепаратора позволяет разделить твердые и жидкие фазы или смешанные жидкие фазы под воздействием центробежной силы. По сравнению с декантерной центрифугой сепаратор существенно отличается по своей технической конструкции и вариантам применения.
Как работает сепаратор?
В основу функционирования тарельчатого сепаратора положен принцип осаждения. В смесях с твердой и жидкой фазами тяжелые твердые вещества накапливаются на дне емкости. Они опускаются под воздействием силы тяжести. (1) В непрерывно работающей системе для разделения твердой и жидкой фаз не все частицы твердого вещества успевают осесть на дно. Они снова покидают систему вместе с жидкой фазой. Разделение выполнено не полностью. Для предотвращения этого используется конструкция в виде ламелей или дисков. (2) Сам процесс сепарации происходит в пространстве между дисками. Чем больше количество пластин или дисков, тем больше площадь осветления. Конусообразная форма пластин или дисков предотвращает их закупорку, в следствие чего частицы твердого вещества просто соскальзывают с них. (3)
Принцип сепаратора позволяет отделять жидкости различной плотности, например, капельки масла в воде или капельки воды в масле.
Разделение, основанное на принципе силы тяжести (1 G), выполняется медленно и не эффективно для многих вариантов промышленного применения. Тарельчатые сепараторы значительно ускоряют процесс разделения. Смесь из твердой и жидкой фаз они разделяют с помощью центробежной силы. «Эквивалентная площадь осветления», которая является измерением эффективности сепаратора, определяется на основании геометрической поверхности (площадь осветления) и центробежного ускорения.
Благодаря высоким силам инерции сепаратор достигает высокой эффективности разделения. По сравнению с декантером, сепаратор работает на более высоких скоростях и отделяет из жидкости более мелкие твердые вещества (частицы до 5 мкм).
Конструкция тарельчатого сепаратора
Разделяемая смесь поступает через стационарную впускную трубу (1) (подача) в распределитель вращающегося барабана (2) (емкость, в которой находится смесь). Там она ускоряется до окружной скорости барабана сепаратора. Важно, чтобы при распределении смеси не возникали ненужные срезывающие усилия, разрушающие мелкие частицы или создающие эмульсии. На внешней стороне основания распределителя предусмотрены прорези или отверстия, через которые отделяемый продукт поступает в пространство с дисками. Разделение выполняется во внутреннем пространства между дисками сепаратора (3). Твердое вещество под действием центробежной силы стремится наружу и накапливается в так называемой камере твердого вещества (4). Жидкие фазы проходят через пространство между дисками и также под действием центробежной силы стремятся в противоположную сторону к оси барабана, а далее вытекают через диск разделения фаз (грейфер) или водослив(5). Используемая конструкция зависит от области применения.
Собранное твердое вещество выходит по отдельной выпускной линии (выгрузка твердой фазы). При этом имеются тарельчатые сепараторы с самоочищающимся барабаном (сепараторы непрерывного действия) и ручные сепараторы. В сепараторах с самоочищающимся барабаном последний имеет механизм открывания, через который с равным временным интервалом выполняется выгрузка отделенных твердых веществ (6). В этом случае барабан состоит из нижней части барабана, в котором расположен гидравлический механизм опорожнения, а также крышки барабана.
Гидравлический разгрузочный механизм открывает барабан сепаратора в самой выступающей части корпуса центрифуги, где собираются твердые вещества. После выхода твердой фазы барабан сепаратора снова закрывается. Это происходит за несколько десятых долей секунды.
Сепаратор, как правило, приводится в движение с помощью поликлинового или плоскоременного привода. Это зависит от конструктивного размера сепаратора. Управление приводным двигателем осуществляется с помощью преобразователя частоты.
Области применения технологии сепарации
Сепараторы предназначены для решения задач разделения, при которых необходима высокая точность разделения или при которых требуется отделение тончайших частиц. Они используются также для разделения твердой и жидкой фаз с небольшой разницей в плотности. Тарельчатые сепараторы обладают очень многообразными вариантами применения и используются в различных отраслях промышленности, в том числе:
Сепараторы используются главным образом для трех различных методов разделения:
Принцип работы сепаратора — назначение, классификация
Сепаратор – почти универсальная машина, которая предназначена для очистки и разделения жидкостей, а также твердых тел. Сепаратор может быть задействован для сбора, утилизации и переработки отходов и мусора. Понять детально, что такое сепаратор, просто: конструкция и принцип действия не являются сложными.
Сепаратор – что это такое
Сепаратор – это аппарат для разделения веществ. Работа сепаратора (от англ. separate – разделять) заключается в разделении жидкостей или их смесей. При этом жидкости на выходе не станут абсолютно чистыми, а будут иметь содержание изначальных компонентов или определенных фракций. Такой аппарат способен снизить количество твердых примесей в жидкости или отделить друг от друга жидкости с разной плотностью – масло и воду.
Конструкция изготавливается чаще всего в виде центрифуги, имеет размеры в широком диапазоне в зависимости от мощности и снабжается приводом, измерительными устройствами и органами управления.
Из чего состоит сепаратор, принцип работы
Почти всегда вне зависимости от того, для чего нужен сепаратор, материальная часть примерно одинакова:
Принцип работы сепаратора состоит в создании быстрого вращения, в результате чего под действием ряда сил выполняется разделение на составляющие.
В принципе действия сепаратора отсутствуют большие сложности. Подготовленная при необходимости среда подается в приемное устройство. Из него поступает в барабан. В результате работы двигателя барабан вращается. Под действием центробежной и центростремительной сил образуются фазы жидкости. Обладая различными характеристиками, они подаются в разных направлениях по конструктивным элементам барабана – в сторону выводного устройства. Через выводное устройство выполняется их съем независимо друг от друга.
В зависимости от назначения и размера целого аппарата размер и состав отдельных частей может изменяться. Барабан может отсутствовать, будучи замененным чашей в малых моделях либо состоять из десятков элементов в промышленных моделях под тысячи литров, а двигателя может не быть – может присутствовать ручной привод. Как выглядит сепаратор, не так важно.
После начала подачи вводимой жидкости устанавливается режим ее выхода. Чем сильнее крутится барабан, тем сильнее напор и тем глубже происходит очистка.
Устройство сепаратора интересно также особой опорой барабана. При любой скорости вращения барабана возникает ситуация, когда в разных участках полости образуется несимметричная в своем расположении масса. Это создает эксцентриситет прилагаемой нагрузки и может повлиять на конструктивную целостность барабана, особенно – промышленных моделей.
Проблема заключается в возникновении негативных колебаний барабана в опорных точках. Усиливающий фактор – погрешности при производстве, потому как при серийном выпуске сложно совместить оси инерции и вращения. В целом это приводит к появлению разрушающего резонанса. Следует его устранить, для чего сепаратор оснащается упругой опорой барабана: при вращении на любой скорости и любой загрузке барабан автоматически займет пространственное положение, в котором разрушающее действие от вращения отсутствует.
Размер и мощность диктует сложность конструкции. В домашнем хозяйстве используются аппараты с барабаном-чашей и слабым мотором, для промышленных нужд применяются тарельчатые модели с дизельными двигателями и собственной системой управления в отдельном шкафу. Именно цель и вещество определяют, как устроен сепаратор.
Для чего нужен сепаратор
Сферы применения – там, где требуется разделение на фазы с разными плотностями или очистка с высокой точностью по критерию размера частиц.
Где используется в уборке, утилизации, переработке
Для уборки помещений широко применяются моющие пылесосы сепараторного типа.
В утилизации задействуются сепараторы, основа действия которых основывается на характеристиках разделяемых частей:
Сепаратор также подходит для переработки различных продуктов и сред. Он успешно справляется с разделением на фракции отходов ферм, с сепарированием отходов на виды для дальнейшей глубокой обработки, трудится на очистке и переработке опилок и стружки (мебельная промышленность).
Сепараторы в химии и пищевой промышленности
Сепаратор в химии и пищевой промышленности:
Какие существуют виды сепараторов
Для чего предназначен сепаратор, можно понять после отнесения к той или иной категории, потому как в производственных условиях рядом могут располагаться несколько разных моделей.
По способам сепарации
По способу сепарации существует такая классификация сепараторов:
По принципу действия
Виды сепараторов по принципу действия бывают следующие:
Осветление применяется для жидкостей с небольшим количеством взвешенного твердого вещества, а для более насыщенного раствора используется декантер. Как сепаратор — это устройство также используется, но со своей спецификой.
По сфере применения
По назначению выделяются несколько категорий сепараторов:
Схема сепаратора
Как работают сепараторы молочные, видно по схеме:
То, из чего сделан сепаратор, может меняться в зависимости от рабочего вещества.
