تفاوت بین سانتریفیوژ لوله ای و دکانتر چیست؟

سانتریفیوژ دکانتر تنها سانتریفیوژ ته نشینی است که از ابتدا برای کنترل غلظت جامد قابل توجه در سوسپانسیون خوراک طراحی شده است. در عین حال می تواند به درجات بسیار خوبی از شفاف شدن کنسانتره مایع دست یابد. اگرچه یک قطعه ماشین پیچیده است، یک اصل ساده را در بر می گیرد. آنها اساساً از یک کاسه استوانه ای افقی تشکیل شده اند که با سرعت بالا می چرخد ​​و یک پیچ استخراج مارپیچ به صورت هم محور قرار می گیرد. پیچ کاملاً با خطوط داخلی کاسه مطابقت دارد و فقط بین کاسه و اسکرول فاصله ایجاد می کند. سرعت دیفرانسیل بین پیچ و اسکرول حرکت انتقال را برای جمع آوری و حذف مواد جامد که در دیواره کاسه جمع می شوند، فراهم می کند.

ساده ترین طرح، یک کاسه بسته است که شامل پشته دیسک است، با هر گونه مواد جامد موجود در قسمت بیرونی کاسه، که پس از توقف چرخش باید به صورت دستی از آن جدا شوند. مواد جامد به روش‌های مختلفی از کاسه خارج می‌شوند، از جمله استفاده اساسی از نازل‌ها، که به طور مداوم باز هستند و اجازه می‌دهند دوغاب غلیظ تخلیه شود. در طراحی پیچیده‌تر، نازل‌های سوپاپ به‌طور خودکار زمانی که عمق جامد در کاسه به مقدار مشخصی رسید، باز می‌شوند و پس از تخلیه بیشتر مواد جامد، دوباره بسته می‌شوند. در پیچیده‌ترین طرح، کاسه باز می‌شود: پوسته آن برای مدت کوتاهی به‌صورت محیطی شکافته می‌شود و باز شدن آن نیز توسط عمق مواد جامد در کاسه کنترل می‌شود.
 

سانتریفیوژ کاسه محفظه ای تعدادی کاسه لوله ای است که به صورت هم محور قرار گرفته اند. دارای یک کاسه اصلی حاوی درج‌های استوانه‌ای است که حجم کاسه را به یک سری از محفظه‌های حلقوی فرو می‌برد که به صورت سری عمل می‌کنند. خوراک وارد مرکز کاسه می شود و تعلیق به نوبه خود از هر محفظه با فاصله های فزاینده از محور عبور می کند. جامدات روی دیواره بیرونی هر محفظه می نشینند و مایع شفاف شده به صورت سرریز از بزرگترین محفظه قطر خارج می شود. این دستگاه همچنین طبقه بندی جامدات معلق را ارائه می دهد: ذرات درشت در محفظه داخلی و رسوب فزاینده ذرات ریز در محفظه های بعدی. حذف مواد جامد رسوبی مستلزم توقف چرخش برای تمیز کردن دستی است.

ساده ترین وسیله برای استفاده از نیروی گریز از مرکز برای دستیابی به جداسازی، هیدروسیکلون است. این واقعاً یک سانتریفیوژ نیست: جداسازی گریز از مرکز با حرکت دوغاب ایجاد می‌شود که با ورود مماسی مواد خوراک ایجاد می‌شود. اصل عملکرد آن بر مفهوم سرعت ته نشینی نهایی یک ذره جامد در یک میدان گریز از مرکز است. تصویر زیر شرایط یک هیدروسیکلون در حال کار را شرح می دهد.

خوراک به صورت مماس وارد بخش استوانه‌ای هیدروسیکلون می‌شود و یک مسیر گردشی را با جریان خالص سیال به سمت داخل از خارج به سمت گرداب یاب روی محور دنبال می‌کند. میدان گریز از مرکز تولید شده توسط سرعت های بالا در گردش، یک هسته هوا در محور ایجاد می کند که معمولاً روی دهانه اسپیگوت در پایین بخش مخروطی از طریق گرداب یاب تا سرریز در بالا امتداد می یابد. برای اینکه این اتفاق بیفتد میدان نیروی گریز از مرکز باید چندین برابر بزرگتر از میدان گرانشی باشد. ذراتی که این میدان گریز از مرکز را تجربه می کنند، به دلیل چگالی نسبتاً بیشتر، تمایل به حرکت به سمت خارج نسبت به سیال حامل دارند. ذرات بزرگتر و سنگین تر به سرعت به دیواره های بیرونی بخش استوانه ای مهاجرت می کنند و سپس مجبور می شوند به سمت پایین به سمت داخل دیواره مخروطی حرکت کنند. از سوی دیگر، ذرات کوچک در حین حرکت سیال به سمت گرداب یاب توسط سیال به داخل کشیده می شوند. جداسازی جامد در عبور سوسپانسیون در امتداد بشکه هیدروسیکلون رخ می دهد تا دوغاب ضخیم شده در دیواره بیرونی تشکیل شود که هیدروسیکلون را به عنوان یک جریان پیوسته از نازل تخلیه آن ترک می کند.

سانتریفیوژ کاسه ای لوله ای برای مدت طولانی تری نسبت به سایر طرح های سانتریفیوژ استفاده شده است. این بر اساس یک هندسه بسیار ساده است: توسط یک لوله به طول چندین برابر قطر آن تشکیل شده است که بین یاتاقان ها در هر انتها می چرخد. جریان فرآیند در پایین سانتریفیوژ وارد می‌شود و نیروهای گریز از مرکز برای جدا کردن جامدات وارد عمل می‌شوند. بخش عمده ای از مواد جامد به دیواره های کاسه می چسبد، در حالی که فاز مایع از بالای سانتریفیوژ خارج می شود.

از آنجایی که این نوع سیستم فاقد شرایط دفع مواد جامد است، جامدات را فقط می توان با توقف دستگاه، جدا کردن آن و خراش دادن یا شستشوی دستی جامدات خارج کرد.

سانتریفیوژهای کاسه ای لوله ای ظرفیت آبگیری دارند، اما ظرفیت مواد جامد محدودی دارند. کف کردن می تواند مشکل ساز باشد، مگر اینکه سیستم شامل پمپ های مخصوص اسکیمینگ یا گریز از مرکز باشد.

سانتریفیوژ سبد بدون سوراخ زمانی استفاده می شود که محتوای جامد سوسپانسیون بیشتر باشد. این شامل یک سبد یا کاسه طبلی شکل ساده است که معمولاً حول یک محور عمودی می چرخد. جامدات در اثر نیروی گریز از مرکز تجمع و فشرده می شوند، اما آبگیری نمی شوند. هنگامی که چرخش کاسه متوقف می شود، مایع باقی مانده تخلیه می شود. لایه جامد به صورت دستی با خراش دادن یا بیل زدن جدا می شود. تخلیه را می توان به صورت نیمه خودکار ابتدا با استفاده از یک لوله کفگیر برای خارج کردن مایع باقیمانده و سپس با پایین آوردن تیغه چاقو در جامد و برش آن از کاسه انجام داد. این اجازه می دهد تا از خاموش شدن دستگاه جلوگیری شود.