Nguyên lý hoạt động của
máy ly tâm lắng gạn

Máy ly tâm lắng gạn là gì?

Máy ly tâm lắng gạn là máy nằm ngang hoạt động liên tục để tách chất rắn khỏi chất lỏng dưới lực ly tâm cao. Khác với máy ly tâm giỏ theo mẻ phải dừng để xả bánh bùn, máy lắng gạn hoạt động liên tục: nguyên liệu vào, chất rắn được thu gom và xả ra mà không cần dừng bowl, chất lỏng đã làm trong chảy ra không ngừng. Chính nhờ hoạt động liên tục mà thiết bị này là lựa chọn hàng đầu cho tách nước và phân ly khối lượng lớn trong ngành hóa chất, thực phẩm, dược phẩm và xử lý môi trường.

Nguyên lý hoạt động: Bowl, Scroll và tốc độ vi sai

Lắng ly tâm

Bùn nguyên liệu đi vào qua ống nạp trung tâm và được phun vào bowl đang quay qua các lỗ trên hub của scroll. Bên trong bowl, gia tốc ly tâm — thường 1.000–4.000 × g tùy đường kính bowl và tốc độ — đẩy các hạt rắn có khối lượng riêng lớn ra phía ngoài thành bowl nhanh hơn nhiều so với lắng trọng lực. Nguyên lý hoạt động của máy ly tâm lắng gạn hoàn toàn dựa vào sự chênh lệch gia tốc này: chất rắn đến thành bowl trong vài giây, thay vì hàng giờ hay hàng ngày như lắng tự nhiên.

Băng tải vít (scroll)

Băng tải vít (scroll) đặt đồng trục bên trong bowl và quay cùng chiều nhưng với tốc độ chênh lệch nhỏ — thường chậm hơn bowl 5–50 rpm, được điều khiển bởi hộp số vi sai. Tốc độ vi sai chính là chìa khóa cho hoạt động liên tục. Cánh scroll chạy sát thành bowl đẩy chất rắn đã lắng dọc theo bowl về phía đoạn beach hình nón ở một đầu, nơi chúng được xả ra qua các cửa thoát chất rắn. Chất lỏng đã làm trong tích tụ ở phần trụ đầu đối diện và tràn qua các tấm weir có thể điều chỉnh tại cửa thoát lỏng.

Đoạn beach hình nón và độ khô của bánh bùn

Góc côn của đoạn beach kiểm soát thời gian chất rắn tiếp xúc với trường ly tâm trước khi tháo ra — và do đó xác định độ khô của bánh bùn cuối cùng. Góc côn dốc tạo ra thời gian lưu ngắn (bánh bùn ẩm hơn, năng suất cao hơn). Góc thoải cho thời gian sấy dài hơn (bánh bùn khô hơn, năng suất thấp hơn). Với hầu hết ứng dụng hóa chất và thực phẩm, góc beach được cố định khi chế tạo. Một số máy cho phép điều chỉnh góc beach qua các cửa thoát chất rắn thay thế hoặc điều chỉnh weir bên trong.

Nguyên lý hoạt động của máy ly tâm lắng gạn 2 pha và 3 pha

Máy ly tâm lắng gạn 2 pha tiêu chuẩn tách một pha rắn ra khỏi một pha lỏng. Nguyên lý 3 pha bổ sung vùng thoát lỏng thứ hai: hai pha lỏng (thường là dầu và nước) tách ra theo khối lượng riêng bên trong bowl và tràn ở các bán kính khác nhau qua các weir có thể điều chỉnh độc lập. Đặt đúng bán kính weir vi sai rất quan trọng — sai lệch sẽ khiến một chất lỏng làm bẩn chất lỏng kia. Máy 3 pha được dùng trong sản xuất bột cá, dầu thực vật và thu hồi dầu thải công nghiệp.

Các thông số hiệu suất chính

• Đường kính bowl và tỷ lệ L/D — đường kính bowl lớn hơn tăng g-force ở cùng tốc độ; bowl dài hơn (L/D cao hơn) tăng thời gian lưu chất rắn và năng suất nạp liệu.
• Tốc độ vi sai — tốc độ vi sai thấp hơn cho bánh bùn khô hơn nhưng có nguy cơ quá tải scroll khi nguyên liệu nhiều chất rắn. Tốc độ vi sai cao hơn xử lý được tải chất rắn lớn hơn nhưng bánh bùn ẩm hơn. Drive tốc độ vi sai biến đổi cho phép điều chỉnh theo sự biến động của nguyên liệu.
• Độ sâu pond — mức chất lỏng bên trong bowl được điều chỉnh bởi vị trí weir plate. Pond sâu hơn tăng thời gian lưu chất lỏng (nước ly tâm trong hơn) nhưng giảm chiều dài beach và tăng độ ẩm bánh bùn.
• Tốc độ bowl (rpm) — xác định gia tốc ly tâm. Tốc độ cao hơn nghĩa là g-force cao hơn và tách hạt mịn tốt hơn, nhưng tiêu tốn nhiều năng lượng hơn và hao mòn bowl cùng scroll nhiều hơn.

Ứng dụng công nghiệp

Thị trường máy ly tâm lắng gạn đã qua sử dụng bao gồm nhiều ứng dụng đa dạng:

• Tách nước bùn — xử lý nước thải đô thị và công nghiệp. Hoạt động liên tục khối lượng lớn, thường kết hợp định lượng polymer để cải thiện lắng.
• Bột cá và chế biến thủy sản — tách nước dính từ nước ép, thu hồi dầu cá từ nước dính.
• Hóa chất và dược phẩm — tách mother liquor API, thu hồi sản phẩm tinh thể, thu hồi xúc tác. Vật liệu Hastelloy hoặc duplex SS cho dòng ăn mòn.
• Tinh bột và thực phẩm — rửa và tách nước tinh bột, làm trong nước ép trái cây và rau củ.
• Chế biến khoáng sản — phân loại khoáng sản mịn, tách nước bùn than, rửa cao lanh.

Các thương hiệu thường gặp trên thị trường máy đã qua sử dụng gồm Alfa Laval (trước đây là Sharples), Flottweg, Westfalia (GEA), Hiller, Pieralisi và Andritz. Tất cả đều hoạt động theo nguyên lý băng tải vít cơ bản giống nhau, với sự khác biệt theo thương hiệu về thiết kế hộp số, bố trí vòng bi scroll và hệ thống điều khiển.

Những điểm cần kiểm tra khi mua máy ly tâm lắng gạn đã qua sử dụng

Máy ly tâm lắng gạn đã qua sử dụng là thiết bị đòi hỏi cơ học cao; tình trạng máy rất khác nhau giữa các chiếc. Các điểm kiểm tra chính:

• Cân bằng bowl — bowl mất cân bằng gây rung động làm hỏng vòng bi nhanh chóng. Yêu cầu số liệu rung động mới nhất hoặc hồ sơ cân bằng.
• Mòn scroll — cánh scroll mòn do ma sát với thành bowl. Kiểm tra khe hở đầu cánh và tình trạng lớp bảo vệ mài mòn (hard-facing hoặc tấm tungsten carbide).
• Tình trạng hộp số vi sai — hộp số hành tinh là bộ phận đắt nhất. Lắng nghe tiếng ồn, kiểm tra dầu nhiễm bẩn và hỏi lịch sử bảo dưỡng.
• Vòng bi chính và vòng bi scroll — kiểm tra độ lỏng, tiếng ồn và lịch sử nhiệt độ. Thay vòng bi là việc định kỳ nhưng cần tính vào tổng chi phí.
• Độ kín của seal — lip seal hoặc mechanical seal mòn cho phép sản phẩm rò vào hộp vòng bi. Thay seal đơn giản nhưng bắt buộc.

Xem kho máy ly tâm lắng gạn đã qua sử dụng của chúng tôi — tất cả đều được kiểm tra trước khi đăng, kèm ảnh tình trạng và hồ sơ bảo dưỡng sẵn có. Dùng biểu mẫu bên dưới để hỏi về hàng hiện có và báo giá.