NO762011L

NO762011L -

Info

Publication number: NO762011L
Application number: NO762011A
Authority: NO
Inventors: H Bennoit; K Zepf; W Sittig; D Sukatsch
Original assignee: Hoechst Ag
Priority date: 1975-06-11
Filing date: 1976-06-10
Publication date: 1976-12-14
Also published as: IT1061541B; DK256876A; IL49737A0; DE2525930A1; ES448604A1; ZA763415B; BE842855A; JPS51150776A; PT65207B; FR2313959B3; BR7603672A; PT65207A; DD126371A5; FI761642A7; NL7606073A; SE7606612L; FR2313959A1

Abstract

Fremgangsmåte til adskillelse av faste stoffer fra suspensjoner.Process for separating solids from suspensions.

Description

Oppfinnelsens gjenstand er en fremgangsmåte til adskillelse av faste stoffer av suspensjoner, hvis tetthet bare er uvesentlig mindre enn det faste stoffs. The object of the invention is a method for separating solid substances from suspensions, the density of which is only insignificantly less than that of the solid substance.

Den mekaniske adskillelse av fnokkede farvestofferThe mechanical separation of frayed dyes

fra vandige suspensjoner og av mikroorganismer som eksempelvis gjær, bakterier, streptomyceter og sopp fra deres kulturoppløs-ninger resp. deres vaskemedier byr på vanskeligheter fordi tettheten av disse stoffer bare adskiller seg uvesentlig fra tettheten av deres suspens j om resp . deres kulturoppløsninger. from aqueous suspensions and from microorganisms such as yeast, bacteria, streptomycetes and fungi from their culture solutions or their washing media present difficulties because the density of these substances differs only insignificantly from the density of their suspension j om resp. their cultural solutions.

Det er kjent å adskille slike stoffer i separatorer. På grunn av de faste st offpartiklers lille avsetningshastighet It is known to separate such substances in separators. Due to the solid st off particles' low deposition rate

og følsomheten av det dannede faststoffslam mot opphvirvling lar det seg i slike innretninger bare oppnå tilstrekkelige faststoff-konsentrasjoner på maksimalt 16 vekt% faststoffinnhold. Den etterfølgende termiske tørkning eksempelvis i forstøvningstørkere er energiforbrukende på grunn av det høyere fuktighetsinnhold. and the sensitivity of the formed solids sludge to agitation, it is only possible to achieve sufficient solids concentrations of a maximum of 16% by weight solids content in such devices. The subsequent thermal drying, for example in spray dryers, is energy-consuming due to the higher moisture content.

Ved filtrering danner det seg etter kort tid et u-gjennomtrengelig filterresidu, således at filtreringsprosessen må avbrytes og filteret renses. Det ugjennomtrengelige filterresidu kan riktignok unngås ved tilsetning av et egnet filtrer-ingshjelpemiddel, imidlertid må ii en ytterXigere skillefremgangs-måte filterhjelpemidlet igjen adskilles fra faststoff. Også ved filtrering er det nødvendig med en termisk ettertørkning. During filtration, an impermeable filter residue forms after a short time, so that the filtration process must be interrupted and the filter cleaned. The impermeable filter residue can of course be avoided by adding a suitable filtering aid, however, in a further separation process, the filter aid must again be separated from solid matter. A thermal post-drying is also required when filtering.

Oppfinnelsens oppgave består i å tilveiebringe en kontinuerlig fremgangsmåte ifølge hvilke det, innledningsvis 6m-talte faste stoffer kan adskilles med mekaniske hjelpemidler fra deres suspensjoner resp. kulturoppløsninger med høy anrikningsgrad for å holde den energi-intensive termiske ettertørkning så liten som mulig. The task of the invention consists in providing a continuous method according to which, initially 6m solids can be separated with mechanical aids from their suspensions or culture solutions with a high degree of enrichment to keep the energy-intensive thermal post-drying as small as possible.

