セパレータの機能原理：種類、技術、用途

ディスク遠心分離機としても知られる分離機は、液体の分離と清澄に使用される垂直方向の遠心分離機です。これは、物理的特性に基づいて、材料のさまざまな相 (固体と液体) を分類するのに役立ちます。

この分離プロセスは、食品加工、化学製造、製薬、廃水処理などの業界で一般的に適用されます。

このブログでは、セパレーターがどのように機能するのかを詳しく説明し、さまざまな分離テクノロジー、その構造、サポートされる幅広いアプリケーションについて探っていきます。

分離プロセスの概要

分離プロセスでは、密度、粒子サイズ、相などの物理的特性の違いに基づいて、混合物を個々の成分に分解します。セパレーターは、機械的、熱的、または化学的な技術を使用して材料を分離し、このプロセスを効率的に実行します。目標は、廃棄物を除去または処理しながら、目的の相または生成物を分離することです。

分離方法は一般に、機械的分離 (濾過、遠心分離、沈降など) と物理的分離 (蒸留や膜濾過など) の 2 つのカテゴリに分類されます。このブログでは、力や圧力を加えて物理的特性の異なる材料を分離する機械的分離に焦点を当てます。

セパレータはどのように機能しますか?

セパレーターは、混合物に力を加えて分離を引き起こすことで機能します。この力は、遠心力 (遠心分離機の場合)、重力によるもの (沈降タンクの場合)、またはフィルターに基づくもの (膜濾過システムの場合) になります。

分離器で使用される一般的な原理は遠心分離であり、遠心力を加えて混合物中の異なる相の分離を促進します。固体などの重い相は外側に移動し、油や水などの軽い相は内側に移動する傾向があります。

デカンタ遠心機やディスクスタック遠心機では、高速回転により遠心力が発生し、より密度の高い粒子がボウルの壁に向かって押し出されます。密度の高い物質はそこで収集され、密度の低い液体は排出されます。

さまざまな分離技術と構造

セパレーターにはさまざまな設計があり、それぞれが異なる材料、流量、分離のニーズに合わせて調整されています。主な分離技術には、デカンター遠心分離機、ディスクスタック遠心分離機、膜フィルターなどがあります。それぞれをさらに詳しく見てみましょう。

デカンター遠心分離機

デカンタ遠心分離機は、混合物を固定の供給パイプを通して回転する円筒形のボウルに供給することによって動作します。

混合物はボウルの周速度まで加速し、そこで遠心力によって相の分離が引き起こされます。

より密度の高い固体粒子はボウルの壁に向かって外側に押し出され、一方、より軽い液相は中心に流れます。

次に固体は収集され、スクリューコンベアを通して排出され、液相は出口から除去されます。

この連続プロセスにより、液体から固体が効率的に分離されます。

主な特徴:
●大きな固体を液体から分離するのに最適です。
●廃水処理、石油・ガス、食品加工などに広く使用されています。
●連続運転に効率的で、大量処理も簡単です。

ディスクスタック遠心分離機

ディスクスタック遠心分離機は、微粒子の分離または異なる密度の液体と液体の混合物を分離するために設計されています。

混合物は回転ディスクスタックの中心に導入され、そこで分離器のボウル速度まで加速されます。

混合物が積み重ねられたディスクの中を移動すると、遠心力によって固体粒子が外縁に向かって押し出され、そこで固体粒子が固体空間に蓄積されます。

その間、液相はディスクを通過し、ボウルの上部に向かって上向きに流れます。そこから、設計に応じて羽根車または堰を通って排出されます。

主な特徴:
●微粒子や混和しない液体の分離に最適です。
•乳製品、製薬、化学、バイオプロセス産業で一般的です。
•ディスクスタック内の表面積が増加するため、より高いスループットとより細かい分離が実現します。

メンブレンフィルター

膜濾過では、半透膜を利用して、サイズまたは化学的特性に基づいて成分を分離します。液体混合物は膜を通過し、特定の粒子または分子のみが通過し、他の粒子または分子はブロックされます。

ろ過要件に応じて、精密ろ過、限外ろ過、ナノろ過、逆浸透などのさまざまな種類の膜が使用されます。濾過された液体は膜を通過すると同時に、保持された粒子や汚染物質が除去され、非常に効果的な分離が保証されます。

主な特徴:
●特に液体の精密ろ過に優れた効果を発揮します。
●水処理、バイオテクノロジー、製薬用途に広く使用されています。
●小分子、イオン、バクテリアなどの微生物の分離に最適です。
•これらのセパレーターの各タイプは、さまざまな分離ニーズに適した独自の設計とプロセスを備えており、幅広い業界や用途に適応できます。

さまざまな分離義務に対応したデザイン

セパレーターは、さまざまな分離タスクの特定の要件を満たすように設計されています。一般的に使用される主なデザインは次のとおりです。

清澄剤

浄化装置は、液体から浮遊固体を除去するように設計されています。重力または遠心力を利用することで、重い粒子がタンクの底に沈降し、浄化された液体が上部に残ります。この設計は、水や廃水から堆積物、破片、その他の汚染物質を除去するために水処理プラントで一般的に使用されています。

清浄器

精製器は、細菌、油、粒子などの不要な不純物を液体から分離するように設計されています。通常、分離後に純粋な液体のみが残るようにするために、遠心力または濾過方法が使用されます。精製装置は食品、飲料、医薬品などの業界で広く使用されています。

コンセントレーター

濃縮器は、混合物から過剰な液体を除去し、高濃度の固体を残すために使用されます。このプロセスは、残りの固相をさらに処理したり再利用したりするのに理想的です。

濃縮装置は、効率と製品品質のために貴重な成分を濃縮する必要がある、鉱業、食品加工 (フルーツ ジュースの濃縮など)、化学処理などの業界でよく使用されます。