فیلتر پرس؛ راهنمای انتخاب و خرید فیلترپرس

فیلتر پرس چیست؟

فیلتر پرس در واقع یک فیلتر تحت فشار است که دوغاب (مخلوط آب و ذرات جامد) را به داخل مجموعه ای از صفحات فیلتردار پمپاژ می کند. در این فرآیند، مایع از میان پارچه های فیلتری عبور کرده و به صورت فیلتریت (مایع زلال) خارج می شود، در حالی که مواد جامد بین صفحات باقی مانده و به شکل «کیک فیلتر» فشرده می شوند.

ساختار و اجزای اصلی فیلتر پرس

فیلتر پرس از اجزای متعددی تشکیل شده که هرکدام نقش خاصی در فرآیند جداسازی دارند. بخش های اصلی آن شامل صفحات فیلتر، پارچه فیلتری، قاب و فریم اصلی، سیستم هیدرولیک، پمپ خوراک و تابلوی کنترل است. صفحات فیلتر معمولاً از جنس پلی پروپیلن، فولاد ضدزنگ یا چدن ساخته می شوند. این صفحات به صورت متناوب بین صفحات ثابت و متحرک قرار گرفته اند تا فضایی برای عبور سیال و تشکیل کیک جامد ایجاد شود. پارچه فیلتری نیز با توجه به نوع دوغاب انتخاب می شود تا علاوه بر عبور مایع، ذرات جامد را نگه دارد. سیستم هیدرولیک وظیفه باز و بسته کردن صفحات را بر عهده دارد و پمپ خوراک نیز دوغاب را با فشار مناسب وارد دستگاه می کند.

نحوه عملکرد فیلتر پرس

عملکرد فیلتر پرس را می توان در چهار مرحله خلاصه کرد: در مرحله نخست تزریق دوغاب انجام می شود، به این صورت که دوغاب حاوی ذرات معلق توسط پمپ به داخل صفحات تزریق می گردد. سپس مرحله فیلتراسیون آغاز می شود؛ در این مرحله با افزایش فشار، مایع از میان پارچه ها عبور کرده و ذرات جامد در سطح پارچه باقی می مانند تا به تدریج لایه ای به نام «کیک فیلتر» تشکیل شود. در ادامه، مایع عبوری یا همان فیلتریت از کانال های مخصوص خارج شده و به صورت آب زلال جمع آوری می شود. در مرحله پایانی، پس از پر شدن صفحات، فشار متوقف شده و صفحات باز می شوند تا کیک جامد به صورت خودکار یا دستی از دستگاه تخلیه گردد.

انواع فیلتر پرس

• فیلتر پرس دستی: در این مدل، عملیات باز و بسته شدن صفحات به صورت دستی انجام می شود. این نوع برای ظرفیت های پایین و محیط های آزمایشگاهی مناسب است.
• فیلتر پرس هیدرولیک: رایج ترین نوع فیلتر پرس صنعتی است که از جک هیدرولیک برای ایجاد فشار و بستن صفحات استفاده می کند.
• فیلتر پرس اتوماتیک: تمامی مراحل از تزریق تا تخلیه کیک در این نوع به صورت خودکار کنترل می شود و برای خطوط تولید پیوسته و با ظرفیت بالا کاربرد دارد.
• فیلتر پرس ممبران: این نوع با استفاده از صفحات دارای غشای انعطاف پذیر، کیک را در مرحله نهایی تحت فشار مضاعف قرار می دهد تا رطوبت آن به حداقل برسد.

کاربردهای فیلتر پرس در صنایع مختلف

کاربرد فیلتر پرس بسیار گسترده است. در تصفیه خانه های فاضلاب شهری و صنعتی برای جداسازی لجن، در صنایع معدنی برای آبگیری از باطله ها، در صنایع غذایی مانند تولید شکر، نوشیدنی و روغن خوراکی برای شفاف سازی مایعات، و در صنایع شیمیایی و دارویی برای جداسازی مواد جامد از محلول ها مورد استفاده قرار می گیرد.

