Verfahrenstechnik 10/2016
Verfahrenstechnik 10/2016
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VERFAHREN UND ANLAGEN<br />
Mit Doppelfunktion<br />
Hochleistungszentrifuge zum Klassieren und Dekantieren von Fein- und Feinstpartikeln<br />
Marco Falciani<br />
Für die industrielle Klassierung von<br />
Fein- und Feinstpartikeln bis in den<br />
Nanobereich gibt es<br />
Hochleistungszentrifugen, die<br />
sowohl für die Nassklassierung als<br />
auch für das Dekantieren in Chemie<br />
und Feinchemie sowie in der<br />
Pharma-, Kosmetik- und<br />
Lebensmittelindustrie ihren Einsatz<br />
finden. Die hier vorgestellte<br />
Zentrifuge arbeitet mit präzisem<br />
Trennschnitt, hohem Durchsatz und<br />
durchgängiger Verfügbarkeit. Sie<br />
liefert optimale Klassierergebnisse<br />
bei zugleich hoher Effizienz.<br />
Autor: Marco Falciani, Area Sales Manager,<br />
Heinkel Process Technology GmbH, Besigheim<br />
Die Separation kleiner und kleinster Partikel<br />
aus Suspensionen im Größenbereich<br />
von 1-5 µm für industrielle Anwendungen<br />
stellt besondere Anforderungen an Verlässlichkeit<br />
und Präzision des Trennverfahrens.<br />
Steigende Ansprüche an Ergebnisqualität<br />
und Leistungsfähigkeit machen eine hocheffiziente<br />
Arbeitsweise der Maschinen unverzichtbar.<br />
Diese Eigenschaften vereinen<br />
Tiocent-Klassierzentrifugen von Heinkel, die<br />
je nach Präferenz und gewünschtem Ergebnis<br />
als Dekanter- oder Nassklassierzentrifuge<br />
eingesetzt werden können.<br />
Exakte Trennung<br />
Im Nassklassierverfahren trennt die Zentrifuge<br />
Grob- und Feinkorn in diskontinuierlicher<br />
Arbeitsweise exakt gemäß des vorgegebenen<br />
Trennschnitts. Dabei fließen die zu<br />
separierenden Partikel bei vergleichsweise<br />
geringer Radialkraft axial aus der Trommel<br />
ab. Temperatur und Feststoffkonzentration,<br />
der Gewichtsunterschied zwischen Flüssigkeit<br />
und Feststoff sowie die geforderte<br />
Durchsatzleistung sind wichtige Ergebnisparameter.<br />
Denn die Temperatur hat entscheidenden<br />
Einfluss auf die Viskosität der<br />
Suspension, der Gewichtsunterschied entscheidet<br />
darüber, wie einfach sich die Partikel<br />
klassieren lassen: Je größer er ist, desto leichter<br />
löst sich der Feststoff aus der Flüssigkeit.<br />
Soll ein Trennschnitt im submikronalen<br />
Bereich erzielt werden, können bestimmte<br />
Einflussgrößen anwenderseitig angepasst<br />
werden, darunter die Temperatur sowie die<br />
Viskosität der Suspension und damit verbunden<br />
die Feststoffkonzentration. Außerdem<br />
lassen sich die generellen technologischen<br />
Parameter wie die Art der Zentrifugentrommel,<br />
der Trommeldurchmesser<br />
oder die Trommelhöhe den spezifischen<br />
Anforderungen entsprechend ausrichten.<br />
Der gewünschte Trennschnitt kann mittels<br />
Trommeldrehzahl und Zulaufvolumen der<br />
Suspension beeinflusst werden.<br />
Effiziente Arbeitsweise<br />
Die Separation des Feinkorns erfolgt mit der<br />
diskontinuierlich und voll automatisch arbeitenden<br />
Tiocent-Zentrifuge im gesonderten<br />
Schritt „Klassieren“. Hierin besteht der Unterschied<br />
zu anderen Verfahren der Nassklassierung,<br />
bei denen im kontinuierlichen Betrieb<br />
das Klassieren der Suspension und das Austragen<br />
der Grobfraktion gleichzeitig stattfinden.<br />
Um einen gleichmäßigen Kuchenaufbau<br />
zu gewährleisten, wird die Zentrifugentrommel<br />
zunächst bei geringer Drehzahl befüllt<br />
und schließlich auf die maximale Drehzahl<br />
von 3000 1/min beschleunigt. Ist diese erreicht,<br />
wird weiterhin Suspension zugeführt.<br />
Je nach Menge des Zulaufstromes unterliegt<br />
das Produkt kürzer oder länger der<br />
Zentrifugalkraft. Dabei sedimentieren die<br />
groben Partikel an die Trommelwand, während<br />
die klassierte Suspension die Trommel<br />
über das pneumatisch betätigte Flüssigkeitsschälrohr<br />
verlässt.<br />
Die Klassierzeit beträgt ein bis drei Stunden,<br />
abhängig von der Feststoffkonzentration<br />
im Zulauf. Ist die Trommel zu ca. 70 % mit Sediment<br />
gefüllt, bremst die Zentrifuge auf eine<br />
Austragsdrehzahl. Unter gleichzeitiger Zugabe<br />
einer Spülflüssigkeit schwenkt der Verwirbelungsschaber<br />
in den Produktkuchen ein.<br />
Um die Kontamination mit der Partikelfraktion<br />
zu vermeiden, verlässt der beim Austragen<br />
resuspendierte Feststoff das Zentrifugengehäuse<br />
über Bohrungen am Trommelboden<br />
und kann nach Einmaischen für einen neuen<br />
Klassierprozess wiederverwendet werden.<br />
Nach Beendigung des Feststoffaustrags<br />
kommt die Trommel zum Stillstand, damit<br />
die verbliebene Restflüssigkeit ablaufen<br />
kann, bevor ein neuer Zyklus startet.