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)

Funktionsprinzip

Kurze Erläuterung zur Funktionsweise von Tellerseperatoren

Kontinuierliche Trennung

In nahezu allen Industriebereichen müssen verschiedene Flüssigkeiten und Feststoffe an bestimmten Stellen des Produktionsprozesses voneinander getrennt werden. Die einer Zentrifuge zugrunde liegende Idee basiert auf den Vorgängen in einem Absetztank. Dort sinken Partikel, Sedimente und Feststoffe langsam zu Boden, und Flüssigkeiten unterschiedlicher Dichte trennen sich unter Einwirkung von Schwerkraft. Dieser Trennvorgang läuft jedoch sehr langsam ab und entspricht nicht den Anforderungen der Industrie nach einem schnellen Verfahren mit kontrollierbarem Ergebnis. Durch den Einsatz von Separatoren soll daher eine schnelle und kontinuierliche, mechanische Trennung verschiedener Flüssigkeiten und Feststoffe gewährleistet werden, wie sie in heutigen Industrieprozessen erforderlich ist.

Beschleunigung des Prozesses

Im Grunde genommen ist der Separator ein um eine Achse gewundener Absetztank. Bei schneller Drehung der gesamten Einheit wird die Schwerkraft durch eine steuerbare Zentrifugalkraft ersetzt, die bis zu 10.000-fach größer sein kann. Mit Hilfe dieser Kraft können Flüssigkeiten leicht steuerbar, effektiv und sehr fein aus anderen Flüssigkeiten und Feststoffen getrennt werden.

Bauformen von Zentrifugen

In der Industrie kommen bei der Separation normalerweise verschiedene Arten von Zentrifugen zum Einsatz. Im Allgemeinen werden Dekantierzentrifugen bei höheren Feststoffkonzentrationen mit größeren Partikeln eingesetzt, Tellerseparatoren hingegen eignen sich für eine ganze Reihe von Trennvorgängen, bei denen es sich um niedrigere Feststoffkonzentrationen und kleinere Partikel- und/ oder Tröpfchengrößen handelt. Dies gilt für Trennvorgänge von verschiedenen Flüssigkeiten sowie von Flüssigkeiten und Feststoffen. Die schwierigsten Trennprozesse können aus drei Phasen bestehen. Meistens gibt es bei diesen Vorgängen kaum Unterschiede zwischen den einzelnen Flüssigkeitsdichten, und die abzutrennenden Partikel sind äußerst klein. In diesem Fall ist der Einsatz von Tellerseparatoren die optimale Lösung

aufeinander gestapelte Teller

Funktionsweise von Tellerseparatoren

In Tellerseparatoren werden Feststoffe und ein oder zwei Flüssigphasen in einem einzigen kontinuierlichen Vorgang unter Verwendung extrem großer Zentrifugalkräfte voneinander getrennt. Unter Einwirkung dieser Kräfte werden die Feststoffe mit der größeren Dichte gegen die Außenwand der rotierenden Trommel gepresst, die Flüssigphasen mit den geringeren Dichten sammeln sich in der Mitte der Trommel in Schichten an. Der Bereich, in dem diese beiden unterschiedlichen Phasen aufeinander treffen, wird „Trennzone” genannt und kann leicht verändert werden, so dass die größtmögliche Effizienz des Trenn- vorgangs gewährleistet wird. Durch Einsetzen spezieller Teller (dem „Tellersatz“) wird die Oberfläche, auf der sich die verschiedenen Phasen absetzen können, vergrößert, was zu einer erheblichen Beschleunigung des Trennvorgangs führt. Da Anordnung, Form und Aufbau dieser Scheiben variabel sind, lassen sich viele sedimentierbare Feststoffe in Tellerseparatoren kontinuierlich von einer bzw. auch zwei Flüssigkeit(en) trennen. Die konzentrierte Feststoffphase kann je nach Separatoren-Bauart kontinuierlich, diskontinuierlich oder manuell entleert werden. Die geklärte Flüssigphase bzw. die geklärten Flüssigphasen fließen näher zur Drehachse in den/die Auslauf/Ausläufe an der Oberseite der Trommel und werden dann in voneinander getrennte Kammern abgeführt. Jede abgetrennte Flüssigphase fließt dann drucklos oder mittels einer Schälscheibe, einer speziellen Pumpe, aus der Trommel. Die Kammern können verschlossen werden, um Querkontamination zu vermeiden.

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)