미국·유럽 등 선진국, 모래여과 등 기존 여과방식 대신 정밀한 기공구조의 분리막 정수 여과처리기술 도입 증가 최근 정수 수질의 고도화·시설의 자동화·소규모화·약품 주입량의 저감화·에너지 절감에 의한 정수시설 운영의 효율화를 위해 한외여과 및 정밀여과 공정을 이용하는 정수처리기술이 선진외국에서 개발되어 활용되고 있다. 미국, 유럽 등 선진국을 중심으로 모래여과 등 기존 여과방식을 선호하는 대신 정밀한 기공구조의 분리막을 활용한 정수 여과처리기술 도입이 증가 추세에 있다. 본지는 여과·분리 기술의 엔지니어링 및 마케팅 업무 분야에 30년 이상의 경력을 가진 켄 서덜랜드(Ken Sutherland)의 여과 기술·분리공법의 최근 기술개발 동향을 6가지 기술로 분류하여 번역·정리해 게재하고 있다. 이번호에는 sedimentation 및 filtration으로 이용되는 원심분리(centrifuge) 기술에 대한 최근 개발 동향을 검토했다. ■ 글 싣는 순서 ■   ① 중력에 의한 침전기술, 부상법 및 스크리닝 ② 카트리지·백 필터에 의한 수처리 여과 ③ 원심분리 기술에 의한 여과 ④ 대기중 오염물질 제거목적의 기체분리 ⑤ 멤브레인을 이용한 분리기술 ⑥ 산업체 플랜트에서의 공정수 분리기술

 

 

원심분리(centrifuge) 기술은 액상유체로부터 고액분리(solid-liquid separation) 및 액액분리(liquid-liquid separation) 목적의 분리용 기술로서 고속 회전으로부터 발생되는 가속 중력 작용에 의하여 물리적, 기계적 분리가 이루어진다.

이러한 원심분리기술은 산업계의 여러 다양한 기계설비에 적용되고 있으며 실제 산업계 적용은 과거에 간단한 구조의 spinning drum washers 및 filter 등에 사용된 경우가 있었으나 1878년에 구스타프 라발(Gustaf de Laval)사에 의한 centrifugal cream separation 적용으로부터 시작했다고 볼 수 있다.

 

원심분리 기술에 의해 얻어지는 분리작업 과정은 기존의 중력 작용에 의한 침전(sedimentation) 및 여과(filtration)공정의 장치와 비교해 운전 원리는 동일하나 액상유체의 회전으로 인해 훨씬 더 강력한 구동력(driving force)을 갖는 특징이 있다.

즉 침전의 경우 고형물 입자물질과 부유성 액상유체 사이의 농도차이에 의해 구동력이 발생되며, 원심분리 기술에 의한 분리작업은 일반 중력식 방식에 비하여 1천∼2만 배 이상 강력한 구동력에 의하여 이루어진다. 한편 여과의 경우 처리수는 filter medium을 통과함으로서 발생되며 그 결과 케이크(cake) 물질이 medium 표면에 축적되는데 이 과정에서도 일반 중력 방식보다 100∼2천배 이상의 구동력이 얻어진다.

침전 작용에 의한 분리목적으로 사용되는 원심분리 장치는 △tubular bowl △chamber bowl △imperforate basket △disc stack separator △decanter 등의 장치들이 일반 상용화 되어 있다.
위 장치들의 순서는 설계의 복잡성 정도에 따라 순위를 정해 정리한 것이며, 유입수 고형물질 농도 증가 및 이러한 고형물질 제거에 대한 고객의 요구가 강화됨에 따라 이들 장치의 설계는 복잡해진다.

 

The separation achieved in a centrifugal device is similar in principle to that achieved in a gravity sedimentation or filtration process, but with the much higher driving force resulting from the rotation of the liquid.

