Наиболее дешевый и простой способ интенсификации процесса фильтрования сока I сатурации без замены существующего оборудования - использование вакуум-фильтров для фильтрования сока без осветления его в отстойниках или сгустителях.
Для этого на фильтрующей поверхности фильтров необходимо получать осадок требуемой толщины, хорошо его промывать небольшим количеством воды и надежно непрерывно регенерировать фильтрующую ткань.
Как известно, наиболее сложным здесь представляется получение осадка достаточной толщины, который служит фильтрующим слоем для выхода фильтрата с допустимым содержанием взвеси. Эту задачу можно решить при помощи различных флокулянтов и такой схемы очистки сока, которая позволяет получить осадок с частицами определенного размера.
Следует применять непрерывную регенерацию фильтрующей ткани, что и осуществляется на некоторых сахарных заводах. Ткань регенерируют с использованием специальных приставок (рис. 9.29.а). Фильтрующая ткань 2 надевают на барабан 1 фильтра и валов 4, 5 и 7 и сшивают поперечными швами. Таким образом фильтрующая ткань образует бесконечную ленту. Она перемещается с линейной скоростью, равной частоте вращения барабана, и передает вращение валам 4, 5 и 7.
Вал 4 – разгрузочный. Ткань проходит через этот вал и осадок сбрасывается в бункер 9. Вал 5 выполняет роль разглаживателя и выравнивателя ткани. Вал 7 служит для натяжения ткани.
Разглаживающий и выравнивающий вал (рис. 9.29.б) установлен в подшипниках качения 1, в пазах вала помещены рейки 3. Рейки также имеют пазы, в которые вставлены резиновые планки 7. Рейки кинематически связаны между собой тягами 8, торцевыми кулачками 2 и двуплечими рычагами 4 таким образом, что при вращении вала рейки, находящиеся в контакте с полотном, совершают возвратно-поступательное движение вдоль оси вала. Рабочая поверхность торцевых кулачков выполнена по винтовой линии правого и левого направления. Рейки находятся в контакте с кулачками при помощи роликов 5. Центровка ткани на барабане фильтра осуществляется за счет хода реек с каждой стороны вала. Ход реек регулируется маховиком 6.
Применение приставок позволит устранить зону отдувки в вакуум-фильтрах, увеличить зону фильтрования барабана и, как следствие, производительность фильтра.
Рис. 9.29. Приставка к вакуум-фильтрам:
а – схема установки: 1 – барабан фильтра; 2 – ткань; 3 – поддерживающий вал; 4 – вал для сбрасывания осадка; 5 – разглаживающий и выравнивающий валы; 6, 8 – форсунки; 7 – натяжной вал; 9 – бункер; б – разглаживающий и выравнивающий вал: 1 – подшипники качения; 2 – торцевые кулачки; 3 – рейки; 4 – рычаги; 5 – ролики; 6 – маховик; 7 – планки; 8- тяги
Подставляя значение G1 и r = D/2 в уравнение (9.39), получим:
M1 = 1.57D2δLpg sin (λ/2) (9.40)
где D, L – диаметр и длина барабана фильтра, м; p – плотность осадка, кг/м3.
Момент сопротивления при срезе осадка:
M2 = 0,5ƒqDδL (9.41)
где ƒ – коэффициент трения; принимают ƒ = 0,2 …0,3; q – удельное сопротивление среза осадка, Н/м2; q = 700…3000 Н/м2
Момент сопротивления от трения прилегающих плоскостей распределительной головки:
M1 = ζƒ1P0Frm (9.42)
где ζ – число распределительных головок вакуум-фильтра; ƒ1 - коэффициент трения между плоскостями неподвижной и подвижной частей распределительной головки; P0 – сила прижатия головки к торцу вала, Н/м2; F – площадь трения торца вала, м2; rm - радиус трения торца вала, м;
M4 = ƒ2G6 (dц / 2) (9.43)
где ƒ2 – коэффициент трения в подшипниках вала, G6 – сила давления вала барабана на подшипники, Н, dц – диаметр цапфы вала, м.