Válasszon nyelvet:
Kyle Flynn, Abhishek Gupta, Frank Edit
Absztrakt
A szakirodalom felülvizsgálata azt jelzi, hogy jelentős kutatásokat végeztek, hogy elektrosztatikusan
szeparációs technikák alkalmazásával a száraz szemcsés növényi alapú élelmiszerek (azaz, szerves) anyagok. Ez a fejlődés felgyorsult, a múltban 10 – 20 év, számos európai és egyesült államokbeli kutató jelentkezett elektrosztatikus elválasztás technikák a legkülönfélébb előnyökkel kapcsolatos kihívásokra. Ez a kutatás, nyilvánvaló, hogy elektrosztatikus módszerek képesek generálni új, nagyobb értékű növényi termékek, egy vagylagos-hoz nedves feldolgozási módszerek, vagy. Bár a színkivonatok, a gabona-magvak ösztönzése, Hüvelyes és olajos magvak anyagait laboratóriumban és néhány esetben kimutatták, Kísérleti skála, az elektrosztatikus rendszerek használni annak bizonyítására, ezek az eredmények nem lehet alkalmas, vagy a költséghatékony berendezés kereskedelmi alapon ilyen elválasztások végrehajtásához. Sok elektrosztatikus technológiák nem alkalmasak folyamat finomra őrölt, kis sűrűségű porok, mint a növényi anyagok. Azonban, a ST-berendezés & Technológia (MEGHAGY) triboelectrostatic öv elválasztó bizonyítottan képes feldolgozni a finom részecskék 500 – 1 µm. A STET szalagleválasztó nagy sebességű, iparilag bizonyított feldolgozás eszköz, amely kereskedelmi forgalomba a szerves anyagok feldolgozást a közelmúlt. STET öv elválasztó a teljes kiőrlésű lisztet mintán vizsgálták, és megállapították, hogy sikeres a korpa eltávolítására a keményítő-frakció. Jövő STET leválasztóval vizsgálat kerül sor a búza korpa minták, kukorica liszt
és a hüvelyesek, mint a szója és a csillagfürt.
Kulcsszavak: TRIBO elektrosztatikus, Elektrosztatikus, Szétválasztása, Frakcionálás, Búza, Gabona, Liszt, Rost, Fehérje, Olajos magvak, Hüvelyesek
Bevezetés
Elektrosztatikus szétválasztás módszerekkel használták az elmúlt 50 a kereskedelmi méretű dúsítása az év
ipari ásványi anyagok és a hulladékok újrahasznosítása. Elektrosztatikus dúsítása száraz szemcsés növényi alapú élelmiszer (i.e, szerves) a vizsgált anyagok keresztül 140 év, az első szabadalom a búza lisztet disznóbab elektrosztatikus szétválasztás töltött, mint korai mint 1880. [1] Elektrosztatikus dúsítása lehetővé teszi a színkivonatok alapuló felületi kémia (kilépési munka) vagy dielektromos tulajdonságai. Bizonyos esetekben, Ezek a színbontások nem lenne lehetséges, segítségével mérete és sűrűsége színkivonatok egyedül. Elektrosztatikus leválasztó rendszerekhez hasonló elven működnek. Minden elektrosztatikus leválasztó rendszerekhez tartalmaz egy rendszer a részecskék elektromos feltöltéséhez, külsőleg generált elektromos mező előfordul szétválasztására, és a módszer közvetíti a részecskék, be és ki a különválás berendezés. Egy vagy több módszer beleértve vezetőképes indukciós elektromos töltés léphet, TRIBO-töltés (lépjen kapcsolatba a villamosítás) és ion, vagy corona töltés. Elektrosztatikus leválasztó rendszerekhez hasznosít, legalább az egyik ezek a töltés mechanizmusok. [2]
Magas feszültség roll elektrosztatikus leválasztó rendszerekhez használt számos iparágban és alkalmazásban, ahol egy
a komponens nem több elektromosan vezető, mint a többiek. Magas feszültség roll elválasztók-iránti kérelmek példák titán viselő ásványi anyagok elkülönítése, valamint újrafeldolgozása alkalmazások, például a fém, a műanyag válogatás. Vannak több változat és geometriák nagy feszültség használt roll rendszerek, de általában, hasonló elven működnek. Takarmány részecskék terheli negatívan az ionizáló Koronakisülés. Takarmány részecskék elszórtan rá egy forgódobos, ahol a dob az elektromosan össze van kötve. Elektromos vezet? képességü részecskék feladja a díjmentes kapcsolatba a földelt dob felszínén. A forgatás a dob okoz a vezetőképes részecskék dobott a felületről, a dob és a első termék-garat való. A nem vezető részecskék tartani az elektromos töltést és a dob felületén van rögzített. Végül, az elektromos töltés nem vezető részecskék el fogják oszlatni, vagy a részecskék is csiszolt a dob után a dob, hogy a nem vezető részecskék égését, a nem vezető részecske garat forgatható. Az egyes alkalmazások, disznóbab-hopper között a vezető, és nem vezető termék garat helyezkedik el. Ez a fajta elválasztó eszköz hatékonyságát általában korlátozódik részecskék, amelyek viszonylag durva és/vagy nagy fajsúlya, minden részecske, a kapcsolatot a dob felületén szükségessége. ráadásul, részecske áramlás dynamics azért fontos, mert az impulzusmomentum végső soron felelős közvetíti a részecskék a dob felületén, a kölcsönös termék-garat. Finom részecskék és a kis sűrűségű részecskék könnyen befolyásolható a légáramlatok és így kevésbé valószínű, hogy kell dobni a dob egy kiszámítható területén. [2] [3] [4]
Magas feszültség elválasztó öv egy változata a magas feszültség roll elválasztó fent leírt. Takarmány részecskéket egyenletesen eloszlott, elektromosan földelt szállítószalag szélességében. Részecskék számolnak, általában a negatív corona, bár más mechanizmusok töltés lehetséges. Ismét a vezetőképes részecskék adjon az elektromos töltés, akár a földelt szállítószalag, míg a nem vezető részecskék megtartja a díj. A vezetőképes részecskék leesik a szélét az öv, a gravitáció, míg a nem vezető töltésű részecskék vannak "emelte" le a szalag felületének elektrosztatikus erők. Ismét a hatékony szétválasztása, minden részecske kapcsolatba kell lépnie a felület lehetővé teszi a vezető részecskék, hogy adja fel a díjat, hogy a biztonsági öv biztonsági öv. Ezért, csak egy rétegben a részecskék lehet szállítani az elválasztó egy időben. Mint a részecskeméret, a takarmány kisebb lesz, a feldolgozási sebesség az eszköz csökken. [5] [6]
