Что такое пластинчатый и рамный фильтр-пресс

1. Введение

Вы когда-нибудь задумывались, как в промышленности так точно отделяют жидкости от твердых веществ? Плоский и рамный фильтр-пресс — один из старейших, но наиболее эффективных методов. Сегодня он до сих пор широко используется в химической, пищевой промышленности и очистке сточных вод. В этом посте вы узнаете, что это такое, как оно работает и почему оно остается важным в современных системах фильтрации.

2. Общие сведения о пластинчатом и рамочном фильтр-прессе

2.1 Основное определение

Пластинчатый и рамный фильтр-пресс — это машина, которая отделяет твердые частицы от жидкостей. Это достигается за счет сдавливания жидкого раствора между рядом плоских пластин и полых рам. Каждая рамка образует камеру, в которой собираются твердые частицы, образуя осадок на фильтре . Тем временем чистая жидкость, называемая фильтратом , проходит через фильтровальную ткань и выходит из системы. Эта конструкция проста, но эффективна, что делает ее полезной на химических заводах, пищевых фабриках и предприятиях по очистке сточных вод.

2.2 Ключевые термины

Понимание нескольких ключевых терминов делает процесс более понятным:

• Шлам: Смесь твердых веществ и жидкостей, поступающая в пресс.

• Фильтрат: Очищенная жидкость, которая проходит через фильтрующую среду.

• Фильтровальный осадок: твердый остаток, остающийся после фильтрации.

• Фильтрация под давлением: движущая сила, которая проталкивает суспензию через ткань, отделяя твердые частицы от жидкостей.

Эти термины описывают, как каждая часть системы работает вместе. Короче говоря, давление перемещает суспензию, ткань улавливает твердые частицы, а пластины формируют конечную фильтровальную лепешку.

3. Конструктивное проектирование и компоненты пластинчато-рамного фильтр-пресса.

Плоский и рамный фильтр-пресс может выглядеть простым, но каждая деталь играет ключевую роль. Его структура сочетает в себе прочность, контроль давления и гибкость, что позволяет ему справляться с различными суспензиями и целями фильтрации.

3.1 Обзор основных компонентов

Давайте разберём, что внутри:

Плиты и рамы

Пластины представляют собой твердые плоские поверхности, на которые опирается фильтровальная ткань. Рамы представляют собой полые секции, образующие камеры , в которых собираются твердые частицы. При сжатии они образуют герметичные полости, в которых задерживается осадок на фильтре. В более старых конструкциях использовался чугун или дерево; современные прессы используют полипропилен из- за легкости и химической стойкости.

Фильтровальная ткань/Среда

Фильтровальные ткани – это «сердце» системы. Они пропускают чистую жидкость, сохраняя при этом твердые частицы внутри рамы. В зависимости от процесса мы можем использовать тканые ткани, бумагу или микропористые мембраны . В некоторых приложениях даже сочетаются фильтровальные ткани и одноразовые бумажные слои для сверхтонкой фильтрации.

Гидравлическая зажимная система

Эта часть выполняет тяжелую работу. Гидравлические цилиндры или механические винты сжимают пластины и рамы вместе. Он поддерживает постоянное давление — обычно в пределах 350–500 кН/м² — поэтому во время фильтрации не происходит утечек. Автоматические системы регулируют давление и открывают пластины, когда фильтрация заканчивается.

Порты подачи и разгрузки

В каждом углу имеются отверстия для подачи жидкого раствора в рамы. Чистый фильтрат выходит через специальные выпускные отверстия на пластинах. Контролируя эти пути потока, система обеспечивает плавную подачу и равномерное давление во всех камерах.

3.2 Материалы и конструкция

Выбор материала имеет значение.

• Полипропилен устойчив к коррозии и легко чистится.

• Чугун подходит для работы в условиях высокого давления и высоких температур.

• Нержавеющая сталь устойчива к кислотам, растворителям и предпочтительна в пищевой или фармацевтической промышленности.

Мы выбираем материалы в зависимости от того, с каким раствором он работает, насколько он горячий или коррозионный.

3.3 Схема системы

В современных прессах используется модульная конструкция рамы , что упрощает сборку и обслуживание. Каркас удерживает все пластины на горизонтальной балке , позволяя быстро перемещать пластины после каждого цикла. Более крупные агрегаты могут включать в себя дренажные желоба, , бункеры для торта или защитные ограждения под прессом.

Автоматизация идет дальше. Системы могут включать в себя автоматические устройства сдвига пластин, , тканевые моечные машины или программируемые гидравлические блоки управления . Эти обновления сокращают ручной труд, повышают скорость и обеспечивают безопасность операторов.

Ниже приведена простая схема, показывающая, как соединяются компоненты:

[Подающий насос] → [Порт подачи] → [Камера рамы] → [Фильтровальная ткань] → [Выход фильтрата] → [Выпускная линия]

Каждый этап компактен и выверен, чтобы процесс был чистым, эффективным и надежным.

4. Как работает пластинчатый и рамный фильтр-пресс

Процесс начинается, когда суспензия закачивается в пресс под давлением. Когда жидкость проходит через фильтровальную ткань, твердые частицы остаются внутри рамы. Со временем эти твердые вещества накапливаются и образуют толстый слой, известный как фильтрационная корка. Когда рамки заполняются, давление сбрасывается, и пластины открываются. Осадок на фильтре выпадает для сбора или утилизации, а прозрачный фильтрат можно использовать повторно или обрабатывать дальше. Некоторые системы также включают этап промывки , на котором вода или растворитель удаляют примеси, попавшие в осадок.

Обзор процесса фильтрации:

Этот пошаговый цикл повторяется партиями, что позволяет точно контролировать качество фильтрации. Давайте пройдемся по тому, что происходит внутри прессы:

А. Подготовка и зажим

Перед началом фильтрации пластины и рамки плотно скрепляются между собой. Гидравлическая система фиксирует их на месте, образуя герметичные камеры. Фильтрующие ткани проверяются на предмет отсутствия разрывов и складок — даже небольшой зазор может привести к утечке.

Б. Подача навозной жижи

После зажима суспензия закачивается через загрузочное отверстие под контролируемым давлением. Жидкость равномерно течет в каждую рамку, заполняя полые камеры. Контроль потока здесь имеет решающее значение; слишком быстро и может перегрузить один кадр, оставив другие пустыми.

C. Фильтрация и образование осадка

По мере повышения давления твердые частицы начинают скапливаться на поверхности фильтровальной ткани.
Они образуют тонкие слои, которые превращаются в осадок на фильтре . Прозрачная жидкость или фильтрат проходит через ткань и выходит через выпускные отверстия.
Внутри каждой рамки фильтрация происходит с обеих сторон, в результате чего образуются два полуторта, соединяющиеся посередине.

D. Выгрузка и очистка кека

Когда камеры заполняются, насос останавливается и гидравлическое давление сбрасывается. Тарелки отделяются одна за другой, позволяя лепешкам падать в приемные бункеры внизу. Операторы могут использовать мягкие щетки или распылители низкого давления для удаления остатков твердых частиц.

E. (Необязательно) Мытье или сушка торта

В некоторых отраслях чистота имеет значение — поэтому лепешки промывают чистой водой или растворителем. Специальные каналы направляют промывочную жидкость по поверхности пластин. На этом этапе удаляются захваченные примеси и улучшается качество продукции. После мытья можно пропустить воздух или пар, чтобы высушить торт и снизить содержание в нем влаги.

4.2 Режимы фильтрации

Есть два основных способа контролировать ход фильтрации:

А. Фильтрация с постоянной скоростью

В этом режиме насос подачи шлама поддерживает постоянную скорость потока. По мере образования осадка давление постепенно увеличивается, чтобы поддерживать поток. Это идеальное решение, когда меняется состав жидкого раствора или твердые частицы различаются по размеру.

Б. Фильтрация при постоянном давлении

Здесь давление подачи остается фиксированным от начала до конца. Скорость потока естественным образом снижается по мере роста сопротивления внутри камер. Этот метод подходит для операций, которым требуется стабильное качество и предсказуемое время цикла.

C. Факторы, влияющие на производительность

На качество работы пресса влияют несколько факторов:

• Концентрация жижи — слишком густая может привести к засорению.

• Тип фильтрующей ткани — более тонкое плетение улучшает прозрачность, но снижает скорость.

• Давление подачи — более высокое давление означает более быструю фильтрацию, но больший износ пластин.

• Толщина коржа — определяет продолжительность цикла и уровень влажности.

Операторы уравновешивают эти факторы, чтобы получить чистый фильтрат и оптимальную эффективность при каждом запуске.

5. Преимущества пластинчатых и рамных фильтр-прессов

Пластинчато-рамный фильтр-пресс может показаться старомодным, но он по-прежнему остается одним из наиболее точных и адаптируемых инструментов фильтрации. Его конструкция позволяет предприятиям контролировать каждый этап — давление, фильтрующий материал и толщину кека — для получения максимально чистых результатов.

5.1 Высокая точность фильтрации

Этот тип пресса превосходен, когда точность имеет значение. Чередующиеся пластины и рамы создают узкие камеры, которые позволяют эффективно улавливать мелкие частицы. Используя специальные фильтровальные ткани или бумажные материалы , он может удалять очень мелкие твердые частицы из потоков жидкости. Вот почему его часто используют для химической полировки , фармацевтических жидкостей или очистки пищевых продуктов..

Основные характеристики производительности:

• Обеспечивает прозрачность фильтрата, часто содержание твердых веществ ниже 1%..

• Фильтровальный осадок достигает уровня влажности всего 15–20 %..

• Эффективно работает с суспензиями с низким содержанием твердых частиц и мелкими суспензиями.

5.2 Гибкость в выборе материалов и толщины корки

Не все процессы нуждаются в одинаковом уровне фильтрации. Вот чем эта система выделяется: она позволяет операторам выбирать различные фильтрующие материалы и толщину рамы . Вы можете перейти с грубой ткани для более быстрого потока на тонкую бумагу или мембранные листы для микрофильтрации. Более толстые рамы создают более крупные корки для суспензий с высоким содержанием твердых частиц, а более тонкие предназначены для полировки.

Варианты конфигурации:

5.3 Компактность и простота обслуживания

Несмотря на прочный корпус, система имеет компактные размеры . Он легко вписывается в производственные линии или лаборатории, где пространство ограничено. Поскольку у него мало движущихся частей , обслуживание простое — очистите ткань, проверьте уплотнения, и он готов к следующему циклу. Современные версии даже включают в себя автоматические устройства смены пластин и тканевые стиральные машины для сокращения времени простоя.

Преимущества обслуживания:

• Быстрая замена ткани между циклами.

• Минимальный механический износ при длительном использовании.

• Легкий доступ для осмотра и очистки.

5.4 Чистый фильтрат и соблюдение экологических требований

Каждая капля фильтрата проходит через жестко контролируемый фильтрационный слой. Это обеспечивает чистый сброс , соответствующий экологическим стандартам. Промышленность может повторно использовать прозрачную жидкость, снижая потребление воды и затраты на переработку отходов. Некоторые системы работают в режиме замкнутого цикла , предотвращая утечки или загрязнение во время фильтрации.

Экологические преимущества:

• Поддерживает системы с нулевым сливом жидкости (ZLD) .

• Многоразовые фильтрующие материалы сокращают количество одноразовых отходов.

• Помогает предприятиям соответствовать стандартам качества воды EPA и ISO .

5.5 Экономическая эффективность специальной фильтрации

Для специализированных или мелкосерийных процессов пластинчато-рамный фильтр-пресс чрезвычайно эффективен с точки зрения затрат. Для этого не требуется крупномасштабная автоматизация или системы непрерывного потока. Вы запускаете его только тогда, когда это необходимо, экономя электроэнергию и затраты на техническое обслуживание. Его модульная структура также означает, что пользователи могут добавлять или удалять пластины в соответствии с производственными потребностями.

Особенности экономии:

• Низкое энергопотребление на партию.

• Регулируемое количество камер для контроля производительности.

• Длительный срок службы при правильном уходе.

Такое сочетание точности, гибкости и эффективности делает пластинчатый и рамный фильтр-пресс актуальным даже в сегодняшних высокотехнологичных отраслях.

6. Ограничения и эксплуатационные проблемы

Хотя пластинчатый и рамный фильтр-пресс обеспечивает превосходную точность фильтрации, он также имеет несколько практических недостатков. Поскольку суспензия поступает через узкие угловые отверстия, иногда может возникать неравномерное давление, что приводит к засорению или повреждению пластины . Его конструкция без прокладок может допускать незначительные утечки во время работы, особенно при высоком давлении или при изношенных краях ткани. Система также работает в пакетном режиме , что ограничивает производительность и требует частой ручной разгрузки и очистки между циклами.

Эти факторы делают его более трудоемким и менее эффективным для крупномасштабного непрерывного производства, хотя многие современные установки теперь оснащены функциями автоматизации, позволяющими сократить время простоев и нагрузку на операторов.

7. Применение пластинчатого и рамного фильтр-пресса

Плоский и рамный фильтр-пресс невероятно универсален. Его конструкция легко адаптируется к различным материалам, давлениям и стандартам чистоты, что делает его рабочей лошадкой во многих отраслях. От очистки химикатов до осветления напитков, он справляется со всем, что связано с отделением твердых веществ от жидкостей.

7.1 Химическая и нефтехимическая промышленность

На химических заводах пресс удаляет катализаторы, пигменты и твердые побочные продукты из технологических жидкостей. Он работает с агрессивными суспензиями, содержащими кислоты, растворители или с высокими температурами, где важна коррозионная стойкость. Инженеры часто выбирают пластины из нержавеющей стали или полипропилена, чтобы противостоять этим суровым условиям.

Типичное использование:

• Осветление органических химикатов и смол.

• Фильтрация мелких частиц катализаторов.

• Извлечение ценных твердых веществ в ходе реакционных процессов.

7.2 Фармацевтика и биотехнология

Точность имеет значение в фармацевтическом мире. Пластинчатый и рамный фильтр-пресс обеспечивает сверхчистые жидкости для производства лекарств и лабораторных испытаний. Он используется в процессах Некоторые системы даже включают обесцвечивания, декарбонизации и стерильной фильтрации . микропористые мембраны для сверхтонкой фильтрации чувствительных биологических материалов.

Приложения включают в себя:

• Удаление активированного угля после очистки лекарств.

• Фильтрация ферментативных бульонов или культур антибиотиков.

• Осветляющие экстракты трав в традиционной медицине.

7.3 Еда и напитки

Чистые, прозрачные жидкости жизненно важны в пищевой промышленности. Это оборудование отфильтровывает мелкие твердые частицы из жидкостей, таких как сиропы, пищевые масла, соки и пиво . Поскольку он может быть изготовлен из пищевой нержавеющей стали , он предотвращает загрязнение, сохраняя при этом целостность вкуса.

Общие операции:

• Осветление фруктовых соков для визуального качества.

• Фильтрация растительных масел для удаления воска и камедей.

• Обработка подсластителей и ароматизаторов для обеспечения чистоты.

7.4 Горнодобывающая промышленность и металлургия

В горнодобывающей промышленности жидкий навоз присутствует повсюду. Пластинчато-рамный фильтр-пресс обезвоживает металлические концентраты и хвосты , снижая затраты на хранение и транспортировку. В результате образуется компактный сухой фильтрационный осадок, с которым легче обращаться и который экологически безопаснее утилизировать.

Используется для:

• Концентрация металлических руд, таких как медь, цинк или свинец..

• Извлечение мелких частиц из технологической воды.

• Обезвоживание хвостов шахт для устойчивого управления отходами.

Это особенно эффективно в тех случаях, когда пространство ограничено или снижение влажности напрямую влияет на прибыльность.

7.5 Сточные воды и управление окружающей средой

Именно здесь пресса блистает своей устойчивостью. Он улавливает взвешенные твердые частицы и осадок из городских или промышленных сточных вод перед их утилизацией. Поскольку это снижает влажность кека, это сокращает транспортные расходы и объем захоронения отходов. Многие системы в настоящее время работают в установках с нулевым сбросом жидкости (ZLD) для рециркуляции технологической воды.

Экологические преимущества:

• Удаляет органические и неорганические примеси из сточных вод.

• Производит многоразовый фильтрат.

• Поддерживает соответствие нормам EPA и ISO по выбросам.

Результатом являются более чистые операции, снижение воздействия на окружающую среду и эффективное повторное использование отходов в различных отраслях.

8. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В1: Какова основная функция пластинчатого и рамного фильтр-пресса?

Ответ: Он отделяет твердые вещества от жидкостей в суспензионных смесях с помощью фильтрации под давлением. Твердые частицы образуют фильтрационный осадок внутри каждой рамы, а прозрачная жидкость (фильтрат) проходит через ткань для сбора или повторного использования.

Вопрос 2. В чем разница между пластинчатыми и рамными прессами и камерными прессами?

Ответ: В конструкции пластин и рамок используются чередующиеся пластины и рамы, что обеспечивает более высокую точность фильтрации, но меньшую производительность. Камерные прессы имеют утопленные пластины, что обеспечивает более быстрое обезвоживание и меньшее обслуживание при больших объемах.

В3: Как часто следует менять фильтровальную ткань?

О: Обычно каждые 2–4 недели, в зависимости от типа навозной жижи, частоты циклов и методов очистки. Поврежденные или засоренные тряпки следует немедленно заменить во избежание утечек и снижения качества фильтрации.

В4: Может ли пресс работать с агрессивными или высокотемпературными материалами?

А: Да. Используя пластины из нержавеющей стали или полипропилена и химически стойкие фильтровальные ткани, он может безопасно фильтровать кислоты, растворители или горячие жидкости в химической и нефтехимической промышленности.

В5: Какое обслуживание требуется для оптимальной работы?

О: Регулярно проверяйте пластины, уплотнения и порты подачи на предмет износа. Очищайте фильтровальные ткани после каждого цикла, контролируйте гидравлическое давление и смазывайте движущиеся части, чтобы обеспечить стабильную работу и более длительный срок службы.

9. Заключение

Пластинчато-рамный фильтр-пресс обеспечивает точное и надежное разделение твердой и жидкой фаз в различных отраслях промышленности. Он обеспечивает чистый фильтрат, гибкую работу и эффективную производительность. Хотя он медленнее и более трудоемкий, чем современные системы, он по-прежнему необходим для специальной и тонкой фильтрации. Выбор правильной конструкции, материалов и плана технического обслуживания обеспечивает долговременные и стабильные результаты в любом промышленном процессе.

10. Почему стоит выбрать ZHEJIANG FUJIE

В Zhejiang Fujie мы сочетаем инновации, качество и сервис в каждом фильтр-прессе, который мы поставляем. Наше высококачественное оборудование для защиты окружающей среды включает в себя полный цикл исследований и разработок, производство, сборку и поставку «под ключ».

• Мы лидируем в отрасли благодаря сверхбольшим линиям экструзии и прессования, а также пятиосевой обработке, обеспечивающей точность и единообразие производительности.

• Наши системы выполняют циклы подачи, разгрузки и стирки всего за 30 минут — очень эффективно и бесперебойно.

• Мы предлагаем полную настройку: характеристики, функции, материалы, адаптированные к потребностям вашей отрасли.

• Продукция Fujie, опирающаяся на национальные достижения в области высоких технологий и патенты, обеспечивает долгосрочную надежность.

• Наша система послепродажного обслуживания включает техническое обучение, оперативное обслуживание и глобальную поддержку — мы всегда на вашей стороне.

Готовы обновить свой процесс фильтрации? Свяжитесь с нами сегодня и позвольте Fujie предоставить решение по фильтрации, которого действительно заслуживает ваше предприятие.