Принцип работы валковых дробилок — область применения
Инсинераторная установка для утилизации отходов
Промышленные пылесосы для уборки производственных помещений
Принцип работы пиролизной печи — как пользоваться установкой
Описание робота пылесоса — как он работает
Обращение с радиоактивными (ядерными) отходами — классификация РАО
Электрический сепаратор для молока: устройство, как работает
Сепаратор для молока — удобный прибор, позволяющий быстро и без особых усилий приготовить свежие сливки. Интересно разобраться в устройстве агрегата и изучить его разновидности.
Что такое и для чего нужен сепаратор молока
Сепаратор — механическое или электрическое приспособление, предназначенное для очистки козьего или коровьего молока и разделения продукта на фракции. Помогает устранить из сырья примеси и получить жирные сливки, применяется в изготовлении масла, сметаны и сыра. Представляет собой центрифугу, в которой разделение частиц происходит под воздействием быстрого вращения.
Для обработки в сепараторе молоко нагревают не более чем до 50 °С
До изобретения сепаратора в XIX веке сливки можно было получить только гравитационным методом или отстаиванием. Аппарат значительно упростил и ускорил производство молочных продуктов и практически полностью автоматизировал процесс.
Из чего состоит сепаратор
Механические и электрические модели отличаются по внешнему виду, вместительности и возможностям. Но по конструкции и принципу действия сепараторы в целом очень похожи. Любой агрегат состоит из нескольких частей:
Молочные сепараторы бывают механическими и электрическими. Последние работают за счет мощного мотора и не требуют от оператора приложения каких-либо усилий. В механических моделях требуется крутить рукоять, чтобы привести в действие внутренние составляющие агрегата.
Внимание! В ручных устройствах обрабатывают главным образом коровье молоко. В козьем сырье молекулы жира меньше, поэтому для отделения сливок нужна максимальная скорость вращения.
Как работает электрический сепаратор для молока
Принцип действия молочного сепаратора очень простой и основан на использовании центробежной силы. При вращении более тяжелая водянистая часть сырья уходит на периферию прибора, а легкие жировые фракции собираются в центре. Подробная схема работы выглядит так:
Большинство современных молочных сепараторов позволяют вручную регулировать жирность сливок. Настройка происходит за счет изменения свободного пространства рядом с центром вращения. Чем оно меньше, тем выше процент жирности.
Бытовой молочный сепаратор рассчитан в среднем на 5-10 л сырья
Принцип действия сепаратора-молокоочистителя
Помимо агрегатов, позволяющих разделить молоко на фракции, существуют модели для освобождения сырья от механических примесей — частиц корма, грязи, соломы, волос. По устройству и принципу действия сепараторы-молокоочистители практически не отличаются от обычных. Схема работы выглядит так:
Назначением сепаратора-молокоочистеля обусловлено его главное отличие от обычных устройств — пониженная мощность. Для отделения плотных примесей обычно не требуется высокая скорость вращения тарелок. Диски развивают в среднем всего около 4000 оборотов в минуту. Для сепарации сливок этого недостаточно, а вот мусор и отмершие клетки вымени на такой скорости отсеиваются хорошо.
Принцип работы сепаратора-нормализатора для молока
При обработке в обычном сепараторе коровье или козье молоко разделяется на сливки и так называемый обрат, или водянистую обезжиренную фракцию. Некоторые модели устройств оснащаются нормализатором. Он отвечает за подмешивание определенной части готовых сливок к обрату. Схема действия прибора:
Молоко на выходе из устройства является уже нормализованным и не требует дополнительной обработки.
Внимание! Приспособления для подмешивания сливок к обрату в разных моделях сепараторов могут быть встроенными и съемными.
Как правильно пользоваться электрическим сепаратором
Видео о работе электрического сепаратора для молока показывают, что агрегат очень простой. От оператора не требуется специальных знаний и умений.
Молоко в приборе обрабатывают так:
По окончании процедуры обезжиренное молоко и сливки переливают в чистые сухие емкости для хранения. Сепаратор промывают в горячей воде с применением соды. Осадок, скапливающийся на стенках прибора, со временем ухудшает его работу и качество готовых продуктов. Удалять оставшееся молоко и следы жира необходимо сразу.
Заключение
Сепаратор для молока позволяет получить сливки и обезжиренный обрат из коровьего или козьего сырья в домашних условиях. Некоторые устройства предназначены также для выполнения нормализации. Пользоваться агрегатом легко, но перед первым применением нужно изучить инструкцию.