Vertikale Zentrifugen

Der grundsätzliche Unterschied liegt in der physikalischen Trennmethode: Die Dekantierzentrifuge nutzt das Prinzip der Sedimentation (Dichteunterschied), während die Filterzentrifuge auf das Prinzip der Filtration (physikalische Barriere) setzt.

Hier sind die Hauptmerkmale im Vergleich:

• Dekantierzentrifuge (Sedimentationsprinzip):
  • Funktion: Sie trennt Stoffe basierend auf ihrem Dichteunterschied. Schwerere Feststoffe setzen sich an einer geschlossenen Trommelwand ab und werden meist durch eine interne Schnecke kontinuierlich ausgetragen.
  • Trommel: Verfügt über einen Vollmantel (geschlossene Wand), durch den keine Flüssigkeit austreten kann.
  • Einsatz: Ideal für Suspensionen mit hohem Feststoffgehalt (“Schlamm”) und wenn ein kontinuierlicher Betrieb wichtig ist.
• Filterzentrifuge (Filtrationsprinzip):
  • Funktion: Die Flüssigkeit wird durch die Zentrifugalkraft durch ein Filtermedium (z. B. ein Filtertuch oder Metallsieb) gedrückt. Die Feststoffe werden mechanisch zurückgehalten und bilden einen Filterkuchen.
  • Trommel: Hat eine perforierte Wand (Durchflusstrommel), damit die geklärte Flüssigkeit nach außen abfließen kann.
  • Einsatz: Wird bevorzugt, wenn eine sehr hohe Reinheit der Flüssigkeit oder ein besonders trockener Feststoffkuchen (Entfeuchtung) erzielt werden soll.

Das Unternehmen LEHMANN INDUSTRIE beschäftigt sich ausschließlich mit Filterzentrifugen

The fundamental difference lies in the physical separation method: The decanter centrifuge uses the principle of sedimentation (difference in density), while the filter centrifuge relies on the principle of filtration (physical barrier).

Here is a comparison of the main features:

• Decanter centrifuge (sedimentation principle):
  • Function: It separates substances based on their density difference. Heavier solids settle against a closed drum wall and are usually continuously discharged by an internal screw.
  • Basket: Features a solid bowl (closed wall) through which no liquid can escape.
  • Application: Ideal for suspensions with high solids content (“sludge”) and when continuous operation is important.
• Filter centrifuge (filtration principle):
  • Function: The liquid is forced through a filter medium (e.g., a filter cloth or metal screen) by centrifugal force. The solids are mechanically retained and form a filter cake.
  • Basket: Has a perforated wall (flow-through drum) so that the clarified liquid can drain out.
  • Application: Preferred when a very high purity of the liquid or a particularly dry solid cake (dewatering) is to be achieved.

LEHMANN INDUSTRIE specializes exclusively in filtration centrifuges

Industrielle Filterzentrifugen lassen sich am besten nach ihrer Arbeitsweise (kontinuierlich vs. diskontinuierlich) und der Art, wie der Feststoff entnommen wird, unterscheiden:

1. Diskontinuierliche Zentrifugen (Chargenbetrieb)

Diese arbeiten in Zyklen (Füllen, Schleudern, Waschen, Entleeren).

• • Schälzentrifugen: Ein Schälmesser fährt in die rotierende Trommel und schabt den Feststoffkuchen ab. Besonders verbreitet in der chemischen oder pharmazeutischen Industrie
  • Stülpfilterzentrifugen: Das Filtertuch wird nach dem Schleudern buchstäblich umgestülpt. Der Vorteil: Der Kuchen fällt komplett ab, es bleibt keine Restschicht zurück (ideal für Pilot Plant Pharma-Anwendungen).

• • Obenentleerzentrifugen: Die klassische vertikale Bauweise. Der Feststoff wird oft manuell mittels Schaufel oder über einen herausnehmbaren Filterbeutel nach oben entnommen

2. Kontinuierliche Zentrifugen

Diese Maschinen werden konstant befüllt und werfen gleichzeitig Feststoff aus.

• • Schubzentrifugen: Ein oszillierender (hin- und hergehender) Boden schiebt den Feststoffkuchen schrittweise aus der Trommel. Gut für grobkörnige Kristalle.
  • Siebschneckenzentrifugen: Eine Schnecke im Inneren dreht sich mit einer anderen Geschwindigkeit als die Trommel und transportiert den Feststoff kontinuierlich zum Ausgang.
  • Taumelzentrifugen: Durch eine Neigung der Trommelachse wandert der Feststoff allein durch die Fliehkraft und die Eigenbewegung zum Rand.

Schälzentrifugen sind diskontinuierlich (chargenweise) arbeitende Filtrationszentrifugen, die vor allem in der Chemie-, Pharma- und Lebensmittelindustrie zur Fest-Flüssig-Trennung eingesetzt werden. Ihr markantestes Merkmal ist ein pneumatisch oder hydraulisch betätigt Schälmesser, das den gebildeten Feststoffkuchen nach dem Schleudervorgang bei hoher Drehzahl aus der Trommel austrägt.

Die 4 Phasen des Arbeitszyklus

Der Prozess läuft vollautomatisch in einer festen Abfolge ab:

1. Füllen: Die Suspension (Flüssigkeit-Feststoff-Gemisch) wird in die rotierende Trommel geleitet. Die Flüssigkeit wird durch ein Filtertuch nach außen gedrückt, während der Feststoff als „Kuchen“ an der Wand hängen bleibt.
2. Waschen: Der Feststoffkuchen kann mit einer Waschflüssigkeit gereinigt werden, um Verunreinigungen zu entfernen.
3. Trockenschleudern: Durch maximale Drehzahl wird die Restfeuchte im Kuchen minimiert.
4. Entleeren (Schälen): Ein Schälmesser fährt in die Trommel ein und schabt den Feststoff ab, während die Trommel weiter rotiert. Das Material fällt meist durch einen Schacht oder eine Schnecke nach draußen.

Wichtige Bauformen

• Horizontale Schälzentrifugen: Der Standard in der Großchemie (z. B. für Düngemittel oder Kunststoffe), da sie stabil sind und große Mengen verarbeiten können.
• Vertikale Schälzentrifugen: Werden oft in der Pharma- und Lebensmittelindustrie eingesetzt, da sie leichter zu reinigen sind und höchste Hygienestandards (CIP – Clean-in-Place) erfüllen.
• Siphon-Schälzentrifugen: Eine Weiterentwicklung, die durch ein Siphonsystem einen zusätzlichen Unterdruck erzeugt. Das saugt die Flüssigkeit schneller durch den Filterkuchen und erhöht die Leistung massiv.

Typische Einsatzgebiete

• Chemie: Herstellung von Salzen, Polymeren (wie PVC) und Düngemitteln.
• Pharma: Gewinnung von Wirkstoffen (APIs) und Antibiotika unter sterilen Bedingungen.
• Lebensmittel: Verarbeitung von Stärke (Mais, Kartoffeln) oder Zucker.

Schubzentrifugen sind kontinuierlich arbeitende Filtrationszentrifugen, die zur Trennung von Feststoffen und Flüssigkeiten eingesetzt werden. Im Gegensatz zu den diskontinuierlich arbeitenden Schälzentrifugen läuft der Prozess bei Schubzentrifugen ohne Unterbrechung ab, was sie besonders effizient für die Verarbeitung großer Mengen grobkristalliner Massenprodukte macht.

 Funktionsweise

Der Trennprozess basiert auf der Zentrifugalkraft und einer mechanischen Schubbewegung:

1. Zufuhr & Beschleunigung: Die Suspension (Gemisch aus Feststoff und Flüssigkeit) gelangt kontinuierlich über ein Einlaufrohr in die rotierende Siebtrommel. Ein Verteiler beschleunigt das Material und verteilt es gleichmäßig auf dem Sieb.
2. Filtration: Durch die Fliehkraft wird die Flüssigkeit durch das Spaltsieb nach außen gedrückt und im Filtratgehäuse aufgefangen. Der Feststoff bleibt als Filterkuchen an der Trommelwand hängen.
3. Transport (Der Schub): Ein oszillierender Schubboden (oder eine innere Trommelstufe) bewegt sich axial vor und zurück. Bei jeder Vorwärtsbewegung wird der Ring aus Feststoffkuchen ein Stück weiter in Richtung Austrag geschoben.
4. Austrag: Am Ende der Trommel verlässt der nun getrocknete Feststoff die Zentrifuge über ein Auffanggehäuse.

Wichtige Vorteile und Merkmale

• Kontinuierlicher Betrieb: Kein Anhalten für das Entleeren nötig, was ideal für Massenproduktionen ist.
• Produktschonung: Die niedrige Transportgeschwindigkeit sorgt für geringen Kornbruch des Feststoffs.
• Waschfunktion: Während der Kuchen durch die Trommel wandert, kann er über Düsen mit Waschflüssigkeit gereinigt werden, um höchste Reinheit zu erzielen.
• Mehrstufigkeit: Es gibt ein- oder mehrstufige Ausführungen (z. B. 2-Stufen-Schubzentrifuge), um die Entwässerung bei schwer filterbaren Stoffen zu verbessern.

Typische Einsatzgebiete

Man findet Schubzentrifugen überall dort, wo große Mengen an Kristallen oder Granulaten verarbeitet werden:

• Salzindustrie: Abtrennung von Salzkristallen (NaCl) aus Sole.
• Düngemittel: Verarbeitung von Ammoniumsulfat oder Harnstoff.

Kunststoffe: Entwässerung von Polymer-Pellets oder PVC.