Aukeratu Hizkuntza:
Kyle Flynn, Abhishek Gupta, Frank Hrach
Laburpena
dagokion literatura berrikuspena dela adierazten ikerketa esanguratsua izan dela burutu electrostatically aplikatzeko
bereizketa teknika granular landare-oinarritutako elikagai lehortzeko (adibidez, organikoa) material. Garapen hori iraganean azeleratu 10 - 20 urte, with many researchers in Europe and the United States applying bereizketa elektrostatikoa techniques to a wide variety of beneficiation challenges. ikerketa honetatik, bistakoa da elektrostatikoa metodo potentziala berriak sortzeko egin behar, handiagoko balio landare produktuak, edo alternatiba bat eskaintzen prozesatzeko metodoak bustitzeko. zerealak labore banantze pozgarria izan arren, pulse and oilseed materials have been demonstrated at the laboratory and in some cases, pilot scale, elektrostatikoaren emaitza horiek erakusteko erabiliko sistemetan agian ez egokiak edo kostu-eraginkorra prozesatzeko ekipoak banantze hala nola egiteko merkataritza-aldian izan. elektrostatikoa teknologia asko ez dira prozesua beheko fin egokia, Dentsitate txikiko hala nola landare materialak hautsak. Hala, ST Ekipamendua & Teknologia (STET) triboelectrostatic Gerriko banatzailea frogatu gaitasuna partikula finak prozesatu ditu 500 - 1 mm. The STET belt separator is a high-rate, industrialki frogatua prozesatzeko gailu egokia material organikoa prozesatzeko azken garapenak merkaturatzeko daitezke. STET Gerriko banatzailea gari irina lagin bat probatu zuten, eta aurkitu zen arrakasta izan bran kendu almidoi-frakzio egindako. STET banatzailea batera Future probak izango gari bran laginak egiten dizu, arto irina
eta, besteak soja eta lupine bezala lekaleak.
Keywords: Tribu-Electrostatic, electrostatic, Separation, Zatikapena, gari, Grain, Irina, Zuntz, Protein, oilseeds, lekaleak
Sarrera
Electrostatic bereizketa-metodoak dira iraganean erabiltzen 50 komertzialen eskala beneficiation on urte
industrial mineralak eta hondakinak birziklatzea. Electrostatic lehor granular landare-oinarritutako elikagaien beneficiation (adib, organikoa) Material dute ikertu baino gehiago 140 urte, gari irina middlings bereizketa elektrostatikoa lehen patentea betetako gisa hasieran bezala 1880. [1] Electrostatic beneficiation oinarritutako gainazal kimika desberdintasunak on banantze ahalbidetzen (lan funtzioa) edo dielektriko. Zenbait kasutan, banantze horiek ez litzateke posible tamaina edo dentsitate banantze bakarrik erabiliz. Electrostatic banantze-sistemak antzeko printzipio funtzionatzen. elektrostatikoa banantze-sistemak guztiek sistema bat elektrikoki kobratuko partikulak, Kanpoan sortutako bereizketa den gertatzen dagoen eremu elektrikoa, eta partikula transmititzeko sartu eta bereizketa gailua out of metodo bat. kargatzen elektrikoa metodo bat edo bat baino gehiago dituen gerta daiteke eroale indukzio barne, tribo-kargatzen (kontaktu elektrifikazioa) eta Ion edo corona kargatzen. Electrostatic banantze-sistemak gutxienez kargatzen mekanismo horietako bat garatu. [2]
Goi tentsioa roll elektrostatikoa bereizketa sistemak industrien eta aplikazioak non askotan erabili dira
osagaia gehiago elektrikoki besteek baino eroale da. tentsioa handiko roll banatzaile aplikazio adibideak titaniozko bearing mineralak bereizketa, baita birziklatze-aplikazioak, adibidez metal sailkatzeko plastikoz. Badira aldakuntzak anitz eta geometria tentsioa handiko roll sistemetan erabilitako, baina, oro har, funtzionatzeko antzeko printzipio dute. Feed partikula negatiboki kargatutako dira ionizatzaileak corona alta batek. Feed partikula biratzen danborra kalera sakabanatuta daude, non danborra elektrikoki oinarrituak. elektrikoki eroaleak partikulak amore eman dute karga oinarrituak danborra azalera harremanetan jartzea haren. danborra biraketa eragiten eroale partikula danborra azalera bota eta produktuaren lehenengo Hopper metatzen ahal. ez-eroale partikula beren karga elektriko mantenduko dira, eta danbor-azalean orratzez. azkenean, ez-eroale partikula karga elektriko xahutzen dizu, edo partikulak egon danbor batetik eskuilatzea egingo danborra biratu ondoren, beraz, ez-eroale partikulak dira ez-eroale partikula Hopper metatzen. Aplikazio batzuetan, middlings Hopper bat da eroale eta ez-eroale Produktu Hopper artean jartzen. banatze gailu mota honen eraginkortasuna, oro har, eta horrek nahiko lodia eta / edo pisu espezifikoa altua partikula mugatuta dago, ondorioz, partikula guztiak danborra azalera kontaktatu beharra. Gainera, partikula-fluxua dinamika garrantzitsua da momentu angularra da, azken finean danborra azalera partikula transmititzeko dagokion produktuaren toberak den arduradun gisa. Arte partikula eta dentsitate txikiko partikulak dira erraz aire korronteak eraginda eta, beraz, gutxiago danbor batetik bota behar aurreikus eremu batean. [2] [3] [4]
tentsioa handiko gerriko banatzailea goian azaldu tentsioa handiko roll banatzailea aldaera bat da. Feed partikula berdinarekin sakabanatuta daude elektrikoki oinarrituak Zinta baten zabalera osoan. Partikulak kobratuko dira, normalean corona negatiboa arabera, nahiz eta posible dira beste kargatzen mekanismoak. Berriz eroale partikulak beraien karga elektriko emango du oinarrituak Zinta arte, ez-eroale partikulak beraien karga atxikitzen bitartean. eroale partikulak erori grabitatearen gerriko ertzean off, kobratuko ez-eroale partikulak dira, berriz, "goratu" off Gerriko azalera elektrostatikoa indarrek. Berriz ere bereizketa eraginkorra izan dadin, partikula bakoitzaren azalera harremanetan jarri behar gerriko eroale partikula amore ematen beren karga gerriko ahal izateko. Hori dela, bakarra partikulak geruza bakar bat egon banatzailea transmititu ditzakezu batera. partikula feed-tamaina txikiago bihurtzen da, prozesatzeko gailu-tasa murriztu egiten da. [5] [6]