مزایای استفاده از فیلتر پرس

فیلتر پرس به دلیل مزایای متعددش، جایگاه ویژه ای در صنایع مختلف دارد. از جمله راندمان بالای جداسازی جامد از مایع، کیفیت بالای فیلتریت (مایع خروجی)، امکان بازیافت آب و کاهش هزینه های مصرفی، ساختار ساده و نگهداری آسان، قابلیت کار با انواع مواد شیمیایی و خورنده، و کاهش قابل توجه حجم لجن یا کیک خروجی. علاوه بر این، فیلتر پرس با مصرف انرژی پایین و طول عمر بالا، گزینه ای اقتصادی و مطمئن برای فرآیندهای صنعتی محسوب می شود.

معایب فیلتر پرس

از معایب فیلتر پرس می توان به زمان طولانی هر سیکل فیلتراسیون و نیاز به توقف کامل دستگاه برای تخلیه کیک اشاره کرد. همچنین تمیزکاری و نگهداری پارچه های فیلتر زمان بر است و در صورت گرفتگی، راندمان دستگاه کاهش می یابد. علاوه بر این، هزینه اولیه نسبتاً بالا و نیاز به اپراتور ماهر از دیگر نقاط ضعف این سیستم محسوب می شود.

محاسبات فیلتر پرس

محاسبه ظرفیت فیلتر پرس با تعیین دبی هدف و زمان سیکل، و استفاده از داده های آزمایشگاهی α (مقاومت ویژه کیک) و Rm (مقاومت مدیای فیلتر) انجام می شود؛ در فیلتراسیون با فشار ثابت رابطه ی زمان–حجم به صورت t = (μ/(A²ΔP))·(α·C·V²/2 + Rm·V) مبناست.

از این رابطه، با دانستن ویسکوزیته μ، فشار ΔP، غلظت جامد C و حجم هدف V، مساحت مؤثر A و در ادامه تعداد صفحات لازم محاسبه می شود و با قیود رطوبت کیک و زمان تخلیه اصلاح می گردد.

عوامل مؤثر بر قیمت فیلتر پرس

قیمت فیلتر پرس به عوامل مختلفی بستگی دارد. مهم ترین آن ها عبارت اند از اندازه و تعداد صفحات، ظرفیت دستگاه، جنس صفحات (پلی پروپیلن، چدن یا استیل)، نوع سیستم عملکرد (دستی، هیدرولیک یا اتوماتیک)، فشار کاری، جنس بدنه و اسکلت، وجود امکاناتی مانند شست وشوی خودکار یا کنترل PLC، برند سازنده و نوسانات نرخ ارز و مواد اولیه. هرچه ظرفیت، فشار کاری و امکانات دستگاه بیشتر باشد، قیمت نیز بالاتر خواهد بود.

نگهداری و تعمیرات فیلتر پرس

برای افزایش طول عمر دستگاه، نگهداری منظم ضروری است. تمیز کردن دوره ای پارچه ها، کنترل فشار هیدرولیک، بررسی عملکرد پمپ و اطمینان از سالم بودن صفحات از مهم ترین اقدامات نگهداری است. پارچه های فیلتری باید پس از هر سیکل شست وشو شوند تا منافذ آن ها بسته نشود و جریان مایع حفظ گردد.

نکات طراحی و انتخاب فیلتر پرس

در زمان انتخاب فیلتر پرس، باید فاکتورهایی مانند دبی خوراک، غلظت مواد جامد، ویژگی فیزیکی دوغاب، هدف نهایی (کیک خشک یا فیلتریت زلال) و نوع ماده شیمیایی در نظر گرفته شود. برای مواد خورنده یا اسیدی، استفاده از صفحات پلی پروپیلنی و قطعات مقاوم در برابر خوردگی ضروری است.