Независимо от того, какое оборудование используют для сгущения осадка сока I сатурации, для удаления из него жидкой фазы применяют вакуум-фильтры.
Поскольку температура суспензии, поступающей из сгустителей на вакуум-фильтры, составляет около 85°С, то остаточное давление на вакуум-фильтрах не должно превышать 0,045…0,048 МПа. Таким образом, перепад давления, при помощи которого осуществляется фильтрование на вакуум-фильтрах, в 4…5 раз меньше, чем на фильтрах циклического действия, поэтому толщина слоя осадка на барабанных фильтрах допускается не более 10…12 мм. Для быстрого роста толщины осадка на фильтрующей поверхности барабана 2 фильтра содержание сухих веществ в суспензии, поступающей на фильтрование, должно быть не менее 20 %.
В отечественной сахарной промышленности нашли широкое распространение фильтры Б-40, БШУ-40-3-10М. На некоторых заводах работают фильтры зарубежных фирм типа «Эймко» (Франция), БМА (ФРГ) и «Виккерс-Букерс» (Великобритания). В последнее время применяют фильтры БсХШУ-40-3 и БсХШУ-8-3,75. Кроме камерных фильтров используют также бескамерные вакуум-фильтры.
Принципиальная схема работы камерных и бескамерных вакуум-фильтров. Схема работы камерного вакуум-фильтра
В корпус 1 фильтра (рис. 9.23) подается суспензия осадка сока I сатурации, в которую погружен вращающийся барабан 2 фильтра. Поверхность барабана разделена на отдельные секции перегородками 3. Каждая секция трубками 5 соединена с подвижной головкой 6 фильтра. В головке выполнены отверстия, число которых соответствует числу секций барабана. Секции барабана фильтра покрывают опорной поверхностью различной конструкции, а на опорную поверхность накладывают холст, который натягивают и закрепляют проволокой из нержавеющей стали диаметром 2…3 мм.
Сверху над барабаном вакуум-фильтра расположены форсунки 7 для промывки осадка 4. Для удаления осадка из барабана вакуум-фильтра установлен нож 8. В корпусе фильтра установлена мешалка 9 для взмучивания осадка.
Для отвода фильтрованного сока и промоя, а также для подвода сжатого воздуха для отдувки осадка от холста к подвижной головке прижимается неподвижная головка.
За один оборот барабана каждая секция фильтра проходит зону фильтрования, зону предварительной подсушки осадка, зону промывки и подсушки и зону отдувки осадка.
Рис. 9.23. Принципиальная схема фильтрования суспензии камерным вакуум-фильтром:
1 – корпус; 2 – барабан; 3 – перегородки; 4 – осадок; 5 – трубки; 6 – головка фильтра; 7 – форсунки; 8 – нож; 9 – мешалка
Принципиальная схема работы бескамерного вакуум-фильтра
Перфорированный барабан 3 вакуум-фильтра (рис. 9.24) закрыт боковыми крышками. Внутренний его объем при помощи резинового уплотнения 19 делится на две зоны: зону 5, находящуюся под разрежением, и зону 7, в которой давление повышено. В зоне разрежения происходят фильтрование суспензии, промывка и подсушивание осадка. В зоне повышенного давления осуществляются отдувка осадка при помощи воздуха, поступающего по трубе 12, и регенерирование ткани при помощи пара или жидкости, поступающих по трубе 13.
Барабан фильтра устанавливают на неподвижной полой оси 14 при помощи подшипников. Для отвода продуктов фильтрования, подвода воздуха для отдувки и жидкости для регенерации ткани полая ось делится на секции. В некоторых конструкциях фильтров для этой цели в полой оси отводится промой, который собирается в сборнике 6; левая секция соединена с ресивером, через нижнюю секцию отводится отфильтрованный сок, который по трубе 15 поступает в нижнюю секцию. Через правую секцию полой оси подводится воздух для отдувки осадка и пар или жидкость для регенерации ткани.
Рис. 9.24. Схема фильтрования суспензии бескамерным вакуум-фильтром:
1 – корпус; 2 – осадок; 3 – перфорированный барабан; 4 – форсунки; 5 – зона фильтрования; 6 – сборник промоя; 7 – зона давления; 8 – корпус сборника промоя; 9 – отверстие для пара; 10 – отверстие для воздуха; 11 – нож; 12, 13 – трубы; 14 – полая ось; 15 – заборная труба; 16 – мешалка; 17 – резиновая подушка; 18 – гибкий шланг для подвода воды; 19 – резиновое уплотнение; 20 – проволока; 21 - ткань
Барабан фильтра покрыт фильтрующей ткань 22, которая закреплена проволокой 20. Поверхность барабана погружается в суспензию, находящуюся в корпусе фильтра, на 50…60%.
Резиновые уплотнения прижимаются к внутренней поверхности барабана при помощи резиновых подушек 17, в которые по гибким шлангам 18 подводится вода. Давление воды составляет 0,5…0,6 МПа. Поскольку резиновые уплотнения все время прижимаются к внутренней поверхности вращающегося барабана и работают на истирание, то барабан внутри должен быть хорошо обработан. Практика эксплуатации вакуум-фильтров данного типа показала, что уплотняющие устройства быстро изнашиваются. Видимо, применение ротационных уплотняющих устройств из синтетических материалов может устранить этот недостаток.