Paraleloa plaka elektrostatikoa banatzaile normalean partikula ez banantzen eroankortasun oinarrituta oinarritzen, baina azalera kimika desberdintasunak on hori karga elektriko transferentzia marruskadura kontaktu ek aukera ematen. Partikulak dira elektrikoki kargatutako beste partikula kontaktua kementsu arabera, edo hirugarren azalera bat metal edo plastikozko gisa, hala nola nahi den egingo du tribo-kargatzen propietate. Hori elektronegatiboa dira materialak (the tribo-elektrikoa serie amaieran negatiboa gainean dago) kendu elektroiak tribo-kargatzen azalera eta, beraz, karga negatiboa net a eskuratzen. harremanetan, dela tribo-elektrikoa serie bukaera positiboak daude material dohaintzan elektroiak eta karga positiboan. kargatutako partikulak dira, ondoren, bi plaka paralelo elektrodoen artean sortutako hainbat garraio bidez eremu elektriko bat sartu (grabitatearen, pneumatikoa, bibrazio). eremu elektrikoa presentzia, kobratuko partikulak oppositely kobratuko elektrodoak bidean aurrera, eta dagokion produktuaren toberak bildu. Berriz, middlings frakzio bat partikula nahasketa bat duten daiteke edo ez dira bildu, banatze gailu konfigurazioa arabera. [4] [7]
figura 1: tentsioa handiko roll banatzailea baten diagrama (ezker) eta plaka paralelo doan jaitsiera bereizlea (eskuineko).
Table 1: normalean erabiltzen elektrostatikoa banatze gailu Laburpena.
Case 1 - Gari eta Trigo Bran Beneficiation.
Gari bran konbentzionalak garia fresatzeko-produktu bat da, ordezkari 10-15% gari alearen. Gari bran kanpoaldeko geruzak pericarp barne ditu, burua, eta aleurone. Gari bran MICRONUTRIENTS gehiena dauka, zuntz, eta phytochemicals alearen jasotako, bertan frogatu dute osasun gizakiarentzat onurak. [8] bereizten eta gari bran beneficiating interes esanguratsua du izan. gari bran bereizten interes historikoa kalitatea eta irina produktuaren balioa hobetzeko zen. Hala, azkenaldiko interes gehiago izan ditu garia Bran batetik osagai baliotsua berreskuratzeko txostenean.
in 1880, Thomas Osborne patentatua lehen merkataritza elektrostatikoa banatzailea bran kendu irina middlings batetik. banatzailea gomazko gogor edo material baliokidea bertan egon zela elektrikoki marruskadura bidez kobratuko gai estalita ogitarteko zetzan tribo-kargatzen artilea. Ez deskribatu arren, Da bere gain hartu gomazko pasatzean erosi karga negatiboa artilezko erlatiboa, gehien tribo-elektrikoa serie koherentea. elektrikoki kargatutako pasatzean orduan erakarri positiboki kargatutako bran zuntz partikula, Horietako transmititzeko roll azalera du ainguratuta zuntz partikulak dira roll azalera eskuilatzea arte. hau (bere gain hartu) gari bran karga positiboa gatazka da besteek du emaitzekin. bran partikula Tribo-kargatzea aire fluidizing gailua behealdean sartu laguntza izan zen, zein gutxiago trinko bran partikulak eragiten azalera prestazio osagarriak izan, pasatzean gertuago. [1]
in 1958 bran eta endosperm bereizketa elektrostatikoa irina middlings jasotako aparatu bat patente Aurkezteko batean kontuetarako zen General Mills lanean Branstad arabera. Gailu paralelo plaka banatzailea da eta bertan partikula bi plaken arteko transmititu ziren dardara moduan zetzan. Bran partikula, kobratuko endosperm partikula kontaktua marruskadura arabera, ziren orduan goiko elektrodo altxatzen zulaketa bidez goiko elektrodo batean. [9]
in 1988 aparatu bat eta prozesua komertzial gari bran batetik aleurone berreskuratzeko patente Aurkezteko batean kontuetarako zen. Merkataritza garia hasita aleurone edukia batekin bran 34% kontzentratua bat aberastu zen 95% tan 10% masa etekin (28% aleurone berreskuratzeko) mailua fresatzeko konbinazio batek, Kalkulatzen emanaldia, aire elutriation eta elektrostatikoa bereizketa plaka paralelo elektrostatikoa banatzailea erabiliz. Partikulak airean elutriator gailua kobratuko ziren, bertan isunak kendu rola bikoitza du (<40 mm) transmitituz, Aleurona partikula positiboak tribo-kargatzen dituen bitartean (elektrodo negatiboko plakari jakinaraziz) eta perikarpo/testa partikulak negatiboak. Bran nahasketaren partikulen tamaina kontu handiz kontrolatu zen mailuaren fresaketa eta maila anitzeko baheketarekin, gehienetan tamainako jario bat lortzeko 130 - 290 µm barrutia. [10]
Gari-salaren aleurona berreskuratzeko azken lanek jarraitzen dute. in 2008, Buhler AG-k bereizketa elektrostatikoko gailu bat patentatu zuen aleurona partikulak komunztatutako brankaz egindako oskoletatik bereizteko.. Gailuaren egikaritza bat tamaina estuko tratamendu-eremu batean funtzionatzen duen errotore batek osatzen du, partikulaz partikula eta partikulaz hormaren kontaktua eta ondorengo tribo-karga ahalbidetzen duena. Kargatutako partikulak mekanikoki garraiatzen dituzte plaka paraleloen elektrodoak dituen bereizketa-ontzi batera. Partikulak bereizketa-ontzian erortzen dira grabitatez, karga ezberdineko partikulak eremu elektrikoaren eraginez kontrako karga duten elektrodoetara mugitzen diren heinean. [11] Elikadura-brantzaren tamaina egokiarekin eta sailkatzeko metodo mekanikoarekin konbinatuta, aleurona-kontzentrazioak arte 90% salatu dira. [12] [8]
figura 2: Hemery et al erreproduzitu, 2007 [8].
Tribo-kargatzen eta corona kargatzen gari bran esperimentuak egin zituzten langileek sakabanatuta Media Research Unitatearen elektrostatika at, University of Poitiers, Frantzian 2010. Ikertzaileek neurtuta azaleko karga eta azaleratu balizko desintegrazio denbora batera garia Bran on 10% hezetasuna eta lyophilized (izoztu-lehorrak) gari bran. bereizketa proba lagin bat egin zen 50% izoztu-lehorrak gari bran eta 50% izoztu-lehorrak aleurone feed gerriko mota bat corona elektrostatikoa banatzailea erabiliz. (figura 3) Separation laborategi eskalan corona banatzailea emaitzarik adierazitako 67% aleurone zen ez-eroale Hopper berreskuratu, bitartean bakarrik 2% gari bran ez-eroale Hopper nahi du. Tribo-kargatzen esperimentuak halaber gari bran eta aleurone batera egiten ziren, baina zehatz azaleko karga bakarra neurtzeko [μC / g] zatiki bakoitzeko sortutako, elektrostatikoa banantze batetik produktu berreskuratzeko aurka. feed material Biak Teflon kontaktuak gisa erabiliz kobratuko ziren. Biak gari bran eta aleurone dira erlatiboa positiboak kargatzen Teflon gisa du, berez oso elektronegatiboa da. karga magnitude aurkitu zen izateko tribo-kargagailua erabiliko eragile presioak araberakoa, altuagoa turbulentzia kontaktuak gero eta tribo-kargatzea osatuagoa daraman proposatuz. [13]
figura 3: Dăscălescu et al erreproduzitu, 2010 [13]
in 2009, Ikertzaileek elektrostatikan aleurone propietate kargatzen aberatsa ebaluatu eta pericarp aberatsak feed material. [14] in 2011 ikertzaileek burutu elektrostatikoa bereizketa probak beheko fin gari bran laginak eskala pilotu elektrostatikoa plaka banatzailea erabiliz (TEP System, Tribo Flow Banaketak, Lexington, USA). TEP sistema kargatzen lerro bat darabil, non feed partikula nahasietan konprimitutako aire korrontea sartzen dira, eta pneumatically kargatzen bereizketa ganbera line bidez transmititu. partikulak dira tribo kargatutako partikula kontaktuari partikula arabera, baita partikula kontaktu kargatzen line azalera bezala. TEP Sistema lortutako emaitzak erakusten ari elektrostatikoa bereizketa hori aleurone eta beta-glucan gari bran edukia berritzea eraginkorra izan zen. Interesgarria, material-frakzio dela aurkitu zen altuena aleurone zelula edukia duela, tan 68%, zen oso fina (D50 = 8 mm) zatiki zen kargatzen hodi berreskuratu. Ez dago argi zergatik material hori lehentasunez kargatzen aparatu kontzentratzen, ordea, adierazi du zelula edukiak aleurone prozesatu gaitasuna duten elektrostatikoa teknika hori prozesatzeko hautsak oso fin gai diren eska dezake. Horrez gain, Lan honen frogatu feed gari bran prestatzeko hori kontuan garrantzitsu bat izan zen. kriogeniko mailua errota batean ehotzeko prestatutako laginak aurkitu ziren gutxiago erabat bereizi behar dira (askatu) inpaktu mota errota batean lurrean horiek giro-tenperaturan baino. [15] [16]
figura 4: Hemery et al erreproduzitu, 2011 [16]
Azken lan arabinoxylans kontzentrazioa aztertu gari bran metodo elektrostatikoa arabera. Ikertzaileek laborategi eskalan elektrostatikoa banatzailea bi paralelo plaka elektrodoak dituen hodi eta bereizketa kargatzen ganbera osatua erabilitako. Fresatuak gari bran kargatzen hodi sartu zen eta transmititu pneumatically bereizketa ganbera sartu konprimituta nitrogenoa erabiliz. turbulentzia eta gas handiko kargatzen hodi batean abiadura emandako partikula kontaktua tribo-kargatzea egiteko beharrezko. kobratuko partikulak (bereizketa produktu) ziren aztertzeko elektrodoen azalera bildutako. Dela elektrodoak orientazioa bertikala material kopuru handia ez zen bildu. middlings zatiki hori konbentzionalak elektrostatika in prozesatzeko gehiago birziklatzen daiteke, ordea, Esperientzia honen helburuetarako, Ez elektrodoak bildutako material galdu jotzen zen. Ikertzaileek du bai produktuaren kalifikazioa handitzea (arabinoxylan edukien produktua) eta bereizketa eraginkortasuna transmititzeko abiadura handitu. [17]
elektrostatikoa metodoak erabiliz gari bran beneficiate egindako azken ahaleginak jarraian laburbiltzen dira taulan 2.
Table 2: metodo elektrostatikoa laburpena ebaluatu gari bran beneficiate to.
