Виберіть мову:
Кайл Флінн, Abhishek Гупта, Френк Грача
Анотація
Огляд відповідних літератури вказує на те, що значні дослідження були проведені застосувати electrostatically
методи поділу сухий гранульований рослинного харчування (Тобто., органічні) матеріали. Цей розвиток прискорив в минулому 10 - 20 роки, з багатьма дослідниками в Європі та Сполучених Штатах, які подають заявки електростатична сепарація методи вирішення широкого спектру проблем збагачення. Від цього дослідження, Очевидно, що Електростатичний методи є потенціал для створення нових, Більш цінні продукти рослинного походження, або запропонувати альтернативу мокрий методів обробки. Хоча заохочення кольороподілу зерна злакових, Бобові та олійні матеріали були продемонстровані в лабораторії, а в деяких випадках, Пілотна шкала, Електростатичний систем, що використовуються для демонстрації ці результати не можуть бути придатні або економічно ефективним технологічного обладнання для виконання таких кольороподілу на комерційній основі. Багато Електростатичний технологій не підходять для процесу тонко мелений, низької щільності порошки, таких як завод матеріали. Однак, ST обладнання & Технологія (ЗАЛИШИТИ ЯК БУЛО) triboelectrostatic пояс сепаратор має продемонстрували можливість обробляти дрібні частинки з 500 - 1 µ м. Стрічковий сепаратор STET є високошвидкісним, промислово перевірених обробки пристрій, який може не підходити для комерціалізації останніми подіями в органічний матеріал обробка. STET пояс сепаратор було протестовано на зразок цільної пшеничного борошна і виявилося успішним у видаленні висівки від крохмалю дріб. Майбутнє тестування з роздільником STET проводитимуться на зразки Висівки пшеничні, кукурудзяного борошна
і бобових, таких як соя і Люпин.
Ключові слова: Електростатичний Трібо, Електростатичний, Розділення, Фракціонування, Пшениця, Зерна, Борошно, Волокно, Білка, Насіння олійних культур, Імпульсів
Введення
Електростатичний поділу методи були використані протягом останніх 50 роки по збагаченню комерційних масштабу
промислових мінералів та утилізації відходів. Електростатичне збагачення сухий гранульований рослинних продуктів харчування (тобто, органічні) Матеріали були досліджені за над 140 роки, з першим патент на Електростатичний поділу пшеничного борошна лушпинням заповнені як Раннє як 1880. [1] Електростатичне збагачення дозволяє для кольороподілу на основі відмінності в поверхневих хімії (робота виходу) або діелектричних властивостей. У деяких випадках, Ці поділені форми не можна б за допомогою розміру та щільності поділені форми поодинці. Електростатичний розділення систем працюють на аналогічних принципах. Всі Електростатичний розділення систем містить систему електрично стягувати частинки, зовні згенерований електричне поле для розділення відбуваються в, і метод передачі частинок в і з пристроєм поділу. Електрична зарядка може виникати один або декілька методів, включаючи струмопровідного індукційні, Трібо зарядки (Контактна різниця потенціалів) і ion, або Корона зарядки. Електростатичний розділення систем використовувати принаймні одне з цих механізмів зарядки. [2]
Високої напруги рол Електростатичний розділення систем були використані в багатьох галузях промисловості і додатки де один
компонент є більш електропровідних, ніж інші. Програми для високої напруги рол сепаратори прикладами титану несучих мінералів розлуки, а також утилізації відходів, Наприклад, сортування металу із пластмас. Є кілька варіантів н- ролу геометрії використовується для високої напруги системи, але в цілому, вони працюють на аналогічних принципах. Годувати частинок негативно тарифікуються за іонізуючого коронний розряд. Годувати частинок розсіюється на вращающийся барабан, де барабана електрично із заземленням. Електропровідних частинок відмовитися від їхнього електричного заряду при зверненні поверхні барабана заземленими. Обертання барабана викликає провідна частинок бути викинутий з поверхні барабана і зберігання в перший продукт воронки. Непровідних частинок зберігають свої електричного заряду і закріплені на поверхні барабана. Врешті-решт, електричний заряд на непровідних частинок буде розсіювати, Чи буде щіткою частинки з барабана, після того, як барабан повертати так що непровідних частинок відкладаються у непровідних частинок Хоппер. В деяких додатках, Хоппер лушпинням поміщається між струмопровідного і непровідних продукт воронки. Ефективність поділу пристроях обмежується взагалі частинок, який є відносно великі і/або мають високий питома вага, зв'язку з необхідністю для всіх частинок зв'язатися з поверхні барабана. Крім цього, частинок кровотік динаміка важливо, як кутовий момент є в кінцевому рахунку відповідальність, для передачі частинок з поверхні барабана для відповідного продукту Бункери. Дрібні частки низької щільності частинок і легко залежить від струмів повітря та таким чином, менш імовірно, щоб бути викинутий з барабана в передбачуваним області. [2] [3] [4]
Високої напруги пояс сепаратор є варіант високої напруги roll сепаратор описаних вище. Годувати частинок розкидані рівномірно по ширині електрично заземленими Стрічковий конвеєр. Платні частинок, як правило, негативні Корона, Хоча інших механізмів зарядки можливі. Знову струмопровідного частинок дає свої електричного заряду до обґрунтованих Стрічковий конвеєр, Хоча непровідних частинок зберігають свої заряду. Провідна частинок падають край стрічки під дією сили тяжіння, Хоча заряджених частинок непровідних "піднімається" від поверхні ремінь за електростатичні сили. Ще раз для розділення ефективним, Кожна частинка повинні зв'язатися з поверхні ремінь дозволити струмопровідного частинок відмовитися від їхнього електричного заряду на поясі. Тому, тільки один шар частинок можуть бути передані розділювач за один раз. Як розмір частинок канал стає менше, зменшується швидкість обробки пристрою. [5] [6]
