Separatoren
Centrimax - Winkelhorst Trenntechnik GmbH liefert gebrauchte, jedoch generalüberholte Zentrifugal-Separatoren der Fabrikate GEA Westfalia Separator, Alfa Laval (Tetra Pak) und Flottweg für die zentrifugale Fest-Flüssig-Trennung.
Zum Lieferprogramm von Centrimax gehören alle auf dem Markt befindlichen Separatorenbauarten von Zentrifugalseparatoren (z.B. Separatoren mit automatischer Trommel):
- Tellerseparator mit selbstreinigender oder mit Vollmantel-Trommel
- Düsenseparatoren
- Kammerseparatoren mit 2-Kammer- oder 6-Kammer-Einsatz
Jeder Separator (von lat.: separare = trennen, absondern) wird einer umfassenden Generalüberholung unterzogen und anschließend mit einer mechanischen Gewährleistung ausgeliefert. Desweiteren werden die Separatoren mit neuen SPS-Steuerungen ausgerüstet, mit deren Hilfe jeder Separator problemlos in den vorhandenen Produktionsablauf integriert werden kann.
Einsatzbereiche von Separatoren
Separatoren (auch Zentrifugalseparatoren oder Separatorzentrifugen genannt) sind hochtourige, "flüssigkeitsorientierte" Zentrifugen (d.h. der Feststoffgehalt darf bei der Separation gegenüber den Flüssigkeiten einen bestimmten Anteil nicht überschreiten), welche zur mechanischen Klärung oder Trennung eingesetzt werden:
Klärung von Suspensionen (fest-flüssig Trennung)
Der Klärseparator wird auch Klarifikator oder 2 Phasen Separator genannt (Klärung von Flüssigkeiten).
Trennung von Flüssigkeitsgemischen (flüssig-flüssig Trennung)
- Die Gemische von Flüssigkeiten dürfen ineinander nicht löslich sein und verfügen über unterschiedliche Dichten. Der Trennseparator wird auch einfach Trenner (GEA Westfalia Separator), Purifikator oder Konzentrator (Alfa Laval) oder auch 3 Phasen Separator (Flottweg) genannt.
- Beim Purifikator ist das Ziel, eine möglichst reine leichte Phase abzutrennen.
- Bei einem Konzentrator soll eine besonders reine schwere Phase erhalten werden.
Klärung und Trennung von feststoffbelasteten Flüssigkeitsgemischen (fest-flüssig-flüssig Trennung)
Für das jeweils gewünschte Einsatzgebiet werden dann entsprechend entweder Separatoren mit einer Klärtrommel oder Separatoren mit einer Trenntrommel verwendet. Die Teilchengröße der abzuschleudernden Feststoffe bzw. Feststoffpartikelchen sollte (grob vereinfacht) im Bereich von ca. 0,5 bis ca. 700µm liegen.
Der max. zulässige Gehalt der Feststoffe in der Suspension hängt von der verwendeten Trommelbauart des Separators ab. Ob der Separator für die gewünschte verfahrenstechnische Aufgabe geeignet ist, hängt auch noch von weiteren Faktoren, wie beispielsweise der Viskosität der zu separierenden Flüssigkeiten durch die Zentrifugalseparatoren ab.
In der chemischen Industrie werden Separatoren verwendet, um Stoffgemische aufzutrennen und Reaktionsprodukte voneinander zu trennen. Beispiele sind die Abtrennung von Feststoffen aus Flüssigkeiten, die Trennung von Flüssigkeitsgemischen oder die Aufreinigung von Gasen.
Separatoren spielen eine wichtige Rolle bei der Verarbeitung von Lebensmitteln und Getränken. Zum Beispiel werden sie in Molkereien eingesetzt, um Rahm von Milch zu trennen oder Molke von Quark abzutrennen. In der Fruchtsaftindustrie werden Separatoren verwendet, um Feststoffe wie Fruchtfleisch oder Kerne von Flüssigkeiten zu trennen und in Brauereien nutzt man Separatoren zur Bierklärung.
In der pharmazeutischen Industrie werden Separatoren zur Herstellung und Aufreinigung von Wirkstoffen sowie zur Gewinnung von Zwischenprodukten und Nebenprodukten eingesetzt. Hier sind Reinheit und Qualität von entscheidender Bedeutung, um die Sicherheit und Wirksamkeit der Produkte zu gewährleisten.