Párhuzamos lemez elektrosztatikus leválasztó általában alapján elválasztó részecskék nem vezetőképessége alapján, de a különbségek a felületi kémia, amely lehetővé teszi, az elektromos töltésátviteli súrlódási érintkezés útján. Részecskék elektromosan feltöltött intenzív kapcsolatot más részecskék, vagy egy harmadik felület, fém vagy műanyag lesz a kívánt tribo töltés tulajdonságai. Anyagok, amelyek elektronegatív (a negatív tribo elektromos sorozat végén található) elektronok eltávolítása a tribo töltés felület, és így a nettó negatív töltést szerez. A kapcsolatot, anyagok, amelyek a pozitív végén a tribo elektromos sorozat elektronok és a donate pozitívan díj. A töltött részecskék majd be egy elektromos mező között a két párhuzamos lemez elektródák különböző közlekedési eszközökkel létrehozott (gravitációs, pneumatikus, rezgés). Az elektromos tér jelenlétében, a töltött részecskék felé a ellentétesen töltött elektródával, és beszedik a megfelelő termék hoppers. Újra, részecskék keverékét tartalmazó disznóbab töredékét lehet vagy nem lehet gyűjtött, attól függően, hogy a konfiguráció az elválasztó készülék. [4] [7]
Ábra 1: Magas feszültség roll elválasztó rajza (bal) és a párhuzamos lemez szabadesés elválasztó (jobb).
Táblázat 1: Összefoglaló a leggyakrabban használt eszközök elektrosztatikus szétválasztás.
Eset 1 – A búza és a búza korpa dúsítása.
Búzakorpa a hagyományos búza őrlési melléktermék, képviselő 10-15% a búza gabona. Búzakorpa áll, beleértve a terméshéj külső rétegeinek, TESTA, és az aleuron. Búzakorpa tartalmaz a legtöbbje a mikrotápanyagok, rost, és a fitokemikáliák található gabona, amelyek igazolták egészségügyi ellátások, hogy emberek. [8] Elválasztó és beneficiating búzakorpa jelentős érdeke jelentette. Történelmi jelentőségű elválasztó búzakorpa az volt, hogy a minőség és a Liszt termék értékének javítása. Azonban, újabb érdekes számoltak be az értékes összetevők lábadozik búzakorpa.
A 1880, Thomas Osborne szabadalmaztatta az első kereskedelmi elektrosztatikus elválasztó a korpa eltávolítására Liszt disznóbab. Az elválasztó állt tekercs keménygumi vagy egyenértékű anyag, amely képes elektromos keresztül súrlódási tribo töltés-gyapjú. Bár nincs leírva, azt feltételezzük, hogy a gumi tekercs szerzett negatív töltésű képest gyapjú, megfelel a legtöbb tribo elektromos sorozat. Az elektromosan töltött tekercs vonzza majd a pozitív töltésű korpa rost részecskék, közvetíti őket a felület, a tekercs, amíg a rögzített rost részecskék is csiszolt a felületről a tekercs. Ez (feltételezett) búzakorpa pozitív töltés van ellentétes eredmények mások által jelentett. TRIBO töltés a korpa részecskék segítette a készülék alján levegő fluidizing, melyik volt a további előnye, okozás a kevésbé sűrű korpa részecskék felületén, közelebb a tekercs. [1]
A 1958 egy készülék, a korpa és endospermium szereplő Liszt disznóbab elektrosztatikus szétválasztás a szabadalmi bejelentés nyilvánosságra hozza Branstad dolgozik a General Mills. A párhuzamos lemez elválasztó, amelyben részecskék szállítanak a két lemez rezgés között állt a készülék. Korpa részecskék, súrlódási kontaktus által megbízott endospermium részecskék, majd megszűnt, a felső elektróda a kipufogócsövön kialakított perforációk segítségével a felső elektróda. [9]
A 1988 egy készülék, és a folyamat az aleuron lábadozik kereskedelmi búzakorpa hozták nyilvánosságra, a szabadalmi bejelentés. Kereskedelmi búzakorpa, egy kezdő aleuron tartalma 34% bővült a koncentrátuma 95% a 10% tömeges hozam (28% aleuron helyreállítási) kombinációja a kalapács marás, szerinti szűrés válogatás, a levegő elutriation, és a párhuzamos lemez elektrosztatikus szeparátor alkalmazásával elektrosztatikus szétválasztás. Részecskék vádolták a levegő elutriator készülék, melyik birtokol kettős szerepet játszik a bírságok eltávolítása (<40 µm) átadásával, egyszerre tribo-töltés közben az aleuron részecskék pozitív (jelentés a negatív elektróda lemez) és a terméshéj/testa részecskék negatív. A részecskeméret, a korpa keverék volt gondosan ellenőrzi a kalapács marás és multi--szint szűrés, többnyire méretű takarmány megszerezni a 130 – 290 számos µm. [10]
Legutóbbi munkája a aleuron lábadozik búzakorpa továbbra is. A 2008, Buhler AG szabadalmaztatott egy elválasztó aleuron részecskék felé, korpa készült shell részecskék elektrosztatikus szétválasztás eszköz. A készülék egy megtestesült áll egy rotor egy szűken méretű kezelés területén működő, amely lehetővé teszi a részecske-részecske-és részecske-fal és a későbbi tribo-töltés. A töltött részecskék majd közvetített mechanikusan edénybe egy elválasztó párhuzamos lemez elektródák. Részecskék esik át a különválás hajó a gravitáció, mint a továbbítás során töltésű részecskék elmozdulni a ellentétesen töltött elektródával hatása alatt az elektromos mező a. [11] Ha együtt a takarmány korpa és mechanikai rendezési módszerek megfelelő méretezése, aleuron koncentrációja legfeljebb 90% számoltak be. [12] [8]
Ábra 2: Reprodukálni a Hemery és mtsai, 2007 [8].
