Transcript razdvajanje faza-centrifugiranje

RAZDVAJANJE FAZA
Pripremio: Varga Ištvan
HEMIJSKO-PREHRAMBENA SREDNJA ŠKOLA
ČOKA
[email protected]
• Pojam faze:
Faza je jednorodna homogena sredina
koju od druge homogene sredine razdvaja
određena površina (granična površina).
Ako jedan materijalni sistem sastoji se od
dve ili više faza, onda je on nehomogen.
Nehomogeni sistemi
Tečan
Gasovit
Suspenzija
Dim
Emulzija
Magla
Pena
Nastajanje nehomogenih sistema
 Nastaju prirodnim i industrijskim
procesima.
 Nekada se javljaju kao nepoželjan, a
češće kao neophodan sastavni deo
proizvodnje.
Uzroci nastajanja:
Mehaničke operacije;
Toplotne operacije;
Difuzione operacije i hemijski i biološki
procesi.
Razdvajanje nehomogenih sistema
 Metode razdvajanja zavise od sastava
faza i prirode nehomogenog sistema.
Pri izboru načina razdvajanja treba uzeti u
obzir i fizička i hemijska svojstva faza.
Sve metode razdvajanja mogu se podeliti
u dve grupe:
TALOŽENJE
 FILTRIRANJE

Razdvajanje faza
Taloženje
Filtriranje
Gravitaciona sila
Elektrostatička sila
Centrifugalna sila
Sila pritiska
Gravitaciona sila
Centrifugalna sila
Centrifugiranje
Taloženje
Taloženje je operacija razdvajanja tečnih i
gasovitih suspenzija na sastavne faze, na
osnovu činjenice da dispergovana čvrsta
faza ima veću gustinu od tečnosti ili gasa
tzv. noseće faze.
Pogonska sila taloženja može da bude:
Gravitaciona sila;
Elektrostatička sila i
Centrifugalna sila (centrifugalno taloženje).
Brzina taloženja [m/s]
Brzina taloženja
wtaloženja
a
b
c
0
vreme
Do tačke “a” brzina padanja čestica
RASTE zbog gravitacionog ubrzanja.
U tački “a” pa do tačke “b” brzina padanja
je KONSTANTNA zbog toga što sila koja
izaziva ubrzanje izjednači se sa silom
otpora trenja čestica i noseće faze. U
vremenu od tačke a-b čestice padaju
konstantnom brzinom (ova brzina se
naziva brzinom taloženja wtaloženja).
Kada otpori zbog trenja nadvladaju
gravitacionu silu, brzina taloženja će
OPADATI (b-c).
Stoksova formula za određivanje brzine
taloženja
wtaloženja  K
d
2

čestica
 noseća faza  g

K – konstanta koja zavisi od oblika čestica
μ – Dinamička viskoznost noseće faze [Pa s]
d - Prečnik čestice [m]
m
 s 
Taložnici
Dorov zgušnjivač
Tečna
tečnost
suspenzija
Ugušćena susp.
Taložni prečistač
Centrifugalni prečistač
1 – Telo prečistača
2 – Dovodna cev
3 – Konusno dno
4 – Odvodna cev
Filtracija
Filtracija je operacija razdvajanja čvrste
faze od tečne ili gasovite faze, na taj način
što se suspenzija dovodi na cedilo, koje
tečnost ili gas propušta, a čvrstu fazu
zadržava.
Pogonska sila filtracije je razlika pritiska
iznad p1 i ispod cedila p2.
1 – cedilo;
2 – čvrsta faza (pogača, ili talog)
Filtri
 Na izbor filtra utiču:
1.
2.
3.
4.
5.
Količina suspenzije;
Priroda i temperatura tečnosti ili gasa;
Količina taloga;
Vrednost taloga i tečnosti;
Pritisak suspenzije.
U industriji su na upotrebi sledfeći filtri:




Peščani filtri;
Vakuum-filtri (nučevi i Oliver filtri);
Filtar prese (komorne i ramske);
Gasni filtri.
Filtar prese
Komorna filtar-presa
Izgled članka komorne filtar-prese
7
Otvor za dovođenje
suspenzije
Izbrazdana površina
Slavina za
ispuštanje tečnosti
Ramska filtar-presa
Oliver filtar
1 – Doboš (bubanj); 2 – Cedilo (platno);
3 – Korito; 4 – Osovina; 5 – Ceđenje;
9 – nož za struganje.
1 – sekcija; 2 – pune letve;
3 – Cedilo; 4 – rebra.
Centrifuge
Razdvajanje faza vrši se pod dejstvom
centrifugalne sile, koja čvrste čestice taloži
na unutrašnjem plaštu obrtnog doboša.
Plašt doboša može biti i perforiran, tada
se vrši centrifugalna filtracija.
Operacija se izvodi u centrifugama, koje
mogu biti:
 Taložne i
Potisne (filtracione) centrifuge.
 Centrifugalna sila koja se javlja pri
obrtanju mase “m” brzinom “w” :
m  w2
Fc 
r
N 
2r n
w
60
m
 s 
m  2r n 
2
Fc  
  0, 011mrn
r  60 
N 
Potisna centrifuga
Alfa-Lavalov separator