Tellerzentrifuge

Tellerzentrifuge (Separator)

Ein Separator, auch Purifikator, Klarifikator, oder Dekantierzentrifuge genannt, trennt verschiedene Phasen unterschiedlicher Dichten voneinander. Je nach Bauart kann ein Teller Separator zwischen 4 und 60 Liter fassen und hat somit eine Durchlaufmenge von ca.10.000l/h bis 85.000l/h. Ursprünglich wurde der Teller Separator für die Milchherstellung genutzt, mittlerweile dient er einer viel größeren Bahnbreite. (Quelle: Wikipedia)

Separatoren arbeiten nach dem Prinzip der Trennung mittels Zentrifugalkräften. Gegenüber einem Absetzbehälter wird die einfach nach unten wirkende Erdbeschleunigung durch eine dergegenüber größere, bei Zentrifugen mehrere tausendfache, Zentrifugalbeschleunigung ergänzt oder ersetzt. Voraussetzung für eine gute Trennung eines Gemisches ist, dass die einzelnen Phasen des Gemisches unterschiedliche Dichten haben. Weiterhin sollten die Feststoffe einen großen Dichteunterschied zu den flüssigen oder gasförmigen Phasen haben.

Betrachtet man die Austritte der Flüssigphasen spricht man von einem kontinuierlichen Prozess, da diese kontinuierlich aus der Separatorentrommel ausgetragen werden. Beim Feststoffaustrag unterscheidet man zwischen manueller Entfernung der Feststoffe, automatischem, intermittierendem Feststoffaustrag sowie kontinuierlichem Feststoffaustrag. Bei allen 3 Feststoffaustragsvarianten können 2 oder 3 Phasentrennungen vorgenommen werden. Aufgrund der größten Dichte der Feststoffe sammeln sich diese im Zentrifugalfeld als äußerster Ring, direkt an der Trommelinnenwand.

Bei den feststoffsammelnden Separatoren müssen die Separatoren in bestimmten Zeitintervallen angehalten und geöffnet werden, damit die Feststoffe manuell entfernt werden können. Bei Separatoren mit diskontinuierlichem, automatischen Feststoffaustrag werden die Feststoffe ebenfalls an der Trommelinnenwand gesammelt. In einstellbaren Zeitintervallen wird die Trommel über eine Wasserhydraulik kurzfristig, bei voller Drehzahl, geöffnet(Unteres Bild, mittlerer Separator, dunkelgrauer Schieberboden gleitet nach unten). Die Feststoffe werden mittels der vorhandenen, kinetischen Energie ausgetragen und die Trommel wird wieder geschlossen.

Bei Separatoren mit kontinuierlichem Feststoffaustrag spricht man auch von Düsenseparatoren, die es in verschiedenen Ausführungen für diverse Aufgabenstellungen gibt. Sowohl bei den kontinuierlich als auch bei den diskontinuierlich austragenden Separatoren wird immer ein Teil Flüssigkeit mit entleert (Spüleffekt). Die Flüssigphase(n) wird(werden) entweder drucklos aus dem Separator abgeführt oder auch unter Druck. Man spricht hierbei von Schälscheiben (Greifer), die wie ein stehendes Pumpenrad funktionieren, während die Flüssigkeit rotiert.

aufeinander gestapelte Teller

Trennung von Suspensionen

Die Suspension wird über eine Hohlwelle zugeführt und strömt auf den Zentrifugenboden, wobei das Produkt vom Verteiler schonend auf die volle Drehzahl beschleunigt wird. In der Trommel befindet sich ein Tellerpaket mit 3 - 150 Tellern. Zwischen den Tellern ist nur ein geringer Abstand. In den Zwischenräumen zwischen den Tellern findet die Trennung der Stoffe statt. Der Stoff mit der höheren Dichte sammelt sich an der Unterseite des oben liegenden Tellers und wird nach unten abgeleitet. Der Feststoff (das Sediment) sammelt sich in einem Sedimentsammelraum am Rand der Trommel ab. Ein hydraulisches System im Unterteil der Trommel bewirkt das der abgeschiedene Feststoff periodisch bei voller Drehzahl ausgestoßen wird. Die geklärte Flüssigkeit fließt aus dem Tellerpaket am oberen Ende zu einer Schälscheibe, von wo sie unter Druck über Rohrsysteme abgeleitet wird.

Partikelgröße

Es können Flüssigkeiten mit verschiedenen Dichten getrennt werden, oder auch Feststoffe geklärt werden. Die Partikelgröße beträgt ca. 0,5-500 µm.