In the case of sedimentation, where the driving force results from the difference in density between the solid particles and the suspending liquid (or between two immiscible liquids), the separation is achieved with a force from 1000 to 20,000 times that of gravity. In the case of filtration, the filtrate is driven through the filter medium, and any cake built up on it, with a force of 100 to 2500 times gravity.

The types of centrifuge used for separation by sedimentation includ. △etubular bowl △chamber bowl △imperforate basket △disc stack separator △decanter.

This list is in order of increasing complexity of design - as with any centrifuge(or indeed any filter), design complexity increases according to the increasing concentration of solids in the feed, and to the wish to discharge these solids on a continuous basis.

 

tubular bowl 장치 및 간단한 구조의 disc stack separator 장치는 서로 혼합이 어려운 액상물질의 분리에 주로 사용된다. 이러한 장치는 액상물질로부터 미세한 크기의 고형물질만을 걸러내어 원심분리장치 내부에 축적시키며 이후 운전을 정지시켜 축적된 고형물질들을 제거하는 과정을 거친다. 위의 2가지 장치 및 chamber bowl 형태의 장치는 특히 탁질함량이 적은 액상물질의 경우 일정 액체의 분리(liquid clarification) 용도로 사용된다.

유입수에 부유성 고형물질 농도가 비교적 높은 경우에는 고형물질의 분류 목적으로 imperforate basket centrifuge 장치가 사용되나 이 경우 분리효율은 그다지 높지 않은 반면 비교적 청정한 상태의 물을 얻을 수 있다. 축적된 바스켓내의 고형물질은 수작업 혹은 반자동 방식(knife 혹은 skimmer pipe 사용)으로 제거되며 이 경우 모두 통상적으로 고형물질은 탈수처리하지 않는다.

 

Thus the tubular bowl centrifuge and the simplest version of the disc stack separator are used primarily for the separation of immiscible liquids. In this duty, they can accept a small solids content in either or both liquids, which will then accumulate inside the centrifuge during the separation of the liquids, until it is necessary to stop operation, open the centrifuge and clean it free of accumulated solids. These two types, together with the chamber bowl design, are also used specifically for liquid clarification, where the dirt content of the liquid is low (so that stoppages for cleaning are infrequent).

If the solid content of the suspension is higher, then the imperforate basket centrifuge may be used to separate the solids, and produce a reasonably clean liquid (separation efficiencies are not all that high with this type). The accumulated solids in the basket may be removed manually, or semiautomatically(by knife or skimmer pipe), but in either case these solids will not have been dewatered at all.

 

부유상태의 유입수에 고형물 농도가 높은 경우에는 자동배출장치가 부착된 disc stack centrifuge 장치가 사용된다. 고형물질의 분리 효율은 보다 높은 원심력(higher centrifugal forces)에 의해 매우 높은 편이나 고형물질은 배출되는 지점에서 여전히 액상유체와 과포화 상태로 존재한다.

이러한 고형물질 제거방법으로는 △노즐의 사용(연속동작으로 thick slurry의 배출이 이루어진다) △밸브부착 노즐 사용(bowl 내부에서 고형물 축적농도가 규정된 상태가 되면 자동적으로 밸브가 열린다) △opening bowl 사용(bowl의 외부 표면이 고형물 축적농도에 따라 짧은 시간동안 열리게 된다) 등에 의해 이루어진다.

decanter centrifuge는 부유성 유입수내 고농도의 고형물질을 처리하는 목적으로 사용되며 동시에 매우 훌륭한 분리(classification) 효과를 얻을 수 있다. decanter 장치는 자체 배출장치(drainage zone)를 가지고 있어 배출된 고형물질이 부분적으로 탈수가 이루어지며 스크린 볼 형태의 screen bowl decanter에서는 수분함유가 적은 고형물질을 얻게 된다.

disc stack separator 및 decanter 장치는 원심분리 장치 시장의 대부분을 차지하며 처리비용이 큰 문제가 되지 않는 한 분리장치 분야에서 가장 중요한 수단으로 개발이 진행되어 왔다. 이 장치들은 일부 적용 분야에서는 서로 중복되고 있으나 자체적으로 고유의 적용분야가 존재하고 있다.

