Гофры для вытяжки диаметр: Гофра для вытяжки: размеры, диаметр

Содержание

виды, размеры, монтаж своими руками

Гофра для вытяжки — это гибкие воздуховоды с различным покрытием. Такие конструкции активно применяются при ремонте и строительстве. Отлично подходят для монтажа воздуховодов на кухне и в ванной. Благодаря простоте конструкций, их можно установить и самостоятельно, тем самым сэкономив на вызове мастера.

Гофра для вытяжки

Разновидности гофры

Гофра для вытяжки бывает двух типов:

  1. Алювент — устойчивая к огню антикоррозионная гофра из алюминия.
  2. Термовент изготавливается из нержавейки и оцинкованного железа.

Для производства гофры для вытяжной вентиляции используют:

  • алюминий;
  • железо оцинкованное и нержавейку;
  • текстиль;
  • пластик;
  • полиэтилен высокого давления или низкой плотности (ПЭВД, ПЭНП).

Изготавливают гофрированную трубу каркасным и спирально-навивным методом. Каркасные модели имеют каркас из металла, который покрыт материалом из фольгированного алюминия или полимерной пленкой. Гофрированная алюминиевая труба для вентиляции на каркасной основе отличается гибкостью. После максимальной растяжки гибкие воздуховоды из нержавеющей стали возвращаются в свое первоначальное состояние без деформаций.

Спирально-навивным методом изготавливают гофру из металлических лент. Этот вид труб имеет относительную изгибательную способность. После растягивания трубе невозможно вернуть первоначальный вид. Любое изменение формы воздуховода сопровождается деформацией.

Многими производителями выпускаются термостойкие воздуховоды с теплоизоляцией. Этот материал используется в других областях народного хозяйства.

Технические требования

Согласно санитарным нормам, вытяжное устройство в кухне должно за 1 час прогонять объем воздуха, который равняется 10-12 объемам помещения. Вытяжку устанавливают на высоте 65 см для плиты электрической или 75 см — для прибора, работающего на газу.

Основные параметры воздуховод — диаметр гофротрубы и длина. В жилых домах используются гофрированные трубы только круглого сечения. Диаметры гофры для вытяжки — 10/12/12,5/15/20 см. По длине трубы могут иметь стандартный размер или выпускаться в бухтах, если нужно изделие нестандартной длины. Длину гофротрубы замеряют рулеткой.

Сфера и нюансы применения

Гибкие воздуховоды применяются в различных сферах. Для облегчения монтажа и возможности соединения разных частей труб и уменьшения в них сопротивления используют переходные элементы. Их изготавливают в виде жестких металлических «колен». Эти части вытяжной системы позволяют выполнять повороты, натяжение воздуховода на непрямых участках, присоединять гофротрубу к несущим стенам.

Гофра для вентиляции стыкуется и соединяется полужесткими соединительными и промежуточными элементами. Кроме этого, для монтажа вытяжки требуются присоединительные устройства и системы перехода с жесткой конструкции на гибкие элементы.

При выборе воздуховода для вытяжки учитывают такие особенности:

  1. Дополнительные повороты гофры понижают работоспособность вытяжного устройства. Если путь воздуховода отличается сложными переходами, то устанавливают более мощный вентилятор, чтобы поддерживать качественный воздухообмен.
  2. Любая часть гофротрубы с использованием переходных фланцев меньшего диаметра снижает качество работы вытяжки.
  3. Гофру лучше покупать с небольшим запасом по длине, особенно в случаях, когда воздуховод имеет повороты.
  4. При установке гофру нужно максимально растягивать, поэтому большой запас трубы не нужен. Чем больше ребристость воздуховода, тем сильнее шум в системе.

Гофрированные трубы из нержавеющей стали используют в отоплении. Они имеют много достоинств по сравнению со стандартными материалами. Это:

  • легкость изгибания и возможность придания конструкции любой формы;
  • материал не подвержен коррозии;
  • устойчивость к перепадам температур и давления;
  • простота монтажа и установки;
  • выпуск материала в бухтах до 50 м.

При установке гофры на улице выбирают модели с теплоизоляцией.

Инструкция по монтажу

Для монтажа гибкого воздуховода нужно подготовить такие материалы и инструменты:

  • несмываемый маркер или фломастер;
  • нож для резки бумаги или сапожный нож;
  • кусачки для резки проволоки;
  • ножницы;
  • кисти;
  • отвертка;
  • защитные рукавицы;
  • элементы крепежа и хомуты;
  • мастика;
  • ленты;
  • герметик.

Мастика и герметик могут быть водными или на основе растворителя. Для соединения частей гофры для вытяжки используют монтажные ленты. В инструкции по монтажу воздуховодов прописано, как установить гофру на вытяжку своими руками. Это под силу даже не специалисту. Порядок монтажа:

  • присоединяют гофротрубу к патрубку;
  • с клейкой ленты снимают защитный слой;
  • начинают намотку ленты за 50 мм до стыка;
  • обматывают аккуратно и тщательно стык;
  • продолжают намотку на 50 мм дальше стыка.

При монтаже воздуховодов применяют «золотое правило»: соединяемые поверхности должны быть чистыми, сухими и обезжиренными.

При установке воздуховода могут использоваться другие крепления, хомуты и соединительные элементы (стаканы кольца, переходные патрубки).

Гофрированная труба полностью растягивается, это уменьшает давление в сети и снижает уровень шума. Лучше использовать трубы небольшой длины. Длинные гофры крепят с помощью хомутов. Важно выполнять монтажные работы, соблюдая осторожность, чтобы не повредить целостность покрывающего конструкцию материала. При монтаже важно учитывать направление движения воздуха. На гофрированных трубах оно помечается цветными метками.

выбираем размер и диаметр, преимущества

На чтение 9 мин. Просмотров 6.1k. Обновлено

Устройство вытяжной вентиляции в жилом доме весьма важно для обеспечения комфортного проживания в нем. Комфорт, прежде всего, обеспечивает состав воздуха, влажность и запыленность.

Важен также газовый состав атмосферы с нормальным содержанием кислорода для горения топлива в тепловых агрегатах.

Поэтому устройство приточной и вытяжной вентиляции является обязательным при строительстве жилища. Одним из важнейших элементов таких систем является коммуникационные устройства в виде гофрированной трубы для вытяжки.

Виды вентиляционных каналов

Устройство вентиляционной системы в доме – непростая задача. И основной ошибкой является неравенство мощности по удалению загрязненного воздуха и свежего, поступающего из внешней среды.

Известны случаи, когда простая замена традиционных оконных рам на герметичные пластиковые приводила к плохому горению печей и затрудненному дыханию проживающих. А все дело в том, что нарушен баланс притока и оттока воздуха.

Чтобы правильно устроить вытяжную систему, используются различные каналы:

  • гофрированные пластиковые трубы;

  • пластиковые короба квадратного или прямоугольного сечения;

 

  • металлические короба из оцинкованной стали;

  • гофрированные металлические трубы из алюминия.

На чем же остановить свой выбор? Все зависит от места установки вентиляции. Например, для устройства воздуховода от кухонной вытяжки непригодны изделия из пластика. В условиях удаления горячих газов срок их эксплуатации крайне низок. Короба из оцинковки дороги и их сложно устанавливать своими силами, для этого нужны профессиональные навыки жестянщика.

Да и внешний вид такого воздуховода оставляет желать лучшего. В настоящее время популярны воздуховоды из алюминиевой гофры для вытяжки, размеры по диаметру которой выпускаются в широком диапазоне, позволяющем монтировать каналы любой степени сложности. Материал выдерживает температуры до 300 градусов, что позволяет использовать их не только в вентиляции, но и в качестве дымоходов в газовых колонках и котлах.

Какими бывают диаметры гофры для вытяжки? В таких системах используются трубы размерами:

  • 100;
  • 120;
  • 125;
  • 150 миллиметров.

Наиболее популярным является размер гофры для вытяжки на 120 мм, ему практически не уступает по популярности диаметр 125 миллиметров. Зачастую потребить просто не делает различий между этими параметрами, тем более что их можно монтировать на одни и те же доборные элементы. Этому способствует пластичность материала при использовании специальных соединительных элементов – хомутов.

Форма выпуска гофротруб – отдельные патрубки, которые в состоянии поставки  имеют длину 65-100 сантиметров, а при монтаже она способна удлиняться до трех метров без изменения размера по диаметру.

Из каких материалов изготавливаются гофрированные трубы

Основными материалами для таких изделий являются пластмассы (ПВХ), алюминий и нержавеющая сталь. О применении первых двух видов мы уже упомянули, а вот воздуховоды из нержавейки применяются в основном для отвода дымовых газов от тепловых агрегатов.

Смотреть видео

Это связано ее способностью выдерживать высокие температуры – до 600 градусов. Естественно, это качество не помешает и для вытяжных систем, но цена такого воздуховода будет неприемлемо высокой.

Процесс изготовления гофрированных алюминиевых труб организовывается с применением высокоточного оборудования и современных технологий. Материалом для производства таких изделий является алюминиевая (нержавеющая) лента толщиной от 0,12 миллиметров. С бобины она наматывается на специальную оправку виток к витку и сваривается лазером. В результате получается тонкостенная спиральношовная труба.

Транспортировать такое изделие крайне неудобно, в том числе по причине ее непрочной конструкции. Поэтому трубу пропускают еще через одну установку, на которой накатывается гофра круговым ножом. После этого получаются короткие патрубки, которые легко транспортировать. Как мы уже упоминали, гофрированная труба для вытяжки на 100 мм нарезается в длине от 65 сантиметров, другие размеры раскраиваются таким же образом.

В процессе монтажа такому патрубку можно придать длину до 3 метров, при этом работу нужно выполнять с особой осторожностью – стенки легко деформируются с образованием вмятин. Труба, растянутая на максимально возможную длину, практически не способна при необходимости складываться в обратном направлении.

В то же время, остаточная гофра негативно сказывается на проходимости загрязненного воздуха. При длительной эксплуатации воздуховода из таких труб на внутренних стенках образуется налет, который из-за неровностей стенок очень трудно удаляется.

Проще будет заменить их новыми, благо стоимость позволяет сделать это без существенных затрат.

Как выбрать размеры гофры для вытяжки

При проектировании вытяжки в доме, прежде всего, подбирают мощность вентилятора, чтобы обеспечить замену воздуха во всех помещениях жилого дома. В паспорте на это устройство указывается рекомендуемый размер сечения воздуховода.

Основным принципом устройства вентиляционного канала является равенство секундных объемов проходящего по нему воздуха. Поэтому в одноканальных системах не допускается сужение воздуховода. Это приводит к перегрузу электродвигателя вентилятора и увеличению расхода электроэнергии.

Вариантов выбора труб по материалу немного, это может быть пластиковая гофра для вытяжки на 120 мм, или такая же, но из алюминия. Первый вариант позволяет легче обслуживать воздуховод, удаляя осадок на стенках. Второй более технологичен в установке. Труба гофрированная на 150 миллиметров для вытяжки применяется обычно в разветвленных системах в качестве магистрального канала.

Как соединить гофру с вытяжкой

В жилых многоквартирных домах система вытяжной вентиляции предусмотрена проектом, и задача сводится к подключению внутреннего воздуховода в помещении к этому устройству. Как установить гофру на вытяжку на кухне?

Смотреть видео
[sociallocker]

[/sociallocker]

В идеальном варианте, когда кухонный гарнитур укомплектован вытяжкой в одном из шкафов, задача сводится к следующим действиям:

  1. Проверить наличие тяги в вытяжке. Для этого нужно поднести к решетке воздухозабора листок тонкой (газетной или туалетной) бумаги. Если он притягивается к ней, тяга нормальная и можно продолжать работу.
  2. Перед тем, как крепить гофру к вытяжке, нужно на решетку системы вентиляции установить настенный патрубок с горловиной нужного размера. Для этого на ободке, прилегающем к стене, имеется 4-6 отверстий для винтов. Нужно произвести разметку и просверлить в стене нужное количество отверстий. В них установить пластиковые вставки (дюбеля) и прикрепить горловину.
  3. Как одеть гофру на вытяжку? Один конец трубы нужно надеть на горловину и закрепить его, используя хомут. При этом нужно промять стенку изделия и надежно завернуть винт. Следует помнить, что в процессе работы труба вытяжки вибрирует, поэтому соединение должно быть достаточно прочным.

  1. Аккуратно, не сжимая стенок трубы нужно растянуть трубу на нужную длину.
  2. Выполнить изгибы в соответствии с траекторией прокладки трубы, завести ее в отверстие шкафа и закрепить второй конец трубы к горловине вентилятора с использованием такого же хомута. Гибкий материал можно уложить по любой траектории, обходя препятствия на пути трубопровода.

Растягивание трубы лучше производить в несколько приемов, не допуская ее провисания на отдельных участках. Если туба не растянута на максимальную длину, по ходу монтажа можно сжимать ее по длине, подгоняя по месту.

При наличии натяжного или навесного потолка, горизонтальный участок можно спрятать внутри этих устройств. Визуально воздуховод из такого материала выглядит достаточно презентабельно, если выполнен без значительных повреждений трубы в виде вмятин.

Смотреть видео

Термостойкий вариант соединения алюминевых гофр между собой.

Watch this video on YouTube

Учитывая невысокую механическую прочность изделия, это не всегда удается. Поэтому многие пользователи вытяжных устройств закрывают вытяжку внутрь специально устроенных коробов. Особенно это актуально¸ если используется не встроенная вытяжка а прибор имеет вид навесного зонта.

Перед тем, как спрятать гофру от вытяжки на кухне, нужно выбрать способ исполнения. Это может быть короб, крепящийся непосредственно на стену. Задаваясь вопросом, чем скрыть гофру от вытяжки на кухне, можно предложить разные варианты коробов. В этой статье подробно описан способ как сделать короб своими руками.

Короб изготавливают из доступных листовых материалов, таких, как гипсокартон, фанера, ДСП, пластик и другие подобные изделия. При этом лицевая стенка делается открывающейся для обслуживания и ремонта в процессе эксплуатации.

Второй вариант как скрыть гофру от вытяжки на кухне состоит в том, что короб изготавливается отдельно и навешивается на стену.

Преимущества скрытого воздуховода состоят в том, что можно задекорировать гофру от вытяжки на кухне в тон кухонной мебели или стен.

Такой короб для гофры от вытяжки также нужно изготавливать с открывающейся передней панелью.

Замаскировать гофру от вытяжки на кухне можно и другими способами, применяя различные материалы. Любые устройства для этого создают определенные неудобства в эксплуатации и ремонте. Но нужно учитывать, что кухня – это функциональное помещение и настолько ли необходимо прятать этот воздуховод.

Установка гофры на вытяжку на кухне самостоятельно

Смотреть видео
[sociallocker]

[/sociallocker]

Как видно из приведенного выше способа установки вытяжной трубы, операция вполне доступна для выполнения своими руками. Для работы понадобится инструмент:

  1. Маркер для разметки положения отверстий при установке настенной горловины.
  2. Электродрель со сверлами, соответствующими материалу стены (кирпич, бетон или другие строительные камни) если работа ведется в деревянном доме, сверла и дрель вообще не нужны.
  3. Шуруповерт для установке крепежа. Поскольку его немного, может быть достаточно отвертки соответствующего профиля.

Смотреть видео

Да и все содержание работ заключается в креплении горловины и установке двух хомутов. Это тот самый случай, когда все нужно делать своими руками.

Производители труб для вентиляции

Одним из основных поставщиков этой продукции на внутренний рынок является Челябинский завод «Электровент».  В сортаменте этого предприятия алюминиевые гибкие трубы, термостойкие изделия из нержавеющей стали, а также продукция из пластиков.

Трубы «Электровента»  популярны высоким качеством продукции и умеренными ценами. Вообще линейка продукции предприятия очень разнообразна и относится, как правилол, к вентиляционным системам.

На рынке присутствует также продукция ООО НПО «Легион», выпускающая металлические гофрированные трубы в широком ассортименте. Предприятие специализируется на выпуске продукции из стали.

Компания «СВ Профиль», в числе прочей продукции, производит вентиляционные трубы из ПВХ и успешно использует их для своей деятельности. Создана более 10-ти лет назад.

Предприятие «Рувинил» г. Москва работает на рынке вентиляционных систем с 1998 года. Производит гофротрубы из пластиков литьевым способом.

Технология производства гофротруб любого вида довольно проста и оборудование доступно по цене. Вместе с тем, в связи с ростом объема производства в стройиндустрии, потребность такой продукции увеличивается.

Стимулом для использования гофротруб для систем вентиляции является сравнительно невысокая цена на них и технологичность при монтаже вентиляционных систем. Преимущества гофротруб очевидны, но выбирать предстоит вам.

Гофра для вытяжки алюминиевая: размеры и диаметры

На чтение 5 мин Просмотров 365 Опубликовано Обновлено

Сегодня главное место, где используется гофра это, безусловно, кухня. Именно здесь устанавливаются вытяжки. Современные системы водонагрева и отопления в основном работают на газе, что требует продуманной и надежной вентиляции. Отвод отработанного воздуха гарантирует гофра для вытяжки. Она состоит из прочных стальных колец с натянутым на них специальным покрытием. Основным материалом при изготовлении является ламинированная фольга, изготавливаемая из нескольких слоев. Хорошо продуманная конструкция дает возможность растягивать дымоход до трех метров.

Алюминиевая гофра

Гофротруба очень востребована, особенно при установке систем вентиляции в труднодоступных местах. Благодаря своей универсальности монтаж может проводить специалист любой квалификации. Диаметр в каждом случае подбирается индивидуально и напрямую зависит от оборудования, к которому подсоединяется гофра. Современная промышленность выпускает два основных вида гофротрубы:

  1. Пластиковая.
  2. Алюминиевая.

