หลักการทำงานของตัวแยก: ประเภท เทคโนโลยี และการประยุกต์

เครื่องแยกหรือที่เรียกว่าเครื่องหมุนเหวี่ยงดิสก์เป็นเครื่องหมุนเหวี่ยงในแนวตั้งที่ใช้สำหรับแยกและทำให้ของเหลวกระจ่าง ช่วยแบ่งระยะต่างๆ ของวัสดุ—ของแข็งและของเหลว—ตามคุณสมบัติทางกายภาพ

กระบวนการแยกนี้มักใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น การแปรรูปอาหาร การผลิตสารเคมี ยา และการบำบัดน้ำเสีย

ในบล็อกนี้ เราจะเจาะลึกถึงวิธีการทำงานของตัวแยก สำรวจเทคโนโลยีการแยกที่แตกต่างกัน โครงสร้าง และการใช้งานที่หลากหลายที่สนับสนุน

ภาพรวมโดยย่อของกระบวนการแยก

กระบวนการแยกเป็นเรื่องเกี่ยวกับการแยกส่วนผสมออกเป็นส่วนประกอบต่างๆ โดยพิจารณาจากคุณสมบัติทางกายภาพที่แตกต่างกัน เช่น ความหนาแน่น ขนาดอนุภาค หรือเฟส เครื่องแยกจะดำเนินการกระบวนการนี้อย่างมีประสิทธิภาพโดยใช้เทคนิคทางกล ความร้อน หรือเคมีเพื่อแยกวัสดุ เป้าหมายคือเพื่อแยกเฟสหรือผลิตภัณฑ์ที่ต้องการในขณะที่กำจัดหรือแปรรูปของเสีย

โดยทั่วไปวิธีการแยกจะแบ่งออกเป็นสองประเภท: การแยกเชิงกล (เช่น การกรอง การหมุนเหวี่ยง หรือการตกตะกอน) และการแยกทางกายภาพ (รวมถึงการกลั่นและการกรองแบบเมมเบรน) ในบล็อกนี้ เราจะเน้นไปที่การแยกทางกล โดยการใช้แรงหรือแรงกดเพื่อแยกวัสดุที่มีคุณสมบัติทางกายภาพที่แตกต่างกัน

ตัวคั่นทำงานอย่างไร?

เครื่องแยกทำงานโดยใช้แรงกับส่วนผสมเพื่อกระตุ้นการแยกตัว แรงอาจเป็นแบบแรงเหวี่ยง (ในเครื่องหมุนเหวี่ยง) แรงโน้มถ่วง (ในถังตกตะกอน) หรือแบบใช้ตัวกรอง (ในระบบการกรองแบบเมมเบรน)

หลักการทั่วไปที่ใช้ในการแยกคือการหมุนเหวี่ยง ซึ่งใช้แรงเหวี่ยงเพื่อเร่งการแยกเฟสต่างๆ ในของผสม ระยะที่หนักกว่า เช่น ของแข็ง จะเคลื่อนที่ออกไปด้านนอก ในขณะที่ระยะที่เบากว่า เช่น น้ำมันหรือน้ำ มีแนวโน้มที่จะเคลื่อนเข้าด้านใน

ในเครื่องหมุนเหวี่ยงแบบขวดเหล้าและแบบตั้งจาน การหมุนอย่างรวดเร็วจะสร้างแรงเหวี่ยงหนีศูนย์ โดยผลักอนุภาคที่มีความหนาแน่นมากขึ้นไปทางผนังของโถ วัสดุที่มีความหนาแน่นมากขึ้นจะถูกรวบรวมไว้ที่นั่น ในขณะที่ของเหลวที่มีความหนาแน่นน้อยกว่าจะถูกปล่อยออกมา

เทคโนโลยีและโครงสร้างการแยกที่แตกต่างกัน

เครื่องแยกมีการออกแบบที่หลากหลาย แต่ละเครื่องได้รับการออกแบบให้เหมาะกับวัสดุ อัตราการไหล และความต้องการในการแยกที่แตกต่างกัน เทคโนโลยีการแยกขั้นต้น ได้แก่ เครื่องหมุนเหวี่ยงแบบขวดเหล้า เครื่องหมุนเหวี่ยงแบบเรียงซ้อนดิสก์ และตัวกรองแบบเมมเบรน มาสำรวจแต่ละรายการโดยละเอียดกันดีกว่า

เครื่องหมุนเหวี่ยงขวดเหล้า

เครื่องหมุนเหวี่ยงขวดเหล้าทำงานโดยการป้อนส่วนผสมลงในชามทรงกระบอกที่หมุนได้ผ่านท่อป้อนเข้าแบบอยู่กับที่

ส่วนผสมจะเร่งความเร็วตามความเร็วเส้นรอบวงของโถ ซึ่งแรงเหวี่ยงทำให้เกิดการแยกเฟส

อนุภาคของแข็งที่มีความหนาแน่นมากขึ้นจะถูกผลักออกไปทางผนังโถ ในขณะที่เฟสของเหลวที่เบากว่าจะไหลไปที่ศูนย์กลาง

จากนั้น ของแข็งจะถูกรวบรวมและระบายออกผ่านสกรูลำเลียง ในขณะที่เฟสของเหลวจะถูกกำจัดออกผ่านทางทางออก

กระบวนการต่อเนื่องนี้ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการแยกของแข็งออกจากของเหลวอย่างมีประสิทธิภาพ

คุณสมบัติที่สำคัญ:
•เหมาะสำหรับแยกของแข็งขนาดใหญ่ออกจากของเหลว
• มักใช้ในการบำบัดน้ำเสีย น้ำมันและก๊าซ และการแปรรูปอาหาร
•มีประสิทธิภาพสำหรับการทำงานต่อเนื่อง จัดการปริมาณมากได้อย่างง่ายดาย

เครื่องหมุนเหวี่ยงกองแผ่นดิสก์

เครื่องหมุนเหวี่ยงแบบกองซ้อนดิสก์ได้รับการออกแบบมาเพื่อการแยกอนุภาคละเอียดหรือสำหรับการแยกส่วนผสมระหว่างของเหลวและของเหลวที่มีความหนาแน่นต่างกัน

ส่วนผสมจะถูกใส่ลงตรงกลางของกองจานหมุนที่หมุนได้ ซึ่งจะเร่งความเร็วไปที่ความเร็วของโถของเครื่องแยก

ขณะที่ส่วนผสมเคลื่อนผ่านจานที่เรียงซ้อนกัน แรงเหวี่ยงจะดันอนุภาคของแข็งไปทางขอบด้านนอก ซึ่งพวกมันจะสะสมอยู่ในช่องว่างของของแข็ง

ในขณะเดียวกัน เฟสของของเหลวจะไหลผ่านจาน ไหลขึ้นไปถึงส่วนบนของชาม จากนั้นจะถูกระบายออกผ่านใบพัดหรือฝาย ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับการออกแบบ

คุณสมบัติที่สำคัญ:
•น่าพอใจสำหรับการแยกอนุภาคละเอียดหรือของเหลวที่ผสมไม่ได้
•พบได้ทั่วไปในอุตสาหกรรมนม ยา เคมี และการแปรรูปทางชีวภาพ
•ให้ปริมาณงานที่สูงขึ้นและการแยกที่ละเอียดยิ่งขึ้นเนื่องจากพื้นที่ผิวภายในกองแผ่นดิสก์เพิ่มขึ้น

ไส้กรองเมมเบรน

การกรองเมมเบรนใช้เมมเบรนกึ่งซึมผ่านเพื่อแยกส่วนประกอบตามขนาดหรือคุณสมบัติทางเคมี ส่วนผสมของของเหลวถูกบังคับผ่านเมมเบรน ซึ่งยอมให้อนุภาคหรือโมเลกุลบางชนิดทะลุผ่านได้ในขณะที่ปิดกั้นอนุภาคอื่นๆ

ขึ้นอยู่กับข้อกำหนดในการกรอง มีการใช้เมมเบรนประเภทต่างๆ เช่น การกรองระดับไมโคร การกรองแบบอัลตราฟิลเตรชัน นาโนฟิลเตรชัน และรีเวอร์สออสโมซิส ของเหลวที่กรองจะไหลผ่านเมมเบรน ในขณะที่อนุภาคหรือสิ่งปนเปื้อนที่สะสมอยู่จะถูกกำจัดออกไป เพื่อให้มั่นใจถึงการแยกสารที่มีประสิทธิภาพสูง

คุณสมบัติที่สำคัญ:
•มีประสิทธิภาพสูงในการกรองแบบละเอียด โดยเฉพาะของเหลว
•ใช้กันอย่างแพร่หลายในการบำบัดน้ำ เทคโนโลยีชีวภาพ และการใช้งานด้านเภสัชกรรม
•เหมาะสำหรับแยกโมเลกุล ไอออน หรือจุลินทรีย์ขนาดเล็ก เช่น แบคทีเรีย
•เครื่องแยกแต่ละประเภทมีการออกแบบและกระบวนการที่เป็นเอกลักษณ์ซึ่งเหมาะกับความต้องการในการแยกที่แตกต่างกัน ทำให้สามารถปรับให้เข้ากับอุตสาหกรรมและการใช้งานได้หลากหลาย

การออกแบบสำหรับหน้าที่การแยกที่แตกต่างกัน

เครื่องแยกได้รับการออกแบบมาเพื่อตอบสนองความต้องการเฉพาะของงานแยกต่างๆ นี่คือการออกแบบหลักที่ใช้กันทั่วไป:

บ่อพักน้ำ

เครื่องทำให้กระจ่างได้รับการออกแบบมาเพื่อกำจัดของแข็งแขวนลอยออกจากของเหลว ด้วยการใช้แรงโน้มถ่วงหรือแรงเหวี่ยง พวกมันจะทำให้อนุภาคที่หนักกว่าตกตะกอนที่ด้านล่างของถัง โดยปล่อยให้ของเหลวที่ใสสะอาดอยู่ที่ด้านบน การออกแบบนี้มักใช้ในโรงบำบัดน้ำเพื่อกำจัดตะกอน เศษซาก และสิ่งปนเปื้อนอื่นๆ ออกจากน้ำหรือน้ำเสีย

เครื่องฟอก

เครื่องฟอกได้รับการออกแบบมาเพื่อแยกสิ่งสกปรกที่ไม่ต้องการ เช่น แบคทีเรีย น้ำมัน หรืออนุภาค ออกจากของเหลว โดยทั่วไปจะใช้แรงเหวี่ยงหรือวิธีการกรองเพื่อให้แน่ใจว่ามีเพียงของเหลวบริสุทธิ์เท่านั้นที่เหลืออยู่หลังจากการแยกตัว เครื่องฟอกถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น อาหาร เครื่องดื่ม และยา

คอนเดนเซอร์

คอนเดนเซอร์ใช้เพื่อขจัดของเหลวส่วนเกินออกจากส่วนผสม โดยทิ้งความเข้มข้นของของแข็งไว้เบื้องหลัง กระบวนการนี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการประมวลผลเพิ่มเติมหรือนำเฟสของแข็งที่เหลือกลับมาใช้ใหม่

หัวเข้มข้นมักถูกใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น เหมืองแร่ การแปรรูปอาหาร (เช่น น้ำผลไม้เข้มข้น) และการแปรรูปทางเคมี ซึ่งการเข้มข้นส่วนประกอบที่มีคุณค่าเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับประสิทธิภาพและคุณภาพของผลิตภัณฑ์