Паралельні пластини Електростатичний сепаратори зазвичай базуються розділяє частинок не на основі провідність, але на відмінності в хімії поверхні, що дозволяє для електричного заряду передачі по відношенню до фрикційного. Частинки електрично заряджені по відношенню до енергійний інших частинок, або з третього поверхні, такі як металу або пластмасовою будуть потрібні властивості Трібо зарядки. Матеріали, які є Стани електронегативних (знаходиться на негативні кінці серії Трібо електричні) видалити електронів з поверхні Трібо зарядка і таким чином отримати чистий негативний заряд. В контакті, матеріали, які знаходяться на позитивний кінець серії Трібо електричних пожертвувати електрони і стягувати позитивно. Заряджених частинок потім вводять в електричним полем генеровану між двома електродами паралельні пластини по різних транспортних засобів (Гравітація, пневматичні, вібрації). За наявності електричного поля, рухатися в напрямку протилежному зарядженої електродів заряджених частинок і зібрані в бункерах відповідного продукту. Знову, лушпинням фракції, що містить суміш частинки можуть чи не можуть бути зібрані, в залежності від конфігурації пристрою розлуки. [4] [7]
Фігура 1: Схема високої напруги рол сепаратора (ліворуч) а також роздільний знак вільному падінні паралельні пластини (право).
Таблиця 1: Резюме зазвичай використовується Електростатичний поділу пристроїв.
Випадок 1 -Пшениця та пшеничні висівки збагачення.
Висівки пшеничні є побічним продуктом фрезерування звичайних пшениці, представництво інтересів 10-15% зерна пшениці. Висівки пшеничні складається з зовнішніх шарів, у тому числі на коліром, Testa, і aleurone. Висівки пшеничні містить більшість з мікроелементами, волокно, і фітохімічних міститься в зерні, що довели користь для здоров'я людини. [8] Значний інтерес до поділу і beneficiating пшеничні висівки, як повідомляється.. Історичний інтерес у відокремленні пшеничні висівки, щоб поліпшити якість і вартість борошно продукту. Однак, більш пізніх інтерес було повідомлено в відновлення цінних компонентів від Висівки пшеничні.
У 1880, Томас Осборн запатентував перший комерційний Електростатичний сепаратор для видалення висівки з лушпинням борошна. Розділювач, що складався з рулонах покриті Ебонітові або еквівалентну матеріал, який був здатний бути заряджається електрично через фрикційного Трібо зарядки з овечої вовни. Хоча не описані, передбачається, гумові рулонах набуті негативний заряд відносно вовни, відповідно до більшості Трібо електричних серія. Електрично заряджені рулонах потім залучають позитивно зарядженими висівки волокна частинок, передаючи їх на поверхні рулону, поки закріплених волокна частинок щіткою з поверхні рулону. Це (передбачається) позитивні зарядки пшеничні висівки вступає в конфлікт з результатів повідомляє інших. Трібо зарядки висівки частинок допомагали fluidizing повітря, введена в нижній частині пристрою, яка мала додатковою перевагою викликаючи менш щільною висівки частинок на поверхні, ближче до реверсивного ходу. [1]
У 1958 Апарати для Електростатичний поділу висівки і Ендосперм, що містяться в борошно лушпинням була розкрита в подачі патентних Branstad працюють в Генеральний млини. Пристрій складався з паралельні пластини сепаратор, в якому частинки були передав між двома площинами, вібрації. Висівки частинок, стягується з Ендосперм частинками фрикційного контакт, потім були скасовані, top електрод через отворів в Топ електрод. [9]
У 1988 апаратом та процес для відновлення aleurone від комерційних пшеничні висівки була розкрита в подачі патентних. Комерційні пшеничні висівки з відправною aleurone зміст 34% збагатилась концентратом 95% в 10% Масовий вихід (28% відновлення aleurone) поєднання hammer фрезерний, калібрування з відбору, elutriation повітря і Електростатичний поділу, використовуючи паралельні пластини Електростатичний сепаратор. Частинки були пред'явлені звинувачення в повітря elutriator пристрій, який грає двояку роль видалення штрафів (<40 µ м) шляхом передачі, Хоча одночасно tribo-зарядки частинок aleurone позитивні (звітність до негативної електродної плити) і pericarp/теста частинки негативні. Розмір частинок висівок була ретельно контрольованою молотковим фрезою і багаторівневе скринінгу, для отримання кормів здебільшого розмір у 130 - 290 мкм діапазон. [10]
Останні роботи з відновлення aleurone з пшеничних висівок триває. У 2008, Булер АГ запатентував Електростатичний поділ на пристрій, що відокремлює aleurone частинок з частинок оболонки з комутованих висівок. Один з втілення апарату складається з ротора, що працює в вузькому за розмірами ділянці лікування, що дозволяє частки до частки і частки в стіні контакт і наступні tribo-зарядки. Заряджені частинки потім передавані механічно в відділення судна, що містить паралельні пластинчасті електроди. Частинки потрапляють через поділ судна на гравітацію, як диференційовано заряджені частинки рухаються до протилежному заряджених електродів під впливом електричного поля. [11] У поєднанні з правильним калібрування кормових висівок і методів механічного сортування, aleurone концентрації до 90% були зареєстровані. [12] [8]
Фігура 2: Відтворена з Hemery та ін, 2007 [8].
