Фильтрующая центрифуга

 

Союз Советскмх

Соцмалмстмческмк

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (») 831196 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 25.07.79 (21) 2805843/28-13 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.

В 04 В 3/00

В 04 В 11/04

Гасударственный комитет (53) УДК 66.067..57 (088.8) Опубликовано 23.05.81. Бюллетень №19

Дата опубликования описания .28.05.81 ло делам изобретений и еткрмтий

Ю. А. Емельянов, В. Д. Лунев, А. И. Мошинский, С. Б. Борисова, В. П. Сибирко, П. В. Зимницкий и Е. Н. Галюченко (72) Авторы изобретения!

/ » / (71) Заявитель (54) ФИЛЬТРУЮШАЯ ЦЕНТРИФУГА

Изобретение относится к горизонтальным фильтрующим центрифугам с ножевой выг-рузкой осадка для проведения процессов разделения суспензий с мелкокристаллической твердой фазой с последующей промывкой образовавшегося осадка и может быть использовано в процессах получения кристаллических продуктов высокой чистоты, например аминокислот (глутаминовая кислота, лизин и др.), пищевых продуктов, антибиотиков и других веществ, выделяемых методами кристаллизации.

Известна фильтрующая центрифуга с ножевой выгрузкой осадка, включающая в себя горизонтальный ротор, который заключен в кожух, с патрубками для отвода фильтрата и промывной жидкости, и закрепленную на внутренней поверхности ротора фильтрующую сетку или ткань. На торце кожуха расположена крышка, на которой смонтирован механизм среза осадка с широким поворотным ножом, разгрузочный бункер и трубы для подачи суспензии и промывной жидкости (1 .

Наиболее близким к предлагаемому является фильтрующая центрифуга, включающая кожух, установленный в нем горизон2 тально цилиндрический ротор, имеющий перфорированные днища, борт и боковую стенку, трубы для подвода суспензии и промывной жидкости и поворотный нож для выгрузки осадка (2).Недостатком таких центрифуг является трудность тщательной промывки мелкодисперсного осадка в роторе, что влечет за собой или необходимость значительного увеличения модуля промывки (здесь — отно1О шение веса промывной жидкости к весу осадка) или применения многоступенчатой репульпационной промывки по схеме центрифуга-репульпатор-центрифуга. В конечном счете (как в первом, так и во втором случае) это приводит к уменьшению производительности по готовому продукту, приходящемуся на одну центрифугу при значительном увеличении эксплуатационных затрат.

Кроме того, при отжиме мелкокристаллических осадков происходит трещинообразование, что делает вообще невозможным эффективно проводить промывку осадка в режиме фильтрование-отжим-промывка-отжим, Цель изобретения — улучшение качества твердой фазы, уменьшение удельного рас831196

5 о

4О

50

55 хода промывной жидкости и увеличение производительности центрифуги.

Цель достигается тем, что в центрифуге к внутренней поверхности стенки ротора прикреплен вдоль оси ряд полых колец, имеющих перфорированные участки, ширина которых составляет 0,2 — 0,7 ширины кольца в направлении от периферии ротора к его оси.

На фиг. 1 схематично изображена фильтрующая центрифуга в разрезе; на фиг. 2— узел 1 на фиг. 1; на фиг. 3 — схемы движения жидкости между частицами осадка, а — в известной, б — в предлагаемой конструкции центрифуги.

Фильтрующая центрифуга включает кожух 1, установленный в нем горизонтально цилиндрический ротор 2, имеющий перфорированные днище 3, борт 4 и боковую стенку 5, трубы 6 и 7 для подвода суспензии и промывной жидкости и поворотный гребенчатый нож 8 для выгрузки осадка.

Вал 9 ротора установлен в подшипниках 10 качения на станине 11.

К внутренней поверхности стенки ротора прикреплен вдоль оси ряд полых колец 12, расположенных на расстоянии S друг от друга, равном 1/6 — 1/3 радиуса (R) ротора и имеющих перфорированные участки, ширина 1 которых составляет 0,2 — 0,7 ширины кольца в направлении от периферии ротора к оси. Глубина впадины гребенчатого ножа 8 превышает ширину полых колец 12. Привод центрифуги осуществляется от электродвигателя 13 через клиноременную передачу 14.

Работа центрифуги осуществляется следующим образом.

