Dekanter-Zentrifugenanlagen: Leistungsoptimierung

Wenn es darum geht, eine Dekanter-Zentrifuge in Ihrer Anlage zu betreiben, können Sie mit Fug und Recht behaupten, dass es sich um ein qualitativ hochwertiges technisches Gerät handelt. Wahrscheinlich stellt der Dekanter den wichtigsten Bestandteil Ihres Feststoffkontrollprozesses dar – unabhängig davon, ob dieser im Bereich der Abwasseraufbereitung, der chemischen Verfahrenstechnik oder der Lebensmittelherstellung angesiedelt ist. Allerdings ist darauf hinzuweisen, dass selbst die besten Maschinen ihre optimale Betriebszone verlieren können. Möglicherweise wird die Feststoffausscheidung etwas feuchter, der Energieverbrauch steigt oder der Prozess ist einfach nicht effizient genug. Doch es gibt auch gute Nachrichten: In den meisten Fällen hängt die Behebung dieser Probleme nicht vom Kauf einer neuen Maschine ab. Es könnte vielmehr lediglich eine Frage der Anpassung des Betriebsprozesses und einer stärkeren Aufmerksamkeit für Details sein. Über drei Jahrzehnte Erfahrung im Bau und in der Weiterentwicklung solcher Maschinen qualifiziert das Team von Huada zweifellos dazu, Ihnen Empfehlungen zur Leistungssteigerung Ihrer Dekanter-Zentrifuge zu geben. In diesem Artikel möchten wir Ihnen zeigen, wie Sie die Leistungsfähigkeit Ihrer Anlage verbessern können, um eine optimale Betriebseffizienz zu erreichen.

Futterqualität: Qualität hinein, Qualität heraus

Die Qualität des Futters hat den größten Einfluss auf die Leistung Ihres Dekanters. Wenn Sie Ihren Dekanter mit Futter schlechter Qualität beschicken, führt dies zu einer schlechten Leistung – selbst bei Einsatz der neuesten Spitzentechnologie. Alles beginnt damit, was Sie zum Dekanter bringen.

Zunächst ist die Förderleistung zu berücksichtigen. Wenn die Pumpe zu stark beansprucht wird, bleibt der Maschine zu wenig Zeit für ihre Aufgabe. Wird für die Entwässerung der Feststoffe zu wenig Zeit eingeplant, können sogar Feststoffe am Flüssigkeitsaustritt verloren gehen. Umgekehrt führt eine zu langsame Beschickung der Pumpe zu einer nicht optimalen Auslastung der Maschinenkapazität. Ideal ist eine Förderleistung, bei der die Maschine voll ausgelastet, aber nicht überfordert ist.

Achten Sie auf die Konsistenz der Zuführung. Wenn die Konsistenz der Zuführschlämme zu irgendeinem Zeitpunkt zu gering ist, führt dies zu Frustration bei der Maschinenbedienung. Der Dekanter liefert unbeeinträchtigt die erwarteten Leistungsergebnisse. Ist dies jedoch der Fall, kann die Maschine die Drehmomentregelung anpassen, was zu einer schlechten Trennleistung führt. Falls möglich, verwenden Sie eine gute Pumpe, um das Material zu homogenisieren. Eine Pumpe ist eine kostengünstige und wirkungsvolle Leistungssteigerung – nutzen Sie sie. Halten Sie für noch bessere Ergebnisse ein konstantes Impulsmoment und eine konstante Zuführmenge ein.

Differenzdrehzahl anpassen

Betrachten Sie die Differenzdrehzahl als das Herzstück des Dekanters. Sie beschreibt die Drehzahldifferenz zwischen Trommel und Schnecke. Sie bestimmt die Geschwindigkeit, mit der die Feststoffe durch die Maschine transportiert werden, sowie den Trockenheitsgrad der Feststoffe. Die Priorisierung dieser Einstellung ist von höchster Wichtigkeit.

Wenn die Differenzdrehzahl erhöht wird, dreht sich die Schnecke deutlich schneller als die Trommel und befördert die Feststoffe dadurch wesentlich schneller durch das Gerät. Obwohl dies aufgrund des höheren Durchsatzes zunächst attraktiv erscheinen mag, verlassen die Feststoffe das Gerät bei höherer Geschwindigkeit tatsächlich deutlich feuchter. Dies ist vergleichbar damit, jemanden rasch durch eine Ausgangstür zu schieben, ohne ihm Zeit zu lassen, seine Habseligkeiten einzusammeln. Wird die Differenzdrehzahl hingegen verringert, bewegen sich die Feststoffe deutlich langsamer durch das Gerät. Tatsächlich können sie bis zu einem gewissen Grad trockener werden; gleichzeitig besteht jedoch die Gefahr, dass sie sich so stark ansammeln, dass die Schnecke mit Material überlastet wird, was zu einem übermäßigen Drehmoment führen kann, das die Maschine zum Stillstand bringen könnte. Das Ziel in diesem Fall ist es, den optimalen Betriebspunkt – den „sweet spot“ – zu finden. Die meisten Dekanterzentrifugen werden mit einer Bedienungsanleitung geliefert, die vom Hersteller Empfehlungen enthält; daher empfiehlt es sich, hiermit zu beginnen und anschließend schrittweise kleine Anpassungen vorzunehmen. Achten Sie dabei stets sowohl auf das Drehmoment als auch auf die Trockenheit des Kuchens; der Unterschied kann sehr gering sein – und dennoch äußerst wirkungsvoll.

Optimierung der Schüsseldrehzahl und der Zentrifugalkraft

Sie können auch die Drehgeschwindigkeit der Schüssel steuern. Die Zentrifugalkraft, also die eigentliche Trennkraft, steigt mit dem Quadrat der Drehgeschwindigkeit. Daher kann bereits eine geringfügige Änderung der Schüsseldrehzahl die Trennleistung erheblich verbessern.

In der Regel führt eine erhöhte Zentrifugalkraft (G-Kraft) zu trockeneren Feststoffen und weniger trübem Flüssigkeitsanteil. Der Nachteil besteht jedoch darin, dass mit zunehmender Nutzung des Separators dessen Betriebs- und Wartungskosten steigen; eine höhere Drehgeschwindigkeit erfordert beispielsweise häufigeren Austausch der Lager usw. Zudem kann die Belastung je nach zu separierenden Materialien übermäßig hoch sein. Wenn Sie beispielsweise mit leicht entwässerbaren Materialien arbeiten, können Sie die Drehzahl bis zu einem gewissen Grad erhöhen, um die Trennleistung zu verbessern, und dabei dennoch Energie sparen. Daher ist das wichtigste Ziel, die richtige Balance zwischen Zentrifugalkraft (G-Kraft) und der jeweiligen Trennaufgabe sicherzustellen. Bei schwierigen Trennaufgaben wie Schlamm oder Feinstpartikeltrennung ist eine höhere Zentrifugalkraft erforderlich, während bei groberen Trennaufgaben eine geringere Zentrifugalkraft ausreicht. Die am besten geeignete Lösung, um diese Balance in Ihrer Dekanter-Zentrifuge zu erreichen, ist der Einbau eines Frequenzumrichters, der zudem verhindert, dass der Prozessortriebwerk unterausgelastet wird.

Einstellung der Teiftiefe

Diese Einstellung wird häufig übersehen, hat jedoch einen erheblichen Einfluss auf die Leistung. Die Teiftiefe bezeichnet die Menge an Flüssigkeit, die sich in der Trommel befindet. Sie wird durch Änderung der Größe der Überlaufplatten (Weirs) bzw. Dämme am flüssigen Austrittsende verändert.

Eine größere Teiftiefe hält die Feststoffe länger in der Flüssigkeit, während sie durch die Trommel transportiert werden. Dadurch erhalten die Feststoffe mehr Zeit zum Absinken, was möglicherweise zu einer klareren Flüssigkeit führt. Gleichzeitig müssen die Feststoffe jedoch einen längeren Weg durch die Teiftiefe zurücklegen und könnten daher feuchter austreten. Umgekehrt bedeutet eine geringere Teiftiefe, dass die Feststoffe früher der Trockenzone („Beach“) ausgesetzt sind, was zu einem trockeneren Filterkuchen führt; die Flüssigkeit kann jedoch trüber sein, da sich die Feststoffe in einem kürzeren Abschnitt der Trockenzone befinden. Wenn Ihr Ziel die bestmögliche Flüssigkeitsklarheit ist, wählen Sie eine größere Teiftiefe. Wenn Ihr Ziel stattdessen die trockenste mögliche Feststoffphase ist und die Flüssigkeitsqualität weniger wichtig ist, wählen Sie eine geringere Teiftiefe. Da die optimale Einstellung von Fall zu Fall variiert, ist hier etwas Ausprobieren erforderlich – testen Sie daher verschiedene Einstellungen mit Ihren Materialien.

Inspektion und Wartung von Verschleißteilen

Die Leistung nimmt selbst bei perfekter Einstellung ab, wenn die Maschine verschlissen ist. Dies gilt insbesondere für die Schalenfutter und die Förderflügel der Dekanterzentrifuge. Im Laufe der Zeit werden diese Teile durch abrasive Materialien abgenutzt. Wenn die Förderflügel abgenutzt sind, bewegen sie die Feststoffe weniger effizient. Dies kann zu Stauungen und einer schlechten Kuchenausgabe führen.

Inspektionen können an der Maschine durchgeführt werden und sind äußerst vorteilhaft. Stellen Sie sicher, dass die Maschine regelmäßig außer Betrieb genommen wird, um einen Blick in das Innere zu werfen. Prüfen Sie den Abstand zwischen Förderflügel und Schale. Ist dieser zu groß, ist es Zeit, die Teile zu reparieren oder auszutauschen. Achten Sie auf Verschleiß an den Förderbandlagern und planen Sie die Wartung so, dass sie in geplante Stillstandszeiten fällt, um unvorhergesehene Ausfälle während der Produktion zu vermeiden. In den meisten anspruchsvollen Umgebungen erfordert die Wartung ein gewisses Maß an proaktiver Verschleißerkennung.

Optimierung von Polymeren und Flockungsmitteln

Bei richtiger Optimierung kann der Einsatz von Polymeren oder Flockungsmitteln die Leistung bei Entwässerungsprozessen erheblich verbessern. Insbesondere kann die Anwendung von Polymeren oder Flockungsmitteln dazu beitragen, das Problem feiner Partikel zu lösen, die in einer Abwasserflüssigkeit in Schwebe bleiben, sowie das Problem eines dickflüssigen Schlammes.

Je nach Ihren spezifischen Anforderungen kann die Zugabe der optimalen Menge an Polymer oder Flockungsmittel dazu beitragen, chemische Verschwendung zu vermeiden – zusätzlich zu den zuvor genannten Vorteilen wie der Entfernung feiner Partikel, der Aufdickung von Schlamm und der Klärung des Ablaufwassers. In bestimmten Fällen muss das Polymer oder der Flockungsmittel vor der Zugabe des Schlammes in eine Zentrifuge gründlich durchmischt werden; daher wird häufig empfohlen, zur Erfüllung dieser Mischvorgaben eine Methode zur Erzeugung von Turbulenz einzusetzen. Einfache Gefäßversuche („Jar Tests“) können durchgeführt werden, um die optimale Konzentration eines Polymers oder Flockungsmittels zu ermitteln und so verbesserte Ergebnisse hinsichtlich des Ablaufwassers und der Kuchentrockensubstanz einer Zentrifuge zu erzielen. Es wird empfohlen, mit diesen Versuchen zu beginnen, um die Polymer- oder Flockungsmittelkonzentration in Ihrer Kuchentrockensubstanz zu optimieren.

Überwachung und Datenaufzeichnung

Obwohl es möglicherweise möglich ist, einen Prozess zu verbessern, ohne ihn zu messen, ist dies äußerst zweifelhaft. Wenn beispielsweise Ihre Dekanter-Zentrifuge über ein Steuerungssystem verfügt, das die Datenaufzeichnung ermöglicht, sollten Sie dieses auch nutzen. Falls nicht, sollten möglicherweise einfache Aufzeichnungs- oder Messgeräte nachgerüstet werden. So ist es beispielsweise aufschlussreich, Messwerte wie Zulauffluss, Feststoffgehalt im Zulauf, Drehmoment, Differenzdrehzahl und Leistungsaufnahme zu erfassen und zu verfolgen.

Daten, die über einen längeren Zeitraum gesammelt werden, zeigen oft Muster. Beispielsweise steigt das Drehmoment jedes Mal sprunghaft an, wenn jemand zur Mittagspause geht? In diesem Fall könnten sich daraus Hinweise auf mögliche Veränderungen in der Zusammensetzung des Zulaufs ergeben. Oder nimmt die Trockenheit des Kuchens ab, sobald die Temperatur unter einen bestimmten Sollwert fällt? Solche Erkenntnisse unterstützen Sie bei der Fehlersuche und tragen zur Prozessoptimierung bei. Es stimmt, dass moderne Maschinen häufig empfohlene Einstellungen vorschlagen und dadurch intelligenter agieren können. Doch vergessen wir nicht, dass selbst ein einfaches Logbuch, in dem ein Bediener wichtige Daten manuell festhält, eine wahre Schatzkiste für die Prozessoptimierung sein kann.

Fazit

Die Leistung Ihrer Dekanter-Zentrifuge zu optimieren, ist keine Zauberei, sondern vielmehr ein Verständnis der kleinen Dinge und der inneren Funktionsweise der Maschine. Konzentrieren Sie sich darauf, eine stabile Zufuhr zu gewährleisten, und passen Sie die Trommel- und Differenzdrehzahlen an Ihr Material an. Variieren Sie die Teich-Tiefe je nach Trockenheit der Feststoffe und Klarheit der Flüssigkeiten, die Sie erzielen möchten. Falls Sie bestimmte Chemikalien einsetzen, stellen Sie sicher, dass diese korrekt dosiert werden. Zuletzt – und am wichtigsten – achten Sie stets auf die regelmäßige Wartung der Anlage. Ehrlich gesagt sind es gerade diese kleinen, überschaubaren Maßnahmen, die am besten in Ihrer Hand liegen und Ihnen ermöglichen, Ihre Dekanter-Zentrifuge effektiv im Betrieb zu halten. Durch die Umsetzung dieser Maßnahmen senken Sie Ihre Kosten und erzielen die gewünschten Trennergebnisse in Ihrem Prozess. Maschinen wie die von Huada basieren auf jahrzehntelanger Erfahrung von Ingenieuren und wurden speziell entwickelt, um eine zuverlässige Leistung zu gewährleisten. Die Optimierung liegt jedoch bei Ihnen.