فیلترپرس چگونه کار میکند؟

فیلترپرس دستگاهی بسیار مفید و کاربردی در صنایع مختلف می باشد. 

دستگاه فیلترپرس یک تجهیزات فیلترینگ است که برای جداسازی ذرات محلول در مایعات استفاده می‌شود. این دستگاه از فیلترهای مختلفی برای حذف جسم‌های جامد یا ذرات ریز از مایعات مانند روغن، محلول‌های شیمیایی، نوشیدنی‌ها یا سایر مواد مایع استفاده می‌کند.

از فیلترپرس‌ها در صنایع مختلفی مانند صنایع غذایی، داروسازی، شیمیایی، نفت و گاز، آب و فاضلاب و صنایع تولید مواد شیمیایی مورد استفاده قرار می‌گیرد. هدف اصلی استفاده از دستگاه فیلترپرس جلوگیری از ورود ذرات ناخواسته به محصولات یا پروسه‌های تولید است تا کیفیت و تصفیه مایعات بهبود یابد.

فهرست مطالب

  1. دستگاه فیلترپرس یکی از تجهیزات قدیمی و مؤثر در زمینه فیلتراسیون و جداسازی ذرات از مایعات است. تاریخچه فیلترپرس به دهه‌ها گذشته بازمی‌گردد:

    1. قرن 19: ابتدای استفاده از فیلترپرس‌ها به قرن 19 بازمی‌گردد. ابتدا از فیلترپرس‌های دستی و کوچک برای تصفیه مواد مختلف استفاده می‌شد. این دستگاه‌ها اغلب از موادی مانند پارچه یا کاغذ به عنوان ماده فیلتری استفاده می‌کردند.

    2. قرن 20: در طول قرن 20، با پیشرفت فناوری و صنایع مختلف، فیلترپرس‌ها به شکل‌ها و اندازه‌های مختلفی طراحی شدند. از مواد مختلفی نظیر فلزات، پلیمرها و سرامیک‌ها به عنوان ماده فیلتری استفاده شد.

    3. صنعت شیمیایی و نفت: در دهه‌های اخیر، با گسترش صنعت شیمیایی و نفت، نیاز به فیلترپرس‌ها برای تصفیه مایعات و گازها افزایش یافت. این دستگاه‌ها به صورت خودکار و با عملکرد بهینه‌تر طراحی شدند.

    4. تکنولوژی پیشرفته: از اواخر قرن 20 و وارد شدن به قرن 21، با پیشرفت تکنولوژی، فیلترپرس‌ها به شکل‌ها و اندازه‌هایی با دقت بالا و قابلیت اتوماسیون زیاد طراحی می‌شوند. از موادی مانند ممبران‌های نانو، فیبرهای سلولزی، و مواد پیشرفته دیگر به عنوان ماده فیلتری استفاده می‌شود.

    استفاده از فیلترپرس‌ها در انواع مختلف صنایع نشانگر است که این دستگاه یک نقل قول ثابت و اساسی در جلوگیری از ورود ذرات جامد به مایعات و گازها و در نتیجه به بهبود کیفیت مواد و فرآورده‌ها کمک می‌کند

History of Filterpress
  1. صنعت شیمیایی: برای تصفیه مواد شیمیایی، جداسازی ذرات جامد از محلول‌ها، و پالایش مواد اولیه یا محصولات نهایی.

  2. صنایع داروسازی: در تولید داروها و محصولات دارویی برای جداسازی و تصفیه مواد مورد نیاز.

  3. صنعت غذایی: برای تصفیه مواد خام در تولید محصولات غذایی و نیز در پروسه‌های تصفیه مایعات غذایی.

  4. صنایع نفت و گاز : برای تصفیه نفت خام و گاز طبیعی، جلوگیری از ورود ذرات جامد به سیستم‌های لوله‌کشی.

  5. صنعت آب و فاضلاب: در تصفیه آب و پساب به منظور حذف ذرات و آلودگی‌ها.

  6. صنعت معدن: برای جداسازی جسم‌های جامد از مواد خاکی یا مواد استخراج شده.

  7. تولید مواد الکترونیکی: در صنعت الکترونیک برای تصفیه مواد و جلوگیری از ورود ذرات جامد به دستگاه‌ها و تجهیزات.

