جهاز فصل المواد الصلبة عن السائلة عمودي صناعي: فصل فعال للمواد الصلبة عن السائلة

يعتمد مبدأ عمل جهاز الطرد المركزي ذي الطرد المركزي على الفصل عن طريق الطفو. فمن الطبيعي أن يترسب المكون ذو الكثافة الأعلى في قاع الخليط، بينما يبقى المكون الأقل كثافة معلقًا فوقه. يعمل جهاز الطرد المركزي ذو الطرد المركزي على زيادة سرعة الترسيب من خلال الدوران المستمر، مما يُنتج قوة تسارع تعادل ما بين 1000 و4000 ضعف قوة الجاذبية الأرضية. هذا يُقلل بشكل كبير من زمن ترسيب المكونات، حيث يُمكن ترسيب الخلائط التي كانت تستغرق ساعات في السابق في غضون ثوانٍ باستخدام جهاز الطرد المركزي ذي الطرد المركزي. يُتيح هذا النوع من الفصل الحصول على نتائج أسرع وأكثر دقة.

كيف يعمل جهاز الفصل الصناعي؟

يُضخ المنتج الخام إلى جهاز الطرد المركزي عبر المدخل. يدخل المنتج الخام إلى وعاء أفقي يدور. يتكون الوعاء من جزء أسطواني وجزء مخروطي. تتم عملية الفصل في الجزء الأسطواني من الوعاء. يُولد الدوران السريع قوى طرد مركزي تصل إلى 4000 ضعف قوة الجاذبية الأرضية. تحت تأثير هذه القوى، تتجمع الجزيئات الصلبة ذات الكثافة الأعلى وتُضغط على جدار الوعاء. يدور لولب (أو ناقل لولبي) داخل الوعاء بسرعة مختلفة قليلاً. يُسمى فرق السرعة هذا بالسرعة التفاضلية. بهذه الطريقة، ينقل اللولب الجزيئات المترسبة على طول الجزء الأسطواني من الوعاء وصولاً إلى الجزء المخروطي النهائي. عند الطرف الأصغر للجزء المخروطي من الوعاء، تخرج المواد الصلبة المجففة من الوعاء عبر فتحة التصريف. يخرج السائل الصافي عبر قرص فصل (مضخة طرد مركزي داخلية).

فصل ثلاثي الأطوار باستخدام جهاز فصل صناعي

باستخدام جهاز طرد مركزي ثلاثي الأطوار، يُمكن فصل ثلاثة أطوار عن بعضها في خطوة واحدة فقط. على سبيل المثال، يتم فصل سائلين لا يمكن مزجهما لاختلاف كثافتهما (مثل الزيت والماء) عن طور صلب. يتجمع السائل الأثقل (الماء) في المنتصف بين طبقة الزيت وطبقة المواد الصلبة. وبذلك، يُمكن سحب السائلين المفصولين من جهاز الطرد المركزي. تُنقل المواد الصلبة عبر اللولب إلى فتحات التفريغ، كما هو الحال في فصل الطورين.[2]

تشمل التطبيقات النموذجية للفصل ثلاثي الأطوار إنتاج الزيوت الصالحة للأكل مثل زيت الزيتون، ومعالجة الحمأة الزيتية، وإنتاج الديزل الحيوي، وما إلى ذلك.

معايير وعوامل مؤثرة في عملية الفصل الصناعي باستخدام جهاز الطرد المركزي

معدل التغذية والإنتاجية ووقت الإقامة:

من خلال وحدة التغذية، يمكن إدخال وسيط الفصل المراد معالجته إلى مركز حجرة التغذية في اللولب، حيث يتم تسريعه. وسيؤثر معدل التدفق على زمن الإقامة.[3]

تسريع عملية الطرد المركزي الصناعي

تصل مادة الفصل إلى أقصى سرعة لها في وعاء الطرد المركزي، مما يؤدي إلى ترسب المواد الصلبة على القطر الداخلي للوعاء. ومن السمات المميزة للوعاء شكله الأسطواني/المخروطي.

السرعة التفاضلية لجهاز الفصل الصناعي

يوجد فرق في السرعة بين وعاء الفصل واللولب، والذي يتم توليده بواسطة وحدة تروس في أجهزة الطرد المركزي الصناعية. ويحدد هذا الفرق في السرعة نسبة المواد الصلبة في المادة الخارجة.

حجم التعبئة / أقراص وير أو حاجز الفائض في جهاز الطرد المركزي الصناعي

عمق البركة / أقراص السد في جهاز التصفية الصناعي

يتدفق السائل المصفى إلى الطرف الأسطواني للوعاء في جهاز الطرد المركزي، ومن ثم يخرج عبر فتحات في غطاء الوعاء. تحتوي هذه الفتحات على أقراص/صفائح حاجبة قابلة للتعديل بدقة، تُستخدم لضبط عمق السائل في الوعاء. وتحدد هذه الأقراص حجم ملء الوعاء.

نطاق التطبيقات:

يُستخدم جهاز الطرد المركزي الصناعي بشكل أساسي لفصل كميات كبيرة من المواد الصلبة عن السوائل بشكل مستمر. كما يُستخدم لغسل وتجفيف مواد صلبة متنوعة في الصناعة، مثل حبيبات البوليسترين، وتصفية السوائل، وتركيز المواد الصلبة. يعرض الجدول 1.0 أمثلة متنوعة لاستخدام أجهزة الطرد المركزي في مختلف الصناعات.

الجدول 1.0: الصناعات مع أمثلة مقابلة تستخدم أجهزة الطرد المركزي ذات القواطع

أمثلة من قطاعات الصناعة

تصنيع الأغذية

دهون حيوانية صالحة للأكل

البروتين الحيواني

استخلاص البروتين

الزيوت النباتية مثل زيت الزيتون والزيوت النباتية

النبيذ (توضيح)

عصير الفاكهة والتوت والخضراوات

بروتين الصويا

منتجات الألبان (استخلاص اللاكتوز، ومسحوق مصل اللبن، ومسحوق الجبن)

القهوة والشاي

البكتين

البتروكيماويات/النفط

التكرير

نزح المياه

حفر آبار النفط

إضافات زيوت التشحيم

إعادة تدوير تيارات زيوت النفايات

إعادة تدوير النفايات

مياه الصرف الصحي البلدية

تنظيف مياه الغسيل

معالجة الأسماك

مسحوق السمك

زيت السمك

المواد الكيميائية

الأدوية العشبية

الاستخلاص الكيميائي

معالجة المعادن

مصنعي البنتونيت وثاني أكسيد التيتانيوم

معالجة طين الكاولين وكربونات الكالسيوم

صناعة الكيماويات العضوية

المنتجات العضوية الوسيطة والنهائية

صناعة البوليمرات

المواد البلاستيكية الحرارية على سبيل المثال PVC والمطاط الصناعي والألياف

صناعة الكيماويات غير العضوية

عوامل التبييض

الأحماض

منتجات السيليكا

الأسمدة

المعايير الفنية لجهاز الطرد المركزي الصناعي ثنائي الطور:

المعايير الفنية لجهاز الطرد المركزي الصناعي ثلاثي المراحل: