logo
ПИВО ВОЛЬФГАНГ КУНЦЕ

3.8.4.1. Принцип

центрифугирования

Мы видели, что взвеси несколько тяжелее сус­ла и поэтому они осаждаются естественным путем, если этому процессу дать достаточно времени. Длительное время осаждения, с ко-

Линейная скорость v рассчитывается по формуле:

v = 2π • r • n.

Здесь п = об/с, поэтому если мы хотим использовать об/мин, то

v = 2π · r · n/60.

Отсюда возникающая центробежная сила тем больше, чем быстрее вращается тело, чем больше его масса и чем дальше оно находится от оси вращения.

Но как велика в действительности сила, возникающая на центрифуге, попытаемся рас­считать на примере.

336

Если сравнить это значение с ускорением свободного падения тела (9,81 м · с-2), то вид­но, что возникающие в центрифуге ускорение превышает первое более чем в 10 000 раз. Сила, развивающаяся в центрифуге, невообразимо велика.

Очень убедительно действие центробеж­ной силы можно увидеть, если представить себе карусель в виде простого диска, когда хо­зяин приводит его в медленное, но постоянно ускоряющееся вращение: стоящие снаружи моментально спрыгивают, так как не могут удержаться, затем спрыгивают стоящие даль­ше от края, и только один, который остается точно посередине, задерживается, но и то до тех пор, пока он может располагаться точно по оси вращения.

Этот процесс разделения мы можем также хорошо проследить на следующем примере: на вертикальной оси вращения расположены под углом две, три или более трубки, заполненные водой (рис. 3.95).

Рис. 3.95.

Демонстрация

центробежной

силы:

1 — состояние покоя; 2 — вращение

В каждую трубку помещены несколько шаров различного веса, например, одни из пластмассы, а другие более легкие, например, шарики для настольного тенниса, и трубки затем закупориваются (1). Приведем эту ма­ленькую центрифугу в медленное движение и увидим, как шарики начинают двигаться в про­тивоположных направлениях (2), как только центробежная сила превосходит силу земного притяжения: более тяжелые пластмассовые шарики перемещаются к периферии, тогда как шарики для настольного тенниса еще оста­ются вблизи оси вращения.

По этому принципу, ясному из приведен­ных примеров повседневной жизни, функцио­нируют и центрифуги.

При использовании центрифуг вместо очень медленной седиментации взвесей под действием силы тяжести действуют значительно большие центробежные си­лы, направленные наружу, с помощью которых отделение взвесей происходит в течение нескольких секунд.

3 .8.4.2. Виды центробежных

сепараторов (центрифуг)

Среди центробежных сепараторов различают:

I камерно-барабанные сепараторы и тарельчато-барабанные сепараторы.

Под камерно-барабанными центро­бежными сепараторами (в старой литера­туре используется название «центрифуга» — Прим. ред.) понимают устройства, в которых центробежные силы, используемые для раз­деления сред, действуют в пространстве (ка­мерах) вращающихся барабанов. При этом сусло вынуждено протекать через ряд бараба­нов, вложенных друг в друга, причем более тяжелые взвеси задерживаются на стенках барабанов и затем удаляются.

Так как барабаны после каждой варки дол­жны разбираться и мыться, для осветления сусла их теперь почти не применяют.

Под тарелъчато-барабанными центро­бежными сепараторами понимают маши­ны с одним барабаном, который оборудован коническими вставками (тарелками), служа­щими для сокращения времени осаждения; они оснащены устройствами для самостоя-

тельной выгрузки взвесей и отражают совре­менный уровень развития техники.

Эти сепараторы выпускаются с числом оборотов барабана от 2500 до 10000 об/мин при его диаметре до 800 мм. Диаметр барабана и возможное число оборотов всегда взаимо­связаны и не могут произвольно увеличивать­ся, поскольку возрастающая центробежная сила предъявляет очень высокие требования к прочности стали на разрыв, что и ограничи­вает их возможности.