hoofdartikel
technologie > scheidingstechnieken > cyclonen
Download download article

Cyclonen

Inhoudsopgave
 Doel
 Toepassingsgebied
 Beschrijving van technieken
 Stofcycloon
 Hydrocyclonen

Doel

De cycloon is een scheidingsapparaat dat wordt gebruikt voor het scheiden van mengsels van stoffen in een verschillende aggregatietoestand (vast, vloeibaar of gas). De scheiding vindt plaats met behulp van een wervelstroming, waarin de centrifugaal- en zwaartekracht resulteren in een scheiding van de verschillende stoffen. De scheiding is dus voornamelijk gevolg van het verschil in gewicht.

Toepassingsgebied

Cyclonen worden op grote schaal toegepast in de zuivelindustrie. Bij sproeidrogen bv. ontstaat een mengsel van lucht waarin het gesproeidroogde product rondzweeft.
Daarnaast wordt de cycloon toegepast bij het ontzanden van bijvoorbeeld waswater. Hetzelfde principe wordt gebruikt bij de zetmeelverweking.

Beschrijving van technieken

Het te scheiden mengsel wordt onder druk tangentiaal in een cilindrische ruimte ingebracht. Hierdoor ontstaat een roterende beweging in de cycloon. De zwaardere deeltjes worden door de centrifugaalkracht naar buiten gedreven, waarna de zwaartekracht er vervolgens voor zorgt dat deze deeltjes aan de onderzijde kunnen worden afgevoerd (underflow). De lichtere vloeistof of het gas wordt naar boven gedreven, en kan daar worden afgevoerd (overflow). Te kleine deeltjes ondervinden onvoldoende centrifugaalkracht, waardoor deze niet kunnen worden afgescheiden. Een cycloon kan grote hoeveelheden continu verwerken. Het is een redelijk eenvoudig apparaat dat, in tegenstelling tot een centrifuge, geen bewegende delen heeft.

Cyclonen zijn onder te verdelen in twee typen: Stofcyclonen en hydrocyclonen.

Stofcycloon

In een stofcycloon worden meestal vaste stoffen gescheiden van een gas. Door de tangentiale inbreng van het luchtmengsel ontstaat er een dubbele spiraalbeweging (double-vortex). Deze beweging bestaat uit een buitenspiraal die naar beneden voert en vervolgens een binnenspiraal wordt die naar boven beweegt en daar wordt afgevoerd. De zwaardere deeltjes worden tegen de wand geslagen en vervolgens beneden afgevoerd. De ingangssnelheid van de lucht bedraagt 10 tot 20 m/s, meest gebruikelijk is16 m/s. Deze snelheid is onder andere afhankelijk van de afmetingen van de cycloon. De afmetingen hebben ook invloed op het rendement van de cycloon, oftewel welke deeltjesgrootte nog opgevangen kan worden. Dit wordt vaak weergegeven met de d50-waarde. Dit is de deeltjesgrootte waarvan 50% wordt afgevoerd met de vaste stof en de andere 50% met de lucht. Hoe groter het deeltje, hoe groter het percentage dat met de vaste stof wordt afgevoerd.
Cyclonen hebben verschillende afmetingen; over het algemeen kan er gesteld worden dat kleinere cyclonen een beter rendement hebben. Cyclonen met een diameter groter dan 1,5 meter kunnen deeltjes vanaf 20 Ám afscheiden. De kleinere cyclonen met diameter 0,4 tot 1,5 meter zijn geschikt voor deeltjesgroottes van 10 Ám en groter. Nog verder verkleinen van de cyclonen verbeterd het rendement maar verlaagd de capaciteit aanzienlijk. Daarom is de mulitcycloon ontwikkeld, waarbij meerdere kleine cyclonen (diameter 0,005 tot 0,3 meter) parallel zijn geschakeld en zodoende toch zorgen voor voldoende capaciteit. In enkele ontwerpen van deze multicyclonen wordt het luchtmengsel axiaal ingebracht en met behulp van geleideschoepen in spiraalbeweging gebracht.
Om het rendement te verhogen worden soms natte cyclonen toegepast. Plakkerige stofdeeltjes worden minder snel van de wand geslagen om vervolgens weer in de luchtstroom terecht te komen. Hierdoor kan de luchtsnelheid worden opgevoerd, waardoor het rendement wordt verhoogd. Om de deeltjes vochtig te maken, kan er in de invoerleiding water worden verneveld of wordt de wand van de cycloon bevochtigd.

Hydrocyclonen

Zoals het woord al aangeeft, werken hydrocyclonen met behulp van water. Daardoor is het mogelijk om vaste stoffen af te scheiden uit vloeistoffen of twee vloeistoffen met verschillende soortelijke gewichten te scheiden. Zo kan olie worden gescheiden van water, maar ook bijvoorbeeld zand of zetmelen uit water gehaald worden. De zwaarste onderdelen (grootste dichtheid) worden steeds tegen de wand van de cycloon geslagen en vervolgens beneden afgevoerd. In tegenstelling tot bij stofcyclonen zal er bij hydrocyclonen ook een gedeelte van de basisstof beneden worden afgevoerd; bij stofcyclonen wordt al het gas bovenaan afgevoerd.
De afmetingen van hydrocyclonen zijn ongeveer 100x zo klein als die van stofcyclonen. Dit is nodig omdat het dichtheidverschil veel kleiner is tussen de vaste stof en de vloeistof; in het geval van twee vloeistoffen is dit nog kleiner. Om een rendement aan te geven wordt in het geval van scheiding van een vaste stof en een vloeistof gebruik gemaakt van dezelfde d50-waarde als bij de stofcycloon (50% vaste stof in underflow en 50% in overflow).
forumGeef uw reactie op dit artikel
Alle velden zijn verplicht. Uw persoonlijke informatie wordt niet op de site geplaatst. Hyfoma levert geen machines, maar verwijst alleen naar de bedrijven die de machines leveren. De meeste genoemde bedrijven leveren alleen machines voor de voedselindustrie en produceren geen voedsel.

Naam: Email:
Functie: Bedrijf:

cyclonen

Doel De cycloon is een scheidingsapparaat dat wordt gebruikt voor het scheiden van mengsels van stoffen in een verschillende aggregatietoestand (vast, vloeibaar of gas). De scheiding vindt plaats met behulp van een wervelstroming, waarin... lees volledige beschrijving