TRIBO töltés és a corona töltés, búzakorpa kísérletet hajtottak végre a munkavállalók Electrostatics szétszórt Media Research Unit, Poitiers-i Egyetem, Franciaország 2010. A kutatók mérni a felülete és a felszíni potenciális késleltetési idő a búzakorpa 10% nedvesség és liofilizált (fagyasztva) búzakorpa. A szétválasztás vizsgálatot végrehajtották a mintán 50% búzakorpa fagyasztva és 50% fagyasztva szárított aleuron feed segítségével az öv típusát corona elektrosztatikus elválasztó. (Ábra 3) Szétválasztás eredményeket a laboratóriumi léptékű corona elválasztó jelzett 67% az aleuron volt visszanyerhető a nem karmester hopper, miközben csak 2% jelenteni kell a nem karmester garat búzakorpa. TRIBO töltés kísérleteket is végeztek a búzakorpa és az aleuron, de csak, hogy mérjük meg az egyedi felület díj [µC/g] mindegyik frakciónak a generált, ellentétben a termékek lábadozik egy elektrosztatikus szétválasztás. Mindkét takarmány-alapanyagok vádolták, Teflon edényeket használ, mint az érintkező felület. Búzakorpa, mind az aleuron jelentik, mint képest Teflon pozitív töltés, amely maga is nagyon elektronegatív. A díj nagysága függ a tribo-töltő alkalmazott üzemi nyomás találtak, arra utal, hogy magasabb turbulencia vezet több kapcsolatok, és teljesebb tribo töltés. [13]
Ábra 3: Reprodukálni a Dascalescu és mtsai, 2010 [13]
A 2009, a kutatók értékelték az elektrosztatikus töltés tulajdonságok az aleuron gazdag és a terméshéj gazdag takarmány-alapanyagok. [14] A 2011 a kutatók végzett vizsgálat, a mintákat finomra őrölt búzakorpa egy kísérleti léptékű elektrosztatikus lemez szeparátor segítségével elektrosztatikus szétválasztás (TEP-rendszer, Színkivonatok TRIBO áramlás, Lexington, AMERIKAI EGYESÜLT ÁLLAMOK). A TEP-rendszer használ egy töltési vonal, ahol takarmány részecskék be egy viharos sűrített levegő-patak, és pneumatikus szállított keresztül a töltési vonal a különválás kamra. A részecskék tribo töltésű részecske-részecske érintkezés útján, valamint a részecske érintkezik a felszínre a töltési vonal. A TEP rendszerrel kapott eredmények bizonyították, hogy elektrosztatikus szétválasztás volt hatékony a búzakorpa aleuron és a Béta-glükán tartalmának frissítése. Érdekes módon, anyagok, megállapítást nyert, hogy a legmagasabb aleuron cella tartalma töredéke, a 68%, nagyon jó volt (D50 = 8 µm) frakció, hogy a volt visszanyerhető a töltés cső. Nem nem világos, miért ez az anyag kedvezményesen gyülekezett a töltő készülék, azonban, azt jelzi, előírhatja, hogy a képesség, hogy folyamat aleuron cellatartalom elektrosztatikus technikák, amelyek képesek feldolgozás nagyon finom por. Továbbá, Ez a munka bizonyította, fontos szempont volt, hogy a takarmány-felkészülés a búzakorpa. Kriogén őrlés a Kalapácsos által elkészített mintákat megállapították, hogy lehet kevesebb az utóbbitól (felszabadult) mint a hatása típusú sajtolták szobahőmérsékleten. [15] [16]
Ábra 4: Reprodukálni a Hemery és mtsai, 2011 [16]
Munkáira tanult arabinoxylan a búzakorpa koncentrációjának elektrosztatikus módszerekkel. A kutatók használt laboratóriumi léptékű elektrosztatikus elválasztó álló töltés cső és elválasztása kamra, két párhuzamos lemez elektródákat tartalmazó. Hántolt búzakorpa bekerült a töltés cső és pneumatikus tolmácsolta a különválás szobába segítségével tömörített nitrogén. A turbulencia és nagy sebesség a töltés csőben biztosított szükséges tribo töltés részecske-kapcsolat. A töltött részecskék (a szétválasztás termékek) az a felület az elektródák, elemzés. Mivel a vertikális tájékozódás az elektródák egy jelentős mennyiségű anyag nem gyűjtött. Disznóbab-megőrz lehet újrahasznosítani, további feldolgozásra, a hagyományos electrostatics, azonban, Ez a kísérlet céljaira, az elektródák anyagok nem tekintették, elveszett. A kutatók számolt be a mindkét a pontossági fokozat (arabinoxylan tartalma a termékben) és elválasztás hatékonysága, mint a szállító forgási sebessége. [17]
Elektrosztatikus módszerekkel utastársával búzakorpa érdekében az alábbiakban foglaltuk össze tábla 2.
Táblázat 2: Értékelni, hogy utastársával búzakorpa elektrosztatikus módszerek összefoglalása.
