Verfahrenstechnik 10/2016

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