Was ist der Unterschied zwischen einer Röhrenzentrifuge und einem Dekanter?

Die Dekanterzentrifuge ist die einzige Sedimentationszentrifuge, die von Anfang an für die Bewältigung erheblicher Feststoffkonzentrationen in der Futtersuspension ausgelegt ist. Gleichzeitig können recht gute Klärgrade des flüssigen Konzentrats erreicht werden. Obwohl es sich um eine komplizierte Maschine handelt, verkörpert sie ein einfaches Prinzip. Sie bestehen im Wesentlichen aus einer horizontalen zylindrischen Schüssel, die sich mit hoher Geschwindigkeit dreht, mit einer koaxial angeordneten spiralförmigen Extraktionsschnecke. Die Schraube passt sich perfekt der Innenkontur des Kessels an und lässt nur einen Spielraum zwischen dem Kessel und der Spirale zu. Die Differenzgeschwindigkeit zwischen Schnecke und Spirale sorgt für die Förderbewegung zum Sammeln und Entfernen der Feststoffe, die sich an der Trommelwand ansammeln.

Das einfachste Design ist ein geschlossener Behälter, in dem sich der Scheibenstapel befindet. Eventuell vorhandene Feststoffe sammeln sich am äußeren Teil des Behälters und müssen nach dem Stoppen der Rotation manuell entfernt werden. Die Feststoffe werden auf verschiedene Weise aus der Trommel ausgetragen, darunter grundsätzlich die Verwendung von Düsen, die kontinuierlich geöffnet sind und so den Austritt einer dicken Aufschlämmung ermöglichen. Bei der komplizierteren Konstruktion öffnen Ventildüsen automatisch, wenn die Feststofftiefe in der Trommel einen bestimmten Wert erreicht, und schließen sich wieder, wenn der Großteil der Feststoffe ausgetragen wurde. Bei der kompliziertesten Konstruktion wird die Schüssel geöffnet: Ihre Schale spaltet sich für kurze Zeit in Umfangsrichtung, wobei die Öffnung auch durch die Feststofftiefe in der Schüssel gesteuert wird.
 

Die Kammertrommelzentrifuge besteht aus einer Reihe koaxial angeordneter röhrenförmiger Trommeln. Es verfügt über eine Hauptschüssel mit zylindrischen Einsätzen, die das Volumen der Schüssel in eine Reihe ringförmiger Kammern unterteilen, die in Reihe arbeiten. Das Futter gelangt in die Mitte der Schüssel und die Suspension durchläuft nacheinander jede Kammer mit zunehmendem Abstand von der Achse. Die Feststoffe setzen sich an der Außenwand jeder Kammer ab und die geklärte Flüssigkeit tritt als Überlauf aus der Kammer mit dem größten Durchmesser aus. Dieses Gerät ermöglicht auch eine Klassifizierung der Schwebstoffe: Die groben Partikel lagern sich in der Innenkammer ab und die zunehmend feinen Partikel lagern sich in den nachfolgenden Kammern ab. Die Entfernung sedimentierter Feststoffe erfordert das Anhalten der Rotation zur manuellen Reinigung.

Das einfachste Gerät zur Nutzung der Zentrifugalkraft zur Trennung ist der Hydrozyklon. Es handelt sich nicht wirklich um eine Zentrifuge: Die zentrifugale Trennung erfolgt durch die Bewegung der Aufschlämmung, die durch die tangentiale Einführung des Zufuhrmaterials hervorgerufen wird. Sein Funktionsprinzip basiert auf dem Konzept der Endsedimentationsgeschwindigkeit eines Feststoffpartikels in einem Zentrifugalfeld. Das folgende Bild beschreibt die Bedingungen in einem laufenden Hydrozyklon.

Die Zufuhr tritt tangential in den zylindrischen Abschnitt des Hydrozyklons ein und folgt einem zirkulierenden Pfad mit einem Netto-Flüssigkeitsstrom von außen nach innen zum Wirbelsucher auf der Achse. Das durch die hohen Umwälzgeschwindigkeiten erzeugte Zentrifugalfeld erzeugt einen Luftkern auf der Achse, der sich normalerweise an der Zapfenöffnung am unteren Ende des konischen Abschnitts durch den Wirbelsucher bis zum Überlauf an der Oberseite erstreckt. Damit dies geschieht, muss das Zentrifugalkraftfeld um ein Vielfaches größer sein als das Gravitationskraftfeld. Partikel, die diesem Zentrifugalfeld ausgesetzt sind, neigen aufgrund ihrer relativ größeren Dichte dazu, sich relativ zur Trägerflüssigkeit nach außen zu bewegen. Die größeren, schwereren Partikel wandern schnell zu den Außenwänden des zylindrischen Abschnitts und werden dann gezwungen, sich nach unten zur Innenseite der konischen Wand zu bewegen. Kleine Partikel hingegen werden von der Flüssigkeit nach innen gezogen, wenn sie sich auf den Wirbelsucher zubewegt. Die Feststoffabscheidung erfolgt beim Durchlauf der Suspension entlang des Zylinders des Hydrozyklons, wodurch sich an der Außenwand eine verdickte Aufschlämmung bildet, die dann den Hydrozyklon als kontinuierlicher Strom aus seiner Auslassdüse verlässt.

Die Röhrenzentrifuge wird schon länger verwendet als die meisten anderen Zentrifugenkonstruktionen. Es basiert auf einer sehr einfachen Geometrie: Es besteht aus einem Rohr, dessen Länge ein Vielfaches seines Durchmessers beträgt und das an beiden Enden zwischen Lagern rotiert. Der Prozessstrom tritt am Boden der Zentrifuge ein und hohe Zentrifugalkräfte wirken auf die Abtrennung der Feststoffe ein. Der Großteil der Feststoffe bleibt an den Wänden der Trommel haften, während die flüssige Phase oben aus der Zentrifuge austritt.

Da diese Art von System über keine Möglichkeit zur Feststoffausscheidung verfügt, können die Feststoffe nur entfernt werden, indem die Maschine angehalten, demontiert und manuell abgekratzt oder ausgespült wird.

Röhrenzentrifugen haben eine Entwässerungskapazität, aber eine begrenzte Feststoffkapazität. Schaumbildung kann ein Problem darstellen, es sei denn, das System verfügt über spezielle Abschäum- oder Zentripetalpumpen.

Die ungelochte Korbzentrifuge wird verwendet, wenn der Feststoffgehalt der Suspension höher ist. Es besteht aus einem einfachen trommelförmigen Korb oder einer Schüssel, die sich normalerweise um eine vertikale Achse dreht. Durch die Zentrifugalkraft sammeln sich die Feststoffe an und verdichten sich, sie werden jedoch nicht entwässert. Die Restflüssigkeit wird abgelassen, wenn die Drehung der Schüssel gestoppt wird. Die Feststoffschicht wird manuell durch Schaben oder Schaufeln entfernt. Das Entladen kann halbautomatisch erfolgen, indem zuerst ein Abschäumerrohr verwendet wird, um die restliche Flüssigkeit zu entfernen, und dann eine Messerklinge in den Feststoff abgesenkt und so aus der Schüssel herausgeschnitten wird. Dadurch kann ein Abschalten der Maschine vermieden werden.