Case 2 - Protein Lupin Irina berreskuratzea
Elikadura Prozesuen Ingeniaritza Group ondorio ikertzaileek, Herbehereak, ebaluatu proteina aberasteko potentziala lekaleak erabiliz. Ilarra eta lupine irina proteina aberasteko teknikak hainbat aire sailkapen elektrostatikoa bereizketa konbinatzen barne-jarioak gisa erabili ziren. Tratatu gabeko ilar eta lupine haziak lehen gutxi gorabehera fresatuak ziren 200 mm. Feed sailkapena eta elektrostatikoa bereizketa material geroago fresatuak ziren barne-sailkatzailea batekin inpaktu mota errota bat erabiliz (Hosokawa-alpinoa ZPS50). Median partikula tamaina (D50) gutxi gorabehera gisa salatu zuten 25 pea irina egiteko mm, eta gutxi gorabehera 200 lupine irina egiteko mm, aire sailkapen aurretik. Azkenik, lagin bakoitzaren azpimultzo, ilar eta lupine irina, orduan aire sailkatu zen (Hosokawa-alpinoa ATP50). elektrostatikoa banatzailea to feed bai tratatu gabeko irina zetzan, baita ikastaroa eta produktu fin aire sailkapen aurrera. [18]
The esperimentuak zehar erabilitako elektrostatikoa banatze gailu paralelo plaka mota bat izan zen, kargatzea egindako kargatzen triboelectric bidez batean 125 mm luzera kargatzen hodi, partikula transmititu pneumatically nitrogeno konprimitutako arabera. Gailu konfigurazio antzeko Wang et al erabilitako gailua da (2015). [17] Electrostatic bereizketa esperimentuak lurrean ilar irina eta lupine irina egin dira, baita aire sailkapena lortutako ikastaro eta fina ilar irina eta lupine irina zatikiak gisa. ilar irin frogatu proteina mugimendu txikiak bakarrik elektrostatikoa probak zehar. Hala, lupine irina proteina mugimendu esanguratsua frogatu probatu hiru lagin guztietan (fresatuak irina - 35% proteina, fresatuak sailkatu isunak - 45% proteina, fresatuak sailkatu lodia - 29% proteina). Proteina aberatsak inguruko produktu 60% oinarrituak elektrodo on berreskuratu ziren probatu hiru lagin lupine bakoitzeko. [18]
Case 3 - Zuntz arto-tik kentzea
Nekazaritza eta Ingeniaritza biologikoak Saileko ikertzaileek, Mississippi State University egin elektrostatikoa probak lurrean arto irina, zuntz kendu helburua batekin. The elektrostatikoa banatze gailu Zinta bat osatzen CONVEYOR bukaeran jarritako elektrodo negatibo batekin. positiboki kargatutako partikulak, zuntz partikula, kasu honetan, ziren Zinta off altxatu eta ordenatuko bigarren Hopper batean. ez-zuntz partikulak Zinta grabitatearen off jaitsi ziren, eta produktu lehenengo Hopper sartu metatzen. Egileek ez dute deskribatzen kargatzeko elektriko nola egiten da. feed banatzailea honetarako material nahiko lodia zen, partikula jarioa bitarteko tamainak 12 Malla (1,532 mm) to 24 Malla (704 mm). Ez du undersize dela agertzen (<704 mm) azterketa honetan materiala prozesatu da. Proba baldintza bakoitza erabiliz osatu zen 1 gerrikoan zehar uniformeki sakabanatuta zegoen elikadura-materialaren kg. [6]
figura 5: Pandya et al erreproduzitu, 2013 [6]
Mississippi State Ikertzaileek amaitu elektrostatikoa bereizketa unscreened arto irina probak, proiektatuko arto irina zatikiak eta zuntz aberatsak zatikiak aire sailkapen berreskuratu. Electrostatic probak ez zen aire sailkapen berreskuratu behe-zuntz korronteak amaitu. elektrostatikoaren bereizketa emaitzak aztertzea da behean,:
Table 3: zuntz bereizketa emaitzak Pandya et al erreproduzitu, 2013 [6]
Case 4 - Protein oilseeds batetik Kontzentrazioa
besteak beste, koltza bezala oilseeds (canola), ekilorea, sesamo, mustard, soja-arto germen, eta Linaza, oro har, bi proteina eta zuntz kopuru handia eduki. teknologia Izapidea zuntz kentzeko, eta, beraz, proteina handitzeko, oilseeds gero eta proteina handitzen eskaria global bezain garrantzitsua bihurtuko da. [19] Azken lan Frantziako Institutu Nazionalak Nekazal Ikerketa egiteko ikertzaileek aztertu ultrafine fresatzeko ekilore hazia bazkari prozesatzeko elektrostatikoa konbinatzen, proteina kontzentratzeko. feed ekilorea bazkari laginak giro tenperaturan jarduten partikula tamaina bat inpaktua errota batean lurrean ziren (D50) of 69.5 mm. probak egiteko erabiltzen elektrostatikoa banatzailea paralelo plaka gailu bat non adierazten kargatzen mekanismo tribo-kargatzen zen. The tribo-kargatzea burutu zen elektrodoak ibaian gora tribo-kargatzen lerro batean, partikula kargatzen line bidez transmititu, eta elektrodoak to, garraio pneumatikoko bidez. Protein aurkitu zen positiboa kargatzeko (elektrodo negatibo jakinaraztea) eta zuntz aberatsak frakzioa aurkitu zen negatiboa kobratzeko. Protein selektibitatea aurkitu zen altua izan. Feed proteina zen 30.8%, proteina-aberatsa produktuaren neurketa batekin 48.9% eta proteina agortu (zuntz aberatsak) Produktu bakarrik neurtzeko 5.1% proteina. Protein berreskuratzeko zen 93% produktu positiboekin. zelulosa, hemizelulosak, eta lignina neurtu eta aurkitu ziren negatiboki kargatutako Produktu salatu, proteina hori kontrako. [20]
Table 4: ekilore hazia bazkari bereizketa emaitzak Barakat et al erreproduzitu, 2015 [20]
in 2016, azterketa gehigarri bat beheko fin koltza olioa hazia bazkari erabiliz burutu da, edo koltza olioa pastelak (ROC), elektrostatikoa banatze prozesu bat den feed gisa. Berriz ere, giro-tenperaturan ultrafine fresatzeko labana errota gailu baten bidez egin zen (Retsch SM 100). fresatuak materiala, a mediana partikula tamaina (D50) gutxi gorabehera 90 mm, prozesatu zen eskala pilotu plaka paralelo banatzailea erabiliz (TEP System, Tribo Flow Banaketak). TEP sistema triboelectric kargatzen partikula transmititzeko pneumatic arabera darabil presio handiko kargatzen baldintza nahasietan azpian lerro baten bidez. bakar pass bereizketa TEP System batera proba A proteina kontzentrazio esanguratsua emaitza, feed proteina batekin 37%, positiboki kargatutako Produktu proteina-maila 47% eta negatiboki kargatutako Produktu proteina-maila 25%. banatze fase gehigarria egin ziren, azken finean batera proteina aberatsak produktu bat ekoizten 51% proteina ondoren 3 ondoz banatze fase. [21]
Table 5: koltza olioa hazia bazkari bereizketa emaitzak Basset et al erreproduzitu, 2016 [21]
Eztabaida
dagokion literatura berrikuspena dela adierazten ikerketa esanguratsua izan dela burutu elektrostatikoa bereizketa material organikoa teknikak garatzea. Garapen hori jarraitu du, edo are iraganean azeleratu 10 - 20 urte, Europa eta Estatu Batuetako ikertzaile askok elektrostatikoa banatze teknikak aplikatuz beneficiation erronkei askotariko batera. ikerketa honetatik, itxurazko da elektrostatikoa metodo potentziala berriak sortzeko egin behar, Balio altuagoa landare produktuak, edo alternatiba bat eskaintzen prozesatzeko metodoak bustitzeko.
