Приклад № 6

Розрахувати фактор розділення дріжджового сепаратора, його продуктивність і потрібну потужність електродвигуна. Накреслити схему сепаратора.

Принцип дії сепаратора оснований на розділенні неоднорідних систем методом осадження у відцентровому полі.

Сепаратор являє собою компактну конструкцію й цілком змонтований на чавунній станині (рис. 5.9.). Основні частини сепаратора: барабан 4, приводний механізм 14, станина 1 і пристрої 8, 5 й 12 для приймання бражки й відведення продуктів сепарування. Дріжджові сепаратори бувають відкритого й напівзакритого типу. У відкритому сепараторі подавання бражки й відведення всіх продуктів сепарування відбуваються самопливом. У напівзакритих сепараторах бражку вводять і відводять з нього після сепарування під тиском по закритих комунікаціях, а дріжджовий концентрат видаляють відкритим способом.

Барабан сепаратора (рис. 5.10) складається з корпуса 15, розподільної труби 1 (тарілкоутримувача), набору тарілок 4, кришки 12 і кільцевої гайки 14, яка служить для скріплення деталей барабана. У корпусі барабана є від 6 до 12 дріжджових трубок 7 (залежно від типу сепаратора), розташованих строго симетрично в нижній його частині. У дріжджові трубки вгвинчують дріжджові мундштуки 8 для регулювання концентрації дріжджів, що відходять.

Рисунок 5.9 - Дріжджовий сепаратор ВСЖ (розріз):

1- станина; 2 - основа; 3 - кришка; 4 - барабан; 5 - збірник для бражки, 6 - сигнальний пристрій, 7 - кришка, 8 - патрубок, 9 - пакет конічних тарілок, 10 - тарілкоутримувач, 11 - затяжне кільце, 12 - збірник дрожджового концентрату, 13 - веретено, 14 - пусковий пристрій, 15 - стакан, 16 - передача, 17 - тахометр, 18 - горлова опора веретена.

Відцентрове прискорення в сучасних дріжджових сепараторах приблизно в 4000 разів (фактор розділення) більше гравітаційного прискорення. Таким чином, швидкість відділення дріжджів із бражки в барабані сепаратора досягає 1, 1—1, 2 см/с.

Для повноти виділення дріжджових клітин барабан сепаратора оснащують тонкими конічними вставками – тарілками, які розділяють бражку на шари. У цих шарах, що мають товщину 0, 8—1 мм, відбувається розділення бражки на дріжджовий концентрат – дріжджове молочко – і на бражку, звільнену від дріжджів.

Рисунок 5.10 - Схематичний розріз барабана сепаратора:

1 — розподільна труба; 2— глуха гайка; З й 4 — тарілки; 5 — дріжджова камера; 6 — гумова прокладка; 7 — дріжджові трубки; 8 — дріжджовий мундштук; 9 — вихідний отвір для бражки, що відробила; 10- гайка; 11 - повідець; 12- кришка барабана; 13 -дріжджові канали; 14 - кільцева гайка; 15 - корпус барабана.

З підвідного трубопроводу бражка надходить через патрубок 8 (дивись рис. 5.9) у розподільну трубу 1 (рис. 5.10) барабана. Звідси по дріжджових каналах 13 бражка спрямовується в дріжджову камеру 5. Проходячи по дріжджових каналах барабана, що швидко обертається, бражка приходить в обертовий рух, швидкість якого відповідає швидкості обертання барабана. При цьому під впливом відцентрової сили бражка розділяється на дріжджовий концентрат і звільнену від дріжджів бражку.

Дріжджовий концентрат, який має більшу густину, відкидається до нижніх поверхонь тарілок, по яких сповзає в дріжджову камеру. Бражка, звільнена від дріжджів, як більш легка, відтісняється до центра, піднімається нагору і викидається через отвір 9 (рис. 5.10) у збірник 5 (рис. 5.9) для відпрацьованої бражки. Дріжджі, які зібралися в дріжджовій камері, відводяться через дріжджові трубки 7 (рис. 5.10) і дріжджові мундштуки 8 у збірник для дріжджового концентрату. Бражка знаходиться в барабані сепаратора протягом 2 – 5 с.

Вихідні дані:

діаметр барабана сепаратора D_б = 0, 6 м;

радіус тарілок: максимальний – R_б = 0, 2 м, мінімальний – R_м = 0, 08 м;

тиск напірного диска на виході бражки p = 0, 2 МПа;

кількість тарілок z = 53;

кут нахилу твірної корпуса тарілок α = 43°;

частота обертання барабана n = 3500 об/хв або = 58, 33 с^-1;

площа зовнішньої поверхні барабана F = 0, 7 м²;

діаметр вала сепаратора d_в = 0, 06 м;

маса барабана сепаратора разом з рідиною G = 250 кг.