Изделие из ПВХ не имеет ребер и представляет собой гладкую трубу с совершенно ровными стенками, что делает работу вентиляции полностью бесшумной. Однако у монтажников и населения наиболее популярна алюминиевая конструкция. Она отличается множеством положительных качеств, среди которых можно выделить:

  • высокую прочность при любом диаметре воздуховода;
  • не подвержена возгоранию, способна легко выдерживать высокие температуры;
  • прекрасная аэродинамика.

Технические параметры

  • Гофротруба способна отлично работать в высоком диапазоне температур от -30 до +250 градусов Цельсия.
  • Может использоваться в любом типе вытяжки в жилых помещениях или на промышленных предприятиях.
  • Размеры позволяют применять данную конструкцию в любом виде вентиляционного оборудования.

Собираясь приобретать гофру, следует помнить, что от правильно выбранного диаметра зависит качество и долговечность работы системы вентиляции.

В настоящее время выпускается четыре основных размера гофры, диаметром 10;12; 12,5; 15 сантиметров. В каждой инструкции, описывается какой именно диаметр оптимально подходит для установки системы вентиляции. Если установить трубу меньшего диаметра вентилятор станет работать со значительным усилием и может быстро выйти из строя.

Не существует ограничений по длине гофры, все зависит от расстояния между вентилятором и отверстием для вывода отработанного воздуха. При выборе гофры следует помнить, что чем больше изгибов и длиннее путь до выходного отверстия, тем менее продуктивной окажется работа вентиляции. При длинной трубе следует устанавливать вентилятор большей мощности для обеспечения хорошей работы системы.

На что обращать внимание при монтаже

Схема монтажа

Гофра для вытяжки считается идеальной, если полностью скрывается в навесном шкафу. Работы ведутся без использования специальных переходников и сложных элементов крепления, что дает возможность не тратить лишних средств на проведение работ. Эластичная ребристая конструкция легко огибает препятствия, что позволяет не применять дополнительных соединений и фитингов. Перед началом работ, гофра полностью растягивается и устанавливается в таком виде, что снижает шум при работе вентилятора. В противном случае получившиеся складки обязательно создадут вибрацию, и работа вытяжки станет сопровождаться повышенным дребезжанием.

Гофра крепится к патрубку системы вентиляции при помощи специальных металлических или пластиковых хомутов. Чтобы правильно провести монтажные работы следует придерживаться несложных правил:

  • Если вентиляционное отверстие находится на большом расстоянии от вытяжки, трубу следует провести под потолком. Это поможет избежать острых углов и сделает работу системы более эффективной и надежной. Для этих целей лучше использовать навесные потолки, которые идеально скроют гофру от посторонних глаз;
  • следует тщательно подобрать диаметр, так как узкий воздуховод будет создавать большую нагрузку для вентилятора, что, безусловно, скажется на его работе. Если вытяжка имеет круглое отверстие, не следует использовать трубу прямоугольного сечения. Это сделает работу малоэффективной, так как придется устанавливать специальные переходники, которые понизят прохождение воздуха по каналу воздуховода.

Как проводится монтаж

  1. Перед началом работ устанавливается решетка со встроенным обратным клапаном. Она поможет обеспечить приток свежего воздуха для вентиляции помещения при выключенном вентиляторе.
  2. Установив анемометр в основание трубы можно определить объем производительности системы вентиляции, который должен составлять не менее трех объемов кухни.
  3. Перед монтажом проверьте наличие обратной тяги для этого приложите лист бумаге к решетке вытяжки, она должна плотно пристать к отверстию. Наличие обратной тяги может уменьшить результативность принудительной системы вентиляции.
  4. При установке следует постараться, чтобы конструкция имела как можно меньше изгибов и поворотов, поскольку это понижает результативность работы во много раз.

Выбор воздуховода производится после покупки системы вентиляции, поскольку от правильно подобранного диаметра зависти качество работы системы в целом. Диаметр выходного отверстия должен точно соответствовать параметрам трубы только так можно добиться максимальной эффективности.

Часто, торгующие организации вместе с вытяжкой предлагают в комплекте гофрированную трубу. Можно отказаться от навязываемой услуги, если вы своевременно ознакомитесь с инструкцией и рассчитаете нужное количество гофры. Тогда вы купите точное количество, не переплачивая за лишние метры.

Идеальный способ изготовления дымохода, можно не опасаться за перегрев трубы. Она быстро и легко монтируется в любом виде перекрытий. При установке газового отопительного или водонагревательного оборудования может обеспечить максимальный отток продуктов сгорания, давая возможность гарантировать надежность работы котлов и бойлеров. Система подобных труб хорошо зарекомендовала себя при установке каминов, печей или других систем отопления.

Стальной внутренний каркас и сверхпрочная пленка, позволяют не беспокоиться о долговечности и надежности эксплуатации конструкции. Помните, что чем ответственней подходить к выбору гофры, тем качественней и дольше будет работать ваша система вентиляции. Не следует экономить на отводной трубе, поскольку попадание угарного газа в квартиру может привести к печальным последствиям.

Гофра для вытяжки — как спрятать на кухне, диаметр

Здравствуйте, уважаемый читатель! Сегодня у нас пойдет речь о том, как спрятать трубу от вытяжки на кухне.

Мы расскажем о способах маскировки воздуховодов, используемых материалах, рассмотрим, как декорировать вытяжку своими руками, приведем советы специалистов, разберем ошибки при проведении монтажных работ. Вы узнаете и увидите примеры наиболее практичных конструкций.

Зачем скрывать трубы

Кухонные вытяжки бывают двух видов.

Циркуляционные вытяжки, которые очищают воздух с помощью фильтра и возвращают обратно в помещение. Не требуют подсоединения к вентиляционной шахте здания, соответственно для них не нужен воздуховод и маскировать ничего не надо.

Проточные вытяжки, которые удаляют загрязненный воздух из кухни. Они гораздо эффективней очищают, но требуют подключения к вентиляционной системе через гофрированный рукав, который имеет непривлекательный вид, не украшающий интерьер кухни. К тому же, если вентиляционная шахта расположена на другой стороне кухни, длина воздуховода может составить несколько метров. Поэтому вопрос о скрытии вытяжной трубы возникает одновременно с процессом установки всей системы.

Способы маскировки труб

Вместо гофры можно использовать пластиковую трубу круглого или прямоугольного сечения, подходящего размером по диаметру канала. Для соединения коротких отрезков используются переходники различной конфигурации. Минусом пластикового трубопровода является потеря тяги при его длинной протяженности. Поэтому использовать такой пластиковый короб рекомендуется только при наличии вентиляционного отверстия рядом с вытяжкой.

Декорировать гофрированный рукав можно следующими способами.

  • Коробом из гипсокартона. Сооружается на каркасе из металлических профилей и затем окрашивается в цвет, соответствующий дизайну кухни.
  • Встраиваемой мебелью. Воздуховод неприметно размещается в стенках высокого навесного шкафа, подвешенного над плитой. Этот вариант подойдет в случае встроенной вытяжки, закрепленной в нижней части такого шкафа.

Оба варианта можно обыграть освещением из светодиодных элементов, что прибавит уюта и яркости освещения в кухне.

  • Карнизом кухонного гарнитура. Вытяжную трубу пропускают вплотную к стене по верху кухонной мебели, и она становится закрытой за карнизом.
  • Подвесным или натяжным потолком. В данном случае гофрированная труба будет полностью скрыта. Высота потолка потеряет от 13 до 15 см.
  • Декоративными элементами или покраской гофры, которая будет выступать элементом интерьера кухни.

Если ваша кухня оформлена в стиле хай-тек, алюминиевую гофру можно оставить так как есть, без маскировки. Она хорошо сочетается с этим стилем.

Какой способ лучше

Самым рациональным вариантом маскировки будет тот, который наилучшим образом подойдет для интерьера вашей кухни.

Наиболее простым способом считается замена гофры пластиковым воздуховодом. Но надо учитывать, что он эффективен только в случаях расположения вытяжки недалеко от вентиляционного отверстия. Кроме того, короб из пластика должен вписаться в цветовой дизайн кухни. В ином случае его придется окрашивать или оклеивать подходящими обоями.

Если рукав длинный, простирается через все помещение, то наилучшим вариантом будет подвесной потолок, позволяющий полностью скрыть вытяжную трубу.

Наиболее дешево будет окрасить гофру и отделать её простыми декоративными элементами.

Выполнить работу самому или вызывать мастера

Чтобы установить короб из пластика или гипсокартона, нет смысла прибегать к услугам мастеров. Вы сможете проделать эту работу самостоятельно.

Если же приходится устраивать навесной или натяжной потолок, лучше воспользоваться помощью профессионалов.

Требования к материалам для заделки труб

Материалами для маскировки труб могут быть металл, пластик, дерево и гипсокартон.

Конструкции, скрывающие воздуховоды и другие коммуникации, служат не только для декоративных целей, но и уменьшают шум электродвигателя вытяжки. Они должны эстетично выглядеть, обладать высокой стойкостью к повышенным температурам и влаге, химическим воздействиям, ультрафиолету, легко поддаваться уходу, очистке от пыли и других загрязнений.

Пластик быстро и легко собирается, хорошо обрабатывается, легок по весу. Его недостатками являются потускнение со временем, подверженность механическим воздействиям.

Короба из нержавейки отличаются особым дизайном, надежны по прочности, не меняют внешнего вида. К минусам относятся тяжелый вес конструкции, громоздкость и высокая цена.

Гипсокартон приобрел большую популярность как отделочный материал. Он доступен по цене, удобен при монтаже, что позволяет собирать конструкции из него самостоятельно, без привлечения мастеров. Короб из ГКЛ можно окрашивать, шпаклевать, отделывать обоями, плиткой, мозаикой. При монтаже надо учитывать хрупкость материала.

Дерево при хорошей обработке будет гармонично сочетаться с фасадом кухонного деревянного гарнитура, надежно исполняя и защитные функции.

Маскировка труб своими руками

Установку декоративных коробов можно произвести своими руками, даже не обладая большими навыками домашнего мастера. Здесь важно заранее определиться с вариантом отделки трубы, подобрать нужный материал и крепежные элементы.

Необходимые инструменты и материалы

Из инструментов понадобятся следующий набор:

  • электродрель;
  • шуруповерт;
  • перфоратор;
  • ножницы для работы с металлом;
  • для работы с деревом и гипсокартоном – электролобзик;
  • линейка;
  • уровень.

Для крепежа следует приобрести:

  • дюбеля необходимого размера;
  • саморезы;
  • металлопрофили;
  • крепежные винты;
  • хомуты для крепления воздуховода.

Прежде чем покупать материалы, следует определить размеры конструкции и рассчитать объем покупки.

Ход работ

Для скрытия гофры чаще всего сооружают декоративный короб из гипсокартона.

  1. Работу начинают с обмера пространства и воздуховода, наброска проекта монтажа.
  2. Производят с помощью линейки и уровня разметку карандашом на стене. По стене, а затем по потолку, прикрепляют дюбелями направляющие профили, затем крепят к ним саморезами вертикальные отрезки.
  3. Рукав гофры закрепляют в отверстиях вытяжки и вентиляционной шахты, размещая внутри каркаса.
  4. По профилям обшивают каркас гипсокартоном, используя саморезы.
  5. Изготовленный короб можно отделывать в соответствии с интерьером кухни: красить, обклеивать обоями, использовать другие материалы.

Советы специалистов

Рассмотрим некоторые нюансы маскировки вытяжной трубы.

При выборе пластикового воздуховода важно предусмотреть, чтобы его диаметр был не меньше, чем диаметр отверстия вентиляционной шахты.

Пластиковый рукав длиной свыше 3 метров – не лучшее решение.

Дополнительная светодиодная подсветка реально преобразит кухонное пространство. Она поможет сделать выступ короба незаметным, либо, наоборот, выделить его в кухонном фасаде.

Если отверстие вентиляционной шахты размещено в стороне от вытяжки, рукав можно повернуть и проложить сквозь боковую стенку следующего навесного шкафчика.

Как маскировать стояки отопления

Маскируют стояки отопления несколькими способами.

Заделывают трубы в стену или пол. Способ трудоемкий, но главный его недостаток – при повреждении трубы или протечке, стену или пол придется разбирать.

Скрывают трубы декоративным коробом из гипсокартона. Размечают место для крепления металлического каркаса с учетом того, что между трубой и коробом должно быть не менее 3 см пространства. Крепят каркас с горизонтальными перемычками. Затем обшивают его листами ГКЛ. Стыки обклеивают серпянкой, шпатлюют, затирают. Далее оформляют короб декоративными материалами либо окрашивают в тон помещения.

Подобным образом, можно замаскировать трубы канализации, водопровода, а при соблюдении мер безопасности – газопровода.

Маскировку таких коммуникаций лучше проводить в период их прокладки, что позволит установить короба в наибольшей степени незаметно.

Что лучше гипсокартонный короб или натяжной потолок?

Потолок совсем спрячет рукав, его не будет видно. Но если у вас потолок ниже 2,60 в кухне, то вариант размещения воздуховода над подвесным потолком исключен.

Гипсокартонный короб только замаскирует вытяжную трубу, останется выступ. Но если устройство впишется в интерьер, этого будет достаточно.

Навесной потолок, обустроенный из панелей или потолочных плиток, в случае необходимости, можно легко разобрать. Иногда требуется демонтировать только часть конструкции, находящуюся под воздуховодом.

Как установить гофру на вытяжку

Гофрированные воздуховоды представляют собой мягкие, невесомые изделия из алюминия. Удобны в монтаже, хорошо изгибаются под любым углом.

Во время установки гофру лучше растягивать, чтобы впоследствии грязь не накапливалась в её ребристой поверхности.

Диаметр рукава должен либо совпадать, либо чуть превышать размер выводного отверстия у вытяжки. В это отверстие устанавливают пластиковый цилиндр с обратным клапаном.

На данный цилиндр надевают конец гофры и закрепляют хомутом. Другой конец гофры соединяется аналогично с вентиляционным отверстием через специальный воздуховод. Включают вытяжку, прикладывают к ней лист бумаги. Если бумага держится, значит тяга есть.

Частые ошибки

Наиболее часто совершаются ошибки при установке гофры или пластикового воздуховода. Так, для монтажа пластиковой или гофрированной трубы важно, чтобы её сечение совпадало или превосходило по размерам площадь выходного патрубка очистителя воздуха. При покупке рукава и вытяжного оборудования на это следует обратить внимание.

Гофрированную трубу нужно устанавливать максимально растянутой, что не всегда соблюдается. Её изгибы не должны быть меньше диметра самой гофры.

При прокладке пластикового трубопровода углы изгибов должны быть тупые.

Примеры работ

Примеры работ приведены на следующих фото.

Монтаж каркаса для короба:

Установка короба из гипсокартона:

Маскировка гофры в навесном шкафчике:

Пластиковый воздуховод:

Короб из гипсокартона с подсветкой:

Видео с инструкцией и примером монтажа в гипсокартон:

как спрятать пластиковую гофротрубу на кухне, какие бывают по диаметру

В настоящее время при проектировании кухонных помещений довольно трудно обойтись без современных систем вытяжки. Вентиляционные каналы способствуют оптимальной циркуляции воздуха, поглощают пар и различные продукты горения, что препятствует загрязнению окружающего пространства и скоплению слоя жира на бытовой технике и прочей кухонной мебели.

Особенности

Гофра представляет собой комплекс колец, обтянутых защитным материалом. Составляющие такой трубы прижаты друг к другу, а верхний слой сложен «гармошкой». Это позволяет гофротрубе растягиваться в длину, превышая размер в сложенном виде в несколько раз. Из-за отсутствия жесткого каркаса конструкция может изгибаться практически под любым углом, что позволяет использовать ее при монтаже в труднодоступных местах и очень стесненных условиях.

Появление таких гофротруб положительно сказалось также и на качестве исполнения самих работ, которые обеспечивают оптимальный микроклимат в помещениях. Ранее применялись жесткие конструкции воздуховода с индивидуальными параметрами отдельно для каждого помещения, которые нужно было заказывать в специальных компаниях. Выходило очень затратно, не все могли себе позволить приобретение подобных приспособлений.

Также к преимуществам использования в системах вентиляции гофрированных труб относятся следующие свойства:

  • длительный срок эксплуатации;
  • упрощение монтажных работ;
  • доступность в приобретении;
  • широкий ассортимент типоразмеров;
  • легкость самой конструкции;
  • стойкость к высоким температурам, что исключает возгорание;
  • оптимальные аэродинамические показатели.

Если говорить о недостатках, то к ним можно отнести следующие моменты:

  • чистить трубу с гофрированной поверхностью довольно сложно;
  • не очень презентабельный внешний вид, что требует маскировки гофры;
  • алюминиевые гофротрубы могут терять исходную форму при проведении монтажных работ из-за мягкости материала, обладают высоким уровнем шума в процессе эксплуатации вытяжной системы.

К основным техническим характеристикам (параметрам) гофрированных труб относятся их фактические размеры, такие как диаметр сечения и длина конструкции, которая определяется непосредственно выпускающим заводом. Она может соответствовать стандартному размеру или реализовываться в бухтах от 20 до 100 м.

На выбор диаметра непосредственно влияет мощность самого устройства.

Наиболее распространенные гофрированные трубы имеют следующие параметры:

  • 100 мм;
  • 120 мм;
  • 125 мм;
  • 150 мм.

Узнать, какой диаметр следует выбрать, можно из паспорта или инструкции на вытяжку, где даются рекомендации по сечению. Нужно учесть, что гофрированный воздуховод меньшего диаметра брать категорически нельзя, большего – можно. Но в таком случае нужно дополнительно брать переходник во избежание ситуации, когда труба не сможет стыковаться с горловиной.

Следует также учесть, что длину гофры выбирают по размеру в растянутом виде, так как монтаж происходит именно так, а продается она в сжатом. Так как часть длины всегда уходит на формирование изгибов, трубу приобретают с запасом, равным 0.5 м на каждые 2-3 прямых поворота.