Трібо зарядка і corona зарядки експериментів на пшеничні висівки здійснювались працівників на електростатика з розігнала медіа дослідницького підрозділу, Університет Пуатьє, У Франції 2010. Дослідники виміряли поверхні заряду і поверхні потенціалом час розпаду на пшеничні висівки з 10% вологи і ліофілізований (ліофілізований) Висівки пшеничні. Розділення тест проводився на зразок 50% ліофілізований пшеничні висівки та 50% ліофілізований aleurone канал за допомогою пояс типу corona Електростатичний сепаратор. (Фігура 3) Розділення результати для лабораторії масштабу corona сепаратор зазначено 67% з aleurone було відновлено в бункер диригент, Хоча тільки 2% з пшеничні висівки, повідомили в бункер диригент. Трібо зарядки експерименти також проводились на пшеничні висівки та aleurone, але тільки для вимірювання конкретні поверхні заряду [µC/g] сгенерирована на кожен дріб, на відміну від відновлення продукти від електростатичного розлуки. Обидва кормів матеріали були пред'явлені звинувачення за допомогою тефлонові як контактами донизу. Пшеничні висівки і aleurone, як повідомляється, як зарядки позитивні відносно тефлонові, яка сама по собі є дуже Стани електронегативних. Величина заряду, було встановлено, залежать від робочий тиск використовується на Трібо зарядний пристрій, Припускаючи, що вище турбулентності призводить до більше контактів і більш повне Трібо зарядки. [13]
Фігура 3: Відтворена з Dascalescu та ін, 2010 [13]
У 2009, Дослідники вивчали Електростатичний зарядки властивості aleurone багатий і багату кормів матеріалів коліром. [14] У 2011 Дослідники здійснюється Електростатичний поділу тестування на зразках дрібно землі Висівки пшеничні за допомогою пілотних масштабу Електростатичний пластини сепаратор (ТЕП системи, Трібо потік кольороподілу, Лексінгтон, США). ТЕП система використовує зарядки лінія, де кормів частинок вводяться в потік турбулентного стисненого повітря, і пневматичним conveyed через зарядки лінії поділу палати. ТИЦ все плем'я заряджених частинок частинок контакт, а також частинок, зв'яжіться з поверхнею зарядки лінія. Результати, отримані з системою ТЕП продемонстрували, що Електростатичний поділ було ефективним у модернізації aleurone і бета глюкан вміст Висівки пшеничні. Цікаво, частину матеріалу, який було встановлено, що містять найвищий aleurone вмісту клітинки, в 68%, було дуже добре (D50 = 8 µ м) дріб, яка була відшкодована зарядки трубки. Не зовсім ясно, чому цей матеріал був переважне зосереджена в зарядки апарат, Однак, показують, що здатність процес aleurone вміст клітинки можуть вимагати Електростатичний методи, які здатні обробки дуже тонкої порошки. Крім того, Ця робота продемонстрували, які харчуються підготовка до пшеничні висівки було важливе міркування. Зразки підготовлений криогенні розтирань Млин молотковий, було встановлено, бути менш повністю відокремлена (звільнено) ніж ті, що Земля є вплив типу млин при температурі навколишнього середовища. [15] [16]
Фігура 4: Відтворена з Hemery та ін, 2011 [16]
Останні роботи вивчав концентрація arabinoxylans від пшеничні висівки Електростатичний методами. Дослідники використовували лабораторії масштабу Електростатичний сепаратор що складається з зарядки трубки й поділу палати містять два електроди паралельні пластини. Мелена пшеничні висівки вводять в зарядки трубки і передав пневматичним в камеру розділення за допомогою стиснутого азоту. Турбулентність і газ високої швидкості в зарядки трубки надаються частинок контакт необхідний для зарядки Трібо. Заряджених частинок (Вироби ковбасні поділ) були зібрані з поверхні електродів для аналізу. Завдяки вертикальної орієнтації електроди значну кількість матеріалу не була зібрана. Цей дріб лушпинням може бути перероблена для подальшої обробки в звичайних електростатика, Однак, для цілей цього експерименту, матеріал не збирається на електродах вважався втратив. Дослідники повідомив про збільшення в обох продукту класу (arabinoxylan вміст у продукті) і поділу ефективність як транспортні швидкість збільшується. [17]
Останні зусилля, щоб beneficiate пшеничні висівки Електростатичний методами коротко викладені нижче в таблиці 2.
Таблиця 2: Резюме Електростатичний методів, оцінені beneficiate пшеничні висівки.
