Gasdichter Dekanter

Jens Bühring

Als Flachkonus-Maschine CE 345 kommt der gasdichte Dekanter als typischer Klärdekanter für Fest/Flüssig-Prozesse zum Einsatz. Hier dient er in erster Linie zur Feststoffabtrennung aus explosionsgefährdeten Medien wie zum Beispiel der Pflanzenextraktion aus Alkohol oder organischen Lösemitteln, der Xanthan-Gewinnung, der Herstellung von Öladditiven oder im Biodieselsegment. Ziel ist es dabei, eine möglichst hohe Trockensubstanz unter Ausnutzung eines flachen Konuswinkels und der relativ weiten Trocknungszone zu erreichen.

Der Steilkonus-Dekanter CE 346 dagegen ist ein Extraktionsdekanter, der aus einem Drei-Phasen-Gemisch, beispielsweise einer wässrigen Fermentationsbrühe plus Lösemittel, Wasser und Feststoffe als schwere Phase von der leichten Lösemittelphase, dem Wertprodukt, abtrennt. Für diese Art des Flüssig/Flüssig-Fest-Extraktionsprozesses ist der steile Winkel des Konus optimal geeignet. Anwendungsgebiete sind hier zum Beispiel die Gewinnung von Antibiotika und Hormonsubstanzen aber auch Biopolymeren aus Fermentationsprozessen. Der Dekanter selbst arbeitet nach dem Direktextraktionsprinzip, das die Prozessschritte des Mischens und Trennens in einer Maschine vereint, eine Entwicklung von GEA Westfalia Separator.

Die verhältnismäßig kleine Maschinengröße des CE 345 bzw. 346 setzt ganz auf höhere Leistung, verbesserte Abscheidegrade, minimierten Energieverbrauch, reduzierte Bauteile, kompaktes Design und optimierten Service. Die CE-Generation ist daher sehr platzsparend aufgebaut und ermöglicht durch das Konzept der Stehlagermaschine eine einfache Zugänglichkeit, was sich besonders unter Wartungsgesichtspunkten positiv bemerkbar macht. Dabei ist der gesamte Trommelraum frei zugänglich, der Rotor bei Bedarf ganz einfach aus dem Gestell herauszunehmen und beispielsweise durch einen Ersatzrotor auszutauschen.

Falls eine CIP-Reinigung nicht möglich ist, kann der Rotor so auch leicht außerhalb des Gehäuses gereinigt werden. Und im Falle der Verarbeitung von aggressiven Produkten lassen sich Abnutzung oder Korrosion sehr effektiv überprüfen.

Darüber hinaus verfügt der gasdichte Dekanter über einen 2-Getriebe-Antrieb. Der große Vorteil dieses 2-Getriebe-Antriebs ist, dass er die Differenzdrehzahl automatisch und mit hoher Genauigkeit dem Fördermoment der Schnecke – und damit der Feststofffüllung der Trommel – anpasst.

Die Differenzdrehzahl zwischen Trommel und Schnecke ist für die axiale Förderung des Feststoffs in der Trommel unentbehrlich. Gleichzeitig wird damit die Feststoff-Füllhöhe in der Trommel festgelegt. Diese gilt es in engen Grenzen konstant zu halten. Denn: Ist der Feststofffüllstand zu klein, wird kein optimaler Trockensubstanzgehalt erzielt. Ist er dagegen zu groß, wird die verbleibende Überströmhöhe für die abfließende Flüssigkeit zu gering, wodurch der Klärgrad sinkt.

Das ist aber nicht die einzige Herausforderung: Bei stark schwankendem Feststoffgehalt im Zulauf kann es außerdem zu einem zu hohen Schneckendrehmoment kommen. Nämlich dann, wenn die Differenzdrehzahl nicht ausreicht, den in der Trommel abgeschiedenen Feststoff schnell genug aus der Trommel hinauszufördern. Daher muss bei ungeregelten Dekantern die Differenzdrehzahl so groß eingestellt werden, dass auch im ungünstigsten Fall keine Probleme auftreten. Das bedeutet aber auch: Eine optimale Performance des Dekanters ist nicht zu erzielen.

Ganz anders beim 2-Getriebe-Antrieb. Dieser erlaubt eine stufenlose Anpassung der Differenzdrehzahl an die jeweilige Feststoffbelastung des Schleudergutes. In Abhängigkeit des vom Schleudergut zwischen Schnecke und Trommel erzeugten Drehmomentes erfolgt durch einen auf das jeweilige Produkt einstellbaren elektronischen Baustein eine Anpassung der Differenzdrehzahl. So sind auch im Falle schwankender Zulaufsituationen höchste Entwässerungsgrade bzw. Trennleistungen zu erreichen.

Bei diesem gasdichten Dekanter wurde das bewährte Varipond-System von Westfalia Separator umgesetzt. Dieses lässt es zu, die Teichtiefe im Dekanter und damit die Qualität der Trennung zu optimieren, ohne dass der Dekanter dazu abgestellt werden muss.

Varipond trägt der Tatsache Rechnung, dass der korrekte Flüssigkeitsspiegelstand innerhalb des Dekanters für dessen Funktion äußerst wichtig ist. Oft ist die zulässige Bandbreite des Spiegelstands sehr schmal, er muss also häufig den Zulaufänderungen angepasst werden.

Exakt diese Aufgabe übernimmt das Varipond-System Es bietet dem Betreiber die Möglichkeit, bei laufender Produktion die Teichtiefe gezielt zu verändern, da diese ein wichtiger Parameter ist, um die Trennzone zwischen schwerer und leichter Phase zu beeinflussen.

Unmittelbar vor der Regulierscheibe taucht eine sog. Varipondscheibe in die geklärte leichte Phase ein. Diese Scheibe bildet mit der Schälscheibe eine hermetische Kammer („Varipondkammer“), die über eine Bohrung im Einlaufrohr mit Druck beaufschlagt werden kann. Da der Flüssigkeitsspiegel zwischen der Varipond- und der Regulierscheibe mit dem Überlaufdurchmesser festliegt, bewirkt ein Überdruck in der Varipondkammer nach dem Prinzip der kommunizierenden Röhren eine Vergrößerung der Teichtiefe in der Dekantertrommel. Dadurch wird die Trennzone zwischen leichter und schwerer Phase im Extraktionsdekanter nach außen verschoben.

Das Varipond-System ist erprobt und seit Jahren im industriellen Dauereinsatz erfolgreich. Dem Prozessbetreiber ist damit ein Werkzeug gegeben, das die punktgenaue Einstellung der Reinheit von schwerer und leichter Phase erlaubt. Gerade bei wechselnden Zulaufbedingungen ist das für einen effizienten und kostensparenden Dekanterbetrieb unverzichtbar.

Ein weiterer Vorteil von Varipond – und dies gilt insbesondere für gasdichte Dekanter – ist die Tatsache, dass es ganz ohne mechanische Verstellmechanismen auskommt, mit denen die Teichtiefe von außen eingestellt werden kann. Ein ganz wesentlicher Vorteil: Denn diese Verstellmechanismen sind kompliziert, verschmutzungsanfällig und müssen zusätzlich abgedichtet werden.

Die Maschine kann als Package Unit auf einem Rahmen gemeinsam mit der kompletten Peripherie vormontiert werden. Das spart nicht nur Platz, sondern erleichtert auch die Handhabung, Reinigung und Wartung. Um den Explosionsschutz sicherzustellen, ist eine Überlagerung der Maschine mit Stickstoff erforderlich. Auch die Stickstoffversorgungseinheit ist Bestandteil der Package, ebenso wie eine Bedienkonsole.

Der Steuerschrank selbst ist außerhalb des Ex-Bereiches zu installieren. So präsentiert sich die Maschine als komplett funktionstüchtige, gasdichte Einheit für den Ex-Bereich, die unter Einhaltung der Atex-Norm den Nachweis der CE-Konformität erbringt.

Online-Info www.cav.de/0809425