Допустимо использовать вариант каркасной гофры с фольгированным покрытием, но такой вариант крайне нежелателен. Несмотря на то что данный вариант гораздо дешевле, фольга – это хрупкий материал, который легко можно повредить и проткнуть. А совсем тонкая фольга имеет свойство постоянно издавать шелест, даже если вытяжка находится в выключенном состоянии.

Рекомендуется спрашивать у работников специализированных магазинов сертификат качества на приобретаемый товар. Это предотвратит возможность покупки товаров от сомнительных производителей, которые не имеют никаких сопроводительных документов и могут оказаться дырявыми. Щели обычно имеют микроскопичные размеры, потому их сложно обнаружить до начала процесса эксплуатации.

При осуществлении покупки нужно проверить, имеет ли приобретаемая кухонная система вытяжки уже встроенный в нее обратный клапан, если нет – необходимо дополнительно взять и его.

Виды

От типа помещения, где планируется установка воздуховода, напрямую зависит выбор гофротрубы, а именно формы ее сечения, которые бывают:

  • прямоугольные или квадратные;
  • круглые или плоские (овальные).

Гофротруба с прямоугольным (квадратным) сечением обычно находит применение на различных предприятиях и заводах, служит хорошим вариантом для обустройства вентиляционных систем различных технических и складских помещений, а также мест общего пользования. Диаметр сечения у таких труб значительно больше, нежели у округлых.

Для домашнего использования, в частности, при обустройстве кухонной вентиляционной системы, оптимальным вариантом станет гофротруба именно круглой формы, обычно берут белую из ПВХ. Ее гораздо легче установить самостоятельно, а стоимость ее значительно меньше прямоугольной.

Различаются гофрированные воздуховоды не только по своей форме, но и по методу их изготовления.

Делятся они по данному критерию на два основных вида:

  • каркасные;
  • спирально-навивные гофротрубы.

Первый вид представляет собой основу из металлических колец и натянутой на них алюминиевой фольги или полимерной пленки. Такие трубы имеют свойство принимать свой первоначальный вид и не допускать деформации после растяжения на полную длину, а потому их считают наиболее гибкими.

Спирально-навивные воздуховоды изготавливаются по большей части из оцинкованной или нержавеющей стали, алюминия. Данный тип конструкции имеет большую стоимость по сравнению с гофротрубами первого вида (каркасными). Являются они наполовину гибкими из-за того, что вполне могут обеспечить растяжение в два или три раза, но не обладают свойством возвращаться в исходное состояние. Деформация останется неизбежной, даже если приложить усилия для придания такому воздуховоду необходимой формы.

Некоторые изготовители предлагают гибкую гофротрубу с теплоизоляцией или без нее. Наделение конструкции теплоизоляционными свойствами помогает значительно расширить область применения таких воздуховодов. Например, при использовании четырехслойных гибких гофротруб становится возможным прокладывать вентиляционные каналы не только внутри помещений, но и снаружи.

Материалы

На практике применение находят гофрированные трубы из следующих материалов:

  • алюминий;
  • нержавеющая сталь;
  • оцинкованная сталь;
  • полиэтилен низкого или высокого давления;
  • текстиль;
  • поливинилхлорид (ПВХ).

Вид материала, из которого изготавливают воздуховод, напрямую влияет на область его применения.

  • Например, трубы из текстиля находят применение во время провода коммуникационных систем в производственных помещениях, так как они способствуют достаточно большой скорости циркуляции воздуха. Именно этот фактор обуславливает применение текстильных гофротруб на предприятиях сферы общественного питания и мясоперерабатывающих заводах. Подобные конструкции легко поддаются демонтажу, чистке и обеззараживанию.
  • Воздуховоды из поливинилхлорида или ПВХ-гофротрубы используются в основном для обустройства вентиляционных каналов в домах и на промышленных объектах. Здесь применяются минеральные наполнители, обеспечивающие максимальную звукоизоляцию.
  • Чаще всего для обустройства кухонной вытяжки берут гофрированные трубы из нержавеющей стали, оцинкованной стали или алюминия. Реже применяются варианты из пластика.
  • Алюминиевая гофротруба имеет каркас средней жесткости и довольно малый вес. Используется как снаружи помещений, так и внутри них. Имеет пазы для скрепления, которые отсутствуют у более дешевых вариантов. К преимуществам установки труб из данного материала относятся долговечность в процессе эксплуатации и устойчивость практически к любым погодным условиям. Но имеются и небольшие изъяны: вибрация трубы при работе и образование шума.
  • Следующий вариант – гибкая труба с каркасом из металлической проволоки с обмотанной вокруг нее фольгой. На продолжительность эксплуатации и качество такого воздуховода влияет непосредственно толщина внешнего слоя. Применяется только в быту, так как выдерживает небольшие нагрузки. К достоинствам относятся гибкость и наиболее доступная цена, к недостаткам – низкий уровень безопасности и практичности.
  • Гофрированные трубы из оцинкованной стали обычно служат очень долго (более 20 лет). Трубы могут быть с полимерным покрытием или без него. Полимерный слой защищает внутреннюю или внешнюю часть трубы, также такой вариант обеспечивает возможность выбора цветового оформления и гармонично вписывается в любой интерьер. К преимуществам использования оцинкованных вентиляционных каналов можно отнести высокую прочность, длительный срок эксплуатации даже при сильном нагревании (более 70 градусов), абсолютную негорючесть, возможность выбора цветовой гаммы, минимальное сопротивление сети. Недостаток – отсутствие комплектующих, которые служат для скрепления нескольких труб между собой. Приходится применять такие инструменты, как плоскогубцы или кусачки.
  • Пластиковая гофротруба является наиболее бюджетным и оптимальным вариантом для простых монтажных работ в жилых помещениях. Но у такого материала имеется несколько существенных недостатков: очень высокая степень горючести (при пожаре будет выделяться едкий дым, что приведет к отравлению токсичными и ядовитыми веществами), большая уязвимость и разрушаемость, выделение неприятного запаха из-за наличия в составе формальдегида. К достоинствам относят низкую стоимость готового изделия, легкость проведения монтажных работ, минимальное сопротивление сети.

Установка и подключение

Монтаж гофрированной трубы производится в несколько этапов.

  1. Нужно разработать подробную схему по установке вытяжки. На этом этапе стоит учесть все особенности кухонного помещения, расположения мебельных отсеков, определить место для вентиляционного канала и составить план по его установке. После этого рассчитать необходимое количество труб, решеток и элементов крепления.
  2. Тщательно проверить длину всех составляющих. В соответствии с нарисованной схемой и выбранными параметрами приготовить рукава к монтажным работам. Гофротрубу можно сделать короче при помощи обычных ножниц или ножовки.
  3. Установить универсальный редуктор на выходную горловину вытяжки. Данное устройство требуется для монтажа гофротруб разных диаметров.
  4. Соединить гофрированные трубы с вытяжкой. Смазать края горловины вытяжки герметиком. Закрепить трубу, а затем хомут с помощью винта и отвёртки.
  5. Прикрепить гофротрубу к стене, используя кронштейны с хомутами. Крепятся хомуты на расстоянии 1 м друг от друга на протяжении всей длины воздуховода.
  6. Надеть вентиляционную решётку на отверстие шахты и зафиксировать саморезами.
  7. Подсоединить воздуховод к решетке. На раструб решётки нанести герметик и надеть горловину воздуховода. Зафиксировать хомутом.
  8. Подключить вытяжку к электросети и проверить качество функционирования всей системы.
  9. Произвести маскировку гофрированной трубы, если это необходимо.

В том случае, если вытяжная система расположена довольно далеко от вентиляционного отверстия, гофрированную трубу рекомендуется прятать за натяжным потолком. Такой вариант поможет избежать образования слишком острых углов и скрыть воздуховод от посторонних глаз.

Если на кухне не планируется устанавливать натяжной потолок, то можно спрятать воздуховод следующими способами:

  • закрыть трубу дверцами навесных шкафов;
  • смонтировать воздуховод за конструкцией из гипсокартона;
  • закрыть декоративным коробом или другим элементом в соответствии с интерьером кухонного помещения.

До начала монтажных работ рекомендуется прочистить вентиляцию в самой квартире и выявить, есть ли тяга. Чтобы проверить этот факт, к вентиляционному отверстию нужно приложить обычный лист бумаги. В том случае, если он держится без сторонней помощи, тяга присутствует.

Также немаловажно установить наиболее подходящую производительность кухонной вытяжки, которую очень просто проверить при помощи специального устройства – анемометра, встроенного в основание гофротрубы.

И последнее – не нужно забывать об элементарных правилах пожарной безопасности. Стоит четко придерживаться инструкции по эксплуатации выбранного оборудования и остерегаться попадания влаги на поверхность вытяжной системы во время работы вентилятора.

Крайне нежелательно осуществлять следующие действия:

  • трогать влажными руками металлическую поверхность вытяжки или гофрированной трубы с фольгированным покрытием;
  • применять моющие средства при очистке воздуховода;
  • устанавливать гофротрубу вблизи газовой и электроплиты или камина;
  • фиксировать воздуховод около электропроводки.

Таким образом, справиться с монтажом гофрированный трубы может практически каждый, нужно лишь правильно подобрать параметры (длину и диаметр), форму и материал воздуховода, а также учесть особенности интерьера кухонного помещения.

Видеообзор воздуховодов для кухонной вытяжки смотрите в видео ниже.

Гофрированные органические светоизлучающие диоды для улучшенного вывода света

Показано, что тонкая пластина двумерного фотонного кристалла радикально изменяет диаграмму направленности спонтанного излучения. Более конкретно, устраняя все направляемые моды на частотах перехода, спонтанное излучение может быть полностью связано с модами в свободном пространстве, что приводит к значительному повышению эффективности извлечения. Такие структуры могут решить давнюю проблему плохого вывода света из полупроводников с высоким показателем преломления в светодиодах.(S0031-9007 (97) 03094-9) Номера PACS: 42.70.Qs, 41.20.Jb Спонтанное излучение возникает в результате сложного взаимодействия между излучающей системой и окружающей средой (1,2). Яркий пример такого взаимодействия можно увидеть в фотонном кристалле, где спонтанное излучение может быть усилено, ослаблено или даже подавлено изменением плотности электромагнитных состояний на частоте перехода (3-6) или изменением орбитальный угловой момент излучаемого фотона (7). Возможность контролировать спонтанное излучение может иметь серьезные последствия для многих устройств оптоэлектроники (8).Одно устройство, которое потенциально может выиграть от такого управления, — это светоизлучающий диод (LED), который самопроизвольно испускает излучение от p-n-перехода. За последние тридцать лет были предложены различные подходы для повышения эффективности вывода светодиодов (9-12). Многие из этих подходов основаны на хитроумных геометрических оптических конструкциях, позволяющих либо увеличить конус выхода фотонов с помощью полусферического купола (9), либо обеспечить многократный вход фотонов в конус выхода с помощью рециклинга фотонов (10) или шероховатости поверхности. (11).Эти подходы, однако, не изменяют напрямую свойства самопроизвольного излучения устройств. Первая попытка повысить эффективность светодиода путем прямой модификации спонтанного излучения была предпринята с использованием микрорезонатора типа Фабри-Перо (12). Однако эти светодиоды с резонансной полостью не могли обеспечить усиление по всему спектру излучения, а только при резонансе. В этом письме мы представляем другой подход к модификации спонтанного излучения, который приводит к значительному усилению в очень широком диапазоне частот.Кроме того, поскольку не происходит резонанса или рециркуляции фотонов, время жизни фотона короче, что приводит к уменьшению потерь на поглощение и увеличению скорости отклика. В частности, мы изучаем влияние двумерной фотонно-кристаллической пластины на пространственное распределение спонтанного излучения дипольного момента. Мы показываем, что почти весь излучаемый свет может быть извлечен из такой диэлектрической геометрии. Мы начнем с использования простой модели светодиода, которая состоит из размещения точечного дипольного источника внутри однородной диэлектрической пластины с высоким показателем преломления.Для конкретности мы выбираем пластину толщиной 0,5a, где a — произвольная единица длины, которая будет определена позже, и показатель преломления 3,5, типичный для полупроводниковых материалов с высоким показателем преломления, таких как GaAs, на длине волны 1,55 мм. Принципиальная схема установки представлена ​​на рис. 1 (а). Испускаемое излучение от дипольного источника будет либо связываться с направленными модами диэлектрической пластины, либо с модами излучения.

CMP соответствует требованиям новой техники набивки труб

Гидравлические исследования, проведенные после наводнения 2013 года, потребовали замены трех вышедших из строя 48-дюймовых.гофрированная металлическая труба (CMP) проходит под шоссе 36 в четырех милях к востоку от Эстес-Парка, штат Колорадо. В планах проекта предусмотрена бестраншейная установка 60-дюймовой. водопропускные трубы смещены на 8 футов и параллельны каждой существующей водопропускной трубе.

Министерство транспорта штата Колорадо исключило замену на основе раскопок, что привело бы к длительным задержкам движения транспорта к главной туристической достопримечательности США, Национальному парку Роки-Маунтин.

Предложение по прокладке существующих водопропускных труб было отклонено по двум причинам.Несмотря на то, что сдвиг неисправных водопропускных труб обеспечил бы надежную реконструкцию, это не удовлетворило бы возросшие требования к потоку, необходимые для увеличения диаметра водопропускных труб с 48 до 60 дюймов. Второе — это меры по предотвращению пожаров. HDPE горючий. Это может уменьшить преимущество дороги в качестве противопожарного барьера, позволяя лесному пожару перейти на другую сторону.

Отчеты о грунте не были доступны в то время, когда Underground Infrastructure Technologies (UIT) взялась за проект, но президент UIT Джефф Румер подозревал, что основным препятствием для бестраншейной установки было то, что они могут столкнуться с твердым гранитом.Место находилось на высоте 9000 футов в горах в 40 милях к западу от Денвера. UIT мог выполнить эту работу, но Румер считал, что у него есть гораздо более эффективный способ установки трубы, чем предполагалось.

Существующие водопропускные трубы были установлены буровзрывным способом. Обратная насыпь вокруг них на глубине 20 футов состояла из трещиноватой породы, влажного песка и мерзлого грунта. Румер предложил использовать те же существующие пути водопропускных труб, проглатывая их трубами большего диаметра, используя новый вариант метода набивки труб, называемый «дробление труб».”

Технология дробления труб была разработана специально для CMP. CMP трудно извлечь. Его гофры механически фиксируются в спрессованном грунте между ним и внутренней стенкой большей обсадной колонны. Попытки вытолкнуть его из большего кожуха могут привести к эффекту «гармошки», заклинив его еще сильнее. Попытки вытащить его могут означать извлечение CMP небольшими частями, в результате чего крючки или другие застежки отрываются.

Технология дробления труб облегчает извлечение ХМБ из обсадной колонны большего размера за счет деформации существующей ХМБ в форме клеверного листа.Первая труба, проходящая через CMP, представляет собой жертвенную «фиктивную» трубу, снабженную внутренними коническими лопастями. В процессе набивки трубы лопасти сгибаются и разрушают трубу.

Деформация CMP уменьшает его окружность, разблокируя и распаковывая грунт, значительно уменьшая сопротивление. В некоторых случаях подрядчик может просто использовать обратную лопату, экскаватор, бурильную машину или подобное оборудование, чтобы вытолкнуть или вытащить CMP вместе с грунтом.

DOT и генеральный подрядчик проекта сначала отказались от альтернативного решения Румера, дав указание UIT продолжить прокладку туннелей в соответствии с требованиями в местах расположения новых водопропускных труб.Как и предполагалось, UIT наткнулся на твердый гранит в нескольких футах после попытки.

Румер был убежден, что технология измельчения труб сэкономит время и деньги проекта. С самого начала он следил за усовершенствованиями техники HammerHead Trenchless из Лейк-Миллс, штат Висконсин. HammerHead — ведущий производитель и отраслевой эксперт в области проектирования и применения бестраншейных инструментов. Его производственные линии охватывают работы по набивке и разрыву труб, ремонту и точечному ремонту труб с отверждением на месте (CIPP).

Румер обратился к своим сотрудникам HammerHead, которые согласились с тем, что установка водопропускной трубы на шоссе 36 является подходящим кандидатом для пилотного проекта по дроблению труб. Представитель HammerHead Алан Гудман сказал: «Джефф и UIT — выдающиеся эксперты в области бестраншейной индустрии, и мы очень хотели поработать с ними над этим».

Промышленное образование также является одной из сильных сторон Румера. Выпускник Мичиганского университета со степенью бакалавра прикладной инженерии, Румер имеет более чем 25-летний опыт работы в области гражданского строительства, проходки туннелей и бурения.Он является членом комитета по бестраншейным технологиям Национальной ассоциации коммунальных подрядчиков (NUCA), ведущей торговой ассоциации в сфере строительства и земляных работ в США. Он был председателем NUCA в 2016–2017 годах и в 2013 году был удостоен самой престижной награды Ditchdigger of the Year. Он также входит в консультативный совет Технологического университета Луизианы, участвует в разработке учебной программы Центра бестраншейных технологий и консультирует их по новым технологиям и методам.

Вместе, UIT и HammerHead убедили заинтересованные стороны проекта позволить им продемонстрировать процесс дробления труб на двух из трех заменяемых водопропускных труб. Длина водопропускных труб составляла 120 футов и 150 футов.

Работы по трамбовке труб для установки 60 дюймов. стальная труба по центру над существующей 48-дюймовой. ЧМП прошла по плану без осложнений. Кабели, прикрепленные к лезвиям, перемещаются вместе с измельчающим инструментом до конца прохода, укладывая их на место для последующего извлечения.

Работы по трамбовке прошли в соответствии с планом.Первым установленным отрезком трубы был дробящий инструмент, жертвенный 60-дюймовый. стальная «труба-пустышка» с приваренными внутрь длинными сужающимися пластинами из стали. Приводится в движение 24-дюймовым. Ударный инструмент HammerHead с приводом от двух компрессоров мощностью 1600 кубических футов в минуту, выступы в виде лопастей дробящей трубы сгибали CMP, постепенно уменьшая его окружность до клеверного листа меньшего диаметра. Такая деформация ОГТ высвобождает замкнутый грунт, значительно уменьшая сопротивление, которое могло бы способствовать его извлечению.

Каждые 20 футов стального листа 60 дюймов.трамбование трубы заняло около 30 минут. Добавление к каждой 20-футовой длине стали требовало полной смены, чтобы снять инструмент, установить новую трубу на место и приварить ее.

Добыча в этом пилотном проекте была осложнена типом заполнения. Кабели, которые были прикреплены к лопастям, уходили вместе с трубой до конца трассы. Бригада UIT подключила кабели к инструменту для извлечения, который, по словам Румера, «в основном предназначен для работы как свинья». Румер полагал, что при более коротких пробегах или пробегах с меньшим количеством грунта он мог бы извлекать ОГТ и браться за один проход.Тем не менее, «Заливка здесь была плохо отсортирована, и негабаритные блоки гранита добавляли веса. И для работы не было машины, способной выдержать такой вес сразу ».

Начиная с 60-в. вход персонала в трубу разрешен, UIT отказался от инструмента для извлечения и прочистил обе установки вручную. Даже в этом случае, сказал Румер, раздавливание трубы послужило своей цели. Этот процесс повысил эффективность подключения непосредственно к CMP. Бригада UIT могла извлекать более длинные секции за раз, сокращая время проекта, поскольку кувшин входил и выходил из трубы.

Благодаря использованию технологии измельчения труб заказчик UIT сэкономил значительные средства. Румер сказал: «По нашим расчетам, обычные методы проходки туннелей заняли бы на шесть-восемь месяцев больше, а дополнительные затраты были бы миллионы».

«

UIT определенно будет использовать эту технику снова», — сказал Румер. «Эта работа не могла бы быть завершена так успешно без новой технологии измельчения труб».

UIT — это подразделение Harrison Western со штаб-квартирой в Лейквуде, штат Колорадо.Компания специализируется как на бестраншейных технологиях, так и на разработке карьеров.

Услуги включают в себя прокладку труб и трамбование труб, а также проходку туннелей большого диаметра с помощью ТБМ, обычное ручное прокладывание туннелей, микротоннелирование
и планирование проекта. Диапазон установок составляет от 12 дюймов до более 42 футов в диаметре, включая установку трубопроводов и обсадных труб под проезжей частью, железными дорогами, зданиями и водными путями.

Опыт компании в нескольких бестраншейных технологиях позволяет ей подобрать правильное решение и выполнить проект безопасно, вовремя и в рамках бюджета, несмотря на сложные или неожиданные проблемы, в том числе в экологически уязвимых районах и компактных городских условиях.

Статический смеситель с гофрированными пластинами (тип GV) для обработки турбулентных потоков

Статический смеситель GV ™ успешно используется в системах с турбулентными потоками более 50 лет. Это
Высокопроизводительный встроенный статический смеситель, способный смешивать жидкости с низкой вязкостью, смешивать газы, диспергировать несмешивающиеся жидкости и создавать газожидкостные дисперсии с очень высокой степенью смешивания на короткой длине.

Возможности смешивания

  • Смеси жидкостей с низкой вязкостью
  • Дисперсные несмешивающиеся жидкости
  • Смесь газов
  • Контактные газы и жидкости

Приложения

  • Смешивание жидкостей, химикатов и добавок в водоочистных и химических установках
  • Диспергирование несмешивающихся жидкостей, таких как сырая нефть и вода, на нефтеперерабатывающих заводах для экстракции
  • Смесь газов перед каталитическими реакторами
  • Контактный воздух и жидкости для окисления

Переменные геометрической конфигурации

Статический смеситель GV ™ представляет собой высокопроизводительный статический смеситель, который является универсальным, поскольку он имеет множество переменных геометрической конфигурации, которые можно использовать для воздействия на интенсивность перемешивания, создаваемого в пределах любого заданного диаметра трубы, и создания решений для смешивания, которые трудно достичь с помощью любых другая техника:

  • Стандартные статические смесители GV ™ состоят из пяти гофрированных пластин по всему диаметру с углом наклона гофрированной пластины 45 ° относительно оси трубы (Рисунки №1 — №2).
  • Количество слоев может быть изменено в пределах заданного диаметра трубы (Рисунок № 3) для интенсификации перемешивания и контакта.
  • Угол гофра может изменяться (Рисунок №4), что влияет на интенсивность перемешивания и перепад давления.
  • Прокладки между смесительными элементами используют преимущества турбулентного перемешивания в пустой трубе, создаваемого неподвижным смесительным элементом выше по потоку (рис. 5), без дополнительных потерь давления.

Рисунок № 3: Интенсивность перемешивания и падение давления статического смесителя GV ™ можно регулировать, изменяя количество гофрированных слоев в трубах любого конкретного диаметра
(левая сторона: стандартные 5 слоев; средняя: 8 слоев; правая сторона: 12 слоев).

Рисунок №4: Интенсивность перемешивания и падение давления статического смесителя GV ™ можно регулировать путем изменения угла гофрирования относительно диаметра трубы
(левая сторона: стандартный угол 45 °; правая сторона: угол 30 °).

Рис. 5: Между смесительными элементами могут быть добавлены прокладки, чтобы воспользоваться преимуществами турбулентных водоворотов, создаваемых после смесительного элемента, без дополнительного перепада давления и по умеренной цене.

История статической смесительной конструкции GV ™

Геометрическая структура статического смесителя GV ™ была изобретена компанией Sulzer Chemtech из Винтертура, Швейцария, в начале 1970-х годов, которая обозначила эту конструкцию как статический смеситель SMV *.Компания Sulzer выполнила огромный объем фундаментальных высококачественных исследований и разработок по конструкции SMV и коммерциализировала статический смеситель SMV в десятках тысяч успешных установок. Основатели StaMixCo занимали ключевые технические и управленческие должности в команде Koch Engineering-Sulzer Chemtech, которая начала коммерциализацию статического смесителя SMV.

* StaMixCo не является дистрибьютором или аффилированным лицом компании Sulzer Chemtech. SMV является торговой маркой Sulzer Chemtech.

Дополнительная информация
Технический бюллетень (pdf 1.28 МБ)
Анкета для спецификации клиента (Excel 33 кб)

определение гофры по The Free Dictionary

Нахмурившись с двойным намерением, если не гофром, он (осторожно) вытащил меч из ножен и направил его на Мэгги. Я выучил все эти подвиги наизусть там, внизу, в Пьерфонде, и я сделал все что он и сделал, за исключением того, что порвал веревку из-за складок на моих висках ».« Этот автограф состоит из тонких линий или складок, которыми Природа отмечает внутреннюю часть рук и подошвы ног.«Пропуск Тип-То-Хоп, средневековый роман знаменитого автора« Титтл-Тол-Тан », который будет выходить в ежемесячных частях; большая спешка; не собираются все вместе». Все это они читают глазами блюдца, прямолинейным и примитивным любопытством, с неутомимым желудком, чьи гофры даже еще не нуждаются в заточке, точно так же, как какой-нибудь четырехлетний скамейка запасает свое двухцентовое позолоченное издание Золушки — без любое улучшение, которое я вижу, в произношении, или акценте, или акценте, или любое другое умение извлекать или вставлять мораль.(2009) Пластина с впускным отверстием для реализации и выпускным отверстием [каппа] — [эпсилон] Жидкость для исследования гофрирования, тип Ciofalo et al. После извлечения слитков из кристаллизатора на поверхности слитков были обнаружены зазубрины и гофры (рис. потому что гофра агрегата в сочетании с тщательным расчетом скорости гарантирует, что все твердые частицы остаются взвешенными внутри теплообменника, а не оседают. 200602015671 описывает внешнюю стенку с вогнутыми секциями, выровненными с гребнями гофры, и выпуклыми секциями с впадинами гофры.Линия склеивается с использованием многих клеев на водной основе и может выдерживать высокую температуру гофрирования с минимальным ударом. Компания покрывает значительную долю индийского рынка своей продукции, в которую входят ножи для резки бумаги, ножи для резки металла, ножи для резки пластика, гофрирование. (ножи для резки листов), ножи для бумажной фабрики, двусторонние ножи, ножи для резки кожи, ножи для соломотряса, ножи для обрезки ветоши, плоские ножи, ножи для измельчения, ножи для фанеры, ножи для табака, ножи для упаковочной и полиграфической промышленности, шлифовальные станки для ножей и поверхности шлифование.Покрытия серии Nomar не рекомендуются для обеспечения устойчивости к скольжению и водонепроницаемости, но могут выдерживать нагревание гофра, не переносятся на упакованные предметы и склеиваются с большинством клеев на водной основе и термоплавких клеев. ударопрочность локомотива, недавние разработки кованых железнодорожных колес для повышения производительности и моделирование пути транспортного средства для исследования возникновения гофрирования рельсов.

Как избежать ошибок при проектировании систем пылеудаления

Вы вложили средства в высокоэффективное оборудование и инструменты для своего деревообрабатывающего цеха, но работает ли ваша система пылеудаления с максимальной эффективностью? Узнайте о наиболее распространенных ошибках при проектировании системы пылеудаления и сбора пыли и о том, как их избежать.

1. Неправильный диаметр воздуховода

Если диаметры слишком малы, система быстро забьет , в то время как чрезмерно большие диаметры уменьшат скорость воздушного потока , что приведет к неэффективной работе вытяжной системы.

2. Использование прямых тройников 90 градусов

При удалении пыли, щепы с мягких деревьев, например тополя или сосны, следует избегать установки прямых (равных) тройников , так как они могут вызвать засорение системы .Эта проблема не должна возникать с более мелкой пылью (например, после сварки), хотя использование одинаковых тройников все равно приведет к большему сопротивлению. Вместо этого используйте переходные тройники , Y-образные тройники или боковые тройники , которые обеспечивают более плавный поток.

Рекомендуется ограничить использование равных (прямых) тройников, вместо этого использовать переходные или боковые тройники.

3. Использование отводов с коротким радиусом

По возможности используйте сегментированные фитинги (колена) большего радиуса — 2D, чтобы обеспечить плавный ламинарный поток.

4. Несоблюдение прямого расположения каналов рядом с оборудованием и скопление фитингов, то есть тройников, переходников и т. Д.

Соблюдайте минимально необходимое расстояние от элементов, мешающих потоку воздуха, таких как демпферы, колена, тройники, редукторы, шумоглушители (глушители) и т. Д., Чтобы обеспечить правильную работу пылеуловителя, т.е. в соответствии с его заявленной эффективностью. . Минимальное расстояние составляет 2,5 номинального диаметра. В случае циклонов сохраняйте прямую секцию — используйте прямой воздуховод, поскольку используются другие компоненты воздуховода, например.грамм. тройник, переходник или колено на 90 ° на ранней стадии выше по потоку будут создавать турбулентность и сопротивление, что, в свою очередь, может привести к осаждению транспортируемого материала внутри системы пылеудаления, что снижает эффективность установки.

Помимо прямых участков, важно как можно дольше поддерживать диаметр. Например, если ваш пылесборник имеет всасывающее отверстие диаметром 200 мм, используйте трубу диаметром 200 мм и проложите ее столько, сколько это возможно, прежде чем уменьшать диаметр, чтобы он соответствовал отверстию вашего деревообрабатывающего станка.Использование меньшего диаметра приведет к уменьшению воздушного потока, что снизит эффективность установки (пылеуловитель, который потребовал значительных инвестиций, не будет использоваться на полную мощность), в то время как использование большего диаметра чем порт, например циклон не увеличивает воздушный поток.

5. Чрезмерное использование гибких воздуховодов / шлангов

НЕ злоупотребляйте гибким шлангом. Используйте ровно столько, сколько необходимо для подсоединения инструмента к напорной трубе. Используйте только короткие секции — 1 м гибкого воздуховода может вызвать сопротивление потоку в 10 раз больше, чем гладкий жесткий воздуховод.Шланги обладают высоким сопротивлением в зависимости от типа их гофрирования. По этой причине мы рекомендуем свести к минимуму использование шлангов. Поскольку вы не можете полностью устранить их в системе пылеудаления, выберите лучший шланг.

Гибкий шланг PUQT-AS / PUQT.

Какой шланг для отсоса пыли выбрать?

  1. Шланг с проволочной спиралью проходит за пределами трубки, оставляя гладкую внутреннюю часть, которая не мешает потоку воздуха
  2. Шланг достаточно гибкий, чтобы удовлетворить ваши потребности
  3. Шланг из тяжелого пластика для повседневного использования в магазине.

Если вы найдете шланг, отвечающий этим основным критериям, а также сделанный из материала, рассеивающего электрические заряды, это будет настоящим преимуществом.

6. Неправильный выбор системы пылеудаления — материал, толщина и т. Д.

При проектировании системы пылеудаления необходимо также учитывать тип материала трубопровода. По соображениям безопасности и в соответствии с требованиями OHS рекомендуется использовать стальные трубы, желательно с гладкой внутренней стенкой , чтобы минимизировать сопротивление, обеспечить беспрепятственный поток воздуха и поддерживать оптимальную скорость.На практике для удаления древесной пыли используются традиционные спиральные воздуховоды, гладкие трубы и пластиковые канализационные трубы. Хотя у всех этих типов есть свои плюсы и минусы, использование пластиковых труб, безусловно, дешевле, но, безусловно, опасно. Использование таких труб сопряжено с риском взрыва, что подвергает опасности сотрудников завода и ваше оборудование. Поэтому необходимо проанализировать, окупится ли вообще экономия на трубопроводе.

Неправильно подобранная система воздуховодов может значительно снизить эффективность всей системы пылеудаления.
I
Рекомендуется использовать стальные трубы с гладкой внутренней стенкой, чтобы минимизировать сопротивление воздуха.

Взрывобезопасность — не единственный аспект, который следует учитывать при выборе трубопроводов, так как минимизация сопротивления воздуха — еще один не менее важный аспект. Рекомендуется использовать трубы с гладкими внутренними поверхностями и фитинги воздуховодов с мягкими изгибами и большими радиусами, чтобы не допустить засорения внутри системы пылеудаления . Лучшее решение — стальная труба со швом , а еще лучше стыковой шов .Техника сварки, а также выбранный тип и толщина обеспечат надлежащую герметичность системы воздуховодов и жесткость воздуховода (если листовой металл имеет неправильную толщину, воздуховод может провиснуть).

Стандартные спиральные вентиляционные каналы (так называемые спиральные воздуховоды) также используются в системах пылеудаления. Хотя такая система приемлема с точки зрения ее герметичности (при условии соблюдения надлежащей практики), она не оптимальна по сравнению с гладкими трубами, учитывая ее гидравлическое сопротивление при транспортировке опилок или древесной пыли.Вот почему мы рекомендуем использовать гладкие воздуховоды в вытяжных линиях (транспортировка загрязненного воздуха), но вы можете использовать спиральные воздуховоды (для соединения двух систем доступны специальные соединители / переходники) в обратных линиях (транспортировка очищенного воздуха).

Стальные трубы могут быть оснащены наконечниками заземления в качестве дополнительного элемента безопасности

Толщина листового металла — еще один аспект, который следует учитывать при проектировании системы пылеудаления. При правильном выборе толщина листового металла обеспечит длительный срок службы системы, устойчивость к гидравлическим ударам, защиту от коррозии и чрезмерного износа оцинкованного слоя при трении извлеченного материала о стенки воздуховода.Выбор труб с чрезмерно тонкими стенками может привести к обрушению всей системы.

7. Слишком длинные участки воздуховода

ЗАПРЕЩАЕТСЯ проектировать слишком длинные линии воздуховодов. Один воздуховод, проходящий через всю установку, снижает скорость воздуха и увеличивает риск скопления пыли. Вместо этого установите один более короткий главный воздуховод с боковыми выпускными патрубками к отдельным машинам. Чем короче секция, тем лучше, так как это означает меньшее сопротивление потоку воздуха.

8.Неправильный выбор амортизаторов

В системах пылеудаления используются два основных типа воздушных заслонок — воздушные заслонки и запорные заслонки. Оба типа играют определенную роль в системе и не взаимозаменяемы. Запорные заслонки устанавливаются (и должны устанавливаться только) в системе возврата чистого воздуха в помещения, тогда как заслонки ворот используются в вытяжной системе, то есть в системе отвода загрязненного воздуха. Установка запорной заслонки на линии пылеудаления, т. Е. В воздуховоде, по которому транспортируется материал, e.грамм. опилки и древесная пыль вызовут накопление материала на лопастях клапана , а затем заблокируют систему.

Заслонки ворот используются для открытия и закрытия ответвлений воздуховодов, так что воздушный поток направляется только к тем машинам, которые находятся в эксплуатации.

Работа задвижки (заслонки) довольно проста: заслонка скользит вверх и вниз, открывая или закрывая трубопровод. Демпферы имеют полностью открываемую плоскую поверхность без каких-либо штифтов или краев, которые могли бы препятствовать транспортировке среды по трубопроводу, тем самым предотвращая образование засоров внутри системы пылеудаления.Благодаря своей конструкции такая заслонка занимает гораздо больше места вокруг трубопровода, так как заслонка значительно выступает за его контур, что необходимо учитывать при проектировании системы.

Мобильные воздуховоды для систем пылеудаления
Загрузить файл PDF »

Технический каталог — Система ТРАНС-Квик
Скачать файл PDF »

возвращение

Технология производства пищевой муки и белковых продуктов из соевых бобов.Глава 3.

Технология производства пищевой муки и белковых продуктов из соевых бобов. Глава 3.

ГЛАВА 3
ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ МАСЛЯНОГО ЗАВОДА

В этом разделе описаны процессы отделения белковой фракции (шрота).
от масла будет обзор. В настоящее время существует всего два конкурентоспособных нефтеперерабатывающих завода.
процессы для соевых бобов: шнековый пресс (экспеллер) процесс экстракции и
растворителями.