Випадок 2 -Білкова відновлення від Люпин борошна
Дослідники в їжу процес інженерної групи в безкоштовне., Нідерланди, оцінені потенціал для збагачення протеїну використовуючи бобові. Горох і Люпин борошно були використані в якості кормів для різні методи протеїну збагачення, включаючи класифікація повітря в поєднанні з Електростатичний поділу. Необробленого гороху і Люпин насіння були першим молота до приблизно 200 µ м. Годувати матеріали для класифікації та Електростатичний розділення були згодом мелені за допомогою послугами вплив типу млин з внутрішніх класифікатора (Хосокавва Альпійська ZPS50). Медіана гранулометричний склад (D50) повідомлялось приблизно 25 мкм, виключає ризик для гороху борошна, і приблизно 200 мкм, виключає ризик для Люпин борошна, перед повітря класифікація. Нарешті, підмножина кожен зразок, горох і Люпин борошна, був тоді повітря класифікуються (Хосокавва Альпійська ATP50). Канал до електростатичних розрядів складався з обох неочищених борошна, а також курс і штраф товар з повітря класифікація. [18]
Електростатичний поділу пристрій, що використовується в експериментах був паралельним пластинчастого типу, з тарифікація здійснюється за допомогою triboelectric зарядки в за 125 мм довжиною зарядки трубки, з частинками передав пневматичним стислих азоту. Пристрій є аналогічне за комплектації на пристрій використовується за Ван ін (2015). [17] Електростатичний поділу експерименти були проведені на землю гороху борошно і Люпин борошно, а також курс і штраф дроби гороху борошна і Люпин борошно, отримані з повітря класифікація. Борошно гороху продемонстрували тільки неповнолітній рух білка під час Електростатичний тестування. Однак, Люпин борошно продемонстрували значні руху білка в усіх трьох зразки випробування (мелена борошно- 35% білка, мелена класифікованих штрафи – 45% білка, мелені класифікована тканини- 29% білка). Багатих білками продуктів з приблизно 60% відновлені на обґрунтованих електрод для кожного з трьох Люпин зразки випробування. [18]
Випадок 3 – Видалення волокна з кукурудзи
Дослідники в департамент сільського господарства і біологічної інженерії, Міссісіпі державний університет виконуються Електростатичний тестування на землю кукурудзяного борошна, з метою усунення волокно. Електростатичний поділу пристрій складався конвеєра з негативний електрод розташовуються наприкінці конвеєра. Позитивно заряджених частинок, волокно частинок, у цьому випадку, були піднялася вгору транспортерної конвеєрної стрічки і сортуються в другому Хоппер. Не волокно частинок впав під дією сили тяжіння транспортерної конвеєрної стрічки і були зараховані на перший продукт воронки. Автори не описують як електричної зарядки здійснюється. Годувати матеріалу, щоб цей роздільник був відносно великі, з розмірів часток кормів, починаючи від 12 Сітка (1,532 µ м) щоб 24 Сітка (704 µ м). Вона не здається, що на undersize (<704 µ м) матеріал обробляв під час цього дослідження. Кожен стан тесту було завершено за допомогою 1 кг кормових матеріалів, рівномірно дисперсних через пояс. [6]
Фігура 5: Відтворена з панда та ін, 2013 [6]
Дослідники штату Міссісіпі завершено Електростатичний поділу тестування на це кукурудзяного борошна, скринінг кукурудзяного борошна дробів і дроби волокна багатих оговтався від повітря класифікація. Електростатичний тестування не буде завершено в низьким вмістом клітковини потоки оговтався від повітря класифікація. Аналіз результатів кольороподілу, електростатичні наведено нижче:
Таблиця 3: Результати волокна поділу відтворена з панда та ін, 2013 [6]
Випадок 4 -Білкова концентрації з насіння олійних культур
Насіння олійних культур, як ріпак (Макуха), Соняшник, Сезам, Гірчиця, сої Кукурудзяний зародок, і лляне, як правило, містять значну кількість білка і клітковини. Технології переробки видалити волокно, і таким чином збільшити вміст білка, з представниками провідних бірж буде стають все більш важливими, як глобальна потреба в білку зростає. [19] Останні роботи дослідників в французький Національний інститут сільськогосподарських досліджень вивчили Надтонкий фрезерний в поєднанні з Електростатичний обробки насіння ріпаку, зосередитися білка. Годувати соняшникової макухи зразки були ґрунту при вплив млин, працює при температурі до розміру часток (D50) з 69.5 µ м. Електростатичний розділювач, що використовується для тестування було паралельні пластини пристрій основного механізму справляння где-то Трібо зарядки. Трібо зарядки здійснювалася вгору за течією електродів в Трібо зарядки лінія, з частинками передається через зарядки лінія, і щоб електроди, Via пневматичні транспортні. Білка було встановлено заряд позитивних (звітування про негативний електрод) і волокна багатих дріб знайдено стягувати негативно. Вибірковість білка, було встановлено, бути високим. Було годувати білка 30.8%, з вимірювальна багатих білками продуктів 48.9% і білка, вичерпані (волокна багатих) продукції, вимірювальних тільки 5.1% білка. Білка відновлення було 93% до позитивних продукту. Целюлоза, hemicelluloses, і лігніну були виміряні і знайшов доповідь негативно заряджених продукту, навпроти що білка. [20]
Таблиця 4: Результати насіння ріпаку поділу відтворена з готель Barakat та ін, 2015 [20]
У 2016, Додаткові дослідження було завершено використанням дрібно землі ріпакова олія насіння ріпаку, або ріпакова олія торти (ROC), як канал для розділення, електростатичне процес. Знову Надтонкий фрезерування при температурі навколишнього середовища був використовувала ножа млин пристрою (Retsch с. М. 100). Мелена матеріалу, Медіана частинок розміром (D50) з приблизно 90 µ м, вдалося обробити за допомогою пілотних масштабу паралельні пластини сепаратор (ТЕП системи, Трібо потік кольороподілу). ТЕП система використовує triboelectric зарядки, пневматичні транспортні частинок через високого тиску за умов турбулентного лінія зарядки. Один пройти тест розлуки з системою ТЕП привело до значної концентрації білка, з каналів білка з 37%, позитивно заряджені продукт білка рівень 47% і більш негативно заряджених продукт білка рівня 25%. Додаткові поділу стадії проводилися, в остаточному підсумку виробляє багатих білками продуктів з 51% білка після 3 послідовні поділу стадії. [21]
Таблиця 5: Результати ріпакова олія насіння, сепарації насіння ріпаку відтворена з бассет та ін, 2016 [21]
Обговорення
Огляд відповідних літератури вказує на те, що значні дослідження були проведені до розробки методів Електростатичний розлуки для органічних матеріалів. Цей розвиток продовжував або навіть прискорився в минулому 10 - 20 роки, з багатьох дослідників в Європі та Сполучених Штатах застосуванні методів Електростатичний поділу на широкий спектр збагачення виклики. Від цього дослідження, це очевидно, що Електростатичний методи є потенціал для створення нових, вищі значення рослинної продукції, або запропонувати альтернативу мокрий методів обробки.
