Использование процесса отстаивания при производстве столовых вин
4.3 Отстаивание под действием гравитационного поля
Рассмотрим работу отстойника (рис. 4.1). В прямоугольный отстойник с размерами камеры l, b, h поступает на разделение неоднородная смесь с линейной скоростью . При движении суспензии в отстойнике происходит отстаивание: твердые частицы оседают на дно, образуя слой осадка.
Рисунок 1. К расчету производительности отстойника
Отстойники рассчитывают на отстаивание самых мелких частиц.
Рабочий объем отстойника равен:
(14)
где Wф -- секундная объемная производительность отстойника по очищенному продукту, м3/с;
ф0 -- средняя продолжительность отстаивания частиц, с.
Последняя связана со средней скоростью отстаивания частиц соотношением:
(15)
Тогда секундная объемная производительность отстойника равна:
(16)
т. е. она равна произведению площади отстаивания (F0=lb) на скорость отстаивания. Скорость отстаивания определяется в зависимости от режима.
Продолжительность отстаивания можно сократить, если уменьшить высоту слоя жидкости (путь отстаивания). Это условие реализовано в конструкциях многоярусных отстойников в тарельчатых сепараторах.
Если задана производительность отстойника по очищенному продукту, то из уравнения (16) можно определить площадь поверхности отстаивания:
(17)
Секундная объемная производительность отстойника по очищенному продукту связана с массовой секундная производительностью отстойника по очищенному продукту соотношением:
(18)
сп -- плотность продукта, кг/м3,
Секундная объемная производительность отстойника по очищенному продукту связана с количеством очищенного продукта соотношением:
(19)
где ф - продолжительность процесса, сек.
Тогда с учетом формул (19) и (20) формула (18) принимает вид:
(20)
а с учетом формулы (2) и материального баланса разделения
(21)
где Gc - количество исходной суспензии, кг.
Эффективность работы отстойника может быть увеличена посредством уменьшения пути отстаивания частиц, т. е. высоты слоя жидкости h. Это условие реализовано в многоярусных отстойниках.