Oppgaven løses ifølge oppfinnelsen ved en fremgangsmåte som erkarakterisert vedat man tilfører suspensjonen konti nuerlig til en i en sentrifuges aksellereringsfelt opprettholdt væskering og under en oppholdstid på 10 sekunder til 500 sekunder og under aksellerering adskiller fra 2000.g til 10.000 g i faststoffrik fase og flytende fase, transporterer den faststoffrike fase med en midlere transporthastighet fra 0,1 cm/sekund til 5 cm/sekund i form av en flytbar masse langs sentrifugens vegg og mot retning av aksellereringsfeltet og ved den etterskjøvne faststoffrike fase frembringer en sperre for væskeringen. The task is solved according to the invention by a method which is characterized by adding the suspension continuously to a liquid ring maintained in the acceleration field of a centrifuge and during a residence time of 10 seconds to 500 seconds and during acceleration separates from 2,000 g to 10,000 g into a solids-rich phase and a liquid phase, transports the solids-rich phase with an average transport speed of 0.1 cm/second to 5 cm/second in the form of a flowable mass along the wall of the centrifuge and towards the direction of the acceleration field, and at the displaced solids-rich phase produces a barrier for the liquid ring.

Til adskillelse av mindre partikler på 0,5 til 5/um diameter, hvis tetthet knapt merkbart adskiller seg fra tettheten av suspensjons- resp. kulturoppløsningen er det nødvendig med aksellerasjonsfelt fra 2000 g til 10.000 g, fortrinnsvis fra 3000 g til 5000 g. Ved disse aksellereringer kan det oppnås en tilstrekkelig utskillingsgrad av den ifylte suspensjon. Por å oppnå en høy anrikningsgrad for det avsatte faste stoff og for å unngå separering ved opphvirvling må den flytende fase meget skånende under opprettholdelse av sentrifugalfeltet utføres fra det. De stilte betingelser lar seg oppnå ved at væskespeilet, tykkelsen av væskehulsylinderen i aksellereringsféltet innstilles således at det i aksellerasjonsfeltet opptredende væsketrykk understøtter faststofftransporten i uttaksretningen. Videre er uttagnings-hastigheten for faststoff å regulere således at det danner seg en faststoffring som en sikker avsperring av væskeringen mot uttred-elsesåpningen for faststoffet. Ved transporten av den faststoffrike masse med en midlere transporthastighet fra 0,1 cm/sekund til 5 cm/sekund langs sentrifugens vegg og mot retningen av aksellerasjonsfeltet lar det seg oppbygge en slik faststoffring. Videre unngåsssikkert ved disse transporthastigheter en opphvirvling av det faste stoff. Tilbakeholding av væsken resp. oppbygning av faststoffringen kan understøttes ved en stigning av sentrifuge-veggen mot aksellerasjonsfeltet. Oppholdstiden av suspensjonen som skal skilles i skilleinnretningen ligger mellom 10 sekunder og 500 sekunder, fortrinnsvis mellom 50 sekunder og 150 sekunder. Fremgangsmåten lar seg gjennomføre i motstrøm og i likestrøm. For the separation of smaller particles of 0.5 to 5 µm in diameter, whose density hardly differs noticeably from the density of suspension or the culture solution, acceleration fields from 2000 g to 10,000 g, preferably from 3000 g to 5000 g, are necessary. At these accelerations, a sufficient degree of separation of the filled suspension can be achieved. In order to achieve a high degree of enrichment for the deposited solid and to avoid separation by vortexing, the liquid phase must be removed from it very gently while maintaining the centrifugal field. The set conditions can be achieved by setting the liquid mirror, the thickness of the liquid hollow cylinder in the acceleration field so that the liquid pressure occurring in the acceleration field supports the transport of solids in the withdrawal direction. Furthermore, the removal rate for solids is to be regulated so that a solids ring is formed as a safe barrier of the liquid ring against the exit opening for the solids. During the transport of the solids-rich mass with an average transport speed of 0.1 cm/second to 5 cm/second along the wall of the centrifuge and towards the direction of the acceleration field, such a ring of solids can be built up. Furthermore, at these transport speeds, swirling of the solid substance is certainly avoided. Retention of the liquid or build-up of the solids ring can be supported by a rise of the centrifuge wall towards the acceleration field. The residence time of the suspension to be separated in the separation device is between 10 seconds and 500 seconds, preferably between 50 seconds and 150 seconds. The procedure can be carried out in counter current and in direct current.

