Inti dari dehidrasi dan klarifikasi adalah pemisahan suspensi padat-cair; dehidrasi adalah untuk menghilangkan fase cair dari fase padat, dan klarifikasi adalah untuk menghilangkan fase padat dari fase cair. Konsentrasi adalah untuk meningkatkan konsentrasi fase padat dalam suspensi, dan klasifikasi adalah untuk membagi partikel dengan ukuran partikel yang berbeda dalam suspensi menjadi dua kelompok partikel yang lebih besar dari dkp dan lebih kecil dari dkp berdasarkan ukuran partikel kritis tertentu dkp. Pemisahan umumnya mengacu pada pemisahan dua fase cair yang tidak dapat bercampur. Jika dua fase cair-cair adalah fase kontinu, pemisahan kedua fase hanya terkait dengan kepadatannya; jika satu fase adalah fase kontinu dan fase lainnya adalah fase terdispersi, itu merupakan pemisahan emulsi. Pemisahan dua fase emulsi tidak hanya terkait dengan perbedaan kepadatan, tetapi juga dengan ukuran tetesan fase terdispersi, tegangan permukaan dan faktor-faktor lainnya, dan pemisahannya sulit. Pemisahan sentrifugal adalah proses fisik, dan tingkat kesulitan pemisahan bergantung pada sifat material dan sifat pemisahan sentrifus.
1. Dehidrasi sentrifugal
Dehidrasi sentrifugal dapat dilakukan dalam dua jenis: sentrifus penyaringan dan sentrifus sedimentasi.
Sentrifus filter menggunakan media filter, seperti saringan dan saringan, untuk menahan partikel padat pada saringan filter di bawah aksi gaya sentrifugal, dan cairan dibuang melalui saringan filter untuk mencapai pemisahan padat-cair. Jenis mesin ini memiliki konsumsi energi yang rendah, kue filter yang dapat dicuci, dan tingkat dehidrasi partikel padat yang tinggi. Cocok untuk partikel material dengan perbedaan kepadatan padat-cair yang dekat dan ukuran partikel mikron atau lebih, dan kandungan padatan cairan umpan dibiarkan menjadi 30%~60%.
Jika partikel material seperti kristal dibiarkan pecah selama proses dehidrasi, sentrifus pembongkaran pengikis dapat dipilih. Jika partikel material seperti kristal tidak boleh pecah, sentrifus piston unloading, manual pushing, dan sentrifus sentrifugal unloading dapat dipilih. Selain penyerapan air dari material itu sendiri, kinerja dehidrasi juga terkait dengan faktor pemisahan, waktu pemisahan, lubang saringan, porositas, viskositas material, tegangan permukaan, hidrofobisitas lapisan kue saringan, dll. dari sentrifus.
Untuk partikel dengan konsentrasi padatan rendah, viskositas tinggi, ukuran partikel halus atau miselium amorf, sentrifus saringan umumnya tidak cocok. Karena partikel terlalu halus, mereka mudah bocor melalui saringan dan menyebabkan kebocoran material. Jika saringan terlalu halus, itu akan menyebabkan hidrofobisitas yang buruk, dan kapasitas pemrosesan mesin dan kinerja dehidrasi partikel akan menurun. Miselium amorf dan partikel berminyak mudah menyumbat saringan. Untuk material ini, disarankan untuk menggunakan sentrifus sedimentasi tanpa filter.
Sentrifus sedimentasi menggunakan perbedaan densitas antara fase padat dan cair. Pada medan sentrifugal, fase padat memiliki kepadatan besar dan mengendap pada dinding bagian dalam drum sentrifus. Endapan dibuang keluar dari mesin melalui konveyor spiral di dalam drum. Fase cair memiliki kepadatan kecil dan cenderung ke tengah drum serta mengalir keluar dari port luapan mesin untuk mencapai tujuan pemisahan dan dehidrasi cair-padat. Jenis mesin ini memiliki faktor pemisahan tinggi dan tanpa filter. Pemisahan padat-cair menggunakan perbedaan kepadatan antara kedua fase. Ini sangat cocok untuk miselium amorf, lumpur berminyak, dan partikel halus dengan viskositas tinggi.
Model ini tidak memerlukan kandungan padatan tinggi dalam umpan. Kandungan padatan berbagai bahan dapat berada di antara 1% dan 40% (fraksi massa). Ukuran partikel mikron atau lebih. Namun, jenis mesin ini memiliki efek pencucian yang buruk pada sedimen, konsumsi energi yang lebih tinggi daripada sentrifus penyaringan, dan efek dehidrasi yang lebih buruk daripada sentrifus penyaringan.
2. Klarifikasi sentrifugal
Klarifikasi mengacu pada penghilangan sejumlah kecil fase padat dari sejumlah besar fase cair. Klarifikasi banyak digunakan dalam industri farmasi, makanan, minuman, dan industri lainnya. Karena kandungan padatan bahan rendah dan ukuran partikel kecil, maka perlu menggunakan pemisah cakram atau sentrifus tubular dengan faktor pemisahan yang lebih tinggi untuk pemisahan. Terkadang filter presisi atau pemisahan membran juga dapat digunakan.
3. Konsentrasi sentrifugal
Konsentrasi dapat meningkatkan kandungan padatan dalam suspensi. Misalnya, jika kandungan padatan dalam suspensi asli adalah 0,5% ds (fraksi massa, ds adalah padatan kering, mengacu pada padatan kering absolut), kandungan padatan ditingkatkan sebesar 3%~5% ds melalui sedimentasi gravitasi, sedimentasi sentrifugal, atau filtrasi. Proses ini adalah proses konsentrasi. Fase cair sangat berkurang selama proses konsentrasi.
Misalnya, konsentrasi lumpur di instalasi pengolahan limbah perkotaan: jika 100m3 lumpur sekunder dengan kandungan padatan 0,5% ds dipekatkan menjadi 5% ds, 90㎥ cairan harus dikeluarkan dari 100㎥ lumpur sekunder untuk mencapai kandungan padatan 5% ds, sehingga sangat mengurangi volume pengeringan lumpur berikutnya, dan model serta ukuran mesin pengeringan yang dipilih juga dikurangi sesuai dengan itu. Konsentrator sentrifugal yang umum digunakan meliputi sentrifus sedimentasi spiral horizontal, pemisah terak nosel cakram dan hidrosiklon, konsentrator layar putar, dll.
4. Klasifikasi sentrifugal
Klasifikasi partikel didasarkan pada ukuran partikel yang berbeda dari partikel dalam suspensi, dan kecepatan sedimentasinya juga berbeda. Metode penggunaan kecepatan sedimentasi yang berbeda untuk membagi partikel dalam suspensi menjadi dua atau lebih kelompok partikel sesuai dengan ukuran partikel disebut klasifikasi basah; metode penggunaan media gas untuk klasifikasi partikel disebut klasifikasi kering.
Klasifikasi sentrifugal basah, model yang umum digunakan meliputi sentrifus sedimentasi spiral horizontal, port pembuangan spiral dari jenis mesin ini berbentuk alur panjang silang, sehingga posisi outlet pipa umpan mesin dapat dipindahkan secara aksial maju dan mundur untuk mengubah waktu sedimentasi partikel. Berdasarkan perbedaan densitas antara fase padat dan cair serta ukuran partikel kritis dkp yang diperlukan untuk klasifikasi, faktor pemisahan, kecepatan diferensial, dan posisi outlet pipa umpan yang sesuai dapat dipilih, sehingga partikel yang lebih besar dari dkp diendapkan sebagai sedimen dan dibuang dari port pembuangan terak di ujung kecil drum; partikel yang lebih kecil dari dkp tetap berada dalam fase cair dan mengikuti fase cair untuk dibuang dari port luapan di ujung besar drum, sehingga mencapai klasifikasi partikel berkelanjutan. Untuk mencapai efek klasifikasi yang baik, rasio padat-cair suspensi harus sesuai, dan jumlah dispersan yang sesuai harus ditambahkan selama proses klasifikasi untuk mencegah partikel kecil menggumpal.
Untuk klasifikasi partikel dengan volume pemrosesan yang sangat kecil, sentrifus sedimentasi berkaki tiga dapat dipilih, tetapi faktor pemisahannya rendah, sehingga tidak dapat mengklasifikasikan partikel yang lebih kecil.
5. Pemisahan sentrifugal
Pemisahan sentrifugal mengacu pada pemisahan dua fase atau tiga fase dari cair-cair, cair-cair-padat. Namun, fase-fase tersebut harus merupakan sistem yang tidak homogen yang tidak dapat bercampur satu sama lain. Prinsip pemisahan adalah dengan menggunakan perbedaan densitas antar fase. Yang umum termasuk pemisahan minyak-air dan pemisahan minyak-sabun dalam pengolahan minyak pangan, dan pemisahan minyak-air-terak dalam pemurnian bahan bakar minyak dan minyak pelumas. Sentrifus yang digunakan adalah pemisah terak manual tipe cakram dan sentrifus pemisahan terak piston tipe cakram. Untuk pemisahan minyak-air-terak dalam pemurnian minyak sawit, tar batubara, dan minyak zaitun, sentrifus tiga fase spiral unloading horizontal paling banyak digunakan. Untuk pemisahan cair-cair dan cair-cair-padat dalam pengobatan, makanan, dan minuman, pemisah tubular umumnya digunakan karena kapasitas pengolahannya kecil.