Хоча заохочення кольороподілу злаках, імпульсів, і олійних матеріали з них були продемонстровані в лабораторії і в деяких випадках пілотних масштабу, Електростатичний систем, що використовуються для демонстрації ці результати можуть в кінцевому рахунку служити в якості найбільш підходящий або рентабельне переробне обладнання для виконання таких кольороподілу на комерційній основі. Комерційні Електростатичний систем, що існують найбільш широко використовуються у кольороподілу мінералів, Метали і пластмаси. Мінералів і металів це обох відносно щільного матеріали з висока питома вага, порівняно з заводу матеріали. Навіть з високою питомою вагою мінералів і металів, ефективна частинок обмеження розміру для барабана рулон і паралельні пластини Електростатичний сепаратори є відносно великі, з декількох часток нижче 100 µ м за приклад. Пластмаси є нижча густота ніж мінералів і металів, але часто обробляються в розмірів грубої часток, як пластикові пластівці, наприклад. Введення дрібнодисперсних частинок створює труднощі в роботі як високонатяжних, так і паралельних пластинчастих сепараторів. Штраф, низької щільності частинок дуже чутливі до повітря струмів, особливо в порівнянні з мінералів і металів. Невеликі відмінності в повітряні потоки всередині пристрою поділу вплинути на шлях до подорожі дрібні частинки, піддаючи їх сил, ніж ті, які викликані електростатичному полі.
Для більшості систем сепаратор паралельні пластини, дрібно низької щільності частинки, які electrostatically тарифікуються по місту та зібрані на електродах сепаратори паралельні пластини. Якщо ці дрібні частинки електрично навісне не видаляти на постійній основі, електричним полем сили і ККД приладу негативно вплинути на. Роботу дослідників в їжі процес Інженерна група безкоштовне ур (Ван ін, 2015) скористався цього явища збирати зразки від поверхні електродів паралельні пластини сепаратор аналізувати продукти поділ. Паралельні пластини сепаратор систем, особливо ті, які базуються на тяжкості, щоб передати частинок через електричного поля, намагалися вирішити цю проблему в декількох напрямках. Камінь та ін (1988) описано процес, в якому дрібні частинки були вилучені вгору за течією Електростатичний розділювача за повітря elutriation. [10] Інші повідомили, зберігаючи ламінарного потоку повітря, що проходить через Електроди для запобігання впливу повітря струмів дрібні частинки. [22Однак, підтримання організувати повітряний потік стає складним, як поділ пристрій стає більшою, ефективно обмеження таких пристроїв, потужність переробки. В остаточному підсумку розміру часток, в якому компоненти є фізично відокремити від одного (присутнє як дискретні частинок), буде найбільшим водій при визначенні розміру часток в яких обробки повинна відбуватися.
Як згадувалося раніше, звичайні Електростатичний поділу пристрої обмежені у потужністю переробки, особливо з порошками низької щільності та дрібного помелу, такими як рослинна сировина. Для високонатяжних барабанних і стрічкових сепараторів, ефективність обмежується частинками, які є відносно грубими та/або мають високу питому вагу, зв'язку з необхідністю для всіх частинок зв'язатися з поверхні барабана. Як частинок стало менше обробки ціни знижені. Паралельні пластини сепаратори подальшого обмежені щільність частинки, які можуть оброблятися в зоні електрод. Частинок завантаження має бути відносно низьким, щоб запобігти ефект об'ємного заряду.
ST обладнання & Технологія пояс сепаратор
ST обладнання & Технологія (ЗАЛИШИТИ ЯК БУЛО) triboelectrostatic пояс сепаратор продемонстрована можливість обробляти дрібні частинки з 500 - 1 µ м. STET сепаратор є паралельні пластини Електростатичний сепаратор, Однак, електродних пластин орієнтуються горизонтально як на відміну від вертикально як це буває в більшості паралельні пластини сепаратори. (Див. малюнок 6) Крім того, STET сепаратор виконує частинок Трібо зарядка і передачу одночасно за високошвидкісного відкриті сітка конвеєрна стрічка. Ця функція дозволяє за дуже високим конкретних обробки ставкою кормів, а також можливість обробляти порошки набагато тонше, ніж звичайні Електростатичний пристроїв. Цей тип пристрою поділу були в комерційну експлуатацію, починаючи з 1995 відділення незгорілих вуглецю від летюча зола мінералів (Типовий D50 приблизно 20 µ м) у вугільних електростанцій. Цей пристрою Електростатичний поділу також успішно працює на beneficiating інші матеріали неорганічні, включаючи такі мінерали, як кальцій вуглекислий, Тальк, бариту, та інші.
