NO156975B - Anordning for separering av stoffer som finnes i vŸske og har en tetthet som ligger nŸr vŸskens tetthet. - Google Patents

Description

Innenfor næringsmiddelindustrien blir det ofte

brukt store vannmengder og dette prosessvann fører i mange tilfeller med seg betydelige mengder fett og fettliknende stoffer samt protein og proteinliknende stoffer.

Foreliggende anordning tilsikter i første rekke

å fjerne slike stoffer fra prosessvann fra fisketilbered-ningsindustrien, men den kan også benyttes innenfor annen næringsmiddelindustri og andre virksomheter hvor det blir behandlet flytende stoffer og i væske suspenderte stoffer med avvikende tetthet og liten innbyrdes oppløsningsevne.

Bare i unntakstilfeller er det tilstrekkelig

med bare fettseparatorer av vanlig slag for å senke fett-innholdet i vannet til et akseptabelt nivå. I og med at fettreduksjonen er lav blir også reduksjonen av bakteri-ologisk oksygenforbruk i vannet lav. Karakteristisk for hittil vanlig brukte fettseparatorer er at de arbeider med en stort sett horisontal vannbevegelse gjennom fett-separatoren og at partiklene som skal skilles fra vannet får en vertikal hastighetsgradient bare som følge av at deres tetthet avviker fra vannets. Jo mindre tetthets-forskjellen er, desto lavere blir partikkelens hastighetsgradient i vertikal retning og desto vanskeligere blir det for partikkelen å avsette seg på overflaten eller bunnen. For å avhjelpe dette griper en til mulighetene for å til-sette dispergert luft eller tilsetning av kjemikalier.

Hovedformålet med oppfinnelsen er å rydde disse ulemper av veien og skape mulighet for effektiv separering også ved meget små tetthetsavvik. Oppfinnelsens karakter-istiske trekk går fram av etterfølgende patentkrav.

Anordningen ifølge den utførelsesform av oppfinnelsen som er vist på tegningene består av en fettseparator som arbeider' på en slik måte at vannbevegelsene i separ-atoren i alt vesentlig er vertikale og dreies 180° ved tre forskjellige anledninger. Herved akselereres de tunge partiklene mot bunnen og de lette partiklene mot overflaten.

De tunge <p>artiklene kan derved tappes av gjennom en bunnkran, mens de lette partikler og væsker samles på overflaten, hvorfra de kan ledes eller skummes vekk.

Anordningen har vært underkastet omfattende ut-prøvning innenfor fisketilberedningsindustri. Det ble herved målt mengder av inngående utfellbart (avsettbart) fett og mengder av utgående utfellbart fett i et stort antall tilfeller og ved ulike belastninger. Fraskillingsgraden var svært høy, nemlig over 901 ved belastninger på over 5 m/h.

Som følge av den høye fettfraskillingen blir reduksjonen av biokjemisk oksygenforbruk og suspendert materiale også meget høy.

Anordningen skal nå beskrives i detalj under hen-visning til vedføyde tegninger, hvor: Fig. 1 er et sideriss av en anordning som er utformet i overensstemmelse med oppfinnelsen. Fig. 2 er et planriss ovenfra av samme anordning. Fig. 3 er et skjematisk vertikalsnitt gjennom anordningen etter linjen I-l i fig. 2. Fig. 4 er et skjematisk vertikalsnitt gjennom anordningen etter linjen II-II i fig. 3.

Fig. 5a er et til fig. 3 svarende vertikalsnitt

som viser mediets strømningsbane gjennom anordningen.

Fig. 5b viser skjematisk det ytre strømningsareal

i snittet a-a i fig. 5a.

Fig. 5c viser skjematisk strømningsarealene i snittet b-b i fig. 5a, og

fig. 5d viser mediets strømningsretning ved over-gangen mellom de to gjennomstrømningsarealene B og D i fig. 5c.

Den anordning som er vist på tegningene består av

en beholder 1 med en konisk underdel 2, hvor kjeglespissen er vendt nedover.

Ved den utførelse som figurene viser er anordningen forsynt med ben 3. På den nedadvendte konustoppen er det montert et rør 4. Konusveggens 2 skråningsvinkel er slik at sediment som faller i beholderen glir ned mot konustoppen, hvorfra sedimentet kan avtappes gjennom røret 4. Til beholderen er koblet en innløpsledning 5 og en utløps-ledning 6, som går til ei utløpskasse 7. Utløpskassa 7 er forsynt med et overløp 8. Når vannet har passert overløpet 8, samles det opp og ledes bort gjennom ledningen 9 til resipient eller til videre behandling.

Innvendig i beholderen 1 er det montert i senter en konisk beholder 10. Konusveggens skråningsvinkel er slik utformet at eventuelt sediment som faller ned i kjeglestumpen glir ned mot dennes spiss. Beholderens 10 basis er forsynt med en forhøyningsring 11, som er åpen innvendig.

I ringen er det montert vinkelstilte skott 12. Skottene har til oppgave å hindre en rotasjon av vannmassen i den koniske beholder 10, hvi6 spiss er forlenget med et rør 13, som rekker nesten ned til bunnen av den ytre beholderen. Gjennom dette rør avtappes vannmassen i kjeglestumpen i forbindelse med anordningens tømming. Røret 13 er utformet slik at det i ^s.^ skjer no a vesentlig vanntransport gjennom dette når anlegget ec i drift. Kjeglestumpen er forsynt med en ring 14, som er montert på dens ytre kappeflate. Tilløpsledningen 5 kobles til ringen 14 eller utformes slik at dens munning omsluttes av ringen 14. Ringen 14 er forsynt med en eller flere åpninger 15. Eventuell luft som følger med tilløpsvannet blir ledet bort via åpningen(e) L5.

Den koniske beholderen 10 er opphengt i beholderen 1 via koblingsstykker 16. Disse koblingsstykker er utformet slik at de virker rotasjonshemmende på vannmassen i beholderen 1.

På beholderens 1 topp er det montert en skrapeinn-retning. I den viste utførelse består denne av en bjelke 17, som er montert i holdere 18. På bjelken er montert en drivmotor 19 og utstyr 20 for reduksjon av turtall. Til reduksjonsvekselen er selve skrapa 21 koblet.

Foruten at skrapa henger i reduksjonsanordningen er den via et løpehjul 22 avlastet mot beholderen 1, som på over-sida er forsynt med en kant 23, som hjulet 22 løper mot. Skrapa arbeider mot et mothold 24, som skrapeinnretningen overlapper ved passasje. Den masse, som skrapeinnretningen samler opp, trykkes ut av beholderen 1 via hull i kappa og ei utløpsrenne 25.

Det anlegg som er beskrevet i det foregående fore-trekkes utført med sylindrisk form, men kan også utføres med kvadratisk, rektangulær eller annen form. Anlegget kan utføres stående på mark eller graves ned i mark.

Anlegget funaerer på følgende måte:

Væsken, som skal behandles tilføres anlegget via innløpsledningen 5. Innløpsledningen munner ut innenfor ringen M. I :tte betyr at væsken tvinges nedover på den måten som fig.5a viser. Tunge partikler, dvs. partikler med en tetthet som overstiger væskens tetthet, akselereres derved mot bunnen av beholderen. Væskestrømmen bøyer der-etter av ca. iftO°, og de enkelte væskepartiklenes hastighet avtar og når sin laveste hastighet i det området som representeres av snittet a-a i fig.5a, hvor beholderens effektive areal er A. Væskepartiklenes stigningshastighet i dette snitt er V^ , hvor Q betegner strømnings-mengden. Fra dette snitt stiger væsken og de partikler i denne som har lavere tetthet enn den omgivende væsken. De partikler som hai. lavere tetthet enn omgivende væske stiger hurtigere mot overflata enn de omgivende vannpar-tikler og disse partiklers hastighet angis med V' .

Ved snittet b-b er tverrsnittsarealet B mellom beholderens 1 indre kappeflate og ringens 11 ytre kappeflate mindre enn A, og væskepartiklenes stigningshastighet V„ i snittet b-b er derfor større enn V. i snittet

2 . ) . 1

a-a. Hastigheten V2 for de partikler som er lettere enn væsken er høyere enn hastigheten V2 for den omgivende væsken. Forutsatt at strømningen holdes innenfor det laminære sjikt, er V og V rettet oppover.

Mellom ringens 11 overkant og vannflata er

avstanden h. Avstandens h høyeste verdi er bestemt av overløpet 8. Væsken, som renner igjennom anordningen skal passere over ringens omkrets gjennom det tverrsnittsareal C, som svarer til ringens 11 omkrets multiplisert med

høyden h.

Hastigheten i snittet C angis med V3 og er 0c~.

Når væsken har passert gjennom snitt C, styres strømmen mot kjeglestumpens bunn, hvor utløpsrøret befinner seg. Strømningsretningen avbøyes således påny 180°. Væsken skal derved passere kjeglestumpens basis, og innvendig i ringen 11, som ifølge snitt b-b har det innvendige areal D. Hastigheten betegnes V4 og er .

