CUPRINS

1. Considerații generale ................................................................................32. Separatoare centrifuge cu talere cilindrice ...............................................43. Bibliografie ................................................................................................8

2

1. Considerații generale:

Sub acțiunea forței centrifuge, separarea impurităților are loc foarte rapid şi direct proporțional cu pătratul vitezei de rotație, cu raza tobei separatorului cu pătratul razei particulei, în suspensie cu diferența dintre greutatea specifică a mediului de dispersare şi greutatea particulei în suspensie şi invers proporțional cu viscozitatea mediului de dispersare.

Trebuie de avut în vedere că, deşi separatoarele centrifuge elimină foarte rapid suspensiile grosiere şi, o dată cu ele, într-o mare proporție, microorganismele, prin acest tratament nu se elimină substanțele coloidale şi, ca urmare, nu se schimbă nici viscozitatea produsului.

Separatoarele centrifuge se clasifică în funcție de mai multe criterii:După modul de alimentare şi evacuare a produselor se pot împărți în trei

grupe:

a. Separatoare deschise, la care atât alimentarea, cât şi evacuarea produselor se realizează în contact cu atmosfera;

b. separatoare semiermetice, la care, de obicei, alimentarea se efectuează în contact cu atmosfera, sub influența presiunii hidrostatice a lichidului, iar evacuarea produselor se efectuează prin conducte, sub acțiunea presiunii imprimate de forța centrifugă, care ajunge la 15-10105Pa. în categoria separatoarelor semiermetice se încadrează toate aparatele la care, cel puțin, o fază circulă în sistem închis sub presiune;

c. separatoare ermetice, la care atât alimentarea, cât şi evacuarea se efectuează în sistem închis, sub presiune.

Un alt sistem de clasificare, bazat pe elemente constructive, împarteseparatoarele centrifuge în două grupe:

a. separatoare cu talere tronconice, care sunt cele mai răspândite; b. separatore cu talere cilindrice concentrice.

După operaţia pe care o efectuează se pot clasifica în:a. centrifuge clarificatoare; b. centrifuge concentratoare;c. centrifuge pentru separarea de faze.

3

Separatoarele cu talere cilindrice concentrice sunt întrebuinţate numai pentru

operaţii de clarificare, în timp ce separatoarele cu talere tronconice pot fi

clarificatoare, concentratoare, pentru separarea de faze lichide etc.Clarificarea se aplică pentru înlăturarea impurităţilor solide din suspensie,

în fază lichidă. Condiţia esenţială este ca faza solidă să fie în proporţie redusă.In industria alimentară, clarificarea centrifugă şi-a găsit multe aplicaţii,

deoarece substituie cu succes o filtrare dificilă, la care stratul de precipitat se depune greu. Această clarificare are şi efect de sterilizare, fiindcă separă o parte din microorganisme prin sedimentarea lor. Clarificarea centrifugă se aplică în următoarele cazuri:

-pentru limpezirea sucurilor şi a mustului în locul limpezirii prin deburbare, când sunt îndepărtate particulele solide ca: pieliţe, resturi de miez, seminţe, frunze, pământ etc.- pentru limpezirea rapidă a vinurilor semifermentate în vederea obţinerii

vinurilor cu zahăr rezidual;

- pentru limpezirea rapidă a vinurilor sau a musturilor bentonizate, fără a

mai aştepta sedimentarea lentă a bentonitei - cazul în care bentonizarea dă

cele mai bune rezultate.

Vinurile maturate şi aproape limpezi nu se pot limpezi perfect şi în mod

economic prin centrifugare, deoarece impurităţile foarte fine, care condiţionează

opalescenţa vinurilor, se separă foarte dificil sub acţiunea forţei centrifuge.

