Если коротко
- Трубчатая центрифуга — проточный сепаратор с узким длинным барабаном, вращающимся на 14 000–20 000 об/мин.
- Суспензия идёт снизу вверх; твёрдое оседает на стенке барабана, осветлённая жидкость выходит сверху.
- Работает в режимах «твёрдое–жидкость» и «жидкость–жидкость–твёрдое».
- Осадок копится в барабане и выгружается при остановке — машина для малых концентраций твёрдого.
- В линейке KADAMM восемь моделей: барабаны 2, 6 и 11 л, 0.5–3 м³/ч по воде, до 23 000 ×g.
Как работает трубчатая центрифуга
Барабан трубчатой центрифуги — это полая труба небольшого диаметра и большой длины: у моделей KADAMM внутренний диаметр от 76 до 150 мм при рабочей длине от 490 до 820 мм. Он подвешен вертикально и вращается с очень высокой скоростью. Суспензия подаётся снизу и поднимается вдоль барабана тонким кольцевым слоем.
По пути частицы под действием центробежной силы уходят к стенке и оседают на ней, а осветлённая жидкость выходит сверху. Благодаря большой длине барабана у частиц есть время дойти до стенки даже при высокой скорости потока, а малый диаметр позволяет поднять обороты и получить очень большой фактор разделения.
Осадок копится внутри барабана и выгружается при остановке машины.
Фактор разделения
Фактор разделения показывает, во сколько раз центробежное ускорение в барабане больше ускорения свободного падения. Он растёт пропорционально радиусу и квадрату частоты вращения. У трубчатых сепараторов KADAMM это от 15 040 ×g (ЦФ-ТС1601 и ЦФ-ТС1602, 16 000 об/мин) до 23 000 ×g (ЦФ-ТС1403, 17 000 об/мин). Чем мельче частицы и меньше разница плотностей, тем выше нужен фактор разделения.
Два режима: твёрдое–жидкость и жидкость–жидкость–твёрдое
В первом режиме машина осветляет жидкость: твёрдая фаза остаётся в барабане, жидкость уходит. Во втором разделяются две несмешивающиеся жидкости разной плотности: лёгкая и тяжёлая фазы выводятся раздельно, а твёрдые примеси остаются на стенке. Все модели KADAMM рассчитаны на оба режима.
dГде применяется
Трубчатые центрифуги ставят там, где суспензия «трудная»: мелкие частицы, низкая концентрация, высокая вязкость, малая разница плотностей. В карточках KADAMM перечислены фармацевтика и биопрепараты, тонкая химия, эфирные масла и экстракты, лакокрасочные материалы, пищевая промышленность и научные институты.
| Задача | Что разделяют | Почему трубчатая центрифуга |
|---|---|---|
| Биопрепараты | клеточная масса, белковые осадки | мелкие частицы, нужен высокий фактор разделения |
| Экстракты и эфирные масла | масло, водная фаза, взвесь | режим «жидкость–жидкость–твёрдое» |
| Лакокрасочные материалы | тонкая взвесь в вязкой среде | вязкость и малая разница плотностей |
| Пищевые жидкости | осветление соков, масел | проток без фильтрующих материалов |
| НИИ и пилотные установки | отработка процесса | малые барабаны 2 л, 0.5 м³/ч |
Трубчатая центрифуга, тарельчатый сепаратор или фильтр
Трубчатый сепаратор — не универсальная машина, его выбирают, когда другие способы разделения не подходят. Фильтр прост, но мелкие частицы его забивают, а две жидкости он не разделит. Тарельчатый сепаратор даёт большую производительность и умеет выгружать осадок без остановки, но фактор разделения у него обычно ниже. Трубчатая центрифуга выигрывает там, где частицы мелкие, их мало, а продукт ценный.
