Separator

Ein Separator (auch Purifikator und Klarifikator genannt, von lat.: separare = trennen, absondern) trennt Stoffe voneinander.

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Funktionsprinzip

  Separatoren arbeiten nach dem Prinzip der Zentrifugen. Durch die extrem hohe Drehzahl einer Trommel werden Feststoffe (Klärseparatoren) oder Flüssigkeiten höherer Dichte von Flüssigkeiten geringerer Dichte getrennt. Separatoren unterscheiden sich dabei von Zentrifugen (die ausschließlich im Batch-Betrieb arbeiten), dass sie im semi- oder vollkontinuierlichem Betrieb arbeiten können. Dies bedeutet hohe Trennleistungen (insbesondere bezogen auf den Volumenstrom) bei kleinen Abmessungen.

Die schweren Rückstände (Feststoffpartikel) sammeln sich im Inneren der Trommel an dem größten Durchmesser. Ist ein automatisches Entleerungssystem bei der Maschine bauartbedingt vorhanden, so werden die abgetrennten Feststoffe nach einer entsprechenden Zeit (abhängig von Feststoffvolumenprozent im Zulauf, Schlammraumkapazität der Trommel und Zulaufmenge) aus dem Trommelkörper durch axiales Absenken eines Bauteils in der Trommel (sog. Schieberboden / discharge slide) und damit verbundener Freigabe der Öffnungsschlitze des Trommelkörpers, aus dem Separator mit Hilfe der vorhandenen kinetischen Energie herausgeschleudert / herausgeschossen. Die flüssigen Phasen werden über ein Schälscheibensystem aus der Maschine abgeführt.

Bauarten

Separatoren:

• Düsenseparatoren
• Preßschneckenseparatoren
• Kammerseparatoren
• Tellerseparatoren
• Vollmanteltellerseparatoren

Dekanter:

• Zweiphasen-Dekanter
• Dreiphasen-Dekanter
• Sedicanter (R)
• Sorticanter (R)

Zentrifugen:

• Dreisäulenzentrifugen
• Einpufferzentrifugen
• Gleitschwingzentrifugen
• Röhrenzentrifugen
• Schälzentrifugen
• Schubzentrifugen
• Siebschneckenzentrifugen
• Spänezentrifugen
• Stülpfilterzentrifugen
• Universalzentrifuge

Anwendung

Anwendung in der chemischen und biotechnischen Industrie:

Separatoren werden zur Klärung von Flüssigkeiten oder zur Trennung von Flüssigkeiten unterschiedlicher Dichte eingesetzt. Sie ersetzten dabei Zentrifugen, sobald die zu reinigenden Volumenströme zu groß für ein wirtschaftliches Batch-Verfahren sind. Typische Anwendungen in der Biotechnologie sind die Klärung von Zellkulturüberständen oder Fermenterbrühen sowie die Trennung von wässrigen Zwei-Phasen Systemen.

Anwendung beim Verbrennungsmotor und im Schmierölkreislauf:

Der Betrieb eines Separators ermöglicht den Dauerbetrieb des Schmieröles (Lub Oil) von der Indienststellung eines Schiffes bis zur Verschrottung. Ein Ölwechsel wie bei anderen Fahrzeugen wäre bei Schiffsmotoren und der zu schmierenden Bordmaschinen wegen des benötigten großen Ölvolumens eine sehr kostspielige Angelegenheit. Ein Dauereinsatz des Schmieröles ist aber auch nur möglich durch den gleichmäßigen Verbrauch und damit gleichmäßigem Zusatz. Das Schmieröl altert so nicht und ist bei gut funktionierendem Separator immer im besten Zustand bei gleich bleibender Viskosität.

Schweröl (Heavy Fuel Oil) und Dieselöle sind von sehr minderwertiger Qualität und enthalten störende Beimengungen und müssen ebenfalls permanent gereinigt werden. Das Prinzip kann im Falle von emulgierten Mineralölen nur unter bestimmten Voraussetzungen erfolgreich angewendet werden. Aufgrund der Preisvorteile gegenüber anderen Brennstoffen, ist Schweröl der Hauptbrennstoff in der zivilen Handelsmarine. Militärische Marinen benutzen höherwertige Brennstoffe (Gas oder Diesel, bzw. Atomenergie).

Für beide oben genannten Oele müssen bis zu bestimmten Separatorengenerationen zwei unterschiedliche Trommeln verwendet werden, welche sich im Verschleißschutz durch spezielle Verschleißbleche in der Trommel unterscheiden, sogenannte LO und HFO Trommeln. Neuere Trommelgenerationen benötigen diesen Verschleißschutz nicht mehr, da diese über eine schnellere Entleerungsintervalle verfügen.

Bei der Separierung von Schwerölen werden im Schiffsbetrieb bevorzugt ein Purifikator (zur Wasserabscheidung) und ein Klarifikator (für die Festkörperabscheidung) die in Reihe geschaltet werden, eingesetzt.

Ein Dekanter ist eine weitere Zentrifugenbauart. Hier werden die festen Bestandteile der zu trennenden Stoffe mit einer langsamer oder schneller laufenden Förderschnecke stetig aus der Zentrifugentrommel entfernt.

Der Dekanter (Dekantierzentrifuge) kommt in der Regel bei höherem Feststoffgehalt (ab ca. 3% im Zulauf) zum Einsatz. Bei der Dekantierzentrifuge findet eine Feststoff / Flüssigkeitstrennung statt. Feststoffe und Flüssigkeit werden kontinuierlich ausgetragen. Eine weiterentwickelte Bauform ist der 3-Phasen-Dekanter. Hier werden Feststoffe und zwei unterschiedliche, nicht ineinander lösbare Flüssigkeiten voneinander getrennt. Ebenso gibt es die Möglichkeit zwei unterschiedlich schwere Feststoffe von einer Flüssigkeit zu trennen (z.B. bei Kunststoffrecycling). Einsatzgebiete von Dekantierzentrifugen sind z. B. Klärschlammbehandlung, Pharmabereiche, Lackschlammbehandlung. In den letzten Jahren hat der Dekanter im Bereich Klärschlammentwässerung andere Entwässerungsverfahren wie Kammerfilterpressen und Siebbandfilter stark verdrängt und trägt sehr zur Minderung des sogenannten Klärschlammtourismusses bei.

Die weltgrößten Hersteller dieser Technik sind die deutschen Westfalia Separator AG, die Flottweg AG, die Hiller GmbH und die schwedische Alfa Laval AB. Der äußerliche Unterschied ist durch die Form- und Farbgebung zu unterscheiden.