Eset 2 – Fehérje felépülés csillagfürt Liszt
A kutatók az élelmiszer folyamat mérnök-tudomány csoport Wageningen, Hollandia, értékelni az esetleges fehérje gazdagodás hüvelyesek használata. Borsó és a csillagfürt Liszt használták a hírcsatornák a különböző fehérje gazdagodás technikák, beleértve a levegő osztályozás együtt elektrosztatikus szétválasztás. Kezeletlen borsó és csillagfürt mag volt először hántolt körülbelül 200 µm. Takarmány-alapanyagok az osztályozáshoz és elektrosztatikus szétválasztás voltak később Mart hatás típusú sajtolták használata egy belső osztályozó (BALDUF ZPS50). Medián részecske méret (D50) volt tudosított mint körülbelül 25 a borsó lisztre µm, és körülbelül 200 a csillagfürt lisztre µm, előzetes besorolására levegő. Végül, minden egyes minta egy részét, borsó és a csillagfürt Liszt, majd légi sorolták (BALDUF ATP50). A takarmány, hogy az elektrosztatikus elválasztó állt mindkét kezeletlen Liszt, a tanfolyam és a finom termék-ból levegő osztályozása. [18]
A kísérletek során az elektrosztatikus szétválasztás eszköz volt a párhuzamos lemez típusa, a töltés elvégezni keresztül a triboelectric töltés egy 125 mm hosszúságú cső töltése, a részecskék által tömörített nitrogén pneumatikus közvetített. Az eszköz hasonlít a konfiguráció a berendezés, a Wang et al (2015). [17] Elektrosztatikus szétválasztás kísérleteket végeztek a földön borsó liszt és Liszt csillagfürt, csakúgy, mint a tanfolyam és a finom frakciók borsó liszt és csillagfürt Liszt nyert levegő osztályozása. A borsó lisztet során elektrosztatikus vizsgálat bizonyította, csak csekély mozgás a fehérje. Azonban, a csillagfürt lisztet bizonyította jelentős mozgása fehérje minden vizsgált három minták (őrölt Liszt – 35% fehérje, hántolt minősített bírságok – 45% fehérje, hántolt minősített durva- 29% fehérje). Fehérjében gazdag termékek körülbelül 60% hasznosítottak a földelt elektróda az egyes vizsgált három csillagfürt minták. [18]
Eset 3 – A rost eltávolítása a kukorica
A kutatók a Department of mezőgazdasági és biológiai mérnök-tudomány, Mississippi állami Egyetemen végzett, elektrosztatikus tesztelés a talaj kukorica liszt, a célkitűzés eltávolítását üvegszálas. Az elektrosztatikus szétválasztás eszköz állt egy futószalagon a negatív elektróda elhelyezni a szállítószalag végén. A pozitív töltésű részecskék, Fiber részecskék, Ebben az esetben, beindultak a futószalagon, és rendezi be a második garat. A nem-fiber részecskék leesett a szállítószalag a gravitáció és raktak, a első termék-garat. A szerzők nem írják le, hogyan az elektromos töltés végzett. Az elválasztó, a takarmány-alapanyag viszonylag durva volt, a takarmány-kezdve a szemcsefrakciók 12 háló (1,532 µm) a 24 háló (704 µm). Nem úgy tűnik, hogy a undersize (<704 µm) anyagot dolgozta fel, a vizsgálat során. Minden vizsgálati körülményhez befejeződött, segítségével 1 kg takarmány-alapanyag, amely egyenletesen eloszlott keresztül a biztonsági öv. [6]
Ábra 5: Reprodukálni a Pandya és mtsai, 2013 [6]
A Mississippi állam kutatók befejezett vizsgálat az árnyékolatlan kukorica liszt elektrosztatikus szétválasztás, az árnyékolt kukorica liszt törtek és a gazdag rost törtek felépült levegő osztályozása. Elektrosztatikus vizsgálat nem fejeződött be az alacsony rosttartalmú patakok felépült levegő osztályozása. Az eredmények az elektrosztatikus szétválasztás elemzése alább:
Táblázat 3: Fiber szétválasztás eredményeit reprodukálni a Pandya és mtsai, 2013 [6]
Eset 4 – Fehérje koncentrációját az olajos magvak
Olajos magvak, mint a repce (repce), napraforgó, szezámmag, mustár, szója-Kukoricacsíra, és lenmag általában tartalmaznak jelentős mennyiségű fehérje- és rost. Feldolgozási technológiák, hogy távolítsa el a rost, és növeli a fehérje tartalom, az olajos magvak is egyre fontosabbá válik a globális kereslet növekszik fehérje. [19] Legutóbbi munkája, a francia nemzeti Intézet kutatói által végzett mezőgazdasági kutatásért vizsgált ultrafinom maró kombinált elektrosztatikus étkezési napraforgómag feldolgozása, a fehérje koncentrátum. A takarmány napraforgó liszt minták voltak föld részecskeméretre környezeti hőmérsékleten működő hatása sajtolták (D50) a 69.5 µm. A vizsgálathoz használt elektrosztatikus elválasztó volt egy párhuzamos lemez eszköz, ahol az elsődleges díjszámítási mechanizmus volt, tribo-töltés. A tribo töltés végezték az elektródák tribo töltés sorban upstream, a részecskék értheti meg a töltési vonal, és az elektródák, Via pneumatikus szállítás. Fehérje nyert díjat pozitív (jelentés a negatív elektróda) és a rost-gazdag frakció megállapítást nyert, hogy a negatív töltés. Fehérje szelektivitás kiderült, hogy magas. Takarmány fehérje volt 30.8%, a fehérje-gazdag termék mérő 48.9% és a fehérje, kimerült (Fiber-gazdag) termék mérése csak 5.1% fehérje. Hasznosítási fehérje volt 93% a pozitív termék. Cellulóz, hemicellulózok, és lignin is mérik, és megállapították, hogy a negatív töltésű termék jelentés, szemben a fehérje. [20]
Táblázat 4: Napraforgómag étkezés szétválasztás eredményeit reprodukálni a Barakat és mtsai, 2015 [20]
A 2016, egy további vizsgálat befejeződött, segítségével finomra őrölt Liszt repceolaj, vagy repceolaj sütemények (ROC), a takarmány, hogy elektrosztatikus szétválasztása. Ismét ultrafinom marás környezeti hőmérsékleten végezték knife mill eszköz használata (Albrecht SM 100). A hántolt anyag, egy átlagos részecskeméretű (D50) a mintegy 90 µm, feldolgozásra került, egy kísérleti skálán párhuzamos lemez szeparátor segítségével (TEP-rendszer, Színkivonatok TRIBO áramlás). A TEP rendszer használ triboelectric töltés részecskék töltés vonal viharos körülmények között magas nyomású keresztül pneumatikus átadásával. Egy menetben szétválasztásának vizsgálata a TEP rendszer eredményeként jelentős fehérje-koncentráció, a takarmány fehérje 37%, a pozitív töltésű termék fehérje szintje 47% és a negatív töltésű termék fehérje szintje 25%. További szétválasztási fokozat végeztek, végső soron a fehérje-gazdag termék termelő 51% fehérje után 3 egymást követő szétválasztási fokozat. [21]
Táblázat 5: Repceolaj vetőmag étkezés szétválasztás eredményeit reprodukálni a Basset és mtsai, 2016 [21]
Vita
A szakirodalom felülvizsgálata azt jelzi, hogy jelentős kutatásokat végeztek, elektrosztatikus szétválasztás technikák kidolgozása a szerves anyagok. Ez a fejlődés folytatódott, vagy még gyorsított a múltban 10 – 20 év, sok kutatók Európában és az Egyesült Államok számos kihívással dúsítása elektrosztatikus szétválasztás technikák alkalmazásával. Ez a kutatás, nyilvánvaló, hogy elektrosztatikus módszerek képesek generálni új, nagyobb értékű növényi termékek, egy vagylagos-hoz nedves feldolgozási módszerek, vagy.
Bár a színbontások gabonamagvak ösztönzése, hüvelyesek, és olajos anyagok bebizonyosodott, a laboratóriumban, és néhány esetben kísérleti léptékű, az elektrosztatikus rendszerek használni annak bizonyítására, ezek az eredmények végső soron nem szolgálhatnak a megfelelő vagy a költséghatékony berendezés kereskedelmi alapon ilyen elválasztások végrehajtásához. Meglévő kereskedelmi elektrosztatikus rendszerek a leggyakrabban használt a színrebontás ásványi anyagok, fémek és műanyagok. Ásványi anyagok és fémek mindkét viszonylag sűrű anyagok nagy fajsúlya, mint növényi anyagok. Még az a nagy fajsúlya, ásványi anyagok és fémek, a hatékony részecske méret korlátozások a drum roll, és a párhuzamos lemez elektrosztatikus leválasztó viszonylag durva, az alábbi néhány részecskék 100 például µm. Műanyag kisebb sűrűségű, mint ásványi anyagok és a fémek, de gyakran dolgozzák fel a durva részecske méret, mint például műanyag pehely. A finom részecskék bevezetése működési nehézségeket okoz mind a nagyfeszültségű tekercsek, mind a párhuzamos lemezszeparátorok számára. Finom, kis sűrűségű részecskék nagyon érzékenyek a levegő áramlatai, különösen összehasonlítva az ásványi anyagok és fémek. Kis különbségek légáramlatok elválasztó készülék belsejében utazási útját a finom részecskék hatása, hogy nem az elektrosztatikus mező által okozott erők.
A legtöbb párhuzamos lemez elválasztó rendszerek, finoman gyűjtik össze az elektródákat a párhuzamos lemez leválasztó földi és a kis sűrűségű részecskék, amelyek elektrosztatikusan feltöltött. Ha ezek a finom részecskék elektromos csatolt nem távolítják el, állandó jelleggel, az elektromos mező erőssége, és az eszköz hatékonyságát rontja. A kutatók az élelmiszer folyamat mérnök-tudomány csoport Wageningen UR munka (Wang et al, 2015) kihasználta ezt a jelenséget a mintákat le a felület az elektródák a párhuzamos lemez szétválasztó-hoz elemez a termékek elkülönítése. Párhuzamos lemez elválasztó rendszerek, különösen azok, amelyek támaszkodnak gravitációs közvetíteni a részecskék révén az elektromos tér, megpróbálta kezelni ezt a problémát többféle módon. Kő és mtsai (1988) egy folyamatot, amely a finom részecskék eltávolították a folyásiránnyal ellentétesen a levegő elutriation elektrosztatikus elválasztó. [10] Mások arról számoltak be a lamináris az elektródák finom részecskék megakadályozhatja, hogy befolyásolta a légáramlatok keresztül áramló levegő fenntartása. [22Azonban, lamináris légáramlást lesz nehéz az elkülönítés eszköz egyre nagyobb, hatékonyan korlátozzák a feldolgozási kapacitás, az ilyen eszközök. Végső soron a részecskeméret, amelyben összetevői, amely fizikailag elkülönül a többi (jelen különálló részecskék), lesz a legnagyobb vezető meghatározásában, a szemcseméret, ahol a feldolgozást fordulhat elő.
Mint korábban említettük, hagyományos elektrosztatikus szétválasztás eszközök korlátozott feldolgozó-kapacitás, különösen kis sűrűségű és finomra őrölt porok, például növényi anyagok esetén. Nagyfeszültségű dob- és szíjszétválasztó eszközökhöz, a hatékonyság a viszonylag durva és/vagy nagy fajsúlyú részecskékre korlátozódik, minden részecske, a kapcsolatot a dob felületén szükségessége. Részecskék egyre kisebb a feldolgozási sebesség csökken. Párhuzamos lemez elválasztó tovább korlátozza a részecske-sűrűség, az elektróda zónában feldolgozható. Részecske terhelés viszonylag alacsony, ingyenesen helyet hatások megelőzésére kell.
ST berendezések & Technológia öv elválasztó
A ST-berendezés & Technológia (MEGHAGY) triboelectrostatic öv elválasztó bizonyítottan képes feldolgozni a finom részecskék 500 – 1 µm. STET elválasztó a párhuzamos lemez elektrosztatikus elválasztó, azonban, az elektróda lemezek irányuljanak, vízszintesen szemben, függőlegesen mint ahogy az a legtöbb párhuzamos lemez elválasztók. (Ábra 6) Továbbá, STET elválasztó véghez a részecske tribo töltés és szállító egyszerre egy nagysebességű nyitott hálós szállítószalag. Ez a funkció lehetővé teszi, hogy mind nagyon magas különleges feldolgozási sebesség takarmány, valamint a képesség-hoz folyamat sokkal finomabb, mint a hagyományos elektrosztatikus eszközök porok. Ez a fajta eszköz elkülönítése már óta kereskedelmi tevékenység 1995 elválasztó égett szén pernye ásványi anyagok (tipikus D50 körülbelül 20 µm) a széntüzelésű erőművek. Az elektrosztatikus szétválasztás eszköz is sikeres a beneficiating egyéb szervetlen anyagok, beleértve az ásványi anyagok mint a kalcium-karbonát, zsírkő, barit, és mások.
STET elválasztó alapvető adatait mutatja az ábra 7. A részecskék számolják keresztül részecske-részecske ütközések belül a szakadékot az elektródák triboelectric hatása. Az alkalmazott feszültség között a elektródák között ±4 és ±10 van képest földi kV, így a teljes feszültség különbség 8 – 20 kV-os keresztül egy nagyon keskeny elektródahézag a névlegesen 1.5 cm (0.6 hüvelyk). Takarmány részecskék kerülnek bevezetésre az egyik három helyszínen STET elválasztó (Takarmány-portok) a kés tolózárak forgalmazó levegő dia rendszeren keresztül. STET elválasztó csak két termékeket állít elő., a negatív töltésű részecske patak gyűjtött a pozitív töltésű elektród, és egy pozitív töltésű részecske patak gyűjtött a negatív töltésű elektród. A termékeket szállítani, mindkét végén a STET elválasztó vonatkozó tölcsérek az elválasztó öv, és szállítják ki az elválasztó, a gravitáció. STET elválasztó nem termel egy rozsdara, vagy patak újrahasznosítás, Bár több pass konfigurációk termék tisztasági és/vagy helyreállítás javítása is lehetséges.
Ábra 6: Triboelectric MEGHAGY elválasztó öv
Részecskék szállítják át a gyújtógyertya elektródahézag (szétválasztás zóna) folyamatos hurkot, nyitott hálós öv. A biztonsági öv működik, nagy sebességgel, a változó 4 a 20 m/s (13 – 65 Ft/s). A biztonsági öv geometriáját arra szolgál, hogy söpörje le a felület az elektródák finom részecskék, finom részecskék, hogy lebomlik a teljesítmény és a feszültség a hagyományos szabadon eső párhuzamos lemez típusú szétválasztás eszközök területén felhalmozódásának megelőzésében. ráadásul, a biztonsági öv generál egy nagy puszta, a két elektróda közötti nagy turbulencia zóna, előmozdítása tribo-töltés. Az elválasztó öv ellenáramú utazási lehetővé teszi a folyamatos töltés és újra töltés vagy a részecskék az elválasztó, így nincs szükség előre díjszabási rendszer upstream STET elválasztó.
Ábra 7: STET öv elválasztó működésének alapjai
STET elválasztó egy nagy előtolást, kereskedelmileg bevált feldolgozó rendszer. A maximális feldolgozási kapacitás STET elválasztó feladata elsősorban a térfogati előtolás, amely lehet szállítani keresztül az elektródahézag STET elválasztó öv. Egyéb változók, például a szállítószalag sebessége, a távolságot az elektródák és a szénsav hozzáadásával készült por hatására sűrűsége a legnagyobb takarmány-arány, általában a kisebb mértékben. A viszonylag nagy sűrűségű anyagok, például, pernye, a maximális feldolgozási mértéke a 42 lassan mászik (106 cm) elektróda szélessége kereskedelmi szeparációs egység van durván 40 – 45 Tonna óránként takarmány. A kevésbé sűrű takarmány-alapanyagok, a maximális adagolás üteme is alacsonyabb.
Táblázat 6: Körülbelüli maximális sebességet, a feldolgozott STET különböző anyagok 42 lassan mászik elektrosztatikus elválasztó.
Por-robbanások is nagyobb kockázatot jelentenek a gabona- és egyéb szerves por feldolgozási műveletek. STET elválasztó alkalmas feldolgozó éghető, szerves porok csak kisebb módosításokkal. Vannak nem fűtött felületeket a STET elválasztó. Az egyetlen mozgó alkatrész az elválasztó öv és a meghajtó görgők. A csapágyak található a külső héj, az egység a por-patak. Ezért ők nem túlmelegedés/szikrázó anyagi patak veszélye. Továbbá, STET elválasztó csapágyak is elérhetők a gyári felszerelt hőmérséklet mérésére képes felismerni csapágy meghibásodása, mielőtt veszélyesen magas hőmérsékletet érnek. Az elválasztó öv, és meghajtó rendszer nem magasabb kockázatot mint más hagyományos forgógépek. STET elválasztó nagyfeszültségű komponensek is az anyagi patak kívül helyezkedik el, és található por-szűk dobozok. A maximális energia egy szikra át az elválasztó szakadékot korlátozza a design a nagyfeszültségű berendezések. Egy további biztonsági szintet is be kell vezetni, via nitrogén tisztítási.
Teljes kiőrlésű lisztet feldolgozás MEGHAGY elválasztó
Teljes kiőrlésű lisztet származik a búza teljes gabona őrlés (Korpa, csíra, és endospermium). Kereskedelmi forgalomban kapható, off-the-shelf, teljes kiőrlésű lisztet vásárolt használatra, a vizsgált anyag értékeléséhez a STET elválasztó képesek a rostos korpa és a csíra eltávolítása a keményítőtartalmú endospermium töredéke búzaliszt. A teljes kiőrlésű lisztet minta volt elemezni STET a vizsgálat megkezdése előtt. Hamutartalom ICC szabvány szerint tesztelték 104 / 1 (900° C). Az ugyanazon mintából ismételt hamu mérése, bontatlan takarmányminta, mért 10 alkalommal, megállapították, hogy a hamutartalom 1.61%, a standard deviáció 0.01 és a relatív szórás a 0.7%. Részecskeméret-elemzést fejeződött lézer diffrakciós Malvern Mastersizer segítségével 3000 száraz diszperziós készülékkel. Fehérje analízis zajlott, a DUMAS-módszerrel, egy elemi gyors n haladja meg a nitrogén/fehérje elemző. Átváltási tényező az N x 6.25 használták. Az alábbiakban foglaljuk össze a különböző tulajdonságok, a teljes kiőrlésű lisztet minta. (Lásd a táblázatot 7)
Táblázat 7: Teljes kiőrlésű liszt, takarmány STET elemzése
Hamu- és fehérjetartalma bizonyultak nagyon megismételhető, ugyanazon minta tesztelése, de jelentős variabilitást derült fény között a több zacskó teljes kiőrlésű lisztet használt takarmány a mintával. (Lásd a táblázatot 8) Ez takarmány variabilitás mintát eredményezett néhány szét a vizsgálati adatok.
Táblázat 8: Elemzés szétválasztása vizsgálati eredmények által STET teljes kiőrlésű Liszt
Elektrosztatikus szétválasztás vizsgálata a teljes kiőrlésű lisztet minta végeztek a ST berendezés & Technológia (MEGHAGY) Needham létesítmény kísérleti üzem, Massachusetts. A STET kísérleti növény tartalmaz két kísérleti léptékű STET szeparátorok és kiegészítő berendezések használják, hogy vizsgálja meg a jelölt forrásból származó anyagok elválasztása. A kísérleti léptékű STET csontleválasztók ugyanolyan hosszú, mint a kereskedelmi STET-elválasztó, a 30 láb (9.1 méter) hosszú, azonban, a kísérleti üzem elválasztó elektróda szélessége csak az 6 hüvelyk (150 mm), vagy egyhetedét a szélessége a legnagyobb kereskedelmi STET elválasztó: 42 hüvelyk (1070 mm) elektróda szélessége. STET elválasztó takarmány kapacitása közvetlenül arányos az elektródák, Ezért, a takarmány a kísérleti üzem elválasztó mértéke egyhetedét az előtolás a 42-lassan mászik széles kereskedelmi elválasztó egység. A maximális adagolás üteme, a teljes kiőrlésű lisztet volt 2.3 Tonna óránként kísérleti szinten, amely megfelel 16 Tonna / óra, a 42-lassan mászik széles kereskedelmi elválasztó. Összehasonlítva a skálán, ahol az elektrosztatikus szétválasztás tanulmányok többsége nem végeztek a mai napig, STET elválasztó vizsgálatára került sor egy lényegesen magasabb előtolást. Tesztelés végeztek az 10 kg (20 font) batch-teszt, mivel a gyakorlati szempontok ellátása 2.3 Tonna per óra a takarmány folyamatosan. Minden egyes tétel esetében a vizsgálati körülmények, a termékek az elválasztási folyamat le kell mérni a tömeges helyreállítási kiszámításához. Minden vizsgált részminták összegyűjtött és elemzett hamutartalom és a tejfehérje-tartalom.
Ábra 8: MEGHAGY kísérleti üzem elválasztó.
Részecske méret mérése a teljes kiőrlésű lisztet takarmány és a két termék minták látható az alábbi ábrán 9.
Ábra 9: Részecske méret mérése teljes kiőrlésű lisztet feed, és a két külön termék minták.
Egy kép a helyreállított szétválasztása termékek lent. (Ábra 10) Észrevehető színeltolódást volt megfigyelhető, a szétválasztás során, ami a magas kőris tartalom termék frakció jóval sötétebb, mint a takarmány teljes kiőrlésű Liszt minta.
Ábra 10: Tipikus termékek felépült a STET szétválasztása.
Az elválasztási folyamat összes termékek a hamutartalom mértek. (Ábra 11)
Ábra 11: Hamutartalmát versus alacsony hamu termék a teljes kiőrlésű lisztet különválás tömeges behajtásának vizsgálatok által STET
Vizsgálata a teljes kiőrlésű lisztet STET elektrosztatikus elválasztó bizonyította jelentős mozgása a magas kőris (Korpa) a búza rendszermag a pozitív elektróda töredéke. A csökkentett hamu termék ezt követően gyűjtötték a negatív elektróda. Tesztelés végeztek egy menetben rendszer, azonban, Ez is lehetséges to végre a további korszerűsítése vagy a különválás termékek elvégzésével egy másik szétválasztó fokozat. Jövő STET leválasztóval vizsgálat kerül sor a búza korpa minták, kukorica liszt és a hüvelyesek, mint a csillagfürt.
Következtetések
A szakirodalom felülvizsgálata azt jelzi, hogy jelentős kutatásokat végeztek, elektrosztatikus szétválasztás technikák kidolgozása a szerves anyagok. Ez a fejlődés folytatódott, vagy még gyorsított a múltban 10 – 20 év, sok kutatók Európában és az Egyesült Államok számos kihívással dúsítása elektrosztatikus szétválasztás technikák alkalmazásával. Ez a kutatás, nyilvánvaló, hogy elektrosztatikus módszerek képesek generálni új, nagyobb értékű növényi termékek, egy vagylagos-hoz nedves feldolgozási módszerek, vagy. Bár a színbontások búza ösztönzése, kukorica és a csillagfürt-alapú növényi anyagok bebizonyították, a laboratóriumban, és néhány esetben kísérleti léptékű, az elektrosztatikus rendszerek használni annak bizonyítására, ezek az eredmények nem lehet a megfelelő vagy a költséghatékony berendezés kereskedelmi alapon ilyen elválasztások végrehajtásához. Sok elektrosztatikus technológiák nem alkalmasak folyamat finomra őrölt, kis sűrűségű porok, mint a növényi anyagok. Azonban, a ST-berendezés & Technológia (MEGHAGY) triboelectrostatic öv elválasztó bizonyítottan képes feldolgozni a finom részecskék 500 – 1 magas áron µm. STET elválasztó öv egy magas aránya, iparilag bizonyított feldolgozás eszköz, amely kereskedelmi forgalomba a növényi anyagok feldolgozást a közelmúlt. STET öv elválasztó a teljes kiőrlésű lisztet mintán vizsgálták, és megállapították, hogy sikeres a korpa eltávolítására a keményítő-frakció. Jövő STET leválasztóval vizsgálat kerül sor a búza korpa minták, valamint a kukorica liszt és a hüvelyesek, mint a szója és a csillagfürt.
Referenciák
[1] T. B. Osborne, “Disznóbab-tisztító”. Egyesült Államok Szabadalmi 224,719, 17 Február 1880.
[2] H. Manouchehri, K. Ádám és K. Forsberg, “Elektromos szétválasztása módszerek áttekintése – Rész 1: Alapvető szempontok,” Ásványi anyagok & Kohászati feldolgozása, Vol. 17, nem. 1, PP. 23-36, 2000.
[3] J. Elder és E. Yan, “eForce – Az ásványi anyagok homokok ipar az elektrosztatikus elválasztó legújabb generációs,” Erős ásványi anyagok konferencia, Johannesburg, 2003.
[4] R. H. Perry és D. W. Zöld, Perry kémiai mérnökök’ Kézikönyv a hetedik kiadás, New York-i: McGraw-Hill, 1997.
[5] S. Messal, R. Corondan, Én. Fanni, R. Ouiddir, K. Medles és L. Dascalescu, “Elektrosztatikus elválasztó mikronizált keverékek fémek és műanyagok származó elektromos és elektronikus berendezések hulladékai,” Fizika lapja, Vol. 646, PP. 1-4, 2015.
[6] T. S. Pandya, R. Regényi és C. P. Thompson, “Fiber elkülönítése a föld kukorica liszt elektrosztatikus módszerrel,”Gabonából nyert, Vol. 90, nem. 6, PP. 535-539, 2013.
[7] L. Márkák, P. M. Beier, és én. Stahl, Elektrosztatikus szétválasztás, Weinheim: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2005.
[8] Y. Hemery, X. Rouau, V. Lullien-Pellerin, C. Barron és J. Abecassis, “Száraz eljárás búza törtek és táplálkozási kiváló minőségű termékek fejlesztése,” Gabona tudomány lapja, nem. 46, PP. 327-347, 2007.
[9] W. A. Brastad, és E. C. Fogaskerék, “Módszer és készülék az elektrosztatikus szétválasztás”. Egyesült Államok Szabadalmi 2,848,108, 19 Augusztus 1958.
[10] B. A. Kő és J. Minifie, “Búzakorpa aleuron sejtek visszanyerése”. Egyesült Államok Szabadalmi 4,746,073,24 Május 1988.
[11] A. BŐHM és A. Kratzer, “Szigetelő részecskék aleuron módszere”. Egyesült Államok Szabadalmi 7,431,228, 7 Október 2008.
[12] J. A. Delcour, X. Rouau, C. M. Courtin, K. Poutanen és R. Ranieri, “A gabonafélék egészséget elósegító rejlő lehetőségek fokozott kihasználását technológiák,” Trends in Food Science & Technológia, PP. 1-9, 2012.
[13] L. Dascalescu, C. Dragan, M. Bilici, R. Beleca, Y. Hemery és X. Rouau, “Elektrosztatikus alapját búza korpa szöveteiben szétválasztása,” IEEE tranzakciók ipari alkalmazásokhoz., Vol. 46, nem. 2, PP. 659-665, 2010.
[14] Y. Hemery, X. Rouau, C. Dragan, R. Bilici és L. Dascalescu, “Elektrosztatikus tulajdonságok, búzakorpát és a konstitutív rétegek: A szemcseméret hatása, összetétele, és nedvességtartalom,” Napló a élelmiszer technika, nem. 93, PP. 114-124, 2009.
[15] Y. Hemery, M. Chaurand, U. Holopainen alapított, A.-M. Lampi, P. Lehtinen, V. Piironen, A. Sadoudi és X. Rouau, “Potenciális száraz frakcionálás, búzakorpa, a fejlődés, az élelmiszer-összetevők, i. rész: Befolyása az ultra-finom őrlés,” Gabona tudomány lapja, nem. 53, PP. 1-8, 2011.
[16] Y. Hemery, U. Holopainen alapított, A.-M. Lampi, P. Lehtinen, T. Nurmi, V. Piironen, M. Edlemann és X. Rouau, “Potenciális száraz frakcionálás, búzakorpa, a fejlődés, az élelmiszer-összetevők, II. rész: A részecskék elektrosztatikus szétválasztás,” Gabona tudomány lapja, nem. 53, PP. 9-18, 2011.
[17] J. Wang, E. Smits, R. M. Boom, és M. A. Schutyser, “Arabinoxylan koncentrál a búzakorpa elektrosztatikus elkülönítése,” Napló a élelmiszer technika, nem. 155, PP. 29-36, 2015.
[18] P. J. Pelgrom, J. Wang, R. M. Boom, és M. A. Schutyser, “Előtti- és a kezelés utáni fokozza a fehérje alkoholtartalom-növelés, a hüvelyesek marás és a levegő osztályozása,” Napló a élelmiszer technika, nem. 155, PP. 53-61, 2015.
[19] D. Chereau, P. Videcoq, C. Ruffieux, L. Pichon, J.-C.. Motte, S. Belaid, J. Ventureira és M. Lopez, “Olajos magvak és a hüvelyesek fehérjék élelmiszer alkalmazások támogatása meglévő és alternatív technológiák kombinációja,” Olajos magvak & zsírok, növények és a lipidek, Vol. 23, nem. 4, PP. 1-11, 2016.
[20] A. Tamas, F. Jerome és X. Rouau, “A száraz Platform biomassza-tartalmú fehérjék szétválasztása
Poliszacharidok, Lignin, és a polifenolok,” ChemSusChem, Vol. 8, PP. 1161-1166, 2015.
[21] C. Basset, S. Kedidi és A. Tamas, “Kémiai- és oldószermentes Mechanophysical frakcionálás biomassza okozta Tribo-feltöltődés: Fehérjék szétválasztása és a Lignin,” ACS fenntartható kémia & Mérnöki, Vol. 4, PP. 4166-4173, 2016.
[22] J. M. Stencel, J. L. Schaefer, H. Tilalom, és J. K. Neathery, “Arteriográf berendezés és metódus Triboelectrostatic elválasztása”.Egyesült Államok Szabadalmi 5,938,041, 17 Augusztus 1999.