| Способ | Когда подходит | Ограничения |
|---|---|---|
| Фильтрация | крупные частицы, простые суспензии | мелкие частицы забивают фильтр; расходные материалы |
| Тарельчатый сепаратор | большие потоки, заметная доля твёрдого | ниже фактор разделения, сложнее конструкция |
| Трубчатая центрифуга | мелкие частицы, малая концентрация, вязкие среды | осадок выгружают с остановкой машины |
Эксплуатация: пуск, подача и чистка
Машину запускают с пустым барабаном и подают продукт только после выхода на рабочую скорость — иначе разделения не будет. Подачу регулируют так, чтобы получить нужную степень осветления: при слишком большом потоке частицы не успевают дойти до стенки и уходят с жидкостью. Качество разделения контролируют по пробе на выходе.
По мере накопления осадка свободный объём барабана уменьшается и осветление ухудшается. Тогда подачу прекращают, машину останавливают, барабан снимают, очищают и устанавливают обратно. Интервал чистки для конкретного продукта фиксируют в регламенте. Высокооборотный барабан требует аккуратной сборки — порядок описан в руководстве по эксплуатации.
Как выбрать трубчатый сепаратор
Объём барабана и производительность
Производительность определяет, сколько продукта машина пропустит за час, а объём барабана — сколько осадка поместится до остановки. Модели KADAMM делятся на три типоразмера: барабан 2 л на 0.5 м³/ч (ЦФ-ТС2001, ЦФ-ТС2002), 6 л на 1.5 м³/ч (ЦФ-ТС1601, ЦФ-ТС1602) и 11 л на 3 м³/ч (ЦФ-ТС1401–ЦФ-ТС1404). Производительность указана по воде; для вязких и трудных суспензий реальный проток ниже.
Скорость и исполнение
Внутри типоразмера модели различаются скоростью и исполнением. ЦФ-ТС1403 — скоростная, 17 000 об/мин и 23 000 ×g; ЦФ-ТС1402 — для взрывоопасных сред; ЦФ-ТС1401 и ЦФ-ТС1602 — в усиленном исполнении из нержавеющей стали; ЦФ-ТС1404 — с увеличенным барабаном Ø150 мм; ЦФ-ТС2002 — с программируемым контроллером.
| Модель | Скорость / фактор разделения | Барабан | Производительность |
|---|---|---|---|
| ЦФ-ТС2001 | 20 000 об/мин / 17 008 ×g | Ø76×490 мм, 2 л | 0.5 м³/ч |
| ЦФ-ТС2002 | 20 000 об/мин / 17 008 ×g | Ø76×490 мм, 2 л | 0.5 м³/ч |
| ЦФ-ТС1601 | 16 000 об/мин / 15 040 ×g | Ø105×730 мм, 6 л | 1.5 м³/ч |
| ЦФ-ТС1602 | 16 000 об/мин / 15 040 ×g | Ø105×730 мм, 6 л | 1.5 м³/ч |
| ЦФ-ТС1401 | 14 000 об/мин / 15 572 ×g | Ø142×820 мм, 11 л | 3 м³/ч |
| ЦФ-ТС1402 | 14 000 об/мин / 15 572 ×g | Ø142×820 мм, 11 л | 3 м³/ч |
| ЦФ-ТС1403 | 17 000 об/мин / 23 000 ×g | Ø142×820 мм, 11 л | 3 м³/ч |
| ЦФ-ТС1404 | 14 000 об/мин / 15 572 ×g | Ø150×820 мм, 11 л | 3 м³/ч |
| Скорость | 20 000 об/мин |
| Фактор | 17 008 × g |
| Барабан | 2 л |
| Скорость | 16 000 об/мин |
| Фактор | 15 040 × g |
| Барабан | 6 л |
| Скорость | 17 000 об/мин |
| Фактор | 23 000 × g |
| Барабан | 11 л |
| Скорость | 14 000 об/мин |
| Фактор | 15 572 × g |
| Исполнение | взрывоопасные среды |