Scheidingstechniek vast - vloeibaar.

De toepassing van discontinue en continue centrifuges in de procestechniek.

Het scheiden van vaste en vloeibare stoffen is een veel voorkomende processtap. In principe zijn er een tweetal methoden die als scheidingstechniek worden toegepast:

Bij het thermische proces is 100% scheiding van vloeistof en vaste stof mogelijk; dit gaat echter ten koste van een hoog energiegebruik. Verder is het moeilijk een vaste stof te verkrijgen die aan de specificaties voldoet omdat tijdens het indampen de in het moederloog opgeloste vaste stof kan agglomereren

Voor mechanische processen is minder energie nodig, maar het is daarentegen niet mogelijk een volkomen scheiding te verwezenlijken; de afgescheiden vaste stof bevat in meer of mindere mate nog een restvochtaandeel.

In de praktijk worden thermische en mechanische scheidingsprocessen dan ook vaak gecombineerd, dit is bij voorbeeld het geval bij de productie van keukenzout. Bij de zoutwinning wordt een ondergrondse zoutafzetting met water opgelost en naar boven gepompt. Deze verzadigde oplossing wordt vervolgens ingedampt, waarna een mengsel van zoutkristallen in een verzadigde moederloog overblijft. Dit mengsel wordt in een continue werkende centrifuge gescheiden, waarbij het filtraat teruggevoerd wordt en de nog vochtige vaste stof in een droger van het laatste restvocht wordt ontdaan.

In principe bestaan er twee mechanische scheidingsprocessen:

Bij sedimentatieprocessen is een verschil in dichtheid nodig tussen vaste stof en vloeistof (de vaste stof moet zwaarder zijn dan de vloeistof). De bewegingsrichting van vloeistof en vaste stof zijn tegengesteld. Voor het verkrijgen van een heldere vloeistof bij mengsels met een gering vaste stofgehalte is sedimentatie een efficiënt proces. Het scheidingsproces wordt beïnvloed door verschil in dichtheid, viscositeit van de vloeistof, korrelgrootte en korrelvorm van de vaste stof, alsmede de kracht die op het mengsel wordt uitgeoefend (zwaartekracht of centrifugale kracht).

Bij filtratie is geen verschil in dichtheid nodig. De bewegingsrichting van vloeistof en vaste stof zijn meestal gelijk en de afgescheiden vaste stof heeft een geringer vochtgehalte dan voor het scheidingsproces. De overige parameters die van invloed zijn op het scheidingsproces zijn gelijk aan die van het sedimentatieproces.

Illustratie: Ferrum horizontale batch centrifuge.
Scheiden van vast-vloeibaar door middel van mechanische filtratie.

In de loop der tijden zijn talloze mechanische filtratieprocessen ontwikkeld, zoals: Zwaartekrachtdruk, druk onder invloed van verschil in gas- of vloeistofdruk, mechanische druk en centrifugaaldruk. Filtratieprocessen kunnen continu of discontinu (batch proces) worden bedreven.

Het discontinue filtratieproces onder invloed van centrifugaalkracht, heeft het voordeel dat elke afzonderlijke processtap kan worden geoptimaliseerd, bijvoorbeeld: Tijd, G-kracht en wasduur van de filterkoek. Het proces later gemakkelijk aan veranderende procesomstandigheden worden aangepast. Batch centrifuges worden ingezet voor moeilijk te filtreren producten en wanneer meerdere producten in één centrifuge moeten worden bewerkt. Batch centrifuges worden in horizontale (trommelas horizontaal) of verticale bouwvorm geleverd. De binnenzijde van de geperforeerde trommel is voorzien van een geschikt type filterdoek.

Bij grote productiecapaciteit worden meestal continue centrifuges ingezet. In de regel is het proces up-stream en down-stream eveneens continu van aard. De verschillende processtappen (opbouw filterkoek, ontwatering, wassen van de filterkoek, droogcentrifugeren) vinden gelijktijdig plaats, echter op verschillende plaatsen in de centrifuge. Variërende producteigenschappen kunnen in een continue centrifuge slechts na meer of minder ingrijpende aanpassing van de machine worden opgevangen. De verblijftijd van de vaste stof in het cenrifugaalveld ligt in de regel tussen enige seconden en een halve minuut en is daarmee relatief kort in vergelijking met batch centrifuges. De korte verblijftijd impliceert dat de continue centrifuge vrijwel uitsluitend wordt toegepast voor mengsels met een hoge concentratie vaste stof en producten met goede ontvochtigingseigenschappen.

Ferrum AG (Rupperswil-Zwitserland) wordt in Nederland vertegenwoordigd door TPE Holland v.o.f.