3-1
Экспеллерный (винтовой) процесс)

3-1-1
Принципы работы

Непрерывное прессование с помощью экспеллеров (также известных как
винтовые прессы ) — широко применяемый процесс добычи масла
из масличных культур и орехов. Он заменяет исторический метод на пакетный
добыча масла механическим или гидравлическим прессованием.Экспеллер (рис.7)
состоит из винта (или червяка ), вращающегося внутри цилиндрической клетки
( ствол ). Материал, подлежащий прессованию, подается между шнеком и
ствол и приводится в движение вращающимся винтом в направлении, параллельном оси.
Конфигурация винта и его вала такова, что материал постепенно
сжимается по мере продвижения к выпускному концу цилиндра. Сжатие
эффекта можно добиться, например, уменьшив зазор между
винтовой вал и сепаратор (постепенное или ступенчатое увеличение диаметра вала
) или уменьшением длины винта в направлении осевого
движение Постепенно увеличивающееся давление высвобождает масло, которое вытекает
пресса через прорези, предусмотренные на периферии ствола, а
жмых продолжает движение в направлении вала, в сторону разгрузки
ворота установлены на другом конце машины.

Перед попаданием в экспеллер масличные семена необходимо очистить, удалить шелуху.
(по желанию) в хлопьях, приготовленных и сушеных. Отслаивание способствует выделению масла в
нажмите, уменьшив расстояние, которое масло должно пройти, чтобы достичь
поверхность частицы. Варка в присутствии влаги имеет важное значение для денатурации.
белков и, в некоторой степени, для слияния капель масла.
Варка пластифицирует хлопья, делает их менее хрупкими и, таким образом, уменьшает
степень разрушения хлопьев в результате сдвига в прессе.Обширный
расслоение хлопьев снизит выход нефти и даст сырую нефть с высоким
содержание мелких твердых частиц (футов). После варки удаляется лишняя влага.
во избежание образования мутных эмульсий в прессе. Кулинария
обычно достигается смешиванием хлопьев с острым паром. Дополнительное тепло может быть
обеспечивается непрямым паром, при тщательном перемешивании массы.

3-1-2
Преимущества и недостатки процесса exp eller

Экспеллеры можно использовать практически с любыми
масличные семена и орехи.Следовательно, на многоцелевом заводе, построенном для обработки различных
видов сырья, а не только сои, экспеллерный процесс может оказаться
выгодно. Процесс относительно простой и не требует больших капиталовложений. В то время как
самая маленькая установка для экстракции растворителем будет иметь производственную мощность 100-200
тонн в сутки, экспеллеры доступны для гораздо меньшей мощности, от нескольких
тонн в сутки и выше.

Основным недостатком винтового прессования является его относительно
низкий выход нефтеотдачи.Даже самые мощные прессы не могут уменьшить
уровень остаточного масла в жмыхе от 3 до 5%. В случае богатых нефтью
семена, такие как кунжут или арахис, это все еще может быть приемлемо. Кроме того, большинство
масла, оставшегося в жмыхе, можно извлечь на стадии экстракции растворителем.
Такие двухстадийные процессы (допрессовка / экстракция растворителем) сейчас широко применяются.
. Однако в случае соевых бобов уровень остаточного масла в жмыхе составляет 5%.
потеря масла около 25%.Экстракция жмыха растворителем была бы неэкономичной,
из-за большого объема материала, который необходимо обрабатывать. Допечатная подготовка / экстракция растворителем
Таким образом, процессы не применяются к соевым бобам.

Следует напомнить из главы 1, что в случае соевых бобов
коммерческая стоимость еды обычно выше, чем доход от продаж
соответствующего количества масла. Таким образом, качество еды
фактор, имеющий особое значение при выборе метода обработки для
соя.В этом отношении экспеллерный процесс имеет несколько недостатков. В
во-первых, это плохая стабильность жмыха при хранении из-за высокого содержания в нем масла.
Кроме того, экстремальные температуры, преобладающие в экспеллере, могут ухудшить
питательная ценность пищевого белка, в основном за счет снижения биологической доступности
аминокислоты лизина. Во всяком случае, пресс-пресс экспеллера не подходит для
приложения, требующие еды с высокой растворимостью белка.

3-1-3
Оборудование

В отличие от оборудования для экстракции растворителем, которое
поставляется относительно небольшим количеством производителей, винтовые прессы с широким
различной степени сложности доступны из множества источников.Пока что,
Значительные технические улучшения и расширенные функции можно найти в моделях
предлагаемые ведущими производителями. К таким функциям относятся: многоступенчатое нажатие на
увеличение выхода масла, лучший контроль скорости подачи, цилиндр и вал с водяным охлаждением, простота
обслуживание и ремонт, доработки привода и трансмиссии, сантехнические конструкции,
функции безопасности и т. д. Большинство производителей прессов также поставляют кухонные сушилки, предназначенные для
работать с прессой. Кухонные сушилки могут быть горизонтальными (шнековый конвейерный с рубашкой),
но наиболее распространенные типы состоят из вертикальных штабелей круглых камер (колец), оборудованных
с лопастными мешалками.(Рис.7)

Рис. 7: Маслоотсос (винтовой пресс) с сушилкой-сушилкой
(любезно предоставлено FRENCH Oil Mill Machinery Co.)

Такая конструкция действительно очень распространена в операциях по термообработке.
масличных культур и будет встречаться в кондиционерах хлопьев, растворителях,
сушилки и охладители еды.

3-2
Процесс экстракции растворителем

3-2-1
Принципы работы

Блок-схема, описывающая процесс экстракции растворителем для
соя представлена ​​на рис.8. Процесс состоит из следующих этапов:

а- Прием и хранение сои.
б- Подготовка сырья к экстракции.
c- Экстракция растворителем.
d- Извлечение растворителя из экстракта (мицеллы).
e- Удаление растворителя / поджаривание еды.

Рисунок 8: Экстракция соевого масла растворителем; блок-схема
(предоставлено Extractionstechnik G.m.b.H. )

3-2-2
Прием и хранение сои

В настоящее время соевые бобы поступают на фабрику почти исключительно
оптом, автомобильным или железнодорожным транспортом. Их взвешивают, разгружают и отправляют на главный
силосы для хранения. Размер силосов зависит от частоты приема и
наличие других складских помещений в регионе. Обычно основной
объем хранения должен соответствовать сырью, необходимому на несколько месяцев
работы на полную мощность.

Пневматическая транспортировка используется в крупных установках, в то время как механическая
конвейеры и элеваторы чаще встречаются на небольших предприятиях. Это чрезвычайно важно
поддерживать хорошие санитарные условия на приемных участках и вокруг них, и особенно,
для защиты семян от попадания влаги. Приемная зона, состоящая из
наружных установок с большим движением людей и транспортных средств,
имеет тенденцию быть одной из самых критических частей фабрики, от санитарии
точка зрения.

Поскольку соя закупается по сортам, необходимо рисовать
репрезентативные образцы для оценки качества из каждой партии в момент
прием. Образцы анализируются на влажность, посторонние предметы, цвет,
дробленая фасоль и т. д. для определения соответствия партии указанному
критерии оценки. Также желательно определить содержание масел и белков, свободных
жирные кислоты и другие факторы качества для надлежащего бухгалтерского учета, даже
если эти критерии не являются частью стандартной системы оценок и ценообразования.

Типичное хранилище на заводах по производству соевого масла — вертикальное
цилиндрический силос. В последние годы заменяется обычный бетонный силос.
стальными силосами разных типов. Недавнее нововведение в этой области — бункер.
метод строительства, основанный на использовании стальной ленты, намотанной в виде
сплошная спираль, при этом каждая обмотка крепится к следующей путем опрессовки.
Стальная полоса поставляется в виде компактных бухт, что снижает расходы на транспортировку.
изготовления крупногабаритных быстровозводимых конструкций.Одно из преимуществ металлических силосов
скорость эрекции.

3-2-3
Подготовка к экстракции

Эта стадия включает сушку, темперирование,
очистка, классификация (необязательно), растрескивание, шелушение (необязательно), кондиционирование и
отслаивание. Блок-схема традиционной подготовки соевых бобов перед добавлением растворителя
извлечение приведено на рис.9.

Рис.9: Подготовка к конвенциналу
Система для соевых бобов
(Источник: Мур, 1983 г.)

a- Сушка: Если соевые бобы подлежат шелушению
перед экстракцией их необходимо высушить до влажности менее 10%, чтобы
облегчить разделение корпусов.Это достигается в вертикальном газовом или жидком топливе с принудительной подачей топлива.
циркуляционные осушители. Если естественная влажность бобов составляет 10% или меньше, или если
шелушение не практикуется, сушку как подготовительную стадию можно не проводить.

b- Темперирование: После охлаждения высушенные соевые бобы
хранятся в бункерах от 2 до 5 дней, чтобы обеспечить уравновешивание влажности
диффузия. Это называется темперированием . Бункеры для закалки, которые обычно находятся на открытом воздухе
силосы вертикального типа, также служат как рабочие бункеры (дневные бункеры) для обеспечения бесперебойной работы
подкормка растения.Поскольку все последующие этапы обработки являются непрерывными, это
необходимо контролировать поток соевых бобов из рабочих бункеров на перерабатывающий завод,
в соответствии с планируемой мощностью переработки. Это делается с помощью автоматического
весы, установленные на подающем конце линии.

c: Очистка: Соевые бобы подвергаются
количество операций очистки на протяжении всего процесса. Пострадавшее железо снимается магнитом
сепараторы
.В установках средней мощности это могут быть магниты, прикрепленные к
конвейеры или желоба, несущие поток бобов. Для более крупных заводов тип вращающегося барабана
Используются магниты, которые позволяют непрерывно удалять постороннее железо с поверхности магнита.
могут использоваться постоянные магниты и электромагниты. Постоянные магниты обладают преимуществом:
практически не требует обслуживания. Кроме того, они не потребляют электроэнергию.
Поскольку бобы могут повторно загрязниться посторонним железом (ослабленные гайки и болты, гвозди
и т.п.), поскольку они проходят через оборудование, магнитная очистка не является разовой операцией.
но необходимо повторить несколько раз вдоль линии. Поэтому рекомендуется установить
магнитные сепараторы на входе в каждую машину, где есть металлические частицы
может вызвать серьезные повреждения (дробилки, шелушители и т. д.)

Камни, песок, пыль и другие посторонние предметы обычно удаляются
обычные очистители семян . Обычно очиститель семян состоит из двухъярусной
вибрирующий экран.(Рис.9). Верхний экран задерживает камни и другие грубые материалы.
но позволяет целым соевым бобам проваливаться. Нижний сито удерживает соевые бобы, но позволяет
более мелкие частицы, такие как песок, должны проходить. Легкий мусор, свободные частицы корпуса и пыль
удаляются аспирацией и задерживаются в циклонах.

d: Классификация: Цель данной операции
состоит в том, чтобы отделить дробленую фасоль от целой. Этот шаг не является обязательным и применяется только
если еда должна быть обработана для потребления человеком.Классификация проводится
простая операция просеивания.

e: Взлом: Цель этой операции
чтобы разбить семена на более мелкие частицы при подготовке к отслаиванию. Если у бобов есть
высушен до 10% влажности и отпущен, как описано выше, растрескивание также ослабляет
оболочки и допускает их разделение путем вдыхания. В идеале семена следует разбить на 4
до 6 штук довольно одинакового размера. Производство штрафов должно быть сведено к минимуму.Растрескивание
Машины состоят из пар гофрированных валков, вращающихся в противоположных направлениях. По одному рулону в каждой паре
вращается быстрее, чем другой, обеспечивая режущий эффект, необходимый для разрушения семян.
Диаметр рулона порядка 25 см. Длина рулона зависит от вместимости. Два или три
предусмотрены пары валков, установленных один поверх другого. Вибрационный конвейер обеспечивает
питание мельницы с равномерной скоростью. Гофры на верхней паре валков имеют
грубее и глубже, чем на нижних парах.

На выходе из мельницы предусмотрено вибросито. Это где
поток дробленых частиц разделяется на оболочки (удаляется аспирацией для дальнейшего
переработка), крупногабаритные частицы (возвращаются на крекинг-мельницу), мясо правильного размера
(отправляется на кондиционирование и шелушение) и мелкие фракции (обычно смешанные с мясом для
кондиционирование).

Поверхность раскалывающихся валков подвержена значительному износу. После
Некоторый срок службы может потребоваться замена гофры (заправка).Хороший
качественные рулоны можно повторно использовать несколько раз, прежде чем возникнет необходимость в их замене.



Рис.10: Очиститель семян с мультиаспиратором и циклоном

f: Кондиционирование: Цель этой операции
для повышения пластичности мяса при подготовке к шелушению.Кондиционер есть
аналогично плите, описанной в связи с экспеллерами. Это может быть горизонтальный винт
реактор с подогревом конвейерного типа или плита с вертикальным штабелированием. Тепло может быть обеспечено
непрямой пар или прямой впрыск пара, последний используется для увеличения
влажность при необходимости. Мясо нагревают до 65-70 o ° C и
влажность доводится до 10,5-11%. На этом этапе пластичность мяса такая.
что они могут быть сплющены давлением в измельчителе без разрушения.

г: Хлопье: Хлопье-машина состоит из пары
горизонтальных, вращающихся в противоположных направлениях гладких стальных валков. Типичные размеры рулона находятся в диапазоне
60-80 см. в диаметре. Валки прижимаются друг к другу с помощью тяжелых
пружинами или управляемыми гидравлическими системами. Кондиционированные частицы семядолей сои
подается между валками, и они выравниваются по мере вращения валков друг относительно друга.
Давление между валками можно регулировать, и оно определяет среднюю толщину пленки.
хлопья.Основная цель шелушения — увеличить поверхность контакта между масличными семенами.
ткани и растворитель, а также уменьшить расстояние, на которое растворитель и экстракт будут
придется путешествовать в процессе добычи. Также считается, что отслаивание нарушает
клетки масличных семян в некоторой степени и, таким образом, делают капли масла более доступными для растворителя
добыча. Типичные значения толщины чешуек находятся в диапазоне от 0,2 до 0,35.
миллиметры.

Отшелушивающие валки требуют технического обслуживания, так как они значительно изнашиваются.К
поддерживать гладкость поверхностей и обеспечивать хороший контакт между валками при
в каждой точке валки время от времени переточиваются. Это требует опыта и
точные машины. Чтобы компенсировать неравномерное тепловое расширение, валки
изготовлены не как идеальные цилиндры, а со слегка изогнутым профилем, тоньше в обоих
концы и посередине толще. Кроме того, износ обычно распределяется неравномерно.
и имеет тенденцию быть более обширным в середине.Некоторые производители поставляют шлифовальные устройства
которые позволяют переточить концы валков без снятия валков.

h: Альтернативные процессы: Процессы
Описанные выше операции являются обычными маслобойными заводами. В последнее время улучшенные процессы
предложены для отдельных этапов или для всей линии подготовки семян.

Система горячего шелушения , предлагаемая
Buhler-Miag Ltd. использует «шоковую обработку» для ослабления корпуса.

Соевые бобы с влажностью около 13% предварительно нагреваются до 60 o ° C,
затем контактировали с потоком горячего воздуха в установке с псевдоожиженным слоем. Это лечение вызывает
выскакивание корпуса. Теперь семена разделяются пополам при ударе, и корпуса разделяются.
самолетом. Очищенные дробленые бобы дополнительно дробятся и шелушатся. Главное преимущество
процесс заключается в его более низком энергопотреблении, так как многократный нагрев и охлаждение, сушка
а этапы увлажнения при обычном шелушении исключаются.Короткая продолжительность
стадия термической обработки предотвращает обширную денатурацию белка. Сокращение НСИ
(Индекс растворимости азота) заявлен как практически такой же, как и в обычных
подготовка лущеных хлопьев. Приведена технологическая схема системы горячего шелушения.
на рис.11.


Рис.11: Система горячего шелушения (всплывания) BUHLER

« Alcon Process » (рис.12) автор: Lurgi
GmbH, состоит из ряда операций, установленных между обычными
линия подготовки (сразу после хлопьевидного стана) и экстрактор. Хлопья
увлажняются и нагреваются в кондиционере, поддерживается желаемая влажность
содержимое и температура в течение 15-20 минут (темперирование), затем сушат и охлаждают
перед тем, как быть приведенным к экстрактору. По сути, это процесс агломерации,
в результате чего хлопья сливаются в более компактные пористые гранулы.Следующий
заявлено пособие:

a: Насыпная плотность модифицированных гранул составляет 50%.
выше, чем у исходных хлопьев (550 против 360 кг / м 3 ). Это результаты
в соответствующем увеличении мощности экстрактора.

b: Скорость перколяции мицеллы или растворителя
через гранулы втрое. Это приводит к повышению эффективности экстрактора (см.
ниже).

c: Удержание растворителя в отработанных гранулах составляет около
25%, в то время как обычные отработанные хлопья могут удерживать до 35% растворителя.Как результат,
увеличивается производительность установки для удаления растворителей, повышается выход масла и экономится энергия.

d: Во время подготовки и экстракции некоторые ферменты
снижают гидратируемость фосфолипидов. Термическая обработка, связанная с
Процесс Alcon инактивирует эти ферменты и улучшает эффективность и выход масла.
процесс дегуммирования.

e: Из-за термической обработки, указанной выше, питание
требования к поджариванию менее строгие.



Рис. 12: Процесс LURGI «Alcon» и предварительная экстракционная подготовка

В методе Pellet , предложенном компанией FRENCH Oil Mill Machinery Company,
измельченный материал экструдируется в виде гранул. Экструдер, который называют «
Enhanser Press », оборудован специальными портами для впрыска пара.
или воду в бочку.Масса продавливается через отверстия на штампе,
расширяется в результате внезапного испарения воды и дает твердые гранулы
с достаточной внутренней пористостью, но с насыпной плотностью выше, чем у хлопьев.
Заявленные преимущества по существу те же, что и у других агломераций.
процессы.

