بازدید: 4214 // منبع: // تاریخ: شنبه 12 مرداد 1398

متن کامل:

فیلترهای صنعتی پیوسته و ناپیوسته

فیلتر های صنعتی

بیشتر فیلتر های صنعتی شامل فیلتر های فشاری، فیلتر های خلا و فیلتر های سانتریفوژی هستند. این فیلتر ها بر حسب اینکه تخلیه جامدات جدا شده از سیال به شکل پیوسته یا منقطع باشد، به دو صورت پیوسته و یا ناپیوسته استفاده می شوند. در مورد فیلتر های ناپیوسته، باید هر چند وقت یکبار جریان سیال را قطع کرد تا بتوان جامدات جمع شده را خارج کرد. اما در فیلتر های پیوسته، تخلیه جامدات و سیال زمانیکه دستگاه مشغول کار است قطع نمی شود. دلیل حرکت سیال در فیلتر وجود افت فشار در محیط فیلتر می باشد.

موارد مطلوب بودن فیلتر ها

غشاء مورد استفاده در فیلتر باید شرایط زیر را داشته باشد:

باید قابلیت نگهداری جامداتی که از جریان مایع جدا می شوند را داشته باشد.

باید از نظر شیمیایی دارای مقاومت مناسبی باشد و از نظر فیزیکی به میزان کافی در مقابل شرایط فرآوری مقاومت کند.

نباید به راحتی مسدود شود.

بایستی امکان تخلیه تمیز و کامل قالب تشکیل شده را دارا باشد.

باید دارای قیمت مناسب باشد.

تصفیه صنعتی

در تصفیه صنعتی، یک محیط رایج صافی، پارچه است که به صورت شکسته یا اریب بافته شده است. برای حالات مختلف، الگوهای بافت بسیار متنوعی وجود دارد. برای مایعات خورنده باید سایر محیط های صافی مانند پارچه پشمی، پارچه فلزی از جنس مونل یا فولاد ضد زنگ، پارچه شیشه ای یا کاغذ مورد استفاده قرار گیرد. پارچه های مصنوعی مثل نایلون ، پلی پروپیلن و پلی استرهای متفاوت از جهت شیمیایی نیز دارای مقامت بسیار خوبی هستند.

در یک پارچه با مش های با اندازه معین، الیاف طبیعی ریز بیشتر از الیاف مصنوعی یا فلزی صاف برای جدا کردن ذرات بسیار ریز کارایی دارند. اغلب این عیب الیاف مصنوعی و فلزی فقط در شروع تصفیه می باشد. به همین علت محصول تصفیه شده در ابتدای امر احتما دارد کدر باشد و سپس زلال شود. اکثراً محصول تصفیه کدر برای  تصفیه مجدد به مخزن دوغاب بازگردانده می شود. جامدات باریک یا بسیار ریز که یک قالب متراکم و ناتراوا تولید می کنند، هر محیط صافی ریز را به سرعت مسدود می کنند. برای تصفیه عملی این نوع مواد لازم است که تخلخل قالب یا کیک بیشتر شود تا محلول بتواند با سرعتی بهتری عبور کند. این کار با افزودن یک کمک صافی انجام می شود.

کمک صافی

یک کمک صافی مانند سیلیکای دیاتومه ای، پولیت، سلولز خالص، چوب یا هر جامد متخلخل و بی اثر دیگر به دوغاب قبل از تصفیه اضافه می شود. کمک صافی را بعداً می توان با حل کردن جامدات یا سوزانیدن کمک صافی، از جامدات جدا کرد. اگر جامدات گرفته شده از سیال ارزشی نداشته باشند آنها به همراه کمک صافی دور می ریزند. در فیلتراسیون، حرکت جریان در محیط متخلخل انجام می شود. علاوه بر آن مقاومت این تخلخل، در برابر جریان،  با گذشت زمان بیشتر می شود . کمیت های عمده مورد نظر در عملیات فیلتراسیون شدت فیلتراسیون و افت فشار در فیلتر می باشد. در عملیات فیلتراسیون با گذشت زمان یا شدت جریان کاهش می یابد و یا افت فشار زیاد می شود و یا هر دو مورد صورت می گیرد.

انواع کلی فیلتر ها

فیلتر ها را به طور کلی می توان به دو نوع کلی تقسیم کرد:

• فیلتر های سطحی (Surface filter)
• فیلتر های عمقی (Depth filter)

فیلتر سطحی

فیلتر های سطحی باید به گونه ای ساخته شوند که قطر سوراخ های صافی فیلتر مشخص کننده قطر مواد جامدی است که از سیال جدا می شود. اما ساختن این فیلتر ها در حالاتی که ذرات ریز حدود ۱ میکرون و کوچکتر در سیال وجود دارد کار مشکلی می باشد.

فیلتر عمقی

از فیلتر های عمقی به طور وسیعی برای کنترل آلودگی هوا استفاده می شود. در این فیلتر ها، قالب مواد جامد روی سطح فیلتر کمتر مشاهده می شود. بلکه جمع آوری ذرات در داخل غشاء فیلتر صورت می گیرد.

 

به طور کلی فیلتر ها به سه گروه عمده که در زیر بیان شده اند تقسیم می شوند:

• فیلتر کیکی (قالبی)
• فیلتر شفاف کننده
• فیلتر با جریان متقاطع

عملکرد فیلتر کیکی

فیلتر کیکی، میزان تقریباً زیادی از مواد جامد را به شکل قالبی از بلور یا گل جدا می کند. جهت شستن قالب و خارج نمودن مقداری از مواد جامد از این نوع فیلتر ها، قبل از تخلیه نهایی پیش بینی هایی صورت می گیرد.

عملکرد فیلتر شفاف کننده

در فیلتر های شفاف کننده، اغلب میزان جامد جدا شونده کم می باشد و محصول حاصل شده یک گاز تمیز یا یک مایع شفاف و زلال است.

عملکرد فیلتر با جریان متقاطع

در فیلترهای با جریان متقاطع، محلول سوسپانسیون خوراک تحت فشار با سرعت نسبتاً زیادی از عرض محیط صافی جریان می یابد. محیط صافی نیز یک غشاء سرامیکی، فلزی یا پلیمری با منافذ کوچک است که بیشتر ذرات معلق را دفع می کنند.

بیشتر فیلتر های صنعتی شامل فیلتر های فشاری، فیلتر های خلا و فیلتر های سانتریفوژی هستند. این فیلتر ها بر حسب اینکه تخلیه جامدات جدا شده از سیال به شکل پیوسته یا منقطع باشد، به دو صورت پیوسته و یا ناپیوسته استفاده می شوند.

فیلترها سانتریفیوژ

فیلترهای سانتریفوژی

فیلترهای سانتریفیوژی به دو نوع پیوسته و ناپیوسته تقسیم می شوند. اغلب فیلترهای سانتریفیوژی  برای جامداتی که یک قالب متخلخل تشکیل می دهند کاربرد دارند.

برای این کار دوغاب را وارد یک سبد چرخان می کنند که دارای یک دیواره شیاردار یا مشبک است و یا محیط فیلتر با پارچه یا توری فلزی پوشانده شده است. فشار حاصل از عمل گریز از مرکز محلول را به درون محیط فیلتر هدایت می کند و مواد جامد را باقی می گذارد.

در این شرایط اگر جریان خوراکی که داخل سبد می شود را قطع کنیم و قالب جامدات را برای مدت کوتاهی خشک کنیم بیشتر مایعات باقیمانده در قالب، از ذرات خارج می شود و جامدات نهایی بسیار خشک تر از جامدات درون یک فیلتر رس یا فیلتر خلا می شوند.

در این صورت اگر قرار باشد جامد تصفیه شده در آینده با وسائل حرارتی خشک شوند، فیلتر سانتریفوژی سبب صرفه جویی خوبی خواهد شد.

انواع فیلترهای سانتریفیوژی

انواع فیلترهای سانتریفیوژی شامل موارد زیر می شوند :

• فیلتر های سانتریفوژی ناپیوسته
• فیلتر های سانتریفوژی پیوسته

فیلتر سانتریفوژی ناپیوسته  چیست؟

نوع متداول فیلترهای سانتریفوژی ناپیوسته در صنعت، فیلتر سانتریفوژ معلق از بالا هستند. قطر سبد های مشبک آنها از ۷۵۰ الی ۱۲۰۰ میلی متر است و عمق آنها هم از ۱۸ الی ۳۰ اینچ می باشد. همچنین سرعت آنها نیز ۶۰۰ الی ۱۸۰۰ دور بر دقیقه می باشد. سبد هم از انتهای یک میله قائم با نوسان آزاد که در قسمت بالا برگردانده می شود، آویزان است.

فیلتر سانتریفوژی پیوسته چیست؟

یکی از انواع متداول فیلترهای پیوسته، دستگاه سانتریفوژ پیوسته با نقاله رفت و برگشتی است.

در این نوع فیلتر، خوراک به وسیله یک قیف چرخان وارد یک سبد چرخان دارای دیواره شیاردار می شود. دلیل استفاده از قیف، شتاب دادن آرام و یکنواخت به خوراک دوغاب است. خوراک از یک لوله ثابت در محور دوران سبد وارد انتهای کوچک قیف می شود. این خوراک به سمت انتهای بزرگ قیف رفته و در این حالت، سرعت آن زیاد می شود و وقتی از قیف به دیواره سبد پاشیده می شود، در همان جهت دیواره و حدوداً با همان سرعت حرکت می کند و محلول از دیواره سبد که احتما دارد با یک پارچه پوشانده شود جریان می یابد. یک لایه از بلور با ضخامت ۲۵ الی ۷۵ میلی متر نیز تشکیل می شود. این لایه به وسیله یک عامل فشار دهنده رفت و برگشتی از روی سطح تصفیه کننده عبور می کند. وقتی بلور ها به لبه سبد می رسند به سمت بیرون پرت می شوند و بعد از عبور از یک محفظه بزرگ وارد یک لوله جمع کننده می شوند.

فیلترهای سانتریفوژی پیوسته اغلب جهت جداسازی بلور های درشت کاربرد دارند.