Come funziona una centrifuga a pacco di dischi
Come forse già sai, sono disponibili vari tipi di tecnologie di separazione. Per la centrifugazione viene utilizzata una tecnologia di separazione che prevede l'uso di un separatore a dischi (detto anche centrifuga) e in cui le varie fasi di solidi e liquidi sono isolate l'una dall'altra in base alla differenza di densità.
Analogamente a un serbatoio di decantazione, i separatori a dischi utilizzano la forza di gravità per separare il liquido con una densità specifica da altri liquidi e solidi. A differenza di un serbatoio di decantazione che utilizza il tempo di ritenzione come parametro principale per la divisione in strati dei liquidi di diversa densità e per la precipitazione dei solidi nel serbatoio, i separatori centrifughi utilizzano la forza meccanica per separare tra loro liquidi e solidi di densità diverse.
Uso della forza di gravità
In sostanza, un separatore a dischi è un serbatoio di decantazione la cui base è avvolta attorno alla linea centrale della vasca. La rotazione rapida della vasca del separatore implica la sostituzione dell'effetto della gravità con una forza centrifuga controllabile, o forza gravitazionale, nota come forza G, che può avere un effetto fino a 10.000 volte maggiore rispetto alla forza di gravità.
La forza G viene quindi utilizzata per separare i liquidi da altri liquidi e solidi in modo efficiente con grande precisione e velocità e in un modo facile da controllare. Una pila di dischi all'interno della vasca contribuisce a una maggiore efficienza di separazione, aumentando sostanzialmente l'area di separazione nella vasca del separatore. Ciò significa che l'attività di separazione mediante un separatore centrifugo non solo avviene in modo notevolmente più veloce, ma si traduce in una qualità e una resa più elevate.
I solidi che si concentrano sul bordo esterno della vasca vengono rimossi, continuamente, in modo intermittente o manualmente, a seconda del volume di solidi coinvolti nell'applicazione specifica.
Per aumentare l'efficienza di separazione, le piastre coniche sono impilate, una sopra l'altra, all'interno della vasca, per fornire una maggiore superficie di separazione. Queste pile, altrimenti denominate pile di dischi della vasca, accelerano notevolmente la precipitazione dei solidi dal liquido.
Progettazione delle centrifughe a pacco di dischi per la gestione dei solidi
Come funziona una centrifuga a pacco di dischi? Separa solidi e una o due fasi liquide utilizzando forze centrifughe molto elevate. Durante la rotazione della vasca, i solidi vengono spinti verso la periferia, mentre le fasi liquide più leggere formano strati concentrici interni. La separazione può essere discontinua o continua, a seconda della quantità di solidi.
Tipi di design dei separatori
Le centrifughe a pacco di dischi utilizzano diversi meccanismi per la gestione dei solidi, in base all’applicazione:
- Separatore a parete solida: il funzionamento si interrompe per aprire la vasca e rimuovere manualmente i solidi.
- Separatore a scarico intermittente dei solidi: aperture alla periferia della vasca si aprono a intervalli controllati per rimuovere i solidi raccolti.
- Separatore a scarico continuo dei solidi: ugelli alla periferia scaricano continuamente solidi e liquidi durante il funzionamento.
Progettazione delle centrifughe a pacco di dischi per diverse esigenze di separazione
Le centrifughe a pacco di dischi sono generalmente utilizzate per compiti di separazione commerciali e industriali che coinvolgono separazione liquido-liquido e liquido-solido.
- Separazione liquido-liquido: Due liquidi immiscibili con densità diverse.
- Separazione solido-liquido:
- Rimozione dei solidi da un liquido per recuperare sottoprodotti di valore e scaricare il liquido come effluente,
- Recupero di un liquido prezioso dai solidi e scarico dei solidi come rifiuto,
- Recupero sia dei solidi che dei liquidi come prodotti di valore,
- Rimozione dei solidi da un liquido prima della pulizia e dello scarico per evitare contaminazione ambientale. - Separazione liquido-liquido-solido: Separazione di tre fasi distinte, il compito più complesso. Nessuna altra tecnologia può competere con la separazione a pacco di dischi.
In generale, esistono tre tipi di separatori a seconda del compito di separazione: chiarificatori, purificatori, concentratori.
Clara 450 è un esempio di sistema di separazione con chiarificatore – utilizzato nei settori alimentare, beverage e farmaceutico.
Chiarificatore
Un chiarificatore è un separatore centrifugo per la separazione solido-liquido, che rimuove solidi come particelle, sedimenti, olio, sostanze organiche naturali e colore dai liquidi di processo. In questo modo, il liquido di processo risulta limpido.
Applicazioni
I chiarificatori Alfa Laval sono progettati per essere utilizzati in diverse applicazioni nei settori alimentare e delle bevande, marino e della fermentazione industriale. Ad esempio, nelle bevande vengono impiegati nella lavorazione di succhi di frutta, vino, tè e caffè. Nella fermentazione industriale sono fondamentali nei processi con microalghe, batteri e lieviti. Nell’industria navale, i chiarificatori vengono utilizzati per la pulizia delle acque di scrubber nei sistemi di trattamento dei gas di scarico.
Concentratore
Il concentratore Alfa Laval è un separatore centrifugo progettato per separare tre fasi diverse: una fase solida e due fasi liquide di densità differenti, e per pulire la fase liquida più densa/pesante.
Applicazioni
I concentratori Alfa Laval sono ampiamente utilizzati in vari settori, come alimentare, lavorazione delle bevande e applicazioni marine. Nell’industria della raffinazione di oli vegetali e grassi animali, i concentratori vengono impiegati per processi di degommaggio continuo, neutralizzazione, dewaxing e lavaggio. Nella lavorazione delle bevande sono usati per la rimozione e il recupero di oli, come la deolificazione dei succhi di agrumi e la concentrazione e lucidatura di oli essenziali da scorze a freddo. Nell’industria navale, i concentratori Alfa Laval sono utilizzati per la pulizia delle acque di sentina.
Un sistema AFPX può essere configurato come concentratore ed è utilizzato nei processi di estrazione di pesce e carne.
Un modulo Flex include tipicamente un purificatore per la rimozione dell’acqua da gasolio o oli lubrificanti.
Purificatore
Un purificatore è un separatore centrifugo per la separazione liquido-liquido-solido, che separa due liquidi di densità diversa e una fase solida, come acqua, olio e particelle fini. Utilizzando un purificatore, la fase liquida più leggera è solitamente la frazione principale da pulire.
Applicazioni
I purificatori Alfa Laval sono progettati per molteplici applicazioni in diversi settori, come alimentare, beverage, marino ed energia. Questi separatori centrifughi di alta qualità sono adatti a impianti di qualsiasi dimensione. Nell’industria alimentare vengono utilizzati soprattutto nella lavorazione di grassi e oli commestibili, come oli vegetali, strutto, sego e olio di pesce. Nel settore marino, i purificatori sono impiegati principalmente per la pulizia degli oli lubrificanti dei motori.
L’innovatore della separazione
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