При вращающемся роторе 2 по трубе 6 подают суспензию внутрь ротора. За счет перепада давлений, обусловленного центробежной силой, происходит фильтрование твердой фазы от маточного раствора с образованием осадка в пространствах, образованных стенкайи полых колец 12 и стенкой 5 ротора 2. Фильтрация происходит как в радиальном, та к и в осевом направлении, что предопределяет увеличение производительности в режиме фильтрации на 15 — 50О/о за счет увеличения поверхности фильтрации в зависимости от ширины участков перфорации полых колец.

По окончании цикла загрузки суспензии,, который контролируется датчиком уровня слоя осадка (на чертеже не изображен), толщина слоя осадка составляет 0,8 — 1,0 ширины пустотелых перфорированных колец.

Затем осуществляется отжим маточной жидкости из пор осадка. В отличие от процесса отжима в известной конструкции центрифуги, в предложенной конструкции отход поровой жидкости, находящейся ниже уровня насыщения, осуществляется также через пустотелые перфорированные кольца.

После окончания процесса отжима в ротор подают промывную жидкость для извлечения маточного раствора, оставшегося в местах контакта части и в виде пленки на поверхности твердой фазы.

При этом линии тока промывной жидкости в порах осадка проходят не только радиально, а криволинейно, т.е. через перфорацию пустотелых колец. За счет этого происходит вытеснение маточной жидкости из мест контакта зерен («пендулярные кольца») в проточную часть межзерновых каналов осадка, обеспечивая тем самым резкое уменьшение количества маточной жидкости в осадке и, следовательно, улучшение качества (чистоты) целевого кристаллического продукта. При этом количество промывной жидкости, необходимое для получения заданной степени чистоты продукта, меньше, чем при извлечении маточника методом диффузии, как это осуществляется в известных конструкциях центрифуг (фиг. 3).

После осуществления процесса промывки осадка проводится его отжим, осуществляется проворот гребенчатого ножа 8, с помощью которого происходит выгрузка осадка из ротора 2 через бункер 15, и далее весь цикл повторяется.

Пример. Суспензия Р1-глутаминовой кислоты с содержанием твердой фазы

17 вес. /q подвергают центробежной фильтрации на горизонтальной лабораторной центрифуге с ножевым съемом осадка с последующей промывкой осадка в роторе 50 ;ным эта нол о м п р и 15 С.

Маточный раствор представляет собой раствор глутаминовой кислоты (3,9 вес. /o) и хлористого натрия (13,5 вес.о/0) в воде.

Промывка осуществляется от NaCI и считается удовлетворительной при содержании

NaC1 в глутаминовой кислоте менее 0,10/о (в пересчете на сухую глутаминовую кислоту), поскольку содержание NaCl влияет на дальнейшую операцию разделения DL — ГК на Д вЂ” ГК и 1=ГК (ГК вЂ” глютаминовая кислота).

Результаты опытов приведены в таблице.

Таким образом, применение ротора секционированного пустотелыми перфорированными кольцами, расположенными на определенном расстоянии друг от друга, определенной перфорации позволяет уменьшить цикл получения твердого кристаллического продукта примерно в 2 — 3 раза (при одинаковом времени вспомогательных операций) снизить количество промывной жидкости и улучшить качество готового продукта.

Экономйческий эффект от применения такой конструкции центрифуги, например в производстве глутаминовой кислоты, производительностью 10 000 т в год составляет около

200 000 руб.

831196

Известная 0,3

3 05 10

0,08 16,9

Предла гаемая

0,3 3

1 0,5

0,075 29,4

Формула изобретения Риг 1

Фильтрующая центрифуга, включающая кожух, установленный в нем горизонтально цилиндрический ротор, имеющий перфорированные днище, борт и боковую стенку, трубы для подвода суспензии и промывной жидкости и поворотный нож для выгрузки осадка, отличающаяся тем, что, с целью улучшения качества твердой фазы, уменьшения удельного расхода промывной жидкости и увеличения производительности, к внутренней поверхности стенки ротора прикреплен вдоль оси ряд полых колец, имеющих перфорированные участки, ширина которых составляет 0,2 — 0,7 ширины кольца в направлении от периферии ротора к его оси.

ИсточниКи информации, принятые во внимание при экспертизе

25 1. Патент США № 2256951, кл. 233 — 2, опублик. 1938.

2. Патент ФРГ № 1151764, кл. 82 В, 7, опублик. 1965 (прототип).

831196 сI!

Огпсдтсгпдие непра//ыбае//ь х зон!

//агпо чник, неизВлеиае//ь и бьитеснеииюи

Составитель Г. Лошкарева

Редактор В.Жиленко Техред А. Бойкас Корректор Ю. Макаренко

Заказ 3! 26/22 Тираж 645 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4