Чертеж, показывающий ФРАНЦУЗСКИЙ Enhancer Press, приведен на рис. 13.



Рис. 13: ФРАНЦУЗСКИЙ пресс «Enhancer»

3-2-4
Экстракция растворителем:

a- Основные принципы экстракции растворителем:
извлечение масла из масличных культур неполярными растворителями — это, в основном,
процесс твердо-жидкостной экстракции.Перенос масла из твердого в
окружающий раствор масло-растворитель (мицелла) можно разделить на три этапа:

* диффузия растворителя в твердое вещество
* растворение капель масла в растворителе
* диффузия масла из твердых частиц в окружающую жидкость.

Из-за очень высокой растворимости масла в обычных
используемых растворителей, стадия растворения не является ограничивающим фактором скорости. Вождение
сила в диффузионных процессах — это, очевидно, градиент концентрации нефти
в направлении диффузии.Из-за относительной инертности ненефтяного
составляющих масличных семян, равновесие достигается, когда концентрация
масло в мицеллах в порах твердого тела равно концентрации
масла в свободной мицелле, за пределами твердого вещества. Эти соображения приводят к
ряд практических выводов:

* Поскольку ограничивающим скорость процессом является диффузия, многое можно
получается за счет уменьшения размера твердой частицы. Тем не менее, сырье не может
измельчить до мелкого порошка, так как это ухудшит поток растворителя вокруг
частицы и сделает отделение мицеллы от отработанного твердого
крайне сложно.Вместо этого семена масличных культур раскатывают в тонкие хлопья, как описано.
в предыдущем абзаце, таким образом уменьшив одно измерение для облегчения распространения,
без слишком сильного ухудшения потока растворителя через твердый слой или загрязнения
мицелла с чрезмерным количеством мелких твердых частиц. Эффект
Толщина чешуек от эффективности экстракции растворителем показана на рис.14.

* Скорость извлечения может быть значительно увеличена путем увеличения
температура в экстракторе.Более высокая температура означает более высокую растворимость
масла, более высокие коэффициенты диффузии и более низкая вязкость мицелл. По факту,
обычно растворитель и промежуточную мицеллу нагревают до максимальной
температура, которая по-прежнему обеспечивала бы приемлемый уровень безопасности.

* Предпочтительна открытая пористая структура твердого материала,
потому что такая структура облегчает диффузию, а также перколяцию. Число
процессов были предложены для увеличения пористости семян масличных культур до
экстракция растворителем (см.3-2-3-ч).

* Хотя большая часть сопротивления массопереносу находится внутри твердого тела,
скорость извлечения может быть несколько увеличена путем перемешивания и свободного
текут в жидкой фазе вокруг твердых частиц. Слишком много волнения — это
следует избегать, чтобы предотвратить обширное разрушение хлопьев.




Рисунок 14: Влияние толщины чешуек на эффективность извлечения
(Источник: Norris 1982)

* Поскольку градиент концентрации является фактором, ответственным за вывод масла из
Для твердого тела важно поддерживать высокий градиент в каждой точке экстрактора.Этот эффект достигается наиболее экономично по принципу противотока .
многоступенчатая экстракция.
Процесс разделен на несколько этапов контакта. Каждый
стадия включает средства для смешивания твердой фазы и фазы растворителя и для разделения
два потока после извлечения. При переходе от одного этапа к другому
хлопья и растворитель движутся в противоположных направлениях. Таким образом, хлопья с наименьшим содержанием масла
содержимое контактирует с самым бедным растворителем, что приводит к высокому выходу масла и высокой
движущая сила во всем экстракторе.Принцип противоточной экстракции:
показано на рис.15.


Рис. 15. Принцип противоточной экстракции, применяемый к «экстрактору карусели»
(любезно предоставлено Extractionstechnik G.A.m.b.H.)

Подробное обсуждение теоретических основ проектирования
Многоступенчатые процессы твердожидкостной экстракции выходят за рамки данной работы.Мы
Обрисовываем здесь только его основные практические последствия, поскольку они обеспечивают
полезные критерии выбора и эксплуатации экстрактора.

Для доведения растворителя до интимной зоны можно использовать два разных метода.
контакт с масличным материалом: просачивание и затопление. В перколяционном методе
растворитель просачивается сквозь толстый слой хлопьев, не заполняя пустоты
полностью. Пленка растворителя довольно быстро течет по поверхности твердых частиц.
и эффективно удаляет масло, которое распространилось изнутри на поверхность.Этот
режим контакта предпочтительнее, если сопротивление диффузии внутри чешуйки
относительно невысокие (тонкие чешуйки с большой площадью поверхности, открытая тканевая структура). в
в режиме затопления твердые частицы полностью погружаются в медленно движущийся, непрерывный
фаза растворителя. Погружение лучше работает с материалами, предлагающими большую внутреннюю
устойчивость к переносу масла (толстые частицы, плотная тканевая структура).

Количество ступеней контакта, необходимых для выполнения данной экстракции.
работа зависит от следующих переменных:

* Соотношение хлопья / растворитель: если количество растворителя, использованного для экстракции масла
от одной тонны хлопьев, потребуется меньшее количество ступеней контакта, чтобы
выполнить заданную работу по извлечению.Однако полная мицелла, образовавшаяся в результате этого процесса, будет
быть менее концентрированным в масле, а это означает, что нам придется испарить большее количество
растворитель на каждую тонну продукта, а значит, больше тратится на энергию.

* Выход масла: если количество ступеней увеличивается, а все остальные
переменные остаются неизменными, доля масла, оставшегося в отработанных хлопьях, будет ниже
а значит, и выход масла будет выше. Соотношение между количеством ступеней
и остаточное масло в шроте показано на рис.16.



Рисунок 16: Влияние количества ступеней на остаточную нефть

* Перколяция: количество растворителя или мицеллы, удерживаемой в капиллярах.
а поры твердого тела после дренирования называются «связанным экстрактом» или
«связанный растворитель». Это количество зависит от свойств хлопьев.
и растворитель, а также условия дренажа.Легкая фильтрация растворителя
через твердое дно после дренажа остается меньше экстракта в капиллярах
и, следовательно, приводит к сокращению количества необходимых ступеней контакта.
Правильная подготовка хлопьев и обращение с ними важны для обеспечения высокой перколяции.
темп.

b- Выбор растворителей:

Идеальный растворитель для экстракции масла из соевых бобов должен обладать
следующие свойства:

* Хорошая растворимость масла.
* Плохая растворимость ненефтяных компонентов.
* Высокая летучесть (т.е. низкая температура кипения), так что полное удаление растворителя из
получение мицеллы и приема пищи путем испарения осуществимо и легко.
* Тем не менее, температура кипения не должна быть слишком низкой, чтобы экстракцию можно было проводить при
несколько высокая температура для облегчения массообмена.
* Низкая вязкость.
* Низкая скрытая теплота испарения, поэтому для восстановления растворителя требуется меньше энергии.
* Низкая удельная теплоемкость, поэтому для удержания растворителя и мицеллы требуется меньше энергии.
тепло.
* Растворитель должен быть химически инертным по отношению к маслу и другим компонентам сои.
* Абсолютное отсутствие токсичности и канцерогенности для растворителя и его остатков.
* Невоспламеняющийся, невзрывоопасный.
* Некоррозионный
* Коммерческая доступность в больших количествах и невысокая стоимость.

К сожалению, идеальный растворитель, обладающий всеми этими свойствами.
не существует.Большинство требований, за исключением воспламеняемости и
взрывоопасность, соответствуют низкокипящим углеводородным фракциям, полученным из нефти. А
типичный коммерческий растворитель для экстракции масла будет иметь диапазон температур кипения
(диапазон перегонки) от 65 до 70 от до ° C и будет состоять в основном из шестиуглеродных
алканы, отсюда и название « гексан, », под которым эти растворители обычно
известны в США. «Гексановые» растворители для экстракции пищевого масла должны
соблюдать строгие требования к качеству.Параметры качества, составляющие
технические характеристики обычно включают: диапазон кипения (перегонки), максимальное количество нелетучих веществ
остаток, температура вспышки, максимальное количество серы, максимальное количество циклических углеводородов, цвет и специфический
сила тяжести.

Основным недостатком легких углеводородных растворителей является их
воспламеняемость и взрывоопасность смесей их паров с воздухом. Безопасность
соображения привели к введению в действие специальных стандартов для зданий и
установки в установках экстракции растворителями.Все электрические установки должны быть
взрывобезопасный. Выпускной конец всех вентиляционных отверстий должен быть оборудован охлаждающими жидкостями.
конденсаторы, чтобы свести к минимуму выброс паров растворителя в атмосферу. Очень строгая безопасность
приняты меры для предотвращения опасности искрения внутри и вокруг установки. Все это добавляет
к высокой стоимости монтажа и эксплуатации установок экстракции растворителями.
не редкость.

Поэтому постоянный поиск альтернативных растворителей
понятно.Один из таких растворителей, трихлорэтилен , находился в коммерческом использовании для
короткий период в начале 1940-х годов, но от него пришлось отказаться, когда было обнаружено, что
приготовленная таким образом еда была токсичной для животных. Другой альтернативный подход использует
« сверхкритическая экстракция » с жидким диоксидом углерода при высоких
давление. Хотя это технически возможно, сверхкритическая экстракция соевого масла невозможна.
коммерчески выгодна в настоящее время из-за высокой стоимости оборудования и относительно
низкая способность масла растворять диоксид углерода вблизи критической точки. Спирты
представляют собой еще один класс потенциальных растворителей для добычи нефти. Без воды
(абсолютные) низшие алифатические спирты, такие как этанол и изопропанол, являются довольно хорошими растворителями
для масел при высокой температуре, но растворимость масел в этих растворителях снижается
резко при понижении температуры. Эта высокая зависимость растворимости от
Температура — это как раз тот принцип, на котором основаны процессы экстракции спирта.
Экстракция происходит при высокой температуре.Затем мицеллу охлаждают. Насыщение наступает
и избыток масла отделяется в виде отдельной фазы, которую можно извлечь центрифугированием. В
растворитель повторно нагревается и отправляется обратно в экстрактор. Эти спирты менее горючие, чем
гексан, но меры предосторожности все же необходимы. Несмотря на значительные исследовательские усилия по
разработка альтернативных систем растворителей, экстракция легкими углеводородами продолжается,
практически, единственный коммерческий процесс экстракции соевого масла растворителем.

c- Типы экстракторов:

Экстракторы растворителем бывают трех типов: периодические, полунепрерывные и
непрерывный.

В периодических процессах происходит контакт определенного количества хлопьев
с определенным объемом свежего растворителя. Мицеллы отводятся, дистиллируются и
растворитель рециркулирует через экстрактор до тех пор, пока в партии не останется остаточного масла.
хлопьев снижается до желаемого уровня.Экстракторы периодического действия как промышленные единицы сейчас
устаревший. Экстракторы лабораторных и экспериментальных размеров до сих пор используются для экспериментов.
и в целях обучения.

Полунепрерывные системы состоят из нескольких экстракторов периодического действия
соединены последовательно. Растворитель или мицелла перетекает из одного экстрактора в другой в
сериал. Материал в первом экстракторе наиболее истощен, так как он был
обработать свежим растворителем. Через некоторое время второй экстрактор делается «на голову».
серии и подключен к линии свежего растворителя.Отработанные хлопья выгружаются
из первого экстрактора, который затем заполняется партией свежих хлопьев и
подключен к системе как «хвостовой» блок и так далее.

Полунепрерывные системы описанного выше типа редко используются для
сольвентная экстракция соевых бобов. Однако тот же принцип применяется в одном из
широко известные системы экстракции растворителем для других масличных культур: стационарный FRENCH
Экстрактор корзин
.

ФРАНЦУЗСКИЙ экстрактор (рис.17) представляет собой вертикальный цилиндрический
сосуд, разделенный на ряд высоких вертикальных секций или «корзин» радиальными
стены. Корзины стационарные. Растворитель или мицелла подается в верхнюю часть корзины и
просачивается через глубокий слой твердых тел. Используя систему движущихся мицеллярных ливней,
материал семян масличных культур контактирует с мицеллами при уменьшении содержания масла и, наконец, с
свежий растворитель, что позволяет добиться противоточной экстракции без перемещения твердого слоя. В
последняя версия стационарного экстрактора корзин FRENCH оснащена вращающимся
дно корзины, чтобы обеспечить автоматическую разгрузку корзин в нужное время и
сделать экстрактор почти непрерывным.Мощности поставляемых с 1975 г. агрегатов по
добыча соевого масла от 100 до 3000 тонн в сутки.

Рис.17: ФРАНЦУЗСКИЙ стационарный экстрактор корзин

(любезно предоставлено компанией FRENCH Oilmill Machinery Co.)

При непрерывной экстракции и масличные семена, и растворитель подают в
экстрактор непрерывно.Различные доступные типы охарактеризованы
по их геометрической конфигурации и способу, которым твердые вещества и растворители
перемещаются друг относительно друга противотоком. Большинство
основные типы будут описаны в следующих параграфах.

* Съемники ремня_ Съемник DE SMET:
Этот экстрактор, предлагаемый бельгийской компанией De Smet и ее дочерними предприятиями во многих странах мира.
стран, был разработан в 1946 году Дж.А. Де Смет в «Новом Хилери»
Маслобойня Anversoises »в Бельгии. По данным компании, с тех пор более 450
заводы, использующие процесс DE SMET, были построены в разных частях мира.

Чертеж, описывающий экстрактор DE SMET, приведен на рисунке 18. В
экстрактор состоит из горизонтальной герметичной емкости, в которой находится медленно движущаяся сетчатая лента.
установлены. Хлопья сои подаются на ленту с помощью загрузочного бункера. Демпфер
прикрепленный к выпускному отверстию бункера, действует как регулирующий клапан подачи и поддерживает слой твердых частиц
на поясе на постоянной высоте.Эту высоту можно отрегулировать в соответствии с ожидаемой скоростью.
просачивания мицеллы через кровать. Сложная фильтрация компенсируется
понижение высоты станины. Для правильно измельченных соевых бобов высота слоя хлопьев у изголовья
Конец экстрактора обычно составляет от 6 до 8 футов (от 180 до 240 см). Пропускная способность
экстрактор регулируется изменением скорости ленты. На панели нет разделительных перегородок.
пояс и твердая основа составляют одну сплошную массу. Тем не менее, экстрактор разделен на отдельные
стадии экстракции по способу продвижения потока мицеллы.Растворителем является
вводится на конце разгрузки отработанных хлопьев (т. е. на конце, противоположном чешуйчатому
питающая сторона экстрактора). Распыляется на хлопья, просачивается через слой,
последняя промывка использованных хлопьев и удаление масла. Образовавшаяся разбавленная мицелла
собираются в секционный бункер под лентой, из которого перекачиваются и распыляются
снова на хлопьях на следующем участке в направлении, противоположном движению ленты. Этот
процесс сбора, откачки и распыления мицелл на следующем участке повторяется до тех пор, пока
мицелла покидает бункер в головной части экстрактора, неся самые высокие
концентрация масла (тяжелая мицелла).Экран промывается тяжелой мицеллой на
головная часть, непосредственно перед входом свежих хлопьев, а затем снова со свежим растворителем,
сразу после удаления отработанных хлопьев.
засорение. Промывка полной мицеллой на подающем конце обеспечивает смазку поверхности и
предотвращает прилипание хлопьев к поверхности экрана. Весь экстракторный сосуд
поддерживается при небольшом отрицательном давлении, чтобы предотвратить утечку паров растворителя в
атмосфера.

Рис. 18: Экстрактор DE SMET
(Предоставлено N.V.Extraction De Smet S.A.)

По заявлению производителей, экстракционные установки DE SMET построены для
мощности от 25 до 3000 тонн сырья в сутки. Потери растворителя
составляют от 0,07% до 0,3%, а остаточное содержание масла в извлеченном материале составляет
0.От 25% до 0,6%.

* Экстракторы подвижных корзин : В этом классе
экстракторы, хлопья не образуют сплошную массу, а заполняются отдельными,
разграниченные элементы (корзины) с перфорированным дном для слива. Корзины могут быть
перемещается вертикально (экстракторы ковшовых элеваторов), горизонтально (рамная лента и выдвижная ячейка
экстракторы) или могут вращаться вокруг вертикальной оси (карусельные экстракторы). Вертикальный
экстракторы с ковшовой цепью являются одними из первых промышленных экстракторов растворителем, сконструированных для
непрерывная работа.Многие из них все еще работают, но они реже встречаются в
более поздние установки.

В экстракторах горизонтально движущихся корзин производства LURGI
Компания
, «корзина» или «ячейка» образована бесконечным ведром
пояс и отдельное перфорированное дно. На дне могут быть закреплены перфорированные пластины, на которые
раздвижные ковшовые сепараторы (конструкция с подвижными ячейками) или ленточные конвейеры, перемещающиеся с
ведра. Оба типа показаны на рис.19.

Рис.19: Два типа экстракторов корзин (ячеек)
(Предоставлено LURGI G.m.b.H)

Другой тип экстрактора горизонтальных корзин с наклоняемыми корзинами или лотками,
выпускается HLS Company Ltd . Принцип работы
Т.О.М. (Переворачивание материала) Экстрактор HLS показан на Рис.20. Каждая корзина
в экстракторе может быть затоплен, обеспечивая погружение и просачивание в
такой же экстрактор. Чтобы преодолеть проблему образования плотного
поверхностный слой сжатой мелочи, лотки или корзины переворачиваются на
конец конвейерной цепи. Материал падает в корзину или лоток ниже.
Непроницаемый поверхностный слой разрушается, и масличный материал подвергается перемешиванию.
в процессе его перехода с одного уровня на другой.Добыча продолжается
по мере движения материала в обратном направлении на нижней (возвратной) стороне
конвейер. Таким образом, в отличие от большинства горизонтальных экстракторов, в HLS Extractor
вход для свежего сырья и выход для отработанных хлопьев на
тот же конец оболочки.

