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Markante Verfahrensvorteile des Rückspülrotors – Rückspülverfahren

Für die Durchführung dieses Prozessschrittes sind bestimmte konstruktive Voraussetzungen unabdingbar, die der Rückspülrotor in vollem Umfang abdeckt. Mit einer Vertikalschälzentrifuge mit Siebtrommel kann dieser, im Zeitalter der Mikro- bzw. Nanotechnologie unabdingbare Prozessschritt, nicht realisiert werden. Somit ist die Vertikalschälzentrifuge für die Verarbeitung von innovativen Mikro- und Nanoprodukten nur begrenzt oder u. U. überhaupt nicht einsetzbar. Fundiert auf diesen Gegebenheiten darf mit Fug und Recht behauptet werden, dass die Vertikalschälzentrifuge bei Betrachtung der Zukunftsfähigkeit bzw. Verwendbarkeit nur noch für untergeordnete Verfahrensschritte ihre Daseinsberechtigung haben wird. Die Notwendigkeit der Restschichtregenerierung ergibt sich durch die Verarbeitung immer feinerer Produkte wie auch durch die völlige Automatisierung von Prozessketten, d.h. die Maschinen müssen über eine längere Zeit ohne personelle Betreuung bzw. dem menschlichen Eingriff vollautomatisch mit hoher Wiederholgenauigkeit produzieren. Die Basis hierfür sei näher beschrieben.

Während des Chargenbetriebes reichern sich Feinstpartikel, Kornbruch wie auch Verunreinigungen in der Grundschicht an. Weiterhin ist bei vielen Produkten ein sogenannter Verglasungseffekt in der Schälebene gegeben. Durch diese Einflüsse, die speziell bei der Verarbeitung von sehr feinen Produkten massiv auftreten können, kommt es in vielen Fällen über die Zeit zu einem signifikanten Anstieg des Filtrationswiderstandes und somit auch zu einer erheblichen Anhebung der kapillaren Steighöhe. Die Folgen sind zum einen eine erhöhte Restfeuchte des Filterkuchens bzw. eine wesentliche Verlängerung der Chargenzeit und/oder aber auch ein starker Anstieg der Restfeuchte zur Grundschicht hin. Diese Erscheinung bringt in vielen Fällen ein thixotropes bzw. dilatantes Verhalten dieser Schicht mit sich. Ein vollautomatisches Ausräumen ist dann verständlicherweise nicht mehr gegeben und der Vorgang wird ein Verkleben bzw. Verkleistern der Austragsorgane wie auch der Schurre bzw. Schnecke und aller nachfolgenden Aggregate zur Folge haben. Der Prozess kommt zum Erliegen. Die Folgekosten sind vorstellbar. Um dieses sicher über einen langen Zeitraum zu unterbinden, werden eben hierfür Horizontalschälzentrifugen mit Rückspülrotoren eingesetzt. Da diese Erscheinungen in der Grundschicht bzw. in der Schälebene abhängig sind von der Fahrweise der Zentrifuge wie auch von dem zu verarbeitenden Produkt, muss dieser Schritt unter finanziellen Gesichtpunkten hochvariabel ausgeführt werden können, d.h. nur wenn ein merklicher Anstieg des Filtrationswiderstandes gegeben ist, wird ein Rückspülvorgang, der verständlicherweise Zeit und Geld kostet, vollautomatisch anhand von gesammelten Erfahrungen eingeleitet. Hierzu wird nach dem Ausschälen des Feststoffes der Zwischenschritt Rückspülen durchgeführt. In der Regel wird hierzu der Rückspülrotor auf vorgegebener Fülldrehzahl (Rückspüldrehzahl = Fülldrehzahl) beschleunigt. Nach Signal „Drehzahl erreicht“ schwenkt die Filtratschäl-vorrichtung aus der Rückspülkammer heraus. Gleichzeitig wird das Rückspülventil mit einer Zeitverzögerung geöffnet. Nun wird bei vorgegebener Zeit (in der Regel mit 5-15 Sek.) eine definierte Menge an Rückspülflüssigkeit der Rückspülkammer zugeführt.

Rückspülung des Filtermediums durch Initiieren eines Rückspülvorganges nach Ausräumen des Rotors

Rückspülung des Filtermediums durch Initiieren eines Rückspülvorganges nach Ausräumen des Rotors

Diese Menge ist u.a. abhängig von den geometrischen Bedingungen des Rückspülrotors wie auch des Filtrationselementes und der prozessbedingt vorgewählten Grundschichthöhe. Bei diesem Vorgang folgt das Rückspülmedium dem Gesetz der kommunizierenden Röhre, d.h. der in der unter Rotation gefluteten Rückspülkammer aufgebaute Druck führt zu einem beschleunigten Flüssigkeitsaustausch zwischen der Rückspülkammer und dem eigentlichen Feststoffraum, deren Verbindung durch am Rotorboden in vorteilhafter Weise angeordnete Kanäle realisiert wird. Bei Ablauf dieses Prozesses stellt sich in beiden rotationssymetrischen Räumen ein nahezu gleiches Flüssigkeitsniveau ein. Betrachtet man diesen Vorgang des Durchströmens der Grundschicht durch das auf der Zentrifugentür installierte Schauglas, so muss ein Farbumschlag auf der Schälebene sichtbar werden. Dieser Farbumschlag kann sich auch in Form einer glänzenden Oberfläche darstellen. Unmittelbar dem Rückspülschritt folgt das Füllen durch Öffnen des Füllventils. Der nun tangential durch Füllrohr I der Kombi-Funktionseinheit zugeführt Füllstrom resuspendiert die vom Rückspülprozess aufgeweichte Grundschicht. Grobe und feine Partikel werden vermischt. Ein neuer Filterkuchen wird gebildet. Mit Öffnen Füllventil erfolgt zeitverzögert das Einfahren der Filtratschälvorrichtung in die Rückspülkammer. Hierdurch wird am Anfang des Füllprozesses eine reine Sedimentation der Feststoffpartikel ermöglicht, damit sich ein unwuchtfreier bzw. unwuchtarmer, rotationssymetrischer Filterkuchen aufbauen kann. Ein schwingungsarmer Lauf der Zentrifuge ist die Folge und aufgrund der idealerweise zylindrischen Kuchenform eine gleichmäßige Entfeuchtung wie auch ein evtl. notwendiger Waschvorgang. Somit ermöglicht das Rückspülkonzept eine über lange Zeit stabile, mit hoher Wiederholgenauigkeit realisierbare, vollautomatische Fahrweise der Krettek Horizontalschälzentrifuge.

Krettek Separation GmbH