Separatoren werden in der Öl- und Gasindustrie verwendet, um Erdöl, Erdgas und Wasser voneinander zu trennen. Sie sind essenziell für die Aufbereitung von Rohöl und Erdgas, um diese für den Transport und die Verarbeitung in Raffinerien oder Erdgasverarbeitungsanlagen vorzubereiten.
Separatoren kommen in der Abwasserbehandlung zum Einsatz, um Feststoffe, Fette, Öle und Schwebstoffe aus dem Abwasser zu entfernen. Sie tragen zur Reinigung von Industrie- und kommunalem Abwasser bei und helfen, Umweltauflagen einzuhalten.
In der Aufbereitung von Mineralien und Erzen werden Separatoren eingesetzt, um wertvolle Mineralien von Gangart zu trennen oder unterschiedliche Mineralien voneinander zu separieren. Sie sind ein wichtiger Bestandteil der Prozesskette von der Rohstoffgewinnung bis zur Weiterverarbeitung.
Separatoren werden in Kraftwerken verwendet, um Feststoffe und Flüssigkeiten aus Dampf oder Gasen zu entfernen, die zur Energieerzeugung genutzt werden. Sie tragen dazu bei, die Effizienz von Turbinen und anderen Anlagenteilen zu erhöhen und ihre Lebensdauer zu verlängern.
Dies ist nur eine Auswahl von Einsatzbereichen für Separatoren, aber sie verdeutlicht die Vielfalt und Bedeutung dieser Trennverfahren in verschiedenen Industriezweigen.
Funktions- und Konstruktionsmerkmale von Separatoren
Der Separator (auch Zentrifugal-Separator oder Separator-Zentrifuge genannt) gehört bzgl. der Flüssigkeitsabführung zu den kontinuierlichen Sedimentationszentrifugen. Bzgl. der Abführung der Feststoffe kann er je nach Trommelausführung zu den diskontinuierlichen, den quasikontinuierlichen oder den kontinuierlichen Zentrifugen (Flüssigphase) gehören.
Es handelt sich bei Separatoren um vertikal gelagerte Zentrifugen. Das Schleudergut wird bei der Separation über ein Einlaufrohr (je nach Trommelbauart des Separators von oben oder von unten) in die Trommel geleitet. Die geklärte(n) bzw. voneinander getrennte(n) Flüssigkeit(en) bzw. Feststoffe werden bei Zentrifugalseparatoren entweder drucklos oder mittels eingebauter Pumpe unter Druck kontinuierlich abgeführt. Der Feststoffaustrag kann je nach Trommelausführung des Separators diskontinuierlich (Kammertrommel, Vollmantel-Tellertrommel), quasikontinuierlich (selbstentleerende Tellertrommel) oder kontinuierlich (Düsentrommel) erfolgen.
Verschiedenen Funktionsweisen von Separatoren
Bei zentrifugalen Separatoren wird die Fliehkraft genutzt, um Komponenten eines Stoffgemisches zu trennen. Durch schnelle Rotation entsteht eine Zentrifugalkraft, die die dichteren Komponenten (z.B. Feststoffe oder schwerere Flüssigkeiten) zum Außenrand drängt, während leichtere Komponenten (z.B. Gas oder leichtere Flüssigkeiten) zum Zentrum wandern. Zentrifugale Separatoren sind in verschiedenen Bauformen erhältlich, wie beispielsweise Scheibenzentrifugen, Dekanter oder Zyklone.
Bei Filtration und Siebung wird ein Stoffgemisch durch ein Sieb oder Filtermedium geleitet, das die Trennung der Komponenten aufgrund ihrer Größe oder Form ermöglicht. Feststoffe, die größer als die Poren des Filtermediums sind, werden zurückgehalten, während Flüssigkeiten oder Gase hindurchtreten können. Beispiele für solche Separatoren sind Filterpressen, Beutelfilter oder Trommelfilter.
Bei der Sedimentation nutzen Separatoren den Unterschied in der Dichte und der Partikelgröße, um Stoffgemische zu trennen. Schwerere Partikel sinken aufgrund der Schwerkraft schneller ab als leichtere Partikel. Die Geschwindigkeit, mit der die Partikel absetzen, kann durch die Verwendung von Flockungsmitteln beeinflusst werden, um größere Agglomerate zu bilden. Typische Sedimentationsbehälter sind beispielsweise Rundbecken, Lamellenklärer oder Flotationsanlagen.
Membranverfahren nutzen eine selektiv permeable Membran, um Stoffgemische aufgrund ihrer Größe, Form oder chemischen Eigenschaften zu trennen. Die Membran lässt bestimmte Komponenten durch, während sie andere zurückhält. Beispiele für Membranverfahren sind Umkehrosmose, Mikrofiltration, Ultrafiltration und Gaspermeation.
Diese Art von Separatoren nutzt elektrische oder magnetische Kräfte, um Stoffgemische zu trennen. Elektrostatische Separatoren laden Partikel elektrisch auf und nutzen anschließend elektrische Felder, um die geladenen Partikel aufgrund ihrer Ladung zu trennen. Magnetische Separatoren nutzen magnetische Felder, um magnetische Komponenten von nichtmagnetischen Komponenten zu trennen, beispielsweise beim Recycling von Metallschrott oder in der Aufbereitung von Erzen.
Adsorptionsseparatoren nutzen die Eigenschaft von bestimmten Materialien, wie Aktivkohle oder Zeolithe, um gezielt Moleküle aus Gasen oder Flüssigkeiten an ihrer Oberfläche anzulagern (Adsorption). Dadurch können unerwünschte Komponenten aus dem Stoffgemisch entfernt oder wertvolle Komponenten angereichert werden. Adsorptionsseparatoren werden beispielsweise zur Luft- und Gasreinigung, zur Wasseraufbereitung oder zur Trennung von Lösungsmitteln eingesetzt.
Absorption ist ein Verfahren, bei dem ein Stoff (absorbierendes Medium) aus einer Gas- oder Flüssigkeitsphase in eine andere Phase (absorbierendes Material) überführt wird. In der Regel geschieht dies durch Diffusion und anschließende Lösung. Absorptionssäulen oder -türme werden häufig verwendet, um Gase von unerwünschten Verunreinigungen oder flüchtigen organischen Verbindungen (VOCs) zu befreien.
Bei der Extraktion werden zwei nicht mischbare Flüssigkeiten verwendet, um Stoffgemische zu trennen. Eine Komponente des Stoffgemisches löst sich bevorzugt in einer der beiden Flüssigkeiten, wodurch eine Trennung der Komponenten erreicht wird. Extraktionsverfahren kommen beispielsweise in der chemischen Industrie oder bei der Aufbereitung von Pflanzenstoffen zum Einsatz.
Die Destillation basiert auf der unterschiedlichen Siedetemperatur der Komponenten eines Stoffgemisches. Durch Erhitzen wird das Stoffgemisch zum Sieden gebracht und die Dampfphase, die aus den leichter siedenden Komponenten besteht, wird kondensiert und gesammelt. Destillation ist eine weit verbreitete Methode zur Trennung von Flüssigkeitsgemischen, wie beispielsweise in der Erdölraffinerie, in der chemischen Industrie oder bei der Herstellung von alkoholischen Getränken.
Separator-Trommel
Das "Herzstück" eines Separators ist die rotierende sogenannte Trommel, in welcher der eigentliche Trennvorgang (Separation) stattfindet. Zur Vergrößerung der äquivalenten Klärfläche können die Trommeln eines Separators mit bestimmten Einbauten versehen werden. Hinsichtlich der Bauart der Trommeln, kann man den Zentrifugalseparator folgendermaßen unterteilen:
Separatoren mit Tellertrommel (auch Tellerseparator oder Tellerzentrifuge genannt):
- mit Vollmantel-Trommel: diskontinuierlicher (manueller) Feststoffaustrag
- mit selbstreinigender Trommel: quasikontinuierlicher (periodischer) Feststoffaustrag
- mit Düsen-Trommel (auch Düsenseparator genannt): kontinuierlicher Feststoffaustrag
Separatoren mit Kammertrommel (auch Kammerseparator genannt):
- mit 2-Kammer Einsatz: diskontinuierlicher (manueller) Feststoffaustrag
- mit 6-Kammer Einsatz: diskontinuierlicher (manueller) Feststoffaustrag
Separator-Antrieb
Der Separator wird i.d.R. ausschließlich in vertikaler Bauweise mit fliegender Lagerung gebaut. Die Kraftübertragung des Antriebsmotors auf die Spindel (und somit auf die Trommel des Separators) kann mittels Schraubenradgetriebe, mittels Riemenantrieb oder auch mittels Direktantrieb über einen Spezialmotor erfolgen.
Abdichtung eines Separators
Abhängig von der Art der Flüssigkeitszuführung zum und der Flüssigkeitsabführung vom Separator kann unterschieden werden zwischen offenen, hydrohermetischen und vollhermetischen Separatoren.