즉 disc stack 형태의 고속 분리장치(high speed separator)는 비교적 저농도의 유입수 (<0.1% 혹은 미세입자 (0.1㎛∼250㎛) 제거 용도의 액액 분리용(liquid/liquid separation)인 반면에 decanter 장치는 고농도의 유입수(65% 까지) 처리용도 및 조대입자(10㎛∼10㎜) 제거용으로 사용된다.

 

Higher solids contents in the feed suspension can be accepted by the disc stack centrifuge, when it is fitted with a means for automatic discharge. Separation of the solids from the liquid is much more efficient, because of the higher centrifugal forces, but the solids are still fairly saturated with liquid at the point of discharge.

The methods of solid removal include the use of nozzles, which run continuously, allowing a thick slurry to discharge; valved nozzles that open automatically when the solid depth in the bowl reaches a pre-ordained figure; and the opening bowl design, in which the shell splits at the widest part of its periphery for a short period, also controlled by solid depth.

The decanter centrifuge is intended to handle significant solid concentrations in the feed suspension, and, at the same time achieve quite good degrees of clarification of the liquid centrate (or, in the three-phase decanter, of both liquids). The decanter has a drainage zone, so that the discharged solid is partially dewatered, with lower moisture levels possible in the screen bowl decanter.

The disc stack separator and the decanter make up most of the centrifuge market, and have been developed into important processing tools-to become the separation equipment of choice, so long as their cost is not a problem. The two types overlap in application to some extent, but they broadly have their own distinct uses: the high speed separator for liquid/liquid separations, for relatively low feed concentrations (as low as 0.1%) and for finer particles (0.1μm to 250μm), while the decanter can handle higher feed concentrations (up to 65%), can dewater effectively, and deals with larger particles (10μm to 10mm or more).

 

 

원심분리기술의 필터장치는 고농도의 유입 고형물질을 처리하는 목적으로 사용되는 것이 일반적이나 여과 및 배출이 쉽게 이루어질 수 있는 성상의 고형물질 처리에도 적합한 장치이다. 이미 언급한 바와 같이 설계상의 복잡성은 여과 존(filtration zone)으로부터 고형물질의 제거가 용이한 구조인가에 따라 결정된다. 따라서 고형물질의 제거 메카니즘 방식에 따라 분류한 여과용의 원심분리기술 필터장치 종류는 다음과 같다.

 

● 고정형 베드(fixed bed)(이는 batch방식 및 semibatch 방식으로 운전된다)
- manual discharge(수동배출방식)
· scraped through open base
· removal bag
- automatic discharge(자동배출방식)
· knifed from vertical basket
· peeler(horizontal basket)
· inverting basket

 

● 이동형 베드(moving bed)(이는 연속운전방식이다)
- cone screen
- pusher

Centrifugal filters are intended to handle high concentrations of feed solids, but are best suited to solids that filter and drain easily. As already noted, their design complexity is very much the result of providing ease of solids removal from the filtration zone. The types of centrifugal filter, classified by this solids release mechanism, include:

 

● fixed bed(batch and semibatch)
- manual discharge
· scraped through open base
· removable bag
- automatic discharge
· knifed from vertical basket
· peeler(horizontal basket)
· inverting basket

 

● moving bed(continuous)
- cone screen
- pusher

 

원심분리 기술 필터의 가장 간단한 형태는 수직축으로 회전하는 드럼(drum)을 가진 구조로 드럼의 하부(underdriven) 혹은 상부(overdriven)에 모터와 샤프트(shaft)가 설치되어 있다. 후자의 장치는 수동배출 작업으로 손쉽게 고형물질의 제거가 가능하게 한 구조이다.

