Методы разделения гетерогенных систем. Центрифугирование

Методы разделения гетерогенных систем классифицируются в зависимости от размеров взвешенных частиц дисперсной фазы, разности плотностей дисперсной и сплошной фаз, а также вязкости сплошной фазы. Применяют следующие основные методы разделения жидких систем: осаждение, отстаивание, центрифугирование.

Осаждение представляет собой процесс разделения, при котором взвешенные в жидкости или газе твердые или жидкие частицы дисперсной фазы отделяются от сплошной фазы под действием сил тяжести, центробежной или электростатической.

Осаждение под действием силы тяжести называется отстаиванием. Отстаивание в основном применяется для предварительного грубого разделения и проводится в аппаратах, называемых отстойниками или сгустителями. Методом отстаивания разделяют суспензии и эмульсии. Это наиболее дешевый способ разделения.

Различают отстойники периодического, непрерывного и полунепрерывного действия. Непрерывно действующие отстойники могут быть одно–, двух– и многоярусными.

центрифугаЦентрифугирование – процесс разделения суспензий и эмульсий в поле центробежных сил с использованием сплошных или проницаемых для жидкости перегородок. Процессы центрифугирования проводят в центрифугах.

Основная часть центрифуги – барабан со сплошными или перфорированными стенками, вращающийся в основном в неподвижном кожухе. Внутренняя поверхность ротора с перфорированными стенками часто покрывается фильтровальной тканью или тонкой металлической сеткой.

Под действием центробежных сил суспензия разделяется на осадок и жидкую фазу – фугат.
Используют центрифуги фильтрующие и отстойные. В фильтрующих центрифугах разделяют суспензии. Стенки фильтрующих центрифуг имеют отверстия, а на их внутренней стороне укладывается фильтровальная перегородка. Эта перегородка пропускает фильтрат, который движется под действием центробежной силы, задерживая осадок.

Отстойные центрифуги имеют сплошные стенки, и разделение суспензий и эмульсий происходит по принципу отстаивания, но под действием центробежной силы. Фаза с большей плотностью располагается ближе к стенкам ротора, а фаза меньшей плотности (фугат) располагается ближе к оси.

В зависимости от режима работы центрифуги бывают периодического, полунепрерывного и непрерывного действия. Выгрузка осадка может производиться вручную или автоматически. По расположению вала различают горизонтальные и вертикальные центрифуги.

Используются центрифуги периодического действия: подвесные, фильтрующие, осадительные, трубчатые, вибрационные и др.

сепараторРазделение эмульсий проводится в сепараторах (однокамерных, тарельчатых и др.) периодического или непрерывного действия. Наиболее распространено разделение в тарельчатых сепараторах с коническими тарелками. Малое расстояние между тарелками (0,3–0,4 мм – для молочных и 0,8–1 мм – для дрожжевых сепараторов) приводит к образованию ламинарного течения между этими тарелками. Поэтому эффект вторичного смешивания потоков существенно уменьшается и удается получить достаточно хорошее разделение компонентов эмульсии.

Центробежные жидкостные сепараторы широко применяются в пищевой промышленности, в частности для сепарации молока (отделения от молока сливок).

Применение центробежной силы для процессов разделения суспензий и эмульсий значительно интенсифицирует процесс. Однако не удается полностью провести разделение, в связи с этим в некоторых случаях необходимо проводить дополнительную обработку (отжим, сушку пасты, обезвоживание и др.).

ЧИТАЙТЕ ДАЛЕЕ: