Simulation of Hydrocyclone circuit for tapioca starch Industry

Abstract

A hydrocyclone is widely used equipment for solid-liquid separation process. The form of multiple hydrocyclone units connected together into a circuit form is also commonly found if the target's specific separation performance cannot be achieved by using a single unit alone. In general, a hydrocyclone circuit is normally designed by mass balance principle. Though, the method and its effectiveness of the mass balance method are rarely reported in literatures. This work focused on the development and clarification of such method. Moreover, this method is used for design of hydrocyclone circuit unit then compare with design result of manufacturer. It was found that the inlet of system must consist of several inputs such as flow rate volume, particle distribution, and fluid concentration. Outputs of the system were volume flow rate, particle distribution, and fluid concentration as well. Fluid volume flow rate at each state must also be defined and it sets the system equation to predict the output of the system. Both efficiency curve and particle distribution were also calculated for prediction of the fluid concentration at each state. Input parameters required for the simulation include the inlet volume flow rate, particle size distribution, fluid concentration, and hydrocyclone geometries and volume flow rate ratio for individual hydrocyclone. The calculation results showed that the developed method can be used to predict the separation performance of a hydrocyclone circuit effectively. When using the proposed model for the hydrocyclone circuit, it gives relatively similar results as compared to the manufacturer's design.

ไฮโดรไซโคลนคืออุปกรณ์การคัดแยกของแข็งกับของเหลวที่แพร่หลาย โดยวงจรไฮโดรไซโคลนถูกใช้สำหรับการคัดแยกเหมือนกันเมื่อไฮโดรไซโคลนตัวเดียวไม่สามารถบรรลุถึงเป้าหมายของการคัดแยกได้ โดยปกติแล้ววงจรไฮโดรไซโคลนถูกออกแบบโดยหลักการของหลักการสมดุลมวล ซึ่งวิธีการออกแบบดังกล่าวนั้นพบได้ยากในวรรณกรรมที่ผ่านมา ดังนั้นงานวิจัยนี้มีจุดประสงค์คือสร้างแบบจำลองการทำงานของวงจรไฮโดรไซโคลนขึ้นมาจากนั้นใช้แบบจำลองดังกล่าวในการออกแบบวงจรไฮโดรไซโคลนและเปรียบเทียบผลการออกแบบที่ใช้แบบจำลองในการออกแบบกับการออกแบบของผู้ผลิตวงจรไฮโดรไซโคลน ผลการศึกษาพบว่าที่ทางเข้าและทางออกของวงจรไฮโดรไซโคลนโดยใช้แบบจำลอง คืออัตราการการไหลเชิงปริมาตร การกระจายตัวของอนุภาค และความเข้มข้นของของไหล โดยอัตราการไหลของของไหลในวงจรจะถูกกำหนดโดยชุดสมการเพื่อทำนายผลผลิตที่ทางออกของวงจรร่วมกับการใช้การคำนวณกราฟประสิทธิภาพและการคำนวณการกระจายตัวของอนุภาคเพื่อทำนายความเข้มข้นของของเหลวทุก ๆ จุดในวงจร โดยตัวแปรที่ใช้ในการคำนวณคืออัตราการไหลการกระจายตัวของอนุภาค และความเข้มข้นของของเหลวที่ทางเข้า และลักษณะของไฮโดรไซโคลน และตัวแปรควบคุมอัตราการไหลของไฮโดรไซโคลน แบบจำลองดังกล่าวสามารถใช้ในการทำนายความเข้มข้นของของเหลวในวงจรไฮโดรไซโคลนได้ เมื่อใช้ในการออกแบบวงจรไฮโดรไซโคลนและนำไปเปรียบเทียบกับผู้ผลิต วงจรไฮโดรไซโคลนพบว่ามีความแตกต่างกันเล็กน้อยแต่ก็ให้แนวโน้มไปในทิศทางเดียวกัน