labore aleak banantze pozgarria izan arren, lekaleak, eta oilseed materialen dute laborategian, eta zenbait eskala kasu pilotu batean frogatu, elektrostatikoaren emaitza horiek erakusteko daiteke, azken finean, ez egokienak edo kostu-eraginkorra prozesatzeko ekipoak gisa balioko erabilitako sistemei banantze hala nola egiteko merkataritza-aldian. komertziala elektrostatikoa sistemetan Existitzen dira gehien mineralak banantze erabili, metalak edo plastikoak. Mineralak eta metalak bi pisu espezifikoa handiko material nahiko trinkoak dira, aldean landare material gisa. Nahiz eta mineralak eta metalak pisu espezifikoa altuarekin, eraginkorra partikula tamaina danborra roll eta paralelo plaka elektrostatikoa banatzaile egiteko mugak nahiko lodia da, partikula gutxi dionean 100 adibidez mm. Plastikoak bai mineralak eta metalak baino dentsitate txikiagoa da, baina askotan lodia partikula tamainak prozesatu dira, adibidez plastiko gisa malutak. The introduction of fine particles creates operational difficulties for both high-tension roll and parallel plate separators. Arte, Dentsitate txikiko partikulak dira oso aire korronteak sentikorrak, batez ere, mineralak eta metalak alderatuta. banatze gailu barruan aire korronteak ezberdintasun txikiak eragin bidaia partikula finak bidea, Horietako someter horiek elektrostatikoaren eremu eragindako baino beste indarrak.
plaka paralelo banatzailea sistema gehienak For, beheko fin eta behe-dentsitate partikula electrostatically kobratuko dira paralelo plaka banatzaile baten elektrodoak bildutako. Bada fin elektrikoki erantsitako partikula horiek ez daude etengabe kendu, eremu elektrikoa indarra eta eraginkortasuna gailu degradatzen du. Ikertzaileen lana at The Food Prozesuen Ingeniaritza Group Wageningen UR (Wang et al, 2015) aprobetxatu fenomeno honen laginak biltzeko paralelo plaka bereizlearen elektrodoen azalera off bereizketa produktu aztertzeko. Paraleloa plaka banatzailea sistemetan, bereziki grabitatearen gainean konfiantza dutenak partikula helarazi eremu elektrikoa bidez, Hainbat modutan arazo honi aurre egiteko saiatu. Stone et al (1988) prozesu horretan partikula finak kendu zituzten elektrostatikoa banatzailea ibaian gora airean elutriation k azaldu. [10] Beste batzuk jakinarazi dute laminar aire elektrodoak zeharkatuz isurtzen partikula finak saihesteko batetik korronte bat mantenduz ari aire korronteak eraginda. [22Hala, laminar aire mantentzea bihurtzen erronka bereizketa gailua handiago bihurtzen, eraginkortasunez prozesatzeko gailu horien gaitasuna mugatuz. Azken finean partikula tamaina bertan osagaiak fisikoki bestearengandik bereizi dira (partikulak diskretuak bezala gaur), Gidari handiena izango da partikula tamaina zehazteko zein prozesatzeko gertatu behar.
Lehen esan bezala, konbentzionalak elektrostatikoa bereizketa gailuak prozesatzeko ahalmen mugatua, especially with low-density and finely ground powders such as plant materials. For high-tension drum and belt separation devices, eraginkortasuna nahiko lodia eta/edo grabitate espezifiko handia duten partikulei mugatzen zaie, ondorioz, partikula guztiak danborra azalera kontaktatu beharra. partikulak bihurtu txikiago bezala prozesatzeko tasa murriztu egiten da. Paraleloa plaka banatzaile dira gehiago mugatzen partikula dentsitatea duten elektrodo zona prozesatu daiteke arabera. Partikula karga nahiko baxua izan behar du espazio arduratzen ondorioak saihesteko.
ST Ekipamendua & Teknologia Eraztun banatzailea
ST Ekipamendua & Teknologia (STET) triboelectrostatic gerriko banatzailea frogatu gaitasuna partikula finak prozesatu ditu 500 - 1 mm. STET banatzailea plaka paralelo elektrostatikoa banatzailea da, ordea, elektrodo plakak horizontalki orientatuta daude bertikalean aurrean paraleloan plaka banatzaile gehienetan gertatzen den bezala. (Ikusi irudia 6) Horrez gain, STET banatzailea partikula tribo-kargatzen eta transmititzeko, aldi berean, abiadura handiko sare irekia Zinta batek accomplishes. Ezaugarri honek bai prozesatzeko feed-tasa oso altua zehatz bat egiteko aukera ematen du, baita gaitasuna bezala prozesatu hautsak konbentzionalak elektrostatikoa gailu baino askoz finagoa. Bereizketa-gailu mota hau merkataritza-funtzionamenduan dago geroztik 1995 Erre gabeko karbono bereizten euli errauts mineralak (tipikoa D50 gutxi gorabehera 20 mm) ikatzezko zentraletan. elektrostatikoa banatze gailu honek, gainera, arrakastatsua izan da beste material ez-organikoak beneficiating tan, esaterako, kaltzio karbonatoa bezalako mineralak barne, talc, barite, eta besteak.