Основні деталі STET сепаратора ілюструє на-ведена 7. Частинки тарифікуються за triboelectric ефект через зіткнення частинок для частинок в межах розрив між електродами. Прикладена напруга між електродами, що знаходиться між ±4 і ± 10 кВ відносно землі, даючи загальну різниці потенціалів з 8 - 20 Кв в зазорі дуже вузький електрод з номінально 1.5 см (0.6 дюймів). Годувати частинок знайомляться STET сепаратор в одному з трьох місцях (Канал портів) через дистриб'ютора повітря система слайд з ножем ворота клапани. STET сепаратор виробляє тільки два продукти, потік негативно заряджених частинок зібрані на позитивно зарядженими електрод, і позитивно заряджених частинок потік зібраних на негативно заряджених електрод. Продукти передав до відповідних Бункери на кожному кінці STET сепаратора сепаратор ремінь і передав з розділювач тяжкості. STET розділювач не виробляти лушпинням або recycle потік, Хоча можливі кілька конфігурацій прохід для підвищення чистоти продукт та/або відновлення.
Фігура 6: Залишити як було Triboelectric пояса сепаратор
Частинки передається через розрив електрод (розділення зони) за безперервне, відкриті сітка пояс. Ремінь діє на високій швидкості, Змінна від 4 щоб 20 м/с (13 - 65 м/с). Геометрія ремінь подають підмітати дрібні частки від поверхні електродів, запобігаючи накопичення штрафу частинки, які негативно вплинути на продуктивність і напруги поля традиційні стані вільного падіння паралельні пластини типу поділу пристроїв. Крім цього, ремінь генерує високий sheer, висока турбулентності зону між двома електродами, сприяння Трібо зарядки. Протитечією подорожі сепаратор пояс дозволяє безперервному завантаженні та повторно зарядки або частинок всередині розділювач, усунення необхідності для попередньо заряджання системи вгору за течією STET сепаратора.
Фігура 7: Основи експлуатації STET пояс сепаратора
STET сепаратор є високий рівень кормів, комерційно перевірена система обробки. На максимальну потужність переробки STET сепаратора функція основному об'ємні кормів ставки, які можуть бути передається через зазор електрод STET сепаратор пояс. Інші змінні, Наприклад, про швидкість пояс, Відстань між електроди і газовані щільність порошок ефект Максимальна швидкість подачі, зазвичай в меншій мірі. Для відносно високих густин матеріали, Наприклад, золи, Максимальна обробки ставка за 42 дюйма (106 см) електрод ширина комерційних поділу одиниці становить приблизно 40 - 45 Тонн на годину кормів. Для менш щільною кормів матеріали, Максимальна швидкість кормів є меншою.
Таблиця 6: Приблизний максимум швидкість для різних матеріалів, оброблені з STET подачі 42 Електростатичний сепаратор дюйма.
Пил вибухи є основним небезпеки в зерна та інші органічні порошок оформлення операцій. STET сепаратор є придатною для обробки горючих органічних порошків з тільки незначними модифікаціями. Немає не нагрітих поверхонь у STET сепаратор. Тільки рухомі частини є сепаратор ремінь і привід роликів. Підшипники роликові розташовані за межами порошок потоку на зовнішні оболонки одиниці. Тому вони не є ризик за перегріву/викликало у потоці матеріал. Крім того, STET сепаратор Підшипники доступні з заводі встановлені температури вимірювання можливості для виявлення підшипник провал, задовго до того, досягла високих температур. Сепаратор ремінь і диск системи створюють немає більшу небезпеку, ніж інші звичайні обертових машин. STET сепаратор високої напруги компонентів також розташовані за межами матеріал потік і що містяться в пилу туго огородження. Максимум енергії іскри через розрив сепаратор обмежується дизайн високої напруги компонентів. Додатковий рівень безпеки може бути введений через чистку азоту.
Пшеничного борошна обробки залишити як було сепаратор
Пшеничного борошна походить від шліфувальні всю зерна пшениці (Висівки, зародок, і Ендосперм). Комерційно доступні, готові, пшеничного борошна було придбано для використання в якості тест матеріалу, щоб оцінити можливість STET сепаратора видалення фіброзних висівки і зародки з крохмалисті Ендосперм частину пшеничного борошна. Пшеничного борошна зразок був проаналізований STET до початку тестування. Зольність була перевірена ICC стандарт 104 / 1 (900° C). Неодноразові попелу вимірювань ж зразка, безвідривного кормів зразка, вимірюється 10 разів, було встановлено, що вмістом золи 1.61%, стандартне відхилення 0.01 і є відносним стандартним відхиленням 0.7%. Аналіз розмір частинок завершується лазерного дифракції за допомогою Malvern Mastersizer 3000 з суха дисперсії апарату. Білка аналіз здійснений з використанням методу ДЮМА, з елементарних швидкого N перевищує азоту/білка аналізатор. Перетворення фактор N x 6.25 було використано. Нижче коротко викладені різні властивості зразка цільної пшеничного борошна. (Рис. 7)
Таблиця 7: Аналіз цільної пшеничного борошна годувати STET
Зольність і вміст білків виявилися дуже повторювані, при випробуванні у тому ж зразку, але значною мінливістю був виявлений між кілька мішків цільної пшеничного борошна, використовується в якості корму зразка. (Рис. 8) Це годувати зразки мінливість призвели до рассипьте — деякі тестові дані.
