Piccole particelle, una grande sfida e un approccio unico

A volte, vale la pena di tornare al tavolo da disegno. Prendiamo il caso delle modalità di separazione di un materiale morbido e scorrevole con un'alta concentrazione di particelle molto fini. Ne sono un esempio il lievito di birra, le alghe, gli sciroppi di zucchero. I metodi standard prevedono l'invio di materiale attraverso due macchine: una centrifuga decanter seguita da un separatore a dischi.  Ma esiste anche un approccio alternativo e ibrido. Tornando ai principi di funzionamento di base di queste due macchine, gli ingegneri Flottweg hanno risolto questa sfida di separazione combinando i punti di forza di entrambe le macchine. Continua a leggere per scoprire come funziona e il suo utilizzo nel settore.

Una tecnologia due per uno

Tutte le centrifughe decanter si basano su un concetto semplice:

• il tamburo fa ruotare il materiale
• le particelle solide vengono spinte fuori e si raccolgono sui lati del tamburo
• una coclea al centro del tamburo gira e le sue pale trasportano i solidi fuori
• i solidi secchi e i liquidi vengono scaricati separatamente

Ma i prodotti con solidi molto fini che non si compattano facilmente possono essere difficili da spostare con la coclea. A causa delle piccole dimensioni, le particelle sono scivolose e difficili da afferrare e spostare per le lame di scorrimento. Un altro problema è che le piccole dimensioni delle particelle richiedono forze G maggiori rispetto a quelle che il decanter può raggiungere per spingere efficacemente le particelle fuori dal liquido.

I separatori a dischi  possono raggiungere forze G molto più elevate rispetto a una centrifuga orizzontale, il che li rende utili per materiali con particelle fini. Tuttavia, sono in grado di gestire solo una bassa concentrazione di particelle, molto più bassa rispetto a quelle presenti nei tipici lieviti, alghe e materiali simili. Se la concentrazione di particelle è troppo alta, i separatori possono essere soggetti a intasamento e aumentare l'umidità del cake.

La centrifuga Sedicanter® di Flottweg combina le caratteristiche di una centrifuga decanter e di un separatore in un'unica macchina in grado di separare efficacemente questi tipi di materiali. Come un decanter, può contenere grandi quantità di solidi, e come un separatore può raggiungere forze G maggiori  per espellere le particelle fini. Il risultato è un cake secco e una fase liquida altamente chiarificata (ovvero centrato) in un unico passaggio.

Un'altra chiave per aumentare l'efficacia della separazione viene dal flusso del materiale e dalle fasi solide e liquide. In generale, due sono le opzioni per la direzione del flusso:

• Controcorrente, in cui fluiscono in direzioni opposte (tipicamente nei decanter)
• Flusso concomitante, in cui i liquidi fluiscono nella stessa direzione dei solidi

Il Sedicanter® in particolare utilizza un flusso cocorrente. Ciò si traduce in una minore turbolenza nel tamburo e in una migliore stabilizzazione delle particelle fini. Di seguito è riportato un disegno in sezione del Sedicanter®.

 

Disegno in sezione di un Sedicanter®

Come le altre centrifughe Flottweg, il Sedicanter® funziona in modo continuo anziché in lotti. La sua girante regolabile automatica regola le varie concentrazioni dell'alimentazione con regolazioni istantanee, il che mantiene i risultati di uscita in tempo reale.

Esempi nel settore

Questa tecnologia è utile per molte applicazioni nei settori alimentare e delle bevande, farmaceutico, dei biocombustibili e altro ancora. Le opzioni clean-in-place (CIP) e di design igienico lo rendono adatto per applicazioni in cui la sicurezza e la pulizia sono fondamentali. Alcuni esempi includono:

• recupero della birra dal lievito esausto. Ogni anno, i birrifici perdono circa il 2-3% della loro birra in eccesso, con conseguenze negative sui ricavi.
• Brodi di fermentazione per la produzione di acido citrico. Il lievito preconcentrato da un separatore a ugelli è in media composto per il 15% da solidi. Un Sedicanter può aumentare questo valore fino al 30% di solidi secchi, risparmiando energia nel processo di essiccazione.
• Biomassa di alghe. Le alghe vengono utilizzate per prodotti farmaceutici, biocombustibili e altro.
• Amido di frumento. Effluenti e pentosani non si compattano facilmente con la tecnologia standard della centrifuga decanter, a causa delle piccole dimensioni delle particelle.
• Sciroppo di zucchero. La girante regolabile facilita la chiarificazione scaricando la fase liquida sotto pressione e applicando una contropressione.
• Proteine isolate della soia, fibre fini, proteine di soia isolate, spec. particelle molto fini nel recupero delle proteine dopo il lavaggio
• Vitamina B2. Sono necessarie forze G elevate per separare l'elevata concentrazione di piccoli cristalli e batteri dopo il processo di fermentazione.

Spesso c'è più di un modo per risolvere un problema. Per una maggiore efficienza e facilità d'uso, l'approccio ibrido del Sedicanter® offre un modo migliore.  Contattateci  per saperne di più e per discutere della vostra applicazione.