STET bereizgailuaren oinarrizko xehetasunak irudian azaltzen dira 7. partikulak dira triboelectric eragina kobratuko partikula-to-partikula talkak bidez elektrodoen arteko aldea barruan. elektrodoen arteko tentsioa aplikatu The ± 4 eta ± 10 arteko kV lurrean erlatiboa, guztira tentsio aldea emanez 8 - 20 Oso estua elektrodo nominaldi hutsune bat topatu kV 1.5 cm (0.6 hazbeteko). Feed partikula STET banatzailea sartzen dira hiru kokaleku batean (feed Portuak) labana atea balbula banatzailea aire diapositiba-sistema baten bidez. STET banatzailea produktu bi bakarrik sortzen, negatiboki kargatutako partikula korronte bat positiboki kargatutako elektrodo bildutako, eta positiboki kargatutako partikula korronte bat negatiboki kargatutako elektrodo bildutako. Produktuak dira, hurrenez hurren, toberak transmititu STET banatzailea banatzailearen gerriko by amaiera bakoitzean eta transmititu out banatzailea larritasuna arabera. STET banatzailea ez du ekoizten middlings edo recycle korrontea, anitz pass konfigurazio produktuaren garbitasun eta / edo berreskuratzeko hobetzeko nahiz posible dira.
figura 6: STET Triboelectric Eraztun banatzailea
Partikulak elektrodo hutsunea bidez transmititu dira (bereizketa zona) etengabeko begizta batek, irekita sare Gerriko. Gerriko abiadura handian funtzionatzen, aldagaitik 4 to 20 anderea (13 - 65 ft / s). Gerriko geometria balio partikula finak miaketan elektrodoen azalera off, erorketa askeko plaka paralelo motako bereizketa-gailu tradizionalen errendimendua eta tentsio-eremua hondatzen duten partikula finak pilatzea saihestea.. Gainera, Gerriko sheer altua sortzen, bi elektrodoen arteko turbulentzia handiko zona, tribo-kargatzea sustatzeko. kontra-uneko banatzailea gerriko bidaia The kargatzen etengabeko eta berriro kargatzen edo partikulak banatzailea barruan ahalbidetzen, STET banatzailea ibaian gora aurrez kargatzen sistema bat beharra ezabatuz.
figura 7: STET Gerriko Bereizgailuaren funtzionamenduaren oinarriak
STET banatzailea handiko feed-tasa da, komertzialki frogatua prozesatzeko sistema. The prozesatzeko STET banatzailea edukiera da gehienbat bolumetriko feed-tasa hori elektrodo hutsunea bidez transmititu daitezke STET banatzailea Gerriko moduan funtzio bat. Beste aldagai, hala nola gerriko abiadura gisa, elektrodoak eta hautsa dentsitate aerated arteko distantzia eragingo gehienezko feed-tasa, normalean neurri txikiagoan. nahiko dentsitate handiko material For, adibidez, hegan lizarra, gehienez prozesatzeko a-tasa 42 hazbeteko (106 cm) elektrodo zabalera komertzial bereizketa unitate gutxi gorabehera 40 - 45 feed orduko tona. feed gutxiago trinko material For, gehienezko feed-tasa baxuagoa da.
Table 6: Gutxi gorabeherako gehienez feed STET prozesatu hainbat material tasa 42 hazbeteko elektrostatikoa banatzailea.
Hautsa leherketak alea eta, hauts organiko prozesatzeko eragiketak arrisku nagusietako bat dira. STET banatzailea erregaiak hautsak organikoa prozesatzeko bakarrik aldaketa txiki batekin da egokia. Badira STET banatzailea berotzen gainazal no. bakarrik mugitzen zatiak banatzailea gerriko eta disko arrabolen dira. roller errodamenduak dira hauts korrontearen kanpo kokatzen kanpoko unitatea oskol on. Beraz, ez dira berotutako arriskua / material korrontean sparking. Horrez gain, STET banatzailea errodamenduak dira fabrika hornitutako tenperatura neurtzeko gaitasuna porrota hartuta detektatzeko eskuragarri tenperatura arriskutsuan handiko ondo baino lehen iritsi dira. Banatzailearen gerriko eta disko sistema planteatzen ohiko beste biratzen makineria baino arrisku handiagoa dago. STET banatzailea tentsio handiko osagaiak ere material korronte kanpo dago eta hauts-estu itxiturak jasotako dira. banatzailea hutsunea zehar txinparta baten energia maximoa da goi tentsio osagaien diseinua mugatzen. segurtasun maila gehigarri bat nitrogeno purging bidez aurkeztu ahal izango dira.
Osoa gari irina Prozesatzeko STET banatzailea arabera
Osoa gari irina gari-alea osoa ehotzeko eratorritako (bran, ernamuina, eta endosperm). merkatuan eskuragarri, apaletik kanpo, osoa gari irina erabiltzeko erosi zen proba material gisa STET banatzailea gaitasuna ebaluatzeko zuntz bran eta germen kentzeko starchy endosperm gari irina frakzioa batetik. The osoa gari irina lagin STET aztertu zuten aurretiko probak hasten. Lizarra, eduki zuten EKI Standard probatu 104 / 1 (900º C). Errepikatutako errauts lagin bereko neurketak, unseparated feed lagin bat, neurtzen 10 aldiz, aurkitu ziren errauts eduki dute 1.61%, desbideratze estandar bat 0.01 eta erlatiboa desbiderapen estandar bat 0.7%. Partikula tamaina azterketa amaitu zuten laser difrakzioa Malvern Mastersizer bat erabiliz 3000 lehor sakabanaketa aparatu batekin. Proteinen analisia DUMAS metodoa erabiliz egin da, Nitrogeno/proteina analizatzaile Elementary azkar N gainditzen duena. N x-ren bihurketa-faktorea 6.25 erabili zen. Gari-irina osoaren laginaren ezaugarri desberdinak laburbiltzen dira jarraian. (Ikusi Table 7)
Table 7: STET-ek gari osoko irinaren pentsuaren analisia
Errauts-edukia eta proteina-edukia oso errepikagarriak direla aurkitu da lagin berean probatu denean, baina aldakortasun nabarmena identifikatu zen pentsu-lagin gisa erabilitako gari osoko irin-poltsa anitzen artean. (Ikusi Table 8) Elikadura-laginaren aldakortasun honek sakabanaketa batzuk eragin zituen probaren datuetan.