Таблиця 8: Аналіз поділу результати досліджень цільної пшеничного борошна, STET
Електростатичний поділу тестування цільної пшеничного борошна зразка була виконана в ST обладнання & Технологія (ЗАЛИШИТИ ЯК БУЛО) дослідний завод завод в місті Needham, Массачусетс. STET дослідний завод містить два пілотних масштабу STET сепаратори разом з допоміжне обладнання, що використовується розслідувати поділ матеріали з кандидат джерел. STET сепаратори експериментальні натурні є ж довжини, як комерційні STET сепаратор, в 30 ноги (9.1 м.) довгий, Однак, дослідний завод сепаратор електрод ширина складає лише 6 дюймів (150 мм), або один сьомий ширина найбільших комерційних STET сепаратора в 42 дюймів (1070 мм) Ширина електрод. Кормів потужністю STET сепаратор є прямо пропорційно до ширини електроди, тому, кормів швидкість дослідний завод сепаратор є один сьомий канал показник у 42-дюймовий широкий комерційний сепаратор одиниці. Максимальна швидкість кормів з пшеничного борошна була 2.3 Тонн на годину на пілотних шкалою, який відповідає 16 Тонн на годину для 42-дюймовий широкий комерційний сепаратор. В порівнянні з масштабі, на якій більшість Електростатичний поділу дослідження були проведені, на сьогоднішній день, STET сепаратор перевірка здійснювалася темпами, значно вище кормів. Тестування проводилося в 10 кг (20 Фунт) Пакетний тести, за практичних міркувань постачання 2.3 Тонн на годину кормів безперервно. Для кожного пакета перевірити стан, продукти процес поділу були зважені розрахувати масові відновлення. Проби з кожної перевірки було зібрано і проаналізовано за вмістом золи і вміст білків.
Фігура 8: Залишити як було експериментальний завод сепаратор.
Частка вимірювання розміру цільної пшеничного борошна кормів та дві пробні показано нижче малюнку 9.
Фігура 9: Частка вимірювання розміру цільної пшеничного борошна годувати, і два відокремлені зразки продукції.
Зображення продуктів відновлені поділу включено нижче. (Див. малюнок 10) Зміщення помітних кольорів було зазначено під час відокремлення, що високі попелу вмісту продукту дріб значно темніше, ніж зразок кормів цільної пшеничного борошна.
Фігура 10: Типова продукція оговтався від STET процес поділу.
Зольність для всіх продуктів від розлуки процесу була виміряна. (Див. малюнок 11)
Фігура 11: Зола вмісту проти масові відновлення невисокою продукт для поділу цільної пшеничного борошна-тестах STET
Тестування STET Електростатичний сепаратора з пшеничного борошна продемонстрували значні руху високий золи (Висівки) фракція пшениці ядра позитивний електрод. Зменшений попелу продукт згодом була зібрана на негативний електрод. Тестування проводилося за один прохід схемою, Однак, Це можна виконати подальше вдосконалення з будь-який з продуктів поділу, виконуючи чергового етапу розлуки. Майбутнє тестування з роздільником STET проводитимуться на зразки Висівки пшеничні, а також кукурудзяного борошна та бобові, такі як Люпин.
Висновки
Огляд відповідних літератури вказує на те, що значні дослідження були проведені до розробки методів Електростатичний розлуки для органічних матеріалів. Цей розвиток продовжував або навіть прискорився в минулому 10 - 20 роки, з багатьох дослідників в Європі та Сполучених Штатах застосуванні методів Електростатичний поділу на широкий спектр збагачення виклики. Від цього дослідження, Очевидно, що Електростатичний методи є потенціал для створення нових, вищі значення рослинної продукції, або запропонувати альтернативу мокрий методів обробки. Хоча заохочення кольороподілу пшениці, Кукурудза та Люпин основі рослинною продемонстровані в лабораторії і в деяких випадках пілотних масштабу, Електростатичний систем, що використовуються для демонстрації ці результати не може бути найбільш підходящий або рентабельне переробне обладнання для виконання таких кольороподілу на комерційній основі. Багато Електростатичний технологій не підходять для процесу тонко мелений, низької щільності порошки, таких як завод матеріали. Однак, ST обладнання & Технологія (ЗАЛИШИТИ ЯК БУЛО) triboelectrostatic пояс сепаратор має продемонстрували можливість обробляти дрібні частинки з 500 - 1 µ м високими темпами. STET пояс сепаратор є високі ставки, промислово перевірених обробки пристрій, який може не підходити для комерціалізації останніх подій на завод матеріал обробка. STET пояс сепаратор було протестовано на зразок цільної пшеничного борошна і виявилося успішним у видаленні висівки від крохмалю дріб. Майбутнє тестування з роздільником STET проводитимуться на зразки Висівки пшеничні, також, як кукурудза, борошно та бобових, таких як соя і Люпин.
Посилання
[1] T. B. Осборн, “Лушпинням очищувач”. Патент США 224,719, 17 Лютий 1880.