  8. صنعت کاغذ: در فرآیندهای تولید کاغذ برای تصفیه سلولز و دیگر مواد.

دستگاه فیلترپرس به عنوان یک وسیله مؤثر در تصفیه و پالایش مختلف مواد مایع و گاز در صنایع مختلف به کار می‌رود و نقش مهمی در بهبود کیفیت محصولات و حفاظت از تجهیزات صنعتی ایفا می‌کند.

اجزاء دستگاه فیلترپرس عبارتند از:

دستگاه فیلترپرس ، اغلب از اجزای مختلفی تشکیل شده است که هرکدام نقش مهمی در عملکرد کل دستگاه دارند. برخی از اجزا و اصطلاحات معمولاً در دستگاه فیلترپرس عبارتند از:

  1. صفحه فیلتر : صفحه یا ممبران فیلتر به عنوان بخش اصلی فیلترپرس عمل می‌کند و مواد جامد را از مایع یا گاز جدا می‌کند.

  2. دیافراگم یا بستر فیلتر: برخی از فیلترپرس‌ها از دیافراگم یا بستر فیلتر جهت پشتیبانی و نگهداری ممبران‌ها یا صفحات فیلتر استفاده می‌کنند.

  3. پمپ: پمپ مسئول اعمال فشار وارده بر مایع به سمت ممبران یا صفحات فیلتری است.

  4. محفظه مایع: محفظه‌ای که مایع وارد آن می‌شود و در آن فرآیند فیلتراسیون انجام می‌شود.

  5. تخلخل‌سازها: برخی از دستگاه‌ها دارای تخلخل‌سازها هستند که برای ایجاد فضای مناسب برای عبور مایع از ممبران یا صفحات فیلتری به کار می‌روند.

  6. سیستم کنترل: سیستم کنترل می‌تواند شامل سوئیچ‌ها، صفحه‌های نمایش، و سایر تجهیزات کنترلی باشد که عملیات دستگاه را نظارت کنند.

  7. صفحات فشرده‌ساز (پلاتن‌ها): در فیلترپرس‌های فشرده، برای اعمال فشار به ممبران یا صفحات فیلتری از پلاتن‌ها یا صفحات فشرده‌ساز استفاده می‌شود.

  8. منبع تغذیه: در برخی موارد، دستگاه‌ها به منبع تغذیه (برق یا انرژی مکانیکی) نیاز دارند.

هر کدام از این اجزا نقش خود را در فرآیند فیلتراسیون ایفا کرده و با هم تعامل دارند تا جداسازی جسم‌های جامد از مایعات یا گازها انجام شود.

طرز کار دستگاه فیلترپرس

همانطوری که در شکل مقابل مشخص است، محلول مورد نظر که در مخزن A نگهداری میشود، توسط پمپ به داخل فیلترپرس منتقل میشود. زمان پر شدن دوغاب باید به منظور جلوگیری از تشکیل کیک در خانه های اول قبل از پر کردن آخرین خانه به سرعت انجام گیرد. وقتی خانه های فیلتر در حال پر شدن هستند، فشار درون سیستم برای تشکیل لجن افزایش می یابد.

 سپس، مایع فیلتر شده از طریق پارچه فیلتر با افزودن جریان هوای فشرده یا آب (استفاده از آب تحت فشار نیاز به زمان بیشتری برای عبور از خانه های فیلتر در مقایسه با هوای فشرده دارد.، با این حال این روش به لحاظ هزینه مقرون به صرفه تر است)به بیرون هدایت میشود. ( لوله قرمز) محلول صاف شده که از طریق پارچه فیلتر عبور می کند از طریق لوله های جمع آوری جمع و در مخزن فیلتر ذخیره میشود (مخزن D).

اما کیک فیلتر (مواد جامد ) در قاب ها باقی می مانند . در این مرحله بازوی هیدرولیکی فیلترپرس به عقب حرکت کرده و صفحات فیلترپرس میتوانند از همدیگر چه به صورت دستی یا اوتوماتیک (بر حسب نیاز شما) جدا شوند.با جدا شدن صفحات از یکدیگر کیک تشکیل شده از صفحه فیلترپرس جدا شده و به پایین سقوط میکند. در شکل، قسمت E محل انباشت کیک می باشد.

طرز کار دستگاه فیلتر پرس

زمان فیلتراسیون
زمان فیلتراسیون به چند مورد بستگی دارد:
ضخامت کیک
غلظت دوغاب
مقاومت خاص
ضریب تراکم پذیری

راندمان
فیلتر های صفحه ای میتوانند تا ۹۹٪ مواد جامد را بازیابی کرده و رطوبت باقی مانده در کیک معمولا در محدوده ۱۵٪ تا ۲۰٪ است.
چرخه زمانی
میزان فیلتراسیون انبوه را می توان با تولید کیک نازک به دست آورد . فیلتر پرس های معمولی بصورت دسته ای عمل میکنند و در هر سری فیلتر روند فیلتراسیون باید متوقف شود تا کیک تخلیه شود.، در نتیجه این عملیات وقت گیر است. در عمل، حداکثر میزان فیلتراسیون زمانی بدست می آید که زمان تخلیه کیک کمتر از زمان فیلتراسیون باشد تا مقاومت پارچه بالا رود. 

خواص کیک فیلتر بر میزان فیلتراسیون تاثیر میگذارد و بهتر است اندازه ذرات کیک بزرگ باشد تا باعث گرفته شدن منافذ پارچه نگردد. میزان جریان مایع از فیلتر متناسب با اختلاف فشار است. یعنی همچنان که لایه های کیک در حال شکل گیری است، فشار اعمال شده به سیستم بیشتر و میزان جریان آب تصفیه شده کاهش می یابد. برای تعیین رطوبت میتوان نمونه های کیک را از مکان های مختلف گرفت و وزن کرد .
معمولا چرخه زمانی فیلتراسیون بطور خلاصه به این صورت است : باز و بست ۴ دقیقه، فیلتراسیون ۴ دقیقه، دمیدن جریان هوا ۲ دقیقه ، تخلیه کمتر از ۱ دقیقه، شستشوی پارچه ۱ دقیقه.

شستشو
شستشوی پارچه میتواند در پایان هر چرخه یا بعد از چند چرخه انجام شود.   

دو روش شستشو که در حال حاضر بکار برده میشود وجود دارد. “شستشو ی ساده” و “شستشوی کامل” . در شستشوی ساده، مایع شوینده از طریق همان کانال که دوغاب عبور کرده با سرعت بالا عبور داده میشود و باعث فرسایش کیک ته نشین شده در نزدیکی نقطه ورود میشود. بنابراین کانال ها بزرگ شده و در نتیجه تمیز کردن آن آسانتر میشود.

 روش بهتر شستشوی کامل است که در آن مایع شستشو از طریق کانال های مختلف در پشت پارچه فیلتر به نام صفحات شستشو عبور داده میشود. جریان مایع از تمام ضخامت کیک ، ابتدا در جهت مخالف و سپس با همان جهت محلول صاف شده جریان می یابد.مایع شستشو معمولا از طریق همان کانال محلول صاف شده تخلیه میشود. پس از شستشو، کیک را می توان به راحتی با اعمال هوای فشرده پاک کرد.

سینی
این سینی ها در اندازه های مختلف تولید میشوند و همگی دارای ساختمانی محکم و ابعاد یکسان میباشند. و میتوانند اتوماتیک یا دستی باشند.   
امروزه فیلتر پرس به طور گسترده ای در بسیاری از صنایع استفاده می شود، بنابر این نوع زباله تولیدی آنها هم متفاوت است . زباله های خطرناک مانند مواد شیمیایی سمی در صنایع رنگ، و… ممکن است در کیک های زاید جمع شوند. از این رو نوع رفتار با این زباله ها می تواند متفاوت باشد.

 برای جلوگیری از خطرات بهداشتی برای مردم محلی و کارگران که در برخورد با زباله ها هستند و همچنین جلوگیری از اثرات منفی به اکوسیستم .قبل از تخلیه زباله به محیط زیست، باید گند زدایی شوند.

قطعات جانبی فیلترپرس

پارچه های فیلترپرس

صفحات فیلترپرس