Disk yığınlı santrifüj tedarikçisi ve üreticisi | Shenzhou

Disk yığınlı santrifüj, yalnızca katı/sıvıları değil, aynı zamanda sıvıları/sıvıları birbirinden ayırmak için de çok yüksek santrifüj kuvvetleri kullanarak tek bir sürekli işlemde başarıyla kullanılmıştır. Bu tip santrifüj, yerçekimi kuvvetinin 4000-14000 katı santrifüj kuvveti uygulama yeteneği sayesinde çok düşük ayırma süresine sahiptir. Bu kadar yüksek santrifüj kuvvetlerine maruz kalan daha yoğun katı parçacıklar, dönen kabın duvarına doğru dışarı doğru itilirken, daha az yoğun sıvı parçacıklar merkeze doğru yer değiştirir. Böylece, çeşitli yoğunluktaki malzemeler ince katmanlara ayrılır ve birbirine yakın yerleştirilmiş diskler arasındaki 0,4-3 mm'lik dar akış kanalı, bu ayrımın gerçekleşmesi için malzemelerin kat etmesi gereken mesafenin küçük olduğu anlamına gelir. Disk yığınlı santrifüjler, boşaltma mekanizmasına ve katıların boşaltılıp boşaltılmadığına veya tutulup tutulmadığına bağlı olarak çeşitli tiplerde bulunur.

Disk yığınlı santrifüjün ana dezavantajı, diğer tiplere göre daha yüksek enerji tüketimi göstermesidir. Amaro ve ark. [118], 35 m3/h'lik sınırlı akış hızı ve yaklaşık 50 kW'lık normal çalışma talebi ile Westfalia HSB400 disk-kase santrifüjünün enerji tüketimini incelemiştir. Bu özelliklere dayanarak, ayırma enerji maliyeti 1,43 kWh/m3'e kadar ulaşabilir. Westfalia HSB400 kullanılarak alglerden biyodizel üretimi için ekonomik bir analiz yapmak amacıyla bir dizi varsayım yapılmıştır. Disk yığınlı santrifüje, %40 yağ içeriğine sahip mikroalg süspansiyonunun kuru ağırlığının %0,02'si ile beslenir. Bu, saatte 7 kg kuru alg materyali, dolayısıyla 1,6 kg alg yağı üretecektir. Santrifüjün geri kazanım verimliliğinin %100 olduğunu varsayarsak, elde edilen 1,6 kg alg yağı, kalori değerinin 7,32 kWh/kg olduğu kabul edilirse, 11,71 kWh enerji yoğunluğu sağlayacaktır. Bu enerji verimini elde etmek için santrifüj edilmesi gereken 35 m³ kültür sıvısı göz önüne alındığında, karşılık gelen 49 kWh enerji tüketimi gereklidir. Bu, hasat-suyu uzaklaştırma aşamasında tüketilen enerjinin, mikroalglerden biyodizel olarak üretilen enerjinin 4 katı olduğu anlamına gelir.

Santrifüjleme yoluyla enerji geri dönüşünü iyileştirmek için, kuru ağırlığın %0,5'ine kadar ayırma teknikleriyle ön konsantrasyon önerilir. Bu, 175 kg kuru alg materyalinden 70 kg alg yağı elde edilmesini, dolayısıyla 512,4 kWh kalori değerine sahip 70 kg alg biyodizel elde edilmesini sağlayacaktır. Bu durumda, biyodizel ürünündeki enerjinin %9,6'sı hala santrifüjlemenin enerji tüketimini karşılamak için gerekecektir. Enerji verimliliğini artırmak için önerilen diğer adımlar arasında, enerji üretimi için sadece lipid fraksiyonu yerine tüm biyokütlenin kullanılması veya alg biyoyakıtlarının üretiminde diğer enerji yoğun ünite işlemlerini ortadan kaldırmak için santrifüjlerin kullanılması yer almaktadır [118].

Milledge ve ark. [120] tarafından bildirildiği üzere, disk yığınlı santrifüjlerin kullanımı nedeniyle hücre bozulması ve hasarı meydana gelebilir. Bu durum, daha küçük katı parçacıklar nedeniyle santrifüjlemenin genel verimliliğinde ve geri kazanılan katı madde konsantrasyonunda azalmayla da ilişkilendirilebilir. Bir disk yığın üreticisinin parametrelerine (Şekil 7) [120] dayanarak, mikroalgler için mikro girdaplar için minimum 7 μm boyutunun uygun olduğu bulunmuştur. Bu nedenle, disk yığınlı santrifüjlerin tasarımını değiştirmek için kapsamlı daha fazla araştırma yapılması şiddetle tavsiye edilir.

Disk yığınlı santrifüj, sürekli, yarı sürekli ve parti konfigürasyonlarında katı/sıvı karışımlarını ayırmak için kullanılabilen çok yönlü bir cihazdır (bkz. Şekil 1.12 ve 1.13). Partiyle çalışan bazı makineler hariç tümü, saatte 200 m3'e kadar debide zehirli, yanıcı ve uçucu beslemeleri işleyebilir. Sıvı-sıvı karışımları ayrılabilir ve daha gelişmiş ünitelerle üç (iki sıvı ve bir katı) fazlı bir ayrım elde edilebilir. Her durumda, beslemede bulunan fazlar arasında yeterli bir yoğunluk farkı bulunmalıdır.