Table 8: Gari osoko irinaren bereizketa proben emaitzen analisia STET-en bidez
ST Ekipamenduan gari irin osoaren laginaren bereizketa elektrostatikoko proba egin zen & Teknologia (STET) Needham-eko planta pilotuko instalazioa, Massachusetts. STET planta pilotuak bi STET bereizgailu pilotu ditu, iturri hautagaietatik materialak bereiztea ikertzeko erabiltzen diren ekipo osagarriekin batera.. Pilotuko eskalako STET bereizgailuek STET bereizgailu komertzialen luzera bera dute, tan 30 oinak (9.1 metro) luze, ordea, planta pilotu bereizle elektrodo zabalera bakarrik da 6 hazbeteko (150 mm), edo STET bereizgailu komertzial handienaren zabaleraren zazpiren bat at 42 hazbeteko (1070 mm) elektrodoaren zabalera. STET bereizgailuaren elikadura-ahalmena elektrodoen zabalerarekin zuzenean proportzionala da, beraz, landare pilotu-bereizgailuaren elikadura-tasa 42 hazbeteko zabaleko bereizgailu komertzial-unitatearen elikadura-tasa zazpiren bat da.. Gehienezko elikadura-tasa gari osoko irina zen 2.3 Tona orduko eskala pilotuan, dagokionari 16 Tona orduko 42 hazbeteko zabalerako bereizgailu komertzialarentzat. Orain arte bereizketa elektrostatikoen azterketa gehienak egin diren eskalarekin alderatuta, STET bereizgailuaren proba elikadura-tasa dezente handiagoarekin egin zen. urtean egin zen proba 10 kg (20 kiloa) loteen probak, hornitzeko gogoeta praktikoak direla eta 2.3 Elikadura orduko tona etengabe. Batch proba-baldintza bakoitzeko, bereizketa-prozesuko produktuak pisatu ziren masa-berreskurapena kalkulatzeko. Proba bakoitzeko azpilaginak bildu eta errautsaren edukia eta proteina edukia aztertu ziren.
figura 8: STET Pilot Landare Bereizlea.
Irudian behean gari irinaren jarioaren eta bi produktu laginen partikulen tamainaren neurketa ageri da 9.
figura 9: Gari osoko irina jarioaren partikulen tamaina neurtzea, eta bereizitako bi produktu laginak.
Berreskuratutako bereizketa-produktuen argazkia behean sartzen da. (Ikusi irudia 10) Banantzean kolore aldaketa nabaria ikusi zen, bertan errauts eduki handiko produktu-frakzioa nabarmen feed gari irina lagin baino ilunagoa.
figura 10: Tipikoa produktuen STET bereizketa prozesua berreskuratu.
Lizarra edukiaren bereizketa prozesutik produktu guztien neurtu zen. (Ikusi irudia 11)
figura 11: Lizarra-edukia errauts baxua produktuaren berreskuratzeko masa osoa gari irina bereizketa probak STET arabera versus
gari osoa irina elektrostatikoa STET banatzailea probak errauts handiko mugimendua esanguratsua frogatu (bran) gari kernel zati elektrodo positiboa. Murriztu errauts Produktu zen gerora elektrodo negatibo bildutako. Entseguak pass eskema bakar bat egin zen, ordea, posible da bereizketa produktuen bai berritzea gehiago egiteko banatze etapa beste eginez. STET banatzailea batera Future probak izango gari bran laginak egiten dizu, baita arto-irina eta, besteak Lupin bezala lekaleak gisa.
Ondorioak
dagokion literatura berrikuspena dela adierazten ikerketa esanguratsua izan dela burutu elektrostatikoa bereizketa material organikoa teknikak garatzea. Garapen hori jarraitu du, edo are iraganean azeleratu 10 - 20 urte, Europa eta Estatu Batuetako ikertzaile askok elektrostatikoa banatze teknikak aplikatuz beneficiation erronkei askotariko batera. ikerketa honetatik, bistakoa da elektrostatikoa metodo potentziala berriak sortzeko egin behar, Balio altuagoa landare produktuak, edo alternatiba bat eskaintzen prozesatzeko metodoak bustitzeko. gari banantze pozgarria izan arren, artoa eta lupine oinarritutako landare materialak dute laborategian, eta zenbait eskala kasu pilotu batean frogatu, elektrostatikoaren emaitza horiek erakusteko erabiliko sistemetan Agian ez egokiena edo kostu-eraginkorra prozesatzeko ekipoak banantze hala nola egiteko merkataritza-aldian izan. elektrostatikoa teknologia asko ez dira prozesua beheko fin egokia, Dentsitate txikiko hala nola landare materialak hautsak. Hala, ST Ekipamendua & Teknologia (STET) triboelectrostatic Gerriko banatzailea frogatu gaitasuna partikula finak prozesatu ditu 500 - 1 tasak handian mm. STET Gerriko banatzailea tasa handia da, industrialki frogatua prozesatzeko gailu egokiak landare material prozesatzeko azken garapenak merkaturatzeko daitezke. STET Gerriko banatzailea gari irina lagin bat probatu zuten, eta aurkitu zen arrakasta izan bran kendu almidoi-frakzio egindako. STET banatzailea batera Future probak izango gari bran laginak egiten dizu, baita arto irina eta soja eta lupine bezala lekaleak gisa.
erreferentziak
[1] T. B. Osborne, “Middlings-arazte”. United States America Patent of 224,719, 17 Otsaila 1880.