Ved likestrømsprinsippet er det imidlertid nødvendig å avtømme den flytende fase et sted før faststoffringen. I tilfellet motstrøms-drift er det tilstrekkelig med en overløps innretning. With the direct current principle, however, it is necessary to drain the liquid phase somewhere before the solids ring. In the case of counter-current operation, an overflow device is sufficient.

Uttaket av den faststoffrike fase kan foregå under redusering av foreliggende sentrifugalfelt, enten ved den koniske form av en uttakssone eller ved en barriere eller lignende. Det kan også anordnes en mekanisk eller hydraulisk stillbar ring-spalte eller en dysering med utskiftbar dyse ved uttaksstedet, hvormed uttaksmengden av den faststoffrike fase kan styres på stedet ved større aksellerasjon etter ønske. The extraction of the solids-rich phase can take place while reducing the centrifugal field present, either by the conical shape of an extraction zone or by a barrier or the like. A mechanically or hydraulically adjustable ring gap or a nozzle ring with replaceable nozzle can also be arranged at the extraction point, with which the extraction quantity of the solids-rich phase can be controlled on the spot by greater acceleration as desired.

Eksempel 1.Example 1.

1500 liter/time kulturoppløsning fra en fermenter-1500 litres/hour culture solution from a fermenter

ing med et faststoffinnhold på 1 vekt% tilføres til en dekanterer og under en oppholdstid på 130 sekunder utsettes for et aksellereringsfelt på 3500 g. Den midlere transporthastighet for den faststoffrike fase utgjør 0,2 cm/sekund. Da dekantereren uttas en til 20 vekt% faststoff anriket fase. Klarløpet inneholder 0,07 vekt# faststoff. ing with a solids content of 1% by weight is supplied to a decanter and during a residence time of 130 seconds is exposed to an accelerating field of 3500 g. The average transport speed for the solids-rich phase amounts to 0.2 cm/second. When the decanter is removed, a phase enriched in solids to 20% by weight is taken out. The clear run contains 0.07 wt# of solids.

Eksempel 2.Example 2.

Fra et forinntykningstrinn tilføres pr. time 1000 liter kulturoppløsning med et faststoffinnhold på 8 vekt% til en dekanterer og i løpet av en oppholdstid på 150 sekunder utsettes for et aksellerasjonsfelt på 4000 g. Den midlere transporthastighet for den faststoffrike fase utgjør 0,7 cm/sekund. From a pre-thickening stage, per hour 1000 liters of culture solution with a solids content of 8% by weight to a decanter and during a residence time of 150 seconds is exposed to an acceleration field of 4000 g. The average transport speed for the solids-rich phase amounts to 0.7 cm/second.

Fra dekantereren uttas en til 35 vekt% faststoff anriket fase. Klarløpet inneholder 0,9 vekt% faststoff. A to 35% by weight solids-enriched phase is removed from the decanter. The clear run contains 0.9% by weight of solids.

Innretninger til gjennomføring av fremgangsmåtenDevices for carrying out the procedure

er vist skjematisk på tegningsifigurene 1 til 4.is shown schematically in drawing figures 1 to 4.

Figur 1 viser en sentrifuge med sylindrisk og konisk formet sentrifugekammer. Figur 2 viser en sentrifuge med konisk formet sentrifugekammer. Figur 3 viser en sentrifuge med sylindrisk formet sentrifugekammer. Figur 4 viser en sentrifuge med konisk formet sentrifugekammer, som er forankoplet en innretning til forinntyk-ning. Figure 1 shows a centrifuge with a cylindrical and conical centrifuge chamber. Figure 2 shows a centrifuge with a conically shaped centrifuge chamber. Figure 3 shows a centrifuge with a cylindrically shaped centrifuge chamber. Figure 4 shows a centrifuge with a conically shaped centrifuge chamber, which is connected to a device for pre-thickening.

I huset 1, som kan være formet sylindrisk-konisk, konisk eller sylindrisk er det tilsvarende husets form anordnet en kantgående transportsnekke 2. Grunnlegemet 7 av transport-snekken er utstyrt med et innløp 4. In the housing 1, which can be shaped cylindrical-conical, conical or cylindrical, an edge-running transport auger 2 is arranged corresponding to the housing's shape. The basic body 7 of the transport auger is equipped with an inlet 4.