In industria sucurilor de fructe, separatoarele centrifuge se utilizează în

următoarele cazuri:

- înainte de pasteurizarea sucului în vederea depozitării de lungă durată; în felul

acesta se îndepărtează cea mai mare parte din resturile de ţesuturi şi alte

impurităţi grosiere;

- înainte de filtrarea sucului, ceea ce determină o creştere a productivităţii

filtrului şi o mărire a duratei de folosire a materialului filtrant;

pentru separarea sucului rămas în sedimentul de la decantare în vederea măririi

randamentului sucului.

2. Separatoare centrifuge cu talere cilindrice

Separatorul centrifug cu talere cilindrice este format din talere cilindrice

concentrice, împreună cu sistemul lor de montare, carcasa tobei şi cu sistemul

care asigură crearea presiunii pentru evacuarea lichidului limpezit.

4

Talerele sunt cilindrice concentrice şi au pe una din părți o arcuire spre interiorul cilindrului. La montare, arcuirea este alternantă; la unele talere este la partea superioară, la altele la partea inferioară. Ele sunt fixate între piese speciale astfel realizate, încât să se formeze între talere un spaţiu sub formă de canal inelar (mergând din interior spre exterior) şi să etanşeze pe partea superioară spaţiul din interiorul zonei cu talere de spaţiu dintre talere şi carcasă, pentru a se evita amestecarea lichidului de alimentare cu lichidul de evacuare. Numărul talerelor este impar (figura 1).

Lichidul limpezit se introduce printr-un racord fix, sub presiune constantă

pentru separatoare ermetice şi sub presiune hidrostatică constantă pentru

separatoare semiermetice şi lăsat să cadă in interiorul tobei axial, de unde este

aruncat pe faţa interioară a talerului inelar cu diametrul cel mai mic. Aici este un

spaţiu destul de mare liber unde, sub efectul forţei centrifuge, se depune cea mai

mare parte din sediment.

Lichidul deversează între primul şi cel de al doilea taler cilindric, pe

deasupra pragului tamburului. Apoi are o curgere de zig zag, urcând şi coborând

printre talere, la fiecare taler fiind un spaţiu de sediment. Se realizează acest

circuit până ajunge la carcasa tobei la partea inferioară, după care se ridică pe

lângă faţa interioară a carcasei pătrunde în canalele dintre carcasă şi piesa

superioară de fixare a talerelor şi ajunge în camera de evacuare ca lichid

limpezit. De aici, printr-o piesă specială sub formă de disc, este împins în spaţiu

inelar dintre conducta de evacuare şi conducta de alimentare, de unde ajunge în

conducta de evacuare.

Sedimentul, în cea mai mare parte, rămâne în spaţiul interior al primului

taler şi ceea ce a scăpat se depune succesiv pe pereţii celorlalte talere.

Separatorul funcţionează continuu o perioadă de câteva ore până când se

adună în interiorul tobei o cantitate mai mare de sediment, care începe să

împiedice limpezirea. In acest moment, se opreşte alimentarea, se decuplează

motorul electric, se frânează toba şi se pregăteşte pentru demontare. Se

evacuează sedimentul, se spală elementele tobei, se reasamblează şi se

5

Fig. 1 Separator centrifug cu camere

Fig. 2 Separator centrifug cu talere tronconice şi descărcare

pulsatoare a sedimentului

remontează în carcasă. Pentru reducerea timpilor

în care nu se efectuează separarea centrifugă, la

un separator se pot folosi două tobe. In această

situaţie, timpul neutilizat este cel de oprire a

tobei, înlocuirea ei cu tobă de rezervă şi

repornirea pentru aducerea la turaţia de regim.

În figura 2 este reprezentat separatorul

centrifug cu descărcare centrifugă pulsatoare a

sedimentului. Particularităţile specifice ale

acestor separatoare constau în prezența găurilor

de descărcare a sedimentului, care sunt închise în

timpul acumulării în spațiu de șlam a

sedimentului de niște elemente mobile și se

deschid pentru evacuarea centrifugă a

sedimentului în timpul funcționării tobei. Elementele mobile, de obicei, se

deplasează datorită presiunii hidrostatice, care acționează asupra lor.