Рис.20: Экстрактор корзин HLS
(Предоставлено HLS Ltd.)


* Карусельные экстракторы
чем-то напоминают цилиндрические ФРАНЦУЗСКИЕ
экстрактор описан выше, но здесь «корзины» вращаются вокруг
ось цилиндра, в то время как схема растворителя / мицеллы зафиксирована. Постройка
принцип действия экстрактора карусельного типа , производства EXTRACTIONSTECHNIK
GmbH
, показан на рисунке 21.Следующее описание экстрактора и
его действие взято из статьи Dr. Ing. Вольфганг Кезе:

«Экстрактор состоит из цельного ротора с
внутренняя и внешняя цилиндрическая стенка. Промежуток в форме кольца разделен радиально
организованы конические перегородки в несколько камер (от 10 до 20). это
медленно вращается, как правило, цепным приводом, на котором размещается больший зубчатый венец
вокруг ротора. Экстракторы меньшего размера могут приводиться в движение непосредственно центральным валом.Эти скорости вращения варьируются от одного оборота за 20 минут до одного оборота.
через 4-5 часов и регулируются. Ротор вращается над щелевым днищем.
с зазором всего в несколько миллиметров. Щелевое дно изготовлено из профилированного
стержни с трапециевидным сечением. Этот профиль вызывает прорези, которые
на их поверхности около 0,8 мм шириной, чтобы стать шире вниз. Конкретные
Однако преимущество этого прорезанного дна состоит в том, что прорези точно концентрические.
с валом ротора.Сырье загружается в камеры и, таким образом,
образуют компактный слой, который может достигать высоты от 0,5 до 2,5 метров в зависимости от
на извлекаемом материале. Этому соответствует высота ротора.
Таким образом, остается свободное пространство около 200 мм над слоем, которое заполняется
жидким растворителем во время распыления растворителя на камеру.

В зависимости от необходимого времени для экстракции материал
перемещается со скоростью 1-10 мм / сек., над концентрическими прорезями внизу.
Поскольку прорези расположены параллельно направлению движения
материал, никакие механические силы, кроме сопротивления скольжению, не действуют
на извлекаемом материале, и в результате не может произойти закупорка щелей.
При движении по щелевому дну слой материала проникает мицеллами.
различных концентраций, начиная с концевой мицеллы, имеющей наивысшую
концентрирование сразу после подачи твердого материала до чистоты
растворитель в конце его прохождения.Мицелла проходит через слой материала
и щелевое дно и собирается в камерах, разделенных водосливами в
нижняя часть экстрактора. Оттуда он перекачивается обратно на ложе
материал. Выгрузка извлеченного твердого материала осуществляется через
прорезанное дно отверстием шириной с роторную камеру, через которое содержимое
опускаться в разгрузочный желоб, откуда он перемещается для дальнейшей обработки
шнековым конвейером.
Перегородки камер расширяются вниз конусом, так что
любое прилипание содержимого камеры невозможно ».

По данным производителя, экстракторы карусели доступны
производительностью от 20 до 4000 тонн в сутки. Самый большой экстрактор (4000
тпд.) имеет номинальный диаметр 15 м.

Рис. 21: Экстрактор «CARROUSEL»

(С любезного разрешения Extractionstechnik G.A.m.b.H.)

3-2-5
Операции после извлечения

Два потока выходят из стадии экстракции растворителем:
жидкий экстракт ( полная мицелла ) и насыщенные растворителем отработанные хлопья . В
Целью следующих операций является удаление и извлечение растворителя из
каждый из двух потоков.

a: Дистилляция мицеллы: Полная мицелла
обычно содержит 30% масла.Таким образом, на каждую тонну сырой нефти примерно 2,5 тонны
растворитель необходимо удалить перегонкой. Большинство производителей сольвентных экстракторов
также предлагаем системы дистилляции мицеллы. Характеристики хорошей мицеллы
системы дистилляции: хорошая экономия энергии, минимальное тепловое повреждение сырой нефти
масло и его компоненты, минимальные потери растворителя, эффективное удаление последних
следы растворителя от масла и, конечно же, хорошая безопасность эксплуатации. Режимы
испарения растворителя включают мгновенное испарение , вакуумную перегонку
и паровая отгонка .

b: Удаление растворителя шрота: Отработанные хлопья
возить с собой около 35% растворителя. Удаление и восстановление этой части
растворителя также является одной из самых критических операций в практике маслозавода,
поскольку он в значительной степени определяет качество еды и ее производных.

В Десольвентация-тостинг (ДТ) применяется в производстве
соевого шрота для кормления животных, профиль время-температура-влажность
процесса позволяет, помимо удаления растворителя, термическую обработку, достаточную
для инактивации нежелательных ферментов и ингибиторов и улучшения вкусовых качеств
еды животным (поджаривание).Самый распространенный тип десольвентизатора-тостера
состоит из вертикальной цилиндрической стопки отсеков или «кастрюль».
Каждое отделение оснащено мешалками или стойками, прикрепленными к центральной вертикали.
вал. Отработанные хлопья загружаются в верхнюю часть тостера для удаления растворителя. Сковорода
полы оборудованы регулируемым вращающимся клапаном, позволяющим опускаться вниз.
движение материала через поддоны с желаемой скоростью. Два метода
отопления используются: прямой паровой нагрев и косвенный паровой нагрев.Для обогрева
с непрямым паром сковороды оснащены двойным дном, действующим как пар
куртки. Для прямого парового нагрева в массу вводится горячий свежий пар.
через разбрызгиватели. Вращающиеся мешалки распределяют материал и обеспечивают
необходимое перемешивающее действие. Прямой пар используется по трем причинам:

* Передача тепла от нагреваемой поверхности поддона для пола
к масличному материалу идет медленно и сложно, особенно после значительного
часть растворителя удалена и жидкая среда недоступна
для передачи тепла.В этом случае прямой контакт между твердым материалом и
конденсационный пар — более эффективный метод обогрева. Конденсация
пар добавляет хлопьям влаги.

* Добавленная влага облегчает реакции денатурации белка.
приводит к инактивации ингибитора трипсина. Также считается, что
поджаривающий эффект достигается за счет комбинированного действия тепла и влаги, усиливает
вкусовые качества еды для животных.

* Эффект паровой дистилляции необходим для удаления
последние следы растворителя от еды.

Различные модели вертикальных стека типа DT отличаются
последовательность зон прямого / косвенного нагрева и ряд других функций. в
FRENCH DT Как показано на рис. 22, верхние поддоны имеют косвенный паровой нагрев. Они
составляют зону предварительного удаления растворителя. Нижние кастрюли нагреваются паром.
и служат в качестве зоны поджаривания / зачистки. Еда, выходящая из этого DT
имеет влажность около 18% и температуру около 105 o ° C.Он должен
быть высушенным и охлажденным. Для этого используется отдельный осушитель / охладитель (DC) (см.
ниже).


Рисунок 22: ФРАНЦУЗСКИЙ тостер-десольвентизатор (DT)
(Предоставлено FRENCH Oilmill Machinery Co.)

Модель DE SMET DT , показанная на рис. 23, имеет от 4 до 10 поддонов с днищами, нагреваемыми паром.В аппарате поддерживается небольшое отрицательное давление.

Сушилка-охладитель муки (DC) аналогична DT по конструкции,
но намного короче. Окружающий воздух используется для сушки и охлаждения блюда перед хранением.
или упаковка. Строительство автономного блока постоянного тока, предлагаемого FRENCH ,
показан на рис. 24.

Блоки DT и DC также могут быть объединены в одно оборудование.
Большинство производителей оборудования для удаления растворителей также предлагают комбинированные установки DTDC.Принцип работы такой системы, продаваемой LURGI , показан на рис.
25.

Фотография тостера-сушилки для удаления растворителя мощностью 1200 тонн в день.
приведено на рис. 26.

Рис. 23. Тостер-десольвентизатор (DT) DE SMET
(Предоставлено N.V. Extraction De Smet S.A.)

Рис.24: Автономный сушильный охладитель (DC)

(Предоставлено FRENCH Oilmill Machinery Co.)



Рис.25: Комбинированный охладитель десольвента-сушилки-тостера
(DTDC)
(Предоставлено LURGI G.m.b.H.)

Рис. 26: Тостер для удаления растворителя.Номинальная мощность
1200 т / сут.
(Предоставлено Extractionstechnik G.A.m.b.H.)

В то время как удаление растворителей-поджаривание является стандартным методом производства
соевый шрот для кормления животных, этот процесс не подходит для производства
«белых хлопьев», т.е. шрот с минимальной денатурацией белка. В качестве
как видно на фиг.27, денатурация белка (выраженная как уменьшение
в индексе растворимости азота, NSI) при обработке острым паром происходит очень быстро.Белые хлопья, которые являются исходным материалом для производства сои.
белковые изоляты, большинство концентратов и текстурированных продуктов должны иметь высокий
Значение NSI.



Рисунок 27: Влияние термической обработки на растворимость азота
соевого шрота (Источник: Weber, 1973)

Лучший метод удаления растворителя для производства белых хлопьев — flash.
десольвентизация (ФД).
В этом процессе отработанные хлопья, содержащие растворитель, выходят из
экстрактор псевдоожижен в потоке паров перегретого растворителя. Перегрев
пар обеспечивает энергию для испарения растворителя из хлопьев. В
турбулентный характер потока хлопьевидного пара обеспечивает чрезвычайно быстрый тепло- и массообмен.
Денатурация белка сводится к минимуму, в основном из-за короткого времени нагревания. Короткая
стадия отгонки может потребоваться для полного удаления растворителя, и быстрое охлаждение является обязательным
для предотвращения чрезмерного уменьшения NDI.Принципиальная схема установки мгновенного удаления растворителя.
показан на рис.28.

Рис. 28: Система мгновенного удаления растворителя em
(Предоставлено H.L.S. Ltd.)


ЛИТЕРАТУРА

DE SMET s.a. (1990)
Коммерческие коммуникации Extraction De Smet s.а., Эдегем, Бельгия

EXTRACTIONTECHNIK G.m.b.H. (1990)
Коммерческие коммуникации Deutsche Babcock Group, Гамбург, Германия

ФРАНЦУЗСКИЙ США (1990)
Коммерческие коммуникации Французская нефтяная компания по производству машинного оборудования, Пиква, Огайо,
США

H.L.S. (1991)
Коммерческие коммуникации H.L.S. Промышленно-инжиниринговая компания, Петах-Тиква
Израиль

ЛУРГИ (1990)
Коммерческие коммуникации Lurgi G.m.b.H., Франкфурт-на-Майне, Германия

Мур, Нью-Хэмпшир (1983)
Обработка и подготовка масличных семян перед экстракцией растворителем. Варенье. Oil Chem.
Soc. 60 : 141A

Норрис, Ф.А. (1982)
Экстракция жиров и масел в «Промышленные масла и жировые продукты Bailey’s»,
Д. Сверн, изд. 4-е издание, т. 2

Снайдер, H.E. и Т. Квон (1987)
«Утилизация сои» Компания Ван Ностранд Рейнхольд, Нью-Йорк

Вебер, К.(1970)
Твердое / жидкое извлечение в экстракторе карусельного типа Chemiker-Zeitung / Chemische
Apparatur Verfahrenstechnik 94: 56-62

Вебер, К. (1973)
Технологический процесс и оборудование для производства шрота с регулируемой
содержание водорастворимых белков. DFG- Meeting, Берлин

Вебер, К. (1982)
Предварительное растворение соевого шрота. Всемирная конференция AOCS по масличным и пищевым культурам
Нефтепереработка The Hague Japan Publications Inc.Токио и Нью-Йорк

Истинная гофра наномеш-слоя h-BN

Двумерные материалы, такие как графен [1], фосфорен [2], гексагональный нитрид бора (h-BN) [3] и дихалькогениды переходных металлов (TMD) [4], обладают множеством интересных электронных свойств, таких как релятивистская полоса дисперсия с фермионами Дирака, топологически нетривиальная зонная структура, спиновый квантовый эффект Холла или нетрадиционная сверхпроводимость [5]. В технологии гетероструктуры из двумерных ван-дер-ваальсовых материалов представляют собой многообещающие пути к новым архитектурам устройств, с одной стороны, из-за их четко определенных атомных слоев и четкого интерфейса, а с другой стороны, из-за возможности настройки и использования упомянутого квантового эффекты [6–9].Благодаря своим невзаимодействующим, изолирующим и структурным свойствам h-BN служит идеальным интерфейсом для графена [10], топологических изоляторов [11], а также дихалькогенидов [12–15]. Более того, когда монослой h-BN выращивают на поверхности некоторых переходных металлов, он может образовывать гофрированную сверхструктуру с постоянной решетки в плоскости порядка нанометров [16–19]. Гофрированная надстройка возникает из-за конкуренции между согласованием решетки с подложкой и прочной связью внутри слоя sp 2 .Наиболее яркими примерами являются h-BN / Rh (111) [20–23] и h-BN / Ru (0001) [24–26]. Хотя слой образует сплошной лист, гофрированную структуру обычно называют нанометровым слоем из-за ее пористого вида в СТМ (рис. 1 (а)). Отличные электронные свойства в областях поры и проволоки модулируют локальную работу выхода, что позволяет гофрированному слою служить наношаблоном для самосборки атомов, молекул и кластеров [27–33]. Несмотря на недавние научные и технологические достижения, атомные и электронные детали геометрии границы раздела, такие как расстояние между слоями и структурная или электронная природа наблюдаемой гофрировки, не совсем понятны.Например, в h-BN / Cu (111) более раннее исследование объясняет муаровый узор, наблюдаемый в сканирующей туннельной микроскопии, как чисто электронный эффект, то есть модуляцию локальной работы выхода [34], тогда как две независимые рентгеновские стоячие волны исследования сообщают о гофрировании атомов [35, 36] (см. также обсуждение в [16]).

Увеличить

Уменьшить

Сбросить размер изображения

Рис. 1. (a) СТМ изображение топографии наномеша h-BN на Rh (111),,.Темные области — это углубления («поры») в сплошном слое h-BN, яркие области — приподнятые «проволочки». Выделена элементарная ячейка сверхструктуры, параметр решетки 3,2 нм. Белыми и черными точками отмечены точки высокой симметрии в поре и на проволоках. (b) XPS-спектр N 1 с на уровне ядра, измеренный при нормальном и нормальном излучении. График показывает экспериментальные данные (красные точки) и кривую с двухкомпонентным гауссовым профилем (линии и заштрихованные области). (c) Схематический вертикальный разрез слоя по главной диагонали сверхъячейки (пунктирная линия на (a)).Атомы N, B и Rh представлены синими, персиковыми и серыми сферами соответственно. Обратите внимание на различную регистрацию в поровой и проволочной областях (рисунок не в масштабе) надстройки 13 на 12.

Загрузить рисунок:

Стандартный образ
Изображение высокого разрешения

В этой статье мы изучаем высоту адсорбции и гофрирование наночастиц h-BN на Rh (111) с помощью фотоэлектронной дифракции (XPD / PhD). Фотоэлектронная дифракция по своей природе чувствительна к расстоянию между атомными ядрами и менее чувствительна к валентной структуре.Комбинация современного XPD на основе синхротрона с высокопроизводительными вычислениями многократного рассеяния позволяет использовать режим обратного рассеяния, который чувствителен к геометрии подповерхности. Наши результаты показывают, что этот метод может прояснить структурные детали различных типов двумерных материалов, адсорбированных на металлических подложках или встроенных в слоистые структуры или гетеростаки, где другие методы остаются нечувствительными или неточными.

Для h-BN на Rh (111) сверхструктура состоит из 13 × 13 элементарных ячеек h-BN поверх 12 × 12 элементарных ячеек Rh (111) с параметром сверхрешетки в плоскости 3 .2 нм [20, 37, 38], см. Рис. 1. Внутри элементарной ячейки образуется углубление, где взаимодействие между h-BN и Rh является сильным ( поры ). Он окружен сетью подвешенных областей ( проволоки, ), где взаимодействие слабое [27, 38]. Несмотря на обширный список публикаций по h-BN / Rh (111), описанных в литературе (см. Таблицу 1), вертикальное положение атомов B и N, а также латеральный размер пор все еще остаются предметом разногласий. Различные уровни теории функционала плотности (DFT) не дают удовлетворительных прогнозов, поскольку результат сильно зависит от выбора функционала обменно-корреляции.

Таблица 1. Сводка результатов для высоты адсорбции и амплитуды гофрирования h-BN / Rh (111)
получены разными теоретическими и экспериментальными методами.
Высота адсорбции означает кратчайшее расстояние по вертикали между атомом азота и Rh.

Адсорбция Гофра
Метод Высота (Å) (Å) ссылка
DFT WC-GGA 2.17 0,55 [38]
ДПФ LDA 2,65 [32]
DFT optB86b vdW-DF 2,38 [32]
DFT GGA-PBE 2,20 [32]
DFT PBE-rVV10 2,2 2,28 [33]
DFT revPBE-D3 2,2 1,06 [33]
DFT vdW-DF 3.3 0,90 [33]
СТМ 0,5 [20]
STM C 60 украшение 2,0 [20]
СТМ 0,7 [25]
СТМ 0,5 [32]
СТМ 0,9 [33]
NC-AFM 0.9 [40]
XPD 2,20 0,80 это

Что касается экспериментов, то немногие методы позволяют производить абсолютные измерения координат атомов поверхностных слоев. Широко используемые методы сканирующего зонда (СТМ, АСМ) измеряют гофру поверхности, отслеживая контур определенного отклика с помощью механически регулируемого наконечника. Однако, поскольку острие в основном чувствительно к электронной локальной плотности состояний (LDOS) и поскольку электронная структура наночастиц в порах и проволоках различна, можно ожидать расхождения в измеренных высотах [39].В случае СТМ наблюдаемая амплитуда гофрировки обычно составляет порядка 1,0 Å, но это значение сильно зависит от приложенного туннельного потенциала [29], и даже может наблюдаться инверсия контраста [27, 29, 40]. Более того, для гофрированных монослоев sp 2 артефакты в измеренной атомной топографии могут быть вызваны направленностью π -орбиталей. Эти искажения меняются по единичной сетке из-за кривизны монослоя [41]. Наконец, высота адсорбции принципиально недоступна при использовании сканирующих зондов.