Over innløpet 4 og boringene 8 innføres suspensjonen til det roterende sentrifugekammer som dannes av hus 1 og transportsnekke 2. 9 antyder akseltappen for drift av transport-snekken. Med ringen 10 kan uttaksnivået for klarløp-utløp 5 resp. væskenivået i sentrifugekammeret innstilles. Uttaket 3 for den faststoffrike fase ligger ifølge oppfinnelsen under væskenivået 12. For å holde væske tilbake må fremgangsmåten drives således at det foran uttaket 3 danner seg en faststoffring 11 som sperrer for væsken. Istedenfor faststoffringen 11 kan sentrifugen ved faststoffuttaket være utstyrt med en mekanisk eller hydraulisk stillbar strupeskive 6, hvormed uttaksmengden av den faststoffrike fase kan styres. Istedenfor strupeskiven 6 kan det også være anordnet en dysering med utskiftbare dyser (ikke vist). Above the inlet 4 and the bores 8, the suspension is introduced into the rotating centrifuge chamber formed by housing 1 and transport screw 2. 9 indicates the shaft pin for operating the transport screw. With the ring 10, the outlet level for ready-run outlet 5 or the liquid level in the centrifuge chamber is set. The outlet 3 for the solids-rich phase is, according to the invention, below the liquid level 12. In order to hold liquid back, the method must be operated in such a way that a solids ring 11 forms in front of the outlet 3 which blocks the liquid. Instead of the solids ring 11, the centrifuge at the solids outlet can be equipped with a mechanically or hydraulically adjustable throttle disc 6, with which the withdrawal quantity of the solids-rich phase can be controlled. Instead of the throat disc 6, a nozzle ring with replaceable nozzles (not shown) can also be arranged.

Mens den faststoffrike fase, som eksempelvis ut-vinnes fra kulturoppløsningen fra en fermentasjon tilføres til et tørkeanlegg resp. en ytterligere opparbeidelse, kan klarløpeti; tilbakeføres i fermenteringen. While the solids-rich phase, which is for example extracted from the culture solution from a fermentation, is supplied to a drying plant or a further processing, can klarløpeti; returned in the fermentation.

I en variant foranrikes faststoffet som skal adskilles i en separator 13.- Den over ledning 14 inn i separatoren 13 kommende væske med et f aststof f innhold på 1 til 3 vekt/S anrikes til et faststoffinnhold fra 6 til 8 vekt% og tilføres over ledning 15 til sentrifugen, hvor den anrikes til 22 til 25 vekt%. Klarløpet som kommer fra sentrifugen 16 inneholder ennu 0,07 til 1 vekt% faststoff og blir over ledning 17 tilbakeført i ledning 14 som fører til separatoren 13. Klarløpet av separatoren 13 som inneholder 0 til 0,1 vekt% faststoff uttas over ledning 18. In one variant, the solids to be separated are enriched in a separator 13. - The liquid coming via line 14 into the separator 13 with a solids content of 1 to 3 wt/S is enriched to a solids content of 6 to 8% by weight and fed over line 15 to the centrifuge, where it is enriched to 22 to 25% by weight. The clear run that comes from the centrifuge 16 still contains 0.07 to 1% by weight of solids and is fed back via line 17 into line 14 which leads to the separator 13. The clear run from the separator 13, which contains 0 to 0.1% by weight of solids, is withdrawn via line 18.

Claims

Process for separating solids from suspensions whose density is only insignificantly less than that of the solid, characterized by adding the suspension continuously to a liquid ring maintained in the acceleration field of a centrifuge and during a residence time of 10 seconds to 500 seconds and during acceleration from 2000 g to 10000 g separates into a solid-rich phase and a liquid phase, transports the solid-rich phase at an average transport speed of 0.1 cm/second to 5 cm/second in the form of a flowable mass along the wall of the centrifuge and towards the direction of the acceleration field and produces at the displaced solids-rich phase a barrier to the liquid ring.