드럼은 천공형태의 perforated basket(coarse wire mesh 혹은 perforated plate소재) 형태를 가지기도 하며 기초 베이스(base) 없이 천공구조(perforated walls)만을 가진 구조일수도 있다. 축적된 고형물이 일정 위치에 도달되면 유입수 공급이 중지되며 케이크 형상의 축적된 고형물질은 세정이 이루어지고 이어서 탈수가 진행된다. 이때 회전운동이 중지되며 고형물질들은 필터 미디어로서의 백(bag) 부품으로부터 수작업으로 제거한다. 그 후 드럼(혹은 filter bag)은 세정이 이루어지며 초기의 공정으로 되돌아간다.

이와 유사한 장치로 칼날(knife)이 부착된 것이 있으며 이에 의해 케이크뭉치를 잘라낸다(단 미디어의 표면을 보호하기 위하여 cake의 일부를 남겨놓을 필요가 있다). 자동 칼날장치의 기능은 peeler centrifuge장치에 설치, 개발된 것으로 드럼이 수평으로 장착된 구조이며 여과·세척·탈수·컷팅(filtration·washing·dewatering·cutting) 과정이 동시에 동일한 회전속도에 의해 일정주기로 이루어지는 특징이 있다.

 

The simplest type of centrifugal filter has a drum rotating about a vertical axis, with motor and shaft either below the drum (underdriven) or above it (overdriven), the latter making for easier solids removal from the manual discharge ranges. The drum may be in the form of a perforated basket (coarse wire mesh or perforated plate), or it may have no base, just perforated walls.

 
When the accumulated solids reach a certain level, the feed is stopped and the cake of accumulated solids can be washed and then allowed to dewater by drainage. The rotation is then stopped, and the solids either dug out, or lifted out in a bag of filter medium. The drum (or filter bag) is washed and the process repeated.

The same type of machine can be fitted with a knife that will cut the cake out, without the rotation having to be completely stopped(although this will need to leave a heel of cake, to protect the medium’s surface). This automatic knife function is developed in the peeler centrifuge, where the drum is now mounted horizontally, and the filtration, washing, dewatering and cutting out all occur at the same rotational speed, on a constant cycle.

 

 

자동배출(automatic discharge) 형태의 또 다른 모델은 수평 바스켓(horizontal basket)을 가진 구조로 필터 미디어로서의 기능을 갖도록 섬유사(fabric) 재질과 일렬로 배치된다. 케이크 탈수과정이 충분히 이루어질 때 중심에서 basket으로부터 빠져나와 내부로 이동되어 고형물질들은 centrifuge 장치의 케이스 외부로 이동, 제거된다.

원심분리 기술 필터의 가장 복잡한 구조는 분리된 고형물질들이 여과표면을 따라 이동하는 것으로 basket의 유입수 쪽으로부터 반대편 쪽으로 이동해 주위의 케이스로 배출이 이루어진다. 이러한 이동을 용이하게 하기 위해 여과가 이루어지는 스크린(screen)은 보통 wedge wire bar 형태로 제작이 되며 스크린과 종방향으로 장착된다. 스크린을 따라서 이동하는 동안 고형물질들은 여과·세정·탈수가 이루어지며 시스템에서는 이러한 작용들이 필요한 정도로 발생되도록 충분한 시간이 주어진다.

A quite different form of automatic discharge is achieved with a horizontal basket by having it lined with a fabric to act as the filter medium, which, when the cake is sufficiently dewatered, is pulled out of the basket by its centre and is thus turned inside out, releasing the solids into the casing of the centrifuge.

The most complex of the centrifugal filters are those in which the separated solids move along the filtering surface, from the feed end of the basket to the opposite end, where they are discharged into the surrounding casing. To make this movement easier, the screens that do the filtering are usually made of wedge wire bars, mounted lengthways in the screen. During the passage along the screen, the solids are filtered, