Сахар является незаменимой потребностью в жизни человека, а также вдобавок важным сырьем для пищевой, перерабатывающей и масложировой промышленностях. В 70-е годы на сахарном заводе применялись вакуумные насосы поршневого типа, но у них был большой расход топлива, сильные вибрации, частый износ деталей и множество других недостатков. Позже на замену им пришел водоструйный насос, который имеет низкую эффективность, высокое энергопотребление, большой расход воды, загрязняет окружающую среду. В последние годы сахарная промышленность использует водокольцевые насосы для создания вакуума для фильтрация, испарения и кристаллизации.
Преимущество водокольцевого вакуумного насоса для сахарного завода
- Небольшие затраты на воду и незначительное загрязнение окружающей среды.
- Простота конструкции и не требует замены деталей и заполнения смазкой. Высокая производительность на всасывании позволяет быстро создавать разрежение (всего за несколько минут), экономия 30% энергии.
- Работает без износа, не требует технического обслуживания, длительная безотказная работа.
- Простота установки и эксплуатации.
- Более высокий и стабильный вакуум, может использоваться на большой высоте.
Технологическая схема производства сахара
Как видно из данной технологической схемы производства сахара водокольцевой вакуумный насос в основном применяется в четырех областях сахарной промышленности: подготовка CO2, фильтрация, выпаривание, кристаллизация.
Водокольцевой вакуумный насос для подготовки СО2
В процессе получения чистого сока традиционно предпочитают процесс карбонизации, который отличается надежностью, безопасностью, стабильной работой, более низкой стоимостью и не имеет себе равных среди других продуктов. Этот процесс требует добавления CO2, поэтому необходимо его подготовить. Водокольцевой насос в данном случае используется в качестве компрессора для CO2, который не только сжимает, но и сохраняет газ чистым. Компрессор полностью безмасляный и нечувствительный к попаданию твердых частиц. Диск компрессора обеспечивает достаточный зазор между ротором и крыльчаткой для предотвращения попадания газа CO2, извести/ сажи и другого износа диска. Эти примеси не выводятся с газом CO2, поэтому необходимо обеспечить сбор и очистку газа CO2.
Водокольцевой вакуумный насос для фильтрации
В вакуумном всасывающем фильтре используется давление ниже атмосферного (вакуум) для совместной фильтрации шлама и сока, слой шлама адсорбируется на поверхности барабана всасывающего фильтра, а сок проходит через разделительную перегородку верхушки барабана. Разделительная перегородка перемещается в внутренний патрубок передаточной трубки, исключая при это отфильтрованный сок, а адсорбционный фильтр при вращении, поворачивается налево, покидая зону разрежения. Вакуумный насос / компрессор может выдерживать непреднамеренные водяные удары. Выпускной патрубок на распределительной пластине имеет такие размеры и пониженное давление (избыточное сжатие), что насос может выдерживать воздействие воды из фильтра-сепаратора или конденсатора, не влияя на степень вакуума.
Водокольцевой вакуумный насос для выпаривания
Одним из основных процессов выпаривания является удаление неконденсирующихся газов и уменьшение цвета и интенсивности сульфитов. Выпарные емкости для сока из сахарного тростника оснащены патрубком для отвода неконденсирующегося газа.Водокольцевые вакуумные насосы превосходят газоструйные конденсаторы в откачке неконденсирующихся газов, повышении вакуума, увеличении производительности, уменьшении прочности при отверждении, содержании серы в сахаре и пожелтении готовых продуктов.
Водокольцевой вакуумный насос для кристаллизации сахара
Основная задача уваривания состоит в том, чтобы сконцентрировать сироп (или патоку) в кипящей емкости до перенасыщения и отделить мелкие леденцы от приемлемых кристаллов и суспензий. После кристаллизации и удаления маточного раствора при помощи центрифуги получают мелкий сахарный песок.
Устранение неполадок и методы контроля водокольцевого насоса
Обратный клапан позволит предотвратить обратный поток газов при запуске или остановке системы. При выборе обратного клапана следует учитывать тип пониженного давления, чтобы свести к минимуму потери давления в системе. Обратный клапан типа "бабочка" обычно имеет самый низкий перепад давления.
Для точного контроля давления на всасывании необходимо использовать датчик абсолютного давления, регулятор давления и рециркуляционный клапан (обычно шаровой клапан с пневматическим мембранным приводом). Такая комбинация позволит сохранять постоянное давление на всасывании за счет рециркуляции неконденсирующихся веществ из выпускного отверстия сепаратора на всасывание вакуумным насосом. Также рекомендуется использовать вакуумметр, обычно типа трубки Бурдона, на всасывании вакуумного насоса.
Датчик уровня всегда должен быть установлен на резервуаре сепаратора. Видимая индикация содержимого закрытого сосуда является хорошей инженерной практикой.
Для работы вакуумного насоса при номинальном давлении требуется определенное количество уплотнительной жидкости.
Для удаления крупных частиц можно использовать фильтры Y-образного типа.
Как правильно подобрать водокольцевой вакуумный насос для производства сахарного песка?
Характеристики водокольцевого вакуумного насоса для производства, на которые следует обратить внимание:
- Технические характеристики с более низкой скоростью вращения.
В настоящее время водокольцевой вакуумный насос относится к насосам одинарного действия с осевым всасыванием и выпуском. Существует множество скоростей вращения для одних и тех же спецификаций. Когда давление на входе составляет 2х10^4 Па-6х10^4 Па, а давление на выходе составляет 8х10^4 Па-1х10^5 Па, линейная скорость внешнего круга лопатки рабочего колеса должна составлять 14-17 м/с. При больших технических характеристиках скорость вращения насоса ниже из-за большого диаметра рабочего колеса, поэтому он достигает тех же технических характеристик.Исходя из объема перекачиваемой среды, следует выбирать насос с меньшей частотой вращения, насколько это возможно, а удельная мощность, потребляемая большим насосом, меньше, то есть КПД выше. Кроме того, водокольцевой вакуумный насос большего размера имеет длинную лопасть, то есть длинную направляющую, малую кривизну рабочей среды, прямой поток и небольшие потери энергии, вызванные вторичным вихревым током и пограничным слоем.
- Следует учитывать влияние температуры воды.
Поскольку кривые производительности и технические данные отечественных и зарубежных технических документаций водокольцевых вакуумных насосов получены исходя из предположения, что температура воды на входе составляет 15 °C, были введены формулы для расчета коэффициента влияния температуры воды на объем газа, когда температура воды ниже или выше 15°C. Поэтому при выборе водокольцевого вакуумного насоса следует в полной мере учитывать влияние фактической температуры воды на расход газа.
- Влияние сопротивления всасывания.
Поскольку место всасывания газа часто находится вдали от водокольцевого вакуумного насоса, а всасывающий трубопровод слишком длинный, следует полностью учитывать потерю сопротивления всасыванию.