В случае трехмерных кристаллов наивысшее структурное разрешение обычно достигается методами дифракции рентгеновских лучей. К системам h-BN были применены два варианта: поверхностная дифракция рентгеновских лучей (SXRD) и рентгеновская спектроскопия стоячей волны (XSW). В то время как боковая сверхструктура h-BN / Rh (111) четко видна на рентгеновском дифрактометре, вертикальная гофра не была разрешена из-за преобладающего сигнала от атомов подложки с высоким содержанием Z [37]. XSW-измерения показали точное положение слоев h-BN и графеновых систем [35, 36, 42, 43].Однако метод, требующий хорошего качества подложек, а также настраиваемого мягкого рентгеновского излучения (2–5 кэВ) с высоким энергетическим разрешением и высоким потоком фотонов, является сложным с инструментальной точки зрения.

Для преодоления представленных трудностей мы исследуем систему с помощью рентгеновской фотоэлектронной дифракции (XPD / PhD / PED) [44, 45]. Фотоэлектрон испускается из определенной химической среды и рассеивается на электростатическом потенциале ядер соседних атомов. Интерференция рассеянной и прямой волн приводит к характерным дифракционным картинам в зависимости от импульса электрона.Экспериментально импульс электрона сканируется путем изменения угла испускания (путем вращения образца или детектора в двух измерениях) и / или кинетической энергии (путем настройки энергии фотона). В этой статье мы называем измерения с угловым сканированием XPD, а измерения с энергетическим сканированием — PhD, как это обычно принято в литературе [45]. Мы используем аббревиатуру PED для обозначения дифракции фотоэлектронов в целом, без привязки к конкретному размеру сканирования. PED чувствителен к положению ядер атомов в нескольких верхних слоях поверхности.Он не требует такой же длительной периодичности, как дифракция рентгеновских лучей или дифракция электронов низких энергий (ДМЭ). Кроме того, он селективен к исследуемой локальной среде по энергии связи исходного состояния. В случае соразмерного монослоя 1 h-BN 1 × на Ni (111), NI-XSW [43] и PhD [46] дают почти идеальное согласие. Для настройки условий рассеяния необходимо использование синхротронного света.

Все эксперименты, представленные в этой работе, проводились на пучке лаборатории фотоэмиссии и атомного разрешения (PEARL) швейцарского источника света (SLS) [46].Канал PEARL доставляет настраиваемые фотоны мягкого рентгеновского излучения в диапазоне энергий от 70 до 2000 эВ с разрешающей способностью до E / Δ E = 7000. Образцы устанавливаются на высокоточном манипуляторе с тремя поступательными и тремя перемещениями. оси вращения. Фотоэлектроны обнаруживаются анализатором с широким углом приема Scienta EW4000 с двумерным многоканальным пластинчатым детектором, где одна ось соответствует кинетической энергии электрона, а другая ось — углу эмиссии.Блок входных линз анализатора находится под фиксированным углом 60 ° относительно входящего синхротронного света. Рентгеновский луч, вектор поляризации фотонов и ось линзы анализатора ориентированы горизонтально, а входная щель электронного анализатора — вертикально. Дополнительные инструментальные детали можно найти в ссылке [46].

Монослой h-BN получают методом химического осаждения из паровой фазы (CVD), подвергая горячую поверхность монокристалла Rh (111) (1050 K) воздействию 4.5 × 10 −7 мбар боразин (HBNH) 3 в течение 4 минут [20]. Качество и регулярность выборки проверяется STM и LEED и хорошо сравнивается с предыдущими экспериментами (более подробная информация во вспомогательной информации (stacks.iop.org/TDM/7/035006/mmedia)). Оба метода показывают хорошо известную гофрированную морфологию 12 × 12. В спектре XPS наблюдаются две химически смещенные компоненты N 1 s, рис. 1. Сдвиг на 0,7 эВ и соотношение интенсивностей 2: 1 соответствует более ранним исследованиям, которые приписывают более высокий пик энергии связи более прочно связанным атомам азота. в области пор [17, 38, 47].Появление двух разделяемых пиков в спектре XPS позволяет нам отслеживать дифракционные картины двух пиков, то есть области пор и проволоки по отдельности, подгоняя каждый измеренный спектр двумя гауссовыми профилями. Мы получаем 2 π угловое сканирование XPD спектра N 1 с при энергии фотонов 565 эВ, а также сканирование энергии фотонов PhD между 434 и 834 эВ с окном интегрирования 2,5 ° вокруг нормального излучения (подробнее подробности во вспомогательной информации).В результате получается низкая кинетическая энергия возбужденных электронов, обратное рассеяние от Rh-подложки усиливается, и интерференционная картина рассеянной фотоэлектронной волны с прямой волной становится чувствительной к геометрии адсорбции. Результирующие измерения показаны на рисунке 2 отдельно для компонентов пор и проволоки. Сразу видно, что рентгенограмма пика поры (панель а) показывает больше деталей вблизи нормального направления излучения. Из-за меньшего расстояния и приблизительной геометрии вершины атомов N на Rh в области пор интерференция сильнее.Напротив, в структуре пика проволоки (панель e) преобладает рассеяние внутри h-BN, что приводит к появлению широких особенностей при больших углах излучения.

Увеличить

Уменьшить

Сбросить размер изображения

Рис. 2. Экспериментальные и смоделированные фотоэлектронные дифракционные картины порового компонента (a-d) и проволочного компонента (e-h) спектра N 1 s. (а, д) Экспериментальные рентгенограммы (зависимость интенсивности от угла излучения в стереографической проекции).(b, f) Смоделированные картины XPD для наилучшего соответствия моделям атомной структуры. (c, g) Экспериментальные и смоделированные кривые модуляции PhD при нормальном излучении. (d, h) R-фактор как функция расстояния как для XPD (синий, левая ось), так и для доктора философии (красный, правая ось). (i) Вид сбоку на интерфейс h-BN / Rh. Маркируются высота адсорбции и параметр потери устойчивости. (j) Вид сверху трех высокосимметричных адсорбционных конфигураций. В наших расчетах излучает только центральный атом N.

Загрузить рисунок:

Стандартный образ
Изображение высокого разрешения

Для количественного анализа мы сравниваем схемы модуляции XPD / PhD с расчетами кластеров множественного рассеяния на основе кода EDAC [48].Поскольку фотоэлектронная дифракция исследует очень локальную среду, мы аппроксимируем поры и области проводов по отдельности с помощью модели плоского слоя h-BN поверх трех слоев Rh и одного эмиттера в узле с высокой симметрией. Каждый кластер имеет ширину 18 Å и в общей сложности содержит примерно 160 атомов (см. Вспомогательную информацию для иллюстрации кластера и описания дополнительных параметров, используемых при моделировании). Мы ожидаем, что дифракционный сигнал будет самым сильным из трех локальных высокосимметричных положений, показанных на рисунке 2 (j) [49], и относим их к пикам пор и проволоки следующим образом.В центре поры (белая точка на СТМ-изображении на рисунке 1 (а), N занимает верхнюю позицию , то есть атом Rh находится в первом слое подложки непосредственно под эмиттером N, а B занимает тройной полый участок fcc , то есть (N, B) = ( top , fcc ). В области проводов локальный регистр в положениях черных точек на рисунке 1 (a) отличается На одном он равен (N, B) = ( hcp , top ), а на другом ( fcc , hcp ).Таким образом, форма поры определяется непосредственно расчетом геометрии ( вершина , fcc ), в то время как модуляция пика проволоки является суммой ( hcp , вершина ) и ( fcc , hcp ) узоры. Кроме того, наш образец содержит двойной домен h-BN, повернутый на 180, °, °. Концентрация неосновного домена может быть определена в том же анализе XPD-паттернов и составляет 30%.

Структура наилучшего соответствия определяется изменением параметров для нахождения минимума коэффициента надежности (R-фактора) [46].Алгоритм поиска основан на эффективной оптимизации роя частиц (PSO) для поиска глобального оптимума в многомерном пространстве параметров [50]. В нашем случае пространство параметров охватывает основные структурные параметры (атомные расстояния) и (см. Рисунок 2 (i)), а также неструктурные параметры, такие как внутренний потенциал, положение преломляющей поверхности, температура Дебая и максимальная длина пути рассеяния (см. вспомогательную информацию). — расстояние по вертикали от подрешетки N до верхней плоскости Rh, и — расстояние по вертикали подрешеток N и B (выпучивание) слоя h-BN.Эксперименты XPD и PhD моделируются и расслабляются независимо. Наиболее подходящие модели показаны на рисунке 2. Кривые R-фактора на панелях (d) и (h) получены после процесса релаксации, при котором только один выбранный структурный параметр шагает вокруг его оптимума. Ширина кривых на уровне XPD и на уровне PhD используется для оценки ошибки соответствующего параметра (см. Вспомогательную информацию). Полученные параметры перечислены в таблице 2 и будут подробно рассмотрены ниже.

Расчеты наиболее подходящей модели для пика поры показаны на рисунке 2 в верхнем ряду. Визуально экспериментальные и смоделированные модели очень хорошо совпадают как для углового сканирования (панели a и b), так и для сканирования энергии (панель c). Оптимизированный R-фактор составляет 0,11 для XPD и 0,23 для PhD, что является очень удовлетворительным. Кроме того, как видно на панели (d), оптимумы обоих режимов сканирования лежат близко друг к другу, что означает, что оба они чувствительны к высоте адсорбции, хотя погрешность меньше для сканирования энергии.Комбинируя два результата, можно сказать, что расстояние между решеткой N и подложкой Rh в поровых областях составляет.

В средней строке рисунка 2 показаны аналогичные результаты для пика провода. Оптимизация конструкции приводит к превосходному R-фактору 0,10 для углового сканирования и к более высокому R-фактору 0,42 для сканирования по энергии. Несмотря на более высокий R-фактор, воспроизводятся основные особенности кривой модуляции PhD на панели (g), а параболическая кривая R-фактора на панели (h) намного резче, чем у сканирования XPD.Оптимальные значения по-прежнему близки, и комбинированный взвешенный результат для расстояния между решеткой N и Rh-подложкой в ​​области проволоки составляет. Основываясь на результатах, полученных для областей пор и проволоки, мы получаем гофру наномеша h-BN / Rh (111).

Наши результаты по области пор хорошо сравниваются с экспериментальными исследованиями других прочно связанных систем h-BN. Для Ir (111) расстояние адсорбции было определено XSW [42] как 2,22 Å, для Ni (111) как 2,11 Å из PhD [46] и для Co (0001) как 2.11 Å по голографическому XPD [51]. Для слабо связанных областей h-BN на Ir (111) расстояние 3,72 Å было сообщено из XSW [42]. На Cu (111), где слой h-BN слабо связан во всей сверхъячейке и гофра намного меньше, два независимых исследования XSW показывают 3,37 Å [35] и 3,22 Å [36]. Поскольку слабосвязанные области принимают на себя большую часть напряжения из-за системно-зависимого несоответствия решеток, ожидается, что гофрирование может значительно различаться между различными подложками.

Для h-BN / Rh (111) предыдущие результаты вычислений DFT и измерений STM / AFM доступны для сравнения, см. Таблицу 1.Результаты DFT делятся примерно на два класса в зависимости от того, включены ли ван-дер-ваальсовые (vdW) взаимодействия или нет. Расчеты без поправки на vdW приближаются к измеренной здесь высоте адсорбции 2,20 Å, но значительно завышают гофрирование в 2 или более раз. WC-GGA и revPBE-D3 дают наиболее близкое соответствие. Функционал vdW-DF дает лучшее соответствие гофре, но переоценивает расстояние адсорбции в сильно связанных областях. Кроме того, vdW-DF не может предсказать латеральный размер пор, как это видно в эксперименте по декорированию [33].Из измерений сканирующим зондом нельзя получить решающий результат из-за большого и равномерного разброса результатов. Наиболее близкий к нашим результатам результат дает бесконтактная атомно-силовая микроскопия (АСМ). Хотя он может быть менее чувствительным к различиям в валентных состояниях, сигнал AFM в конечном итоге определяется взаимодействием с электронной плотностью. Таким образом, a priori не ясно, может ли AFM обеспечить такую ​​же точность на других системах.

Обсуждая истинную гофру , мы должны иметь в виду, что экспериментальные значения, полученные с помощью методов пространственного усреднения, представляют собой среднее по ансамблю положений атомов.В настоящем исследовании размер области усреднения ограничен двумя эффектами: во-первых, сильно и слабо связанные области создают два пика XPS, которые можно различить по их энергии связи. Во-вторых, как объясняется в SI, модуляция сигнала XPD наиболее сильна вокруг сайтов с высокой симметрией. Это результат небольшого расстояния между излучателем и рассеивателем, а также компенсирующего эффекта равномерно распределенных геометрий излучатель-рассеиватель с низкой симметрией. Это делает измерения XPD чувствительными к небольшой области диаметром от двух до трех ячеек решетки h-BN вокруг узлов с высокой симметрией ( верхний , fcc ) в центре поры ( hcp , верх ). ) и ( fcc , hcp ) в проводной сети.Из этого мы заключаем, что наши результаты в пределах погрешности близки к фактическому максимальному-минимальному гофре наномеша. С другой стороны, PED не видит переходные области между проволокой и поровой областью. Следовательно, мы не можем комментировать плавность или резкость переходных областей. Кроме того, смоделированный паттерн более чувствителен к сайту ( hcp , верхний ) и не может различать два проводных сайта.

В заключение обсудим коробление , т.е.е. вертикальное смещение подрешеток N и B, как показано на рисунке 2 (i). Фотоэлектронная дифракция успешно использовалась для количественной оценки потери устойчивости в других 2D-системах, например, в графене на SiC [52, 53] и черном фосфоре [54]. Наличие коробления может иметь важное влияние на устойчивость этих типов однослойных систем [52, 55]. На рис. 3 показан R-фактор как функция от, где положительные значения означают, что подрешетка B расположена ближе к подложке Rh.Отображаемые результаты относятся только к XPD, поскольку сканирование PhD при нормальном излучении не чувствительно к этому параметру из-за очень малого коэффициента рассеяния. Хотя можно наблюдать очень четкие минимумы на кривых на рис. 3, результаты содержат значительную неопределенность из-за низкой зависимости R-фактора от. Полученные результаты относятся к порам и проводам. Несмотря на большую погрешность, измерение показывает четкую разницу между областями пор и проволок. Изгиб имеет значительную ненулевую амплитуду в сильно связанных областях пор, но отсутствует в слабосвязанных областях проволоки.В соответствии с результатами DFT подрешетка B расположена ближе к подложке, чем подрешетка N. Laskowski и др. сообщают о большем выпучивании на 0,14 Å в области пор [38]. Аналогичные значения были зарегистрированы для случая h-BN / Ni (111): 0,18 Å по LEED [56] и 0,07 Å по XPD [57].

Увеличить

Уменьшить

Сбросить размер изображения

Рис. 3. Потеря устойчивости N-B: XPD R-фактор как функция расстояния (см. Рис. 2 (i)) в области пор (красные точки) и проволоки (черные треугольники).

Загрузить рисунок:

Стандартный образ
Изображение высокого разрешения

В заключение, мы измерили расстояние между адсорбатом и подложкой и гофрировку наночастиц h-BN с помощью фотоэлектронной дифракции с химическим разрешением, угловой и энергетической разверткой, методом, который по своей природе чувствителен к положению ядер атомов. Комбинация измерений углового и энергетического сканирования представляет собой усовершенствованную экспериментальную схему, которая может выявить дополнительную информацию или предоставить более точные значения.Собственная чувствительность к узлам с высокой симметрией ограничивает размер среднего по ансамблю и дает результаты, близкие к истинным минимальным-максимальным положениям атомов. Наши результаты важны для понимания адсорбционного поведения слабосвязанных двумерных слоев на металлических адсорбатах. На сегодняшний день DFT все еще не позволяет прогнозировать как сильно, так и слабо связанные области слоя одновременно способом ab initio . Это подчеркивает необходимость точных экспериментальных данных для проверки теоретических моделей и — в качестве общей цели — улучшения теоретических методов.С экспериментальной стороной тоже следует проявлять осторожность. Несмотря на то, что было несколько отчетов об общих исследованиях с помощью сканирующего зонда, они не установили надежного, воспроизводимого значения гофрировки из-за внутренних ограничений исследования плотности электронных состояний, а не положения ядер атомов. Методы на основе рентгеновских лучей, включая РФД, требуют сложного моделирования для определения окончательных структурных параметров. Сложность и приближения в этих симуляциях предполагают, что результаты следует перепроверять различными методами.Учитывая перспективные применения 2D-материалов в новых электронных и спинтронных устройствах, которые регулируются слабой ван-дер-ваальсовой связью в одной области и более сильной ковалентной связью в другой части, представляется важным создание экспериментальных инструментов, дающих однозначные количественные данные. локальной атомной структуры и расстояний между слоями на их границе раздела в качестве исходных данных для разработки теоретических методов, которые обеспечивают необходимую предсказательную силу, необходимую для материаловедения.

L.H.L благодарит CNPq-Brazil (201932 / 2015-6) и FAPESP-Brazil (2016 / 21402-8) за финансовую поддержку и гостеприимство Цюрихского университета и Института Пауля Шеррера.

Дополнительные материалы к этой статье доступны на сайте

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *