درباره سانتریفیوژ دکانتر

تعریف کلی:

محفظه ای بسته با محوری مارپیچی وچرخان در مرکز، که جدا کننده فاز ها با چگالی مختلف می باشد که تقریبا در سراسر دنیا به نام سانتریفیوژ دکانتر شناخته می شود، در واقع دستگاهی پر کاربرد با گستره وسیعی از فعالیت های جداسازی جامد/ مایع می باشد.
کاربرد های این دستگاه در جداسازی آب از گل و لای و فاضلاب، آن را یک ابزار ارزشمند در مواجهه با آلودگی های محیط زیستی کرده است. این موضوع دکانتر را به یک تجهیز بسیار شناخته شده و تقدیر شده در بیشتر عرصه های صنعتی کرده است.

سانتریفیوژ دکانتر به زبان ساده:

اگرچه سانتریفیوژ دکانتر جزو ماشین آلات پیچیده است، اما اصولی دارد که در واقع همان مکانیزم انتقال مواد بوسیله "اسکرو" است. به زبان ساده، دکانتر شامل یک محفظه داخلی (bowl) سیلندری شکل است که با سرعت بالا می چرخد. داخل محفظه داخلی (bowl) یک تیغه مارپیچ چرخان (در سرعتی متفاوت) وجود دارد.
سرعت متمایز میان محفظه داخلی (bowl) و تیغه چرخان، حرکت جلو برنده ای را ایجاد می کند که جامدی را که دیواره محفظه داخلی (bowl) جمع شده است را جمع آوری و حرکت می دهد.
دوغابی از مایع و جامدات معلق، به قسمت مرکزی دستگاه (موقعیت های ثابتی در میانه محفظه داخلی (bowl)) تزریق می شود و به واسطه حرکت چرخشی و نیروی گریز از مرکز حاصل شده از این حرکت، به سمت دیواره محفظه داخلی (bowl) شتاب می گیرد و حوضچه هایی در آن قسمت تشکیل می دهد. در ادامه ذرات جامد موجود در دوغاب در این حوضچه ها ته نشین شده و در دیواره محفظه داخلی (bowl) جمع می شوند. سپس مایع عاری از ذرات در طول دیواره حرکت کرده و به سمت یکی از خروجی ها هدایت و در نهایت از محفظه ,و از بالای زائده لبه مانند (که تنظیم کننده سطح آب در دیواره می باشد)خارج می شود. سمت دیگر محفظه داخلی شیبی به سمت داخل و مرکز دارد. بنابراین با ایجاد یک کناره (مانند ساحل دریا-beach) که فاز جامد به سمت آن هدایت می شود، شرایط خروج فاز جامد را فراهم می آورد.
هم زمان با اینکه فاز جامد به سمت کناره هدایت می شود، فاز مایع موجود در فاز جامد در جهت مخالف و به سمت خروجی درین (drain) حرکت می کند. "اسکرو" معمولا بر روی یک هاب محوری تو خالی سوار شده است که در داخل این هاب دوغاب به سمت منطقه خوراک (feed zone) جریان می یابد. قطر، تعداد و فاصله تیغه های انتقال دهنده (conveyor) و همچنین طول محفظه داخلی، عمق حوضچه، سرعت دیفرانسیل و زاویه شیب کناره مطابق نوع دوغابی که قرار است جداسازی شود انتخاب می شود.
بیشتر دکانتر ها با محور افقی کار می کنند که در این وضعیت بلبرینگ های اصلی در دو طرف محفظه داخلی قرار میگیرند. در مورد دکانترهای عمودی محور محفظه داخلی فقط توسط یک سری بلبرینگ نگهداری می شود. محفظه داخلی در داخل محفظه بیرونی قرار دارد. محفظه بیرونی بخش بندی شده است به طوری که اطمینان حاصل شود مایع و جامد با یکدیگر مجددا ترکیب نشوند. دکانتر با یک موتور برقی و یک گیربکس که سرعت دیفرانسیل را تنظیم میکند تکمیل می شود.

اصول جداسازی در دکانتر
اصول کار دکانتر بر اساس عمل ته نشینی است. فرایندی که منجر به جدایش ذرات جامد معلق با استفاده از خاصیت چگال تر بودن نسبت به فاز مایعی است که در آن معلق هستند. اگر اختلاف چگالی زیاد باشد این امکان وجود دارد که عمل ته نشینی در یک مدت زمان معقول و کاربردی انجام شود. اما اگر اختلاف چگالی کم باشد و یا ابعاد ذرات بسیار کوچک باشد، زمان ته نشینی طولانی می شود. در این حالت نیروی جدایش می بایست با نیروی دیگری به نام گریز از مرکز همراه شود.

انواع مختلف سیستم ته نشینی فاز جامد به وسیله نیروی گریز از مرکز
نیروی گریز از مرکز می تواند توسط خاصیت جریان چرخشی دوغاب و یا بوسیله یک سیستم چرخشی مکانیکی ایجاد شود.
انواع مختلفی از سیستم ته نشینی فاز جامد به وسیله نیروی گریز از مرکز وجود دارد که به شرح زیر می باشند:

  • سانتریفیوژ نوع محفظه تیوبی: عموما برای جداسازی فاز مایع/مایع مورد استفاده قرار می گیرد.
  • سانتریفیوژ نوع سبد نفوذ ناپذیر: عموما برای جداسازی فاز جامد/مایع مورد استفاده قرار می گیرد.
  • سانتریفیوژ نوع دیسکی: برای جدا سازی فاز مایع/مایع (مثل خامه از شیر)، اما ارتقاء داده شده برای جداسازی جامدات به صورت پیوسته
  • دکانتر

مشخصه خاص دکانتر در میان طیفی از سانتریفیوژ ها، توانایی حذف کردن جامدات جدا شده از جریان ورودی به صورت مداوم و بدون وقفه است. این فرایند بدون نیاز به مراقبتی ویژه، بدون توقف برای هفته ها و یا حتی ماه ها قابل انجام است.
در زیر مقایسه ای میان دکانتر و دیگر سیستم های ته نشینی فاز جامد آورده شده است:

  • در مقایسه با جدایش گرانشی (ته نشینی جامد به مرور زمان و بر اثر نیروی طبیعی گرانش زمین): دکانتر می تواند جدایش هایی را انجام دهد که از لحاظ زمانی و اقتصادی غیر قابل انجام هستند.
  • در مقایسه با جدایش هیدروسایکلونی(جدایش به روش سیستم چرخش مایع در مخروط): دکانتر ظرفیتی به مراتب بالاتر دارد و می تواند مقدار خیلی بیشتری دوغاب را جداسازی و یا تغلیظ کند.
  • در مقایسه با سانتریفیوژ نوع محفظه تیوبی: دکانتر ظرفیت بیشتری دارد و به صورت مداوم عملیات را انجام می دهد.
  • در مقایسه با سانتریفیوژ نوع سبد نفوذ ناپذیر: دکانتر عملیات را به صورت مداوم انجام می دهد و جامد حاصل شده از فرایند خشک تر است.
  • در مقایسه با سانتریفیوژ نوع دیسکی: دکانتر عملیات را به صورت مداوم انجام می دهد و جامد حاصل شده از فرایند خشک تر است. البته در مقایسه با سانتریفیوژ نوع دیسکی، امکان دارد مایع حاصل از دکانتر از خلوص کمتری برخوردار باشد.
  • به علاوه، دکانتر در مقایسه با دیگر انواع جداکننده های فیلتری مانند دستگاه فیلتر پرس راندمان بالاتری دارد