42075 PA270163

zmniejszenie jej porowatości, a nawet odkształcenie cząstek. W zależności nH wpływu ciśnienia na strukturę warstwy osadu wyróżnia się osady ściśliwe i osady nieściśliwe.

Do osadów nieściśliwych zalicza sie osady krystaliczne. IcJi porowatość.nie zależy od ciśnienia i. w .związku z tym nie zmienia sję w czasie, filtracji. Natomiast przy filtracji osadów ściśliwych przyjmuje si ę , że strujcturą całej warstwy jest identyczna w danej chwili, ale ujegą zmianom w czasie. Zmiany te wynikają.. z_przegrupowania i odkształcania się cząstek osądu.

Na podstawie badań laboratoryjnych zaproponowano ogólne równanie empiryczne uzależniające, opór. iaki stawia osad przepływąjacei cieczy, od ciśnienia. Równanie ma postać

a=a₀Apg    (8.2)

gdzie: a-masowy opór.właściwy osadu, m/kg; - stała; Apo - różnica ciśnień w warstwie osadu, Pa, s - współczynnik ściśliwości-zawarty w granicach 0 — 1 i wynoszący dląosadów nieściśliwych 0. .

W równaniu (8.2) przez stała Oh wyraża sie wpływ porowatości, kształtu i wielkości cząstek na opór warstwy osadu w czasie filtracji. Z wielu prac eksperymentalnych wynika, że średnica cząstek jest ważnym parametrem wpływaia-cym istotnie na wartość oporu warstwy osadu. Wykładnik potęgi przy średnicy zastępczej zawiera się między 1 a 2. Stwierdzono również, że kształt cząstki wyraźnie wpływa na opór warstwy.osąd.u._Porowatośę warstwy ma bardzo duży wpływ na opór osadu. Zależność ta ma złożony charakter; ogólnie można powiedzieć, źc im mniejsza jest porowatość tvm większy jest opór osadu.

Z obserwacji praktycznych i prac laboratoryjnych wynika, że opór właściwy osadu zależy również od stężenia zawiesiny. W przypadku osadów o wąskim przedziale wielkości cząstek obserwowano ciągłe zmniejszanie sie oporu wła-ściwego przy jednoczesnym zwiększaniu stężenia.zawiesiny. Badając osady o cząstkach nieregularnych i zróżnicowanych wymiarowo stwierdzono, że przy pewnynLstężeniu_za.wiesiny.następuje zdecydowana zmiana oporu właściwego Qsadu,_Erzyjmuje_sję,^żg..pizy jym. stężeniu .zawiesiny, zaczyna, się intensywna aglomeracja cząstek, co zdecydowanie zmienia strukturę warstwy osadu,

8.2.4. Pomoce filtracyjne

Pomoce filtracyjne^ są to giamiste_substancje .stałe stosowane do filtrowania zawiesin tworzących osady ściśliwe oraz do zmętnień Jcoloidalnych. Pomoce filtracyjne stosuje.się w celu wywołania koagulacji zmętnień i/lub utworzenia określonej struktury warstwy osadu o małej ściśliwości. Pomocy filtracyjnych używa się również .w celu wywołania aglomeracji cząstek zawiesiny, .pcępz cp zmienia się całkowicie strukturę warstwy osadu.

Pomoce ji Itracyjn.e muszą spełniać następujące, warunki;

-    twoptyć warstwy o dużej porowatości,

-    mieć stosunkowo mała powierzchnie właściwą, która w znacznym stopniu wpływa na opory hydrauliczne przepływu,

-    mieć wąski skład granulometryczny,

-    mieć małą gęstość, co zapobiega szybldejstóyn^entącji,

-    charakteryzować się małą ściśliwością.

-    być chemicznie obojętnymi i nierozpuszczalnymi w cieczy filtrowanej.

Pomoce filtracyjne dozuje się do cieczy filtrowanej bezpośrednio.przed filtracją i tylko wtedy, gdy osad je_st_bezużyteczny. Najpowszechniej stosowaną ppmo^ą^filtracyjnąjjy przemyśle spożywczym jest ziemia_okrzemkowa...Ilość ziemi okrzemkowej dodawanej do cieczy filtrowanej zalety od stopnia zmętnienia i charakteru zawiesiny oraz rodzaju stosowanej ziemi. Zbyt małe dawki ziemi okrzemkowej zmieniają ściśliwość osadu w niewielkim stopniu_i_tym_ samym nieznacznie poprawiają proces filtracji. Natomiast duże „ilości ziemi okrzemkowej dozowane do cieczy tworzą grubą warstwę osadu na przegrodzie filtracyjnej i również niekorzystnie wpływają na przebieg filtracji.

8.2.5. Teoria procesu filtracji

Cie.cz przepływająca przez filtr, napotyka, trzy rodzaje_oporów .hydraulicznych, tj.:

-    opór stawiany przez kanały i ich rozgałęzienia, i zmiany przekroju występu-jące w filtrze,

-    opór osadu,

-    opór przegrody filtracyjnej.

Spadek ciśnienia w filtrze jest suma spadków ciśnienia wynikających z wymieńjonyck tu .oporów przepływu. Zwykle opór przepływu przez kanały j.est pomijany w analizie procesu filtracji, stad spadek ciśnienia przy filtracji wyraża się sumą spadku ciśnienia w warstwie osadu Apo i przegrodzie filtracyjnej Apr, czyli

Ap = Ap₀+ Ap_f    (8.3)

Szybkość filtracji, definiowaną jako objętość filtratu otrzymywana zjed-nostlci powierzchni filtracyjnej w jednostce czasu, może być najogólniej opisana równaniem

(8.4)

Adt R

gdzie: R = Rq + R(, przy czym Ra - opór osadu, (Pa-m^J-s)/m³; Rf - opór przegrody filtracyjnej, (Pa-m²-s)/m³, A - powierzchnia filtracyjna, m².

fc

fo

Ze wzoru (8.4) wynika, że szybkość filtracji w każdym .memencie jest wprost proporcjonalna do różnicy ciśnień i odwrotnie proporcjonalna .do ogólnego oporu filtracji. Z równania tego wynika również, ie filtracja może być pro?-, wadzonajiwoma sposobami. Pierwszy polega na tym, że różnicę ciśnień „utrzymuje się na stałym poziomie, co powoduje, że przy ciągle rosnącym ogólnym, oporze filtracji, szybkość procesu maleje w czasie. Jest to filtracja pod stałym ciśnieniem. Natomiast w„ czasie filtracji drugim sposobem . różnica.. ciśnień