KLÄREN:ZWEI-PHASEN-TRENNUNG (FEST-FLÜSSIG)

Z. B.: Klärung von Frucht- und Gemüsesäften, Bier- und Weinklärung, Mostklärung, Verarbeitung von Kaffee-/Tee-Extrakt, Klärung von Lösungsmitteln

FUNKTIONSWEISE

Über ein stillstehendes Einlaufrohr läuft das zu klärende Produkt ins Innere der Trommel und wird vom Verteiler auf die Trommeldrehzahl beschleunigt. Durch das Tellerpaket in der Trommel teilt sich der Produktstrom in viele dünne Schichten auf und schafft eine große Klärfläche. Innerhalb des Tellerpakets findet die Abscheidung des Feststoffs von der Flüssigkeit statt. Infolge der hohen Zentrifugalkraft setzen sich die abgeschiedenen Feststoffe im Feststoffraum der Trommel ab. Durch hydraulisches Betätigen des Kolbenschiebers wird der abgeschiedene Feststoff periodisch bei voller Drehzahl ausgestoßen und über einen Feststoffzyklon ausgetragen. Die geklärte Flüssigkeit fließt aus dem Tellerpaket und wird unter Druck abgeleitet.

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TRENNEN:DREI-PHASEN-TRENNUNG (FLÜSSIG-FLÜSSIG-FEST)

Ein Trennseparator ermöglicht das Trennen von Flüssigkeitsgemischen mit unterschiedlicher Dichte bei gleichzeitiger Abtrennung von Feststoff Z. B.: Olivenölherstellung, Gewinnung von Essenzölen, Reinigung von tierischen und pflanzlichen Fetten und Ölen 2

FUNKTIONSWEISE

Bei einem Trennseparator (Drei-Phasen-Separator) läuft das zu separierende Produkt über ein stillstehendes Einlaufrohr ins Innere der Trommel und wird vom Verteiler schonend auf die Trommeldrehzahl beschleunigt. Durch das Tellerpaket in der Trommel teilt sich der Produktstrom in viele dünne Schichten auf und schafft eine große Klärfläche. Innerhalb des Tellerpakets trennt sich das Flüssigkeitsgemisches in seine leichte und schwere Flüssigphase auf. Gleichzeitig findet die Abscheidung des Feststoffes statt. Infolge der hohen Zentrifugalkraft setzen sich die abgeschiedenen Feststoffe im Feststoffraum der Trommel ab. Durch hydraulisches Betätigen des Kolbenschiebers wird der abgeschiedene Feststoff periodisch und bei voller Drehzahl ausgestoßen und über einen Feststoffzyklon ausgetragen. Die Greifer leiten die durch die Zentrifugalkraft entmischten Flüssigkeitsphasen unter Druck aus der Separator-Trommel ab.

Anwendungsbereiche

GETRÄNKEINDUSTRIE / BRAUINDUSTRIE

• Frucht- und Gemüsesaft • Pektin • Zitrus- und Tropenfrüchte • Essenzöle • Bier • Wein • Tee und Kaffee • Trinkalkohol

CHEMIE / BIOTECHNOLOGIE

• Prozessabwasser • Vitaminherstellung • Farbpigmente • Lösungsmittel • Algen (Lebensmittel, Kosmetik) • Fermentationsbrühen (industrielle Biotechnologie)

FETTE / ÖLE / BIOKRAFTSTOFFE

• Biodiesel • Algen (Biokraftstoffe) • Fischöle • Tierfette • Olivenöl • Avocadoöl • Palmöl

INDUSTRIE / MINERALÖL

• Slopoil/Altölaufbereitung nach dem Tricanter® • Lagerstättenabwasser (Quelle: Flottweg Broschüre)

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Video

Flottweg Separator / Tellerzentrifugen

Funktion eines Separators

Nach Beenden des Erhitzens kommt die Milch direkt in den Separator. Dieser ist zuständig für den Ausschluss der Fremdkörper und dem Trennen der Milch in Rahm und Magermilch.

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Feststoffe

Die Feststoffe werden in dem Entschlammungsbehälter gesammelt. Die Gesamtmenge ist ca. 1kg auf 10.000 Liter. Das Volumen dieses Entschlammungsbehälters ist abhängig von der Größe des Separators und beträgt durchschnittlich zwischen 10 und 20 Litern. Von dem Behälter geht es in einen anderen speziellen Tank, von wo aus die Feststoffe erhitzt und anschließend zu einer Biogasanlage gebracht werden können.

Video

Welche Menge kann eine Tellerzentrifuge mit einer Fassung von 4 Litern pro Stunde trennen? (!10.000) (23.000) (450) (1.700) (55) (!2200)