निर्जलीकरण और स्पष्टीकरण का सार निलंबन का ठोस-तरल पृथक्करण है; निर्जलीकरण ठोस चरण से तरल चरण को निकालना है, और स्पष्टीकरण तरल चरण से ठोस चरण को निकालना है। सांद्रता निलंबन में ठोस चरण की सांद्रता को बढ़ाने के लिए है, और वर्गीकरण निलंबन में विभिन्न कण आकार के कणों को एक निश्चित महत्वपूर्ण कण आकार dkp के आधार पर dkp से बड़े और dkp से छोटे कणों के दो समूहों में विभाजित करना है। पृथक्करण आम तौर पर दो अमिश्रणीय तरल चरणों के पृथक्करण को संदर्भित करता है। यदि तरल-तरल दो चरण निरंतर चरण हैं, तो दो चरणों का पृथक्करण केवल उनके घनत्व से संबंधित है; यदि एक चरण एक निरंतर चरण है और दूसरा चरण एक फैला हुआ चरण है, तो यह पायस के पृथक्करण का गठन करता है। पायस का दो-चरण पृथक्करण न केवल घनत्व अंतर से संबंधित है, बल्कि फैले हुए चरण की बूंद के आकार, सतह के तनाव और अन्य कारकों से भी संबंधित है, और पृथक्करण मुश्किल है। केन्द्रापसारक पृथक्करण एक भौतिक प्रक्रिया है, और पृथक्करण की कठिनाई सामग्री के भौतिक गुणों और अपकेंद्रित्र के पृथक्करण गुणों पर निर्भर करती है।
1. केन्द्रापसारक निर्जलीकरण
केन्द्रापसारक निर्जलीकरण दो प्रकारों में किया जा सकता है: फ़िल्टरिंग सेंट्रीफ्यूज और अवसादन सेंट्रीफ्यूज।
फ़िल्टर सेंट्रीफ्यूज फ़िल्टर मीडिया का उपयोग करता है, जैसे कि फ़िल्टर स्क्रीन और स्क्रीन, केन्द्रापसारक बल की क्रिया के तहत फ़िल्टर स्क्रीन पर ठोस कणों को बनाए रखने के लिए, और ठोस-तरल पृथक्करण को प्राप्त करने के लिए फ़िल्टर स्क्रीन के माध्यम से तरल को छुट्टी दे दी जाती है। इस प्रकार की मशीन में कम ऊर्जा खपत, धोने योग्य फ़िल्टर केक और उच्च ठोस कण निर्जलीकरण दर होती है। यह एक करीबी ठोस-तरल घनत्व अंतर और माइक्रोन या उससे ऊपर के कण आकार वाले सामग्री कणों के लिए उपयुक्त है, और फ़ीड तरल ठोस सामग्री को 30% ~ 60% होने की अनुमति है।
यदि निर्जलीकरण प्रक्रिया के दौरान क्रिस्टल जैसे सामग्री कणों को टूटने दिया जाता है, तो एक स्क्रैपर अनलोडिंग सेंट्रीफ्यूज का चयन किया जा सकता है। यदि क्रिस्टल जैसे पदार्थ के कणों को टूटने नहीं दिया जाता है, तो पिस्टन अनलोडिंग, मैनुअल पुशिंग और सेंट्रीफ्यूगल अनलोडिंग सेंट्रीफ्यूज का चयन किया जा सकता है। पदार्थ के जल अवशोषण के अलावा, निर्जलीकरण प्रदर्शन भी अपकेंद्रित्र के पृथक्करण कारक, पृथक्करण समय, फिल्टर जाल एपर्चर, छिद्रण, पदार्थ की चिपचिपाहट, सतह तनाव, फिल्टर केक परत की हाइड्रोफोबिसिटी आदि से संबंधित है। कम ठोस सांद्रता, उच्च चिपचिपाहट, महीन कण आकार या अनाकार माइसेलियम वाले कणों के लिए, फिल्टर सेंट्रीफ्यूज आमतौर पर उपयुक्त नहीं होते हैं। क्योंकि कण बहुत महीन होते हैं, वे फिल्टर के माध्यम से लीक करना आसान होते हैं और सामग्री रिसाव का कारण बनते हैं। यदि फिल्टर बहुत महीन है, तो यह खराब हाइड्रोफोबिसिटी को जन्म देगा, और मशीन प्रसंस्करण क्षमता और कण निर्जलीकरण प्रदर्शन कम