[2] H. Manouchehri, K. Hanumantha Rao eta K. Forsberg, “bereizketa elektriko metodoak berrikustea – parte 1: oinarrizko alderdiak,” Mineralak & Metalurgia Prozesatzeko, vol. 17, no. 1, PP. 23-36, 2000.
[3] J. Elder eta E. Yan, “eForce – Nik egin elektrostatikoa banatzailea belaunaldi mineral Areetan industriarako,” Heavy Mineralak Kongresuan, Johannesburg, 2003.
[4] R. H. Perry eta D. W. Green, Perryren ingeniari kimikoak’ Eskuliburua zazpigarren edizioa, New York: McGraw-Hill, 1997.
[5] S. Mesal, R. Corondan, I. Chetan, R. Ouiddir, K. Medles eta L. Dascalescu, “Ekipo elektriko eta elektronikoen hondakinetatik sortutako metalen eta plastikoen nahaste mikronizatuetarako bereizgailu elektrostatikoa,” Fisika aldizkaria, vol. 646, PP. 1-4, 2015.
[6] T. S. Pandia, R. Srinivasan eta C. P. Thompson, “Lur arto-irinaren zuntz bereizketa metodo elektrostatikoa erabiliz,”Zerealaren Kimika, vol. 90, no. 6, PP. 535-539, 2013.
[7] L. Markak, P. M. Beier, eta biok. Stahl, electrostatic Separation, Weinheim: Wiley VCH Verlag GmbH & co. KGaA, 2005.
[8] eta. Hemery, X. Rouau, V. Lullien-Pellerin, C. Barron eta J. Abecassis, “Prozesu lehorra gari-frakzioak eta nutrizio-kalitate hobetuko produktuak garatzeko,” Zerealen Zientzia aldizkaria, no. 46, PP. 327-347, 2007.
[9] W. A. Brastad eta E. C. Engranajea, “Bereizketa Elektrostatikorako Metodoa eta Aparatua”. United States America Patent of 2,848,108, 19 Abuztua 1958.
[10] B. A. Stone eta J. Txikitu, “Aleurona zelulen berreskurapena gari-brandatik”. United States America Patent of 4,746,073,24 Maiatza 1988.
[11] A. Bohm eta A. scratch, “Aleurona partikulak isolatzeko metodoa”. United States America Patent of 7,431,228, 7 urria 2008.
[12] J. A. Delcour, X. Rouau, C. M. Courtin, K. Poutanen eta R. Ranieri, “Zerealak osasuna sustatzeko ahalmena hobetzeko ustiatzeko teknologiak,” Elikagaien Zientziaren joerak & Teknologia, PP. 1-9, 2012.
[13] L. Dascalescu, C. Dragan, M. igarle, R. Edertasuna, eta. Hemery eta X. Rouau, “Oinarri elektrostatikoak Gari-Branko Ehunak bereizteko,” Industria-aplikazioetan IEEE Transactions, vol. 46, no. 2, PP. 659-665, 2010.
[14] eta. Hemery, X. Rouau, C. Dragan, R. Bilici eta L. Dascalescu, “Gari-salaren eta bere geruza eratzaileen propietate elektrostatikoak: Partikulen tamainaren eragina, konposizioa, eta hezetasun edukia,” Elikagaien Ingeniaritza Aldizkaria, no. 93, PP. 114-124, 2009.
[15] eta. Hemery, M. chaurand, The. Holopainen, A.-M. Lanparak, P. Lehtinen, V. Piironen, A. Sadoudi eta X. Rouau, “gari bran Zatikapena lehor potentzial elikagaien osagaiak garatzeko, parte I: ehotzeko ultra-fina eragina,” Zerealen Zientzia aldizkaria, no. 53, PP. 1-8, 2011.
[16] eta. Hemery, The. Holopainen, A.-M. Lanparak, P. Lehtinen, T. belarra, V. Piironen, M. Edlemann eta X. Rouau, “gari bran Zatikapena lehor potentzial elikagaien osagaiak garatzeko, parte II: Electrostatic partikulak bereiztea,” Zerealen Zientzia aldizkaria, no. 53, PP. 9-18, 2011.
[17] J. Wang, E. Smits, R. M. Boom, eta M. A. Schutyser, “Arabinoxylans gari bran batetik kontzentratzen elektrostatikoa banatze arabera,” Elikagaien Ingeniaritza Aldizkaria, no. 155, PP. 29-36, 2015.
[18] P. J. Pelgrom, J. Wang, R. M. Boom, eta M. A. Schutyser, “pre- eta post-tratamendua hobetzeko fresaketa eta aire lekaleak sailkatzeko proteina aberasteko,” Elikagaien Ingeniaritza Aldizkaria, no. 155, PP. 53-61, 2015.
[19] D. Chéreau, P. Videcoq, C. Ruffieux, L. Pichon, J.-C. Motte, S. belaid, J. Ventureira eta M. Lopez, “lehendik dauden eta alternatiboak teknologia uztartuta oilseeds eta lekaleak proteinak food aplikazioetan sustatzeko,” oilseeds & gantzak Laborantza eta Lipidoak, vol. 23, no. 4, PP. 1-11, 2016.
[20] A. Barakat, F. Jerome eta X. Rouau, “proteinak bereizketa Plataforma lehor biomasa-duten
Polisakaridoak, lignina, eta Polyphenols,” ChemSusChem, vol. 8, PP. 1161-1166, 2015.
[21] C. Basset, S. Kedidi eta A. Barakat, “Kimika- eta disolbatzaile-free Mechanophysical biomasa Eragindako Tribo-Electrostatic arabera Zatikapena kargatzea: Separation proteinak eta lignina,” ACS Kimika Iraunkorrerako & Ingeniaritza, vol. 4, PP. 4166-4173, 2016.
[22] J. M. Stencel, J. L. Schaefer, H. Ban, eta J. K. Neathery, “Tresnak eta metodoa Triboelectrostatic Separation for”.United States America Patent of 5,938,041, 17 Abuztua 1999.