I kjeglestumpens bunn svinges strømningsretningen ytterligere en gang ca.180°, og vannet bringes ut av anlegget via utløpsrøret 6.

Som det turde ha gått fram av det foregående, akselereres væsken og de lettere partiklene fra hastig-

heten V , hhv. V til V , hhv. V' i snittet a-a hhv. b-b. Når en partikkel med lavere tetthet enn væsken, nettopp forlater området med tverrsnittsareal B, blir den utsatt for en hastighetsgradient i horisontal retning mot beholderens sentrum, og dette medfører at partikkelens hastighetsresultant R vil avvike fra den vertikale retning som den hadde i snittet b-b. Forutsatt at tverrsnittsarealet C svarer til eller overskrider tverrsnittsarealet B, vil partikkelen med lavere tetthet i et punkt umiddel-

bart ovenfor ringens kant bevege seg i en retning som underskrider 45° mot vertikalplanet, ettersom hastigheten V jo er større enn eller lik med hastigheten V3 og den reelle partikkel-hastighet i snitt b-b er , som er større enn V2 , dvs. V2 er større enn V . Er dessuten tverrsnittet D større enn eller lik med tverrsnittet C, vil en partikkel som er lettere enn omgivende væske bevege seg mot overflata i beholderen.

I og med at partikkelen har denne bevegelsesretning fjernes den fra snittet D, og hastighetsgradienten mot utløpsledningens 6 åpning minsker jo større avstanden blir mellom utløpsledningens åpning ovenfor bunnen i kjeglestumpen og den enkelte partikkel. For at partikler ikke skal bli trukket ned i kjeglestumpen, skal vinkelen mellom utløpsrørets åpning i den koniske beholderens midtlinje og ringens 11 overkant være lik eller mindre enn 45°.

Disse teoretiske betraktninger henfører seg til laminære forhold, men det har vist seg at funksjonen opp-rettholdes selv med hastigheter som ligger noe over det teoretisk beregnede laminære strømningsforhold. Den even-tuelle størrelse på overskridelsen av den laminære strøm-ningshastighet skyldes i det vesentlige partiklenes tetthetsavvik sammenliknet med det bærende medium samt partiklenes størrelse.

Claims (4)

1. Anordning for separering av stoffer som finnes i væske og har en tetthet som ligger nær væskens tetthet, fortrinnsvis for utvinning av fett og fettliknende stoffer samt protein og proteinliknende stoffer fra prosessvann, hvilken anordning består av en beholder (1) på hvis over-side det er montert en skrapeanordning (20-22) for å fjerne materiale som samler seg på overflata, og i bunnen en anordning (4) for avtapping av bunnfelt materiale, karakterisert ved at den er forsynt med en tilløpsledning (5), som munner ut i den nedre delen på utsida av en konisk beholder (10), som er montert sentrisk i beholderen (1), hvilken koniske beholder er oventil forsynt med en væskegjennomgangsåpning, fortrinnsvis nedover-rettet mot beholderens avsmalnende underdel, som er opp-tatt i beholderen (1) i avstand fra beholderens bunn (2), at en utløpsledning (6), som er beregnet for uttak av behandlet væske, strekker seg ifra underdelens indre rom og munner ut i et utløpskar (7), hvilket inneholder et overløp (8) for begrensning av væskenivået i beholderen (1), idet anordningen er innrettet slik at tilført væske strømmer langs den koniske beholderens ytre flate, føres forbi væskegjennomgangsåpningen og strømmer langs den koniske beholderens innside til innløpet av utløpsled-ningen (6) til utløpskaret (7) ut av anlegget, idet det minste arealet (B) mellom den koniske beholderens videste parti og beholderens (1) indre kappeflate er mindre enn eller likt det arealet (C), som dannes av den koniske beholderens største omkrets multiplisert med avstanden (h) mellom innsatsens øvre kant og det laveste væskenivå som holdes av overløpet, og at førstnevnte areal også er mindre enn eller likt med den koniske beholderens øvre åpningsareal (D).

2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at innløpsrøret (5) munner ut innenfor et volum, som er omsluttet av en ring (14) eller annen avgrensningsanordning montert på undersida av den koniske beholderens tilspissede del (10), som oventil er forsynt med lufteåpninger (15), samt er åpen nedad.

3. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at vinkelen mot vertikalplanet av en tenkt linje mellom sentrum av utløpsrørets innløpsåpning og overkanten på den sentrisk monterte koniske beholderen er lik eller mindre enn 45°.

4. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at spissen av den innvendige konus er forlenget med et rør (13) som er avsluttet like ovenfor beholderens bunn.