In timpul rotirii tobei în lichidul de separat apare presiunea hidrostatică Pl a

cărei mărime se determină de dimensiunile tobei, de turaţia ei şi de densitatea

produsului de separat. Pentru a închide carnalele 7 de la periferia tobei 8

serveşte pistonul 9. Dacă In camera 11 se creează o presiune hidrostatică P care

generează forţa N ce depăşeşte foiţa creata de presiunea P l, pistonul 9 închide

canalul 7 şi sedimentul se acumulează in spaţiul de şlam.

Presiunea hidrostatică în camera 11 poate fi creată în cel mai simplu mod,

prin admisia în toba rotativă a soluţiei tampon-apei de robinet prin canalul 2.

După ce spaţiul de şlam este umplut cu sediment, apare necesitatea de

descărcare a tobei, adică pistonul 9 trebuie să coboare şi să deschidă canalele de

descărcare 7. Aceasta se poate face pe două căi sau metode.

Prima metodă constă în deschiderea canalului 7 cu ajutorul unui

mecanism hidraulic. Lichidul din camera 11 este evacuat sub acţiunea forţei

centrifuge prin gaura 3, presiunea P dispare şi. sub acţiunea presiunii P asupra

faţetei 6, pistonul coboară deschizând canalul 7. prin care se descarcă

sedimentul din tobă în receptor.

6

Metoda a doua prevede admisia apei (sau a altui lichid) prin canalul 1 în

camera 10, în care se creează presiunea Pp, forţa T generată de această presiune

acţionează asupra membranei 5 şi, depăşind forţa P, impune pistonul 9 să

coboare, deschizând canalele de descărcare 7. Pentru ca pistonul să revină în

poziţia superioară, este suficient de evacuat lichidul din camera 10 prin canalul

4. Presiunea P va contribui la deplasarea pistonului în poziţia sa superioară.

Aşadar, forţa motoare, care deplasează elementul mobil pentru a descărca toba

poate fi creată sau de presiunea din camera de separare a produsului sau de

presiunea exterioară creată de lichidul de tampon în camerele 10 şi 11 ale tobei.

Axul unui separator şi sistemul de antrenare au puţine particularităţi pentru

diferitele tipuri constructive (fig. 3).

Toba cu talere 1, prin intermediul unui ax vertical 2, care la rândul său primeşte mişcarea de la un electromotor 11 este acţionată în mişcare de rotaţie.

7

3

În mod normal, separatoarele centrifuge, indiferent de tipul lor, au tobe care se rotesc la turaţii mai mari decât ale motoarelor electrice. Din acest motiv între motor şi ax este un sistem de mărire a turaţiei. Pe arborele doi al motorului se montează o roată melcată 6, care cuplează cu şurubul melc 4 de pe axul vertical al separatorului. Axul separatorului este montat vertical într-o carcasă prin două grupuri de lagăre cu rulmenţi: un grup la partea inferioară, care este şi lagăr de spijin şi prin care se reglează poziţia axului pe înălţime, cel de al doilea grup la partea superioară - lagărul de ghidare şi asigurare a verticalităţii, lăsând în consolă partea de ax, pe care se sprijină toba.

În carcasă, între cele două grupuri de lagăre, se găsesc elementele sistemului de antrenare într-o baie de ulei. Turaţia de regim a separatorului se atinge după 5...7 min de funcţionare.

8

Bibliografie

1. Ganea, Grigore și colaboratorii Utilaj Tehnologic în Industria Alimentară, volumul 1, Editura Tehnica – Info, Chișinău, 2007;

2. Ganea, Grigore și colaboratorii Linii tehnologice automatizate și mecanizate din industria de prelucrare a produselor horticole, Editura U.T.M., Chișinău, 2001;

3. Neagu C., Cebotarescu I., Utilaj tehnologic pentru vinificație, Editura Tehnică, Chișinău – București, 1997

9