[2] H. Manouchehri, K. Hanumantha Рао і К. Форсберг, “Огляд електричних поділу методи – Частина 1: Фундаментальні аспекти,” Мінерали & Обробка з металургійний, т.. 17, Ні. 1, PP. 23-36, 2000.
[3] J. Старійшина і E. Ян, “eForce – Новітнім поколінням Електростатичний сепаратор для промисловості піски мінералів,” у важких мінералів конференції, Йоганнесбург, 2003.
[4] R. H. Перрі і D. W. Грін, Інженери хімічного Перрі’ Довідник сьоме видання, Нью-Йорк: McGraw-Hill, 1997.
[5] S. Messal, R. Corondan, Я. Chetan, R. Ouiddir, K. Medles і L. Dascalescu, “Електростатичний сепаратор для мікронізований сумішей метали і пластмаси, що походять з відходи електричного та електронного обладнання,” Фізичний журнал, т.. 646, PP. 1-4, 2015.
[6] T. S. Панда, R. Срінівасан і С. P. Томпсон, “Волокно поділу на землю кукурудзяного борошна, використовуючи Електростатичний метод,”Зернові хімії, т.. 90, Ні. 6, PP. 535-539, 2013.
[7] L. Бренди, P. М. Beier, і я. Шталь, Електростатичний розлуки, Weinheim: Wiley коли Verlag GmbH & Co. KGaA, 2005.
[8] Y. Hemery, X. Rouau, V. Lullien Пеллерен, C. Баррон і J. Abecassis, “Сухий процесу розробки пшениці дробами та продукти з розширеною поживну цінність,” Журнал науки зернові, Ні. 46, PP. 327-347, 2007.
[9] W. A. Brastad і E. C. Передач, “Метод і апарат для Електростатичний відділення”. Патент США 2,848,108, 19 Сер 1958.
[10] B. A. Камінь і J. Minifie, “Відновлення Aleurone клітин з Висівки пшеничні”. Патент США 4,746,073,24 Травень 1988.
[11] A. Бома та A. Kratzer, “Метод ізолює Aleurone частинок”. Патент США 7,431,228, 7 Жовтень 2008.
[12] J. A. Delcour, X. Rouau, C. М. Courtin, K. Poutanen і R. Ranieri, “Технологій для розширення експлуатації здоров'я сприяння потенціалу зернових,” Тенденції в харчовій науки & Технологія, PP. 1-9, 2012.
[13] L. Dascalescu, C. Драган, М. Bilici, R. Beleca, Y. Hemery та X. Rouau, “Електростатичний основою для поділу пшеничні висівки тканин,” IEEE операцій за додатків промисловості, т.. 46, Ні. 2, PP. 659-665, 2010.
[14] Y. Hemery, X. Rouau, C. Драган, R. Bilici і L. Dascalescu, “Електростатичний властивості пшеничні висівки та установчих шарів: Вплив гранулометричний склад, склад, і вологості,” Журнал їжу інженерії, Ні. 93, PP. 114-124, 2009.
[15] Y. Hemery, М. Chaurand, U. Холопайнен, М. А.. Lampi, P. Лехтінен, V. Piironen, A. Sadoudi та X. Rouau, “Потенціал сухий фракціонування пшеничними висівками для розвитку Інгрeдиєнти харчові, частина I: Вплив ультра-тонкий подрібнення,” Журнал науки зернові, Ні. 53, PP. 1-8, 2011.
[16] Y. Hemery, U. Холопайнен, М. А.. Lampi, P. Лехтінен, T. Нурмі, V. Piironen, М. Edlemann та X. Rouau, “Потенціал сухий фракціонування пшеничними висівками для розвитку Інгрeдиєнти харчові, частина II: Електростатичний поділу частинок,” Журнал науки зернові, Ні. 53, PP. 9-18, 2011.
[17] J. Ван, E. Смітс, R. М. Бум, і М. A. Schutyser, “Arabinoxylans концентрує від пшеничні висівки, електростатичні розлуки,” Журнал їжу інженерії, Ні. 155, PP. 29-36, 2015.
[18] P. J. Pelgrom, J. Ван, R. М. Бум, і М. A. Schutyser, “Попередньо- і після лікування підвищення білка збагачення від фрезерні, повітря класифікація бобові,” Журнал їжу інженерії, Ні. 155, PP. 53-61, 2015.
[19] D. Chereau, P. Videcoq, C. Рюфф'є, L. Пишон, J. C. Мотт, S. Belaid, J. Ventureira і М.. Лопес, “Поєднання існуючих та альтернативних технологій для сприяння насіння олійних культур і імпульсів білки в продовольчої програми,” Насіння олійних культур & жири культур і ліпідів, т.. 23, Ні. 4, PP. 1-11, 2016.
[20] A. Готель Barakat, F. Джером і X. Rouau, “Сухий платформою для відокремлення білків містять біомаси
Полісахариди, Лігнін, і поліфеноли,” ChemSusChem, т.. 8, PP. 1161-1166, 2015.
[21] C. Бассет, S. Kedidi та A. Готель Barakat, “Хімічна- і розчинників Mechanophysical фракціонування біомаси індукованих зарядки електростатичного Трібо: Розділення білків і гідролізний,” АСУ сталого хімії & Інжиніринг, т.. 4, PP. 4166-4173, 2016.
[22] J. М. Стенцель, J. L. Шефер, H. Заборона, і J. K. Neathery, “Апарат і метод для поділу Triboelectrostatic”.Патент США 5,938,041, 17 Сер 1999.