हो जाएगा। अनाकार माइसेलियम और तैलीय कण फिल्टर को रोकना आसान है। इन सामग्रियों के लिए, फिल्टर के बिना अवसादन सेंट्रीफ्यूज का उपयोग करने की सिफारिश की जाती है। अवसादन सेंट्रीफ्यूज ठोस और तरल चरणों के बीच घनत्व अंतर का उपयोग करता है। केन्द्रापसारक क्षेत्र में, ठोस चरण का घनत्व बड़ा होता है और अपकेंद्रित्र ड्रम की भीतरी दीवार पर जम जाता है। तलछट को ड्रम के अंदर सर्पिल कन्वेयर के माध्यम से मशीन से बाहर निकाल दिया जाता है। तरल चरण का घनत्व कम होता है और यह ड्रम के केंद्र की ओर जाता है और तरल-ठोस पृथक्करण और निर्जलीकरण के उद्देश्य को प्राप्त करने के लिए मशीन के ओवरफ्लो पोर्ट से बाहर निकलता है। इस प्रकार की मशीन में उच्च पृथक्करण कारक होता है और कोई फ़िल्टर नहीं होता है। ठोस-तरल पृथक्करण दो चरणों के बीच घनत्व अंतर का उपयोग करता है। यह विशेष रूप से अनाकार माइसेलियम, तैलीय कीचड़ और उच्च चिपचिपाहट वाले महीन कणों के लिए उपयुक्त है। इस मॉडल को फ़ीड में उच्च ठोस सामग्री की आवश्यकता नहीं होती है। विभिन्न सामग्रियों की ठोस सामग्री 1% और 40% (द्रव्यमान अंश) के बीच हो सकती है। कण का आकार माइक्रोन या उससे अधिक होता है। हालाँकि, इस प्रकार की मशीन का तलछट पर खराब धुलाई प्रभाव होता है, फ़िल्टरिंग सेंट्रीफ्यूज की तुलना में अधिक ऊर्जा की खपत होती है, और फ़िल्टरिंग सेंट्रीफ्यूज की तुलना में निर्जलीकरण प्रभाव खराब होता है।
2. केन्द्रापसारक स्पष्टीकरण
स्पष्टीकरण का तात्पर्य बड़ी मात्रा में तरल चरण से ठोस चरण की एक छोटी मात्रा को निकालना है। इसका व्यापक रूप से दवा, खाद्य, पेय और अन्य उद्योगों में उपयोग किया जाता है। चूँकि सामग्री की ठोस सामग्री कम होती है और कण का आकार छोटा होता है, इसलिए पृथक्करण के लिए उच्च पृथक्करण कारक वाले डिस्क विभाजक या ट्यूबलर सेंट्रीफ्यूज का उपयोग करना आवश्यक होता है। कभी-कभी सटीक फ़िल्टर या झिल्ली पृथक्करण का भी उपयोग किया जा सकता है।
3. केन्द्रापसारक सांद्रता
सांद्रता निलंबन में ठोस सामग्री को बढ़ा सकती है। उदाहरण के लिए, यदि मूल निलंबन में ठोस सामग्री 0.5% ds (द्रव्यमान अंश, ds शुष्क ठोस है, जो पूर्ण शुष्क ठोस को संदर्भित करता है) है, तो ठोस सामग्री गुरुत्वाकर्षण अवसादन, केन्द्रापसारक अवसादन या निस्पंदन के माध्यम से 3% ~ 5% ds तक बढ़ जाती है। यह प्रक्रिया सांद्रता प्रक्रिया है। सांद्रता प्रक्रिया के दौरान तरल चरण बहुत कम हो जाता है।
उदाहरण के लिए, शहरी सीवेज उपचार संयंत्रों में कीचड़ सांद्रता: यदि 0.5% ds की ठोस सामग्री के साथ 100m3 द्वितीयक कीचड़ को 5% ds तक केंद्रित किया जाता है, तो 5% ds की ठोस सामग्री प्राप्त करने के लिए 100㎥ द्वितीयक कीचड़ से 90㎥ तरल को निकालना होगा, जिससे बाद में कीचड़ निर्जलीकरण की मात्रा बहुत कम हो जाती है, और चयनित निर्जलीकरण मशीन का मॉडल और आकार भी तदनुसार कम हो जाता है। आमतौर पर इस्तेमाल किए जाने वाले केन्द्रापसारक सांद्रकों में क्षैतिज सर्पिल उतराई अवसादन सेंट्रीफ्यूज, डिस्क नोजल स्लैग विभाजक और हाइड्रोसाइक्लोन, रोटरी स्क्रीन सांद्रक आदि शामिल हैं।
4. केन्द्रापसारक वर्गीकरण
कण वर्गीकरण निलंबन में कणों के विभिन्न कण आकारों पर आधारित है, और उनकी अवसादन गति भी अलग-अलग होती है। निलंबन में कणों को कण आकार के अनुसार दो या अधिक कण समूहों में विभाजित करने के लिए विभिन्न अवसादन गति का उपयोग करने की विधि को गीला वर्गीकरण कहा जाता है; कण वर्गीकरण के लिए गैस माध्यम का उपयोग करने की विधि को सूखा वर्गीकरण कहा जाता है।
गीला केन्द्रापसारक वर्गीकरण, आमतौर पर इस्तेमाल किए जाने वाले मॉडल में क्षैतिज सर्पिल उतराई अवसादन सेंट्रीफ्यूज शामिल हैं, इस प्रकार की मशीन का सर्पिल डिस्चार्ज पोर्ट एक क्रॉस लंबी नाली के आकार में होता है, ताकि मशीन फीड पाइप की आउटलेट स्थिति को कण अवसादन समय को बदलने के लिए अक्षीय रूप से आगे और पीछे ले जाया जा सके। ठोस और तरल चरणों के बीच घनत्व अंतर और वर्गीकरण के लिए आवश्यक महत्वपूर्ण कण आकार dkp के अनुसार, उपयुक्त पृथक्करण कारक, अंतर गति और फ़ीड पाइप की आउटलेट स्थिति का चयन किया जा सकता है, ताकि dkp से बड़े कण तलछट के रूप में बस जाएं और ड्रम के छोटे छोर पर स्लैग डिस्चार्ज पोर्ट से डिस्चार्ज हो जाएं; dkp से छोटे कण तरल चरण में रहते हैं और ड्रम के बड़े छोर पर ओवरफ्लो पोर्ट से डिस्चार्ज होने के लिए तरल चरण का अनुसरण करते हैं, जिससे निरंतर कण वर्गीकरण प्राप्त होता है। एक अच्छा वर्गीकरण प्रभाव प्राप्त करने के लिए, निलंबन का ठोस-तरल अनुपात उपयुक्त होना चाहिए, और छोटे कणों को एकत्र होने से रोकने के लिए वर्गीकरण प्रक्रिया के दौरान उचित मात्रा में फैलाव जोड़ा जाना चाहिए। बहुत कम प्रसंस्करण मात्रा वाले कण वर्गीकरण के लिए, तीन-पैर वाले अवसादन अपकेंद्रित्र का चयन किया जा सकता है, लेकिन इसका पृथक्करण कारक कम है, इसलिए यह छोटे कणों को वर्गीकृत नहीं कर सकता है।
5. केन्द्रापसारक पृथक्करण केन्द्रापसारक पृथक्करण तरल-तरल, तरल-तरल-ठोस के दो-चरण या तीन-चरण पृथक्करण को संदर्भित करता है। हालांकि, चरण विषम प्रणालियां होनी चाहिए जो एक दूसरे के साथ अमिश्रणीय हों। पृथक्करण का सिद्धांत चरणों के बीच घनत्व अंतर का उपयोग करना है। आम तौर पर खाद्य तेल प्रसंस्करण में तेल-पानी पृथक्करण और तेल-साबुन पृथक्करण, और ईंधन तेल और चिकनाई तेल शोधन में तेल-पानी-स्लैग पृथक्करण शामिल हैं। उपयोग किए जाने वाले सेंट्रीफ्यूज डिस्क-प्रकार के मैनुअल स्लैग विभाजक और डिस्क-प्रकार के पिस्टन स्लैग पृथक्करण सेंट्रीफ्यूज हैं। पाम ऑयल, कोल टार और ऑलिव ऑयल के शुद्धिकरण में तेल-पानी-स्लैग पृथक्करण के लिए, क्षैतिज सर्पिल अनलोडिंग तीन-चरण सेंट्रीफ्यूज का अधिकतर उपयोग किया जाता है। दवा, भोजन और पेय पदार्थों में तरल-तरल और तरल-तरल-ठोस पृथक्करण के लिए, छोटी प्रसंस्करण क्षमता के कारण आमतौर पर ट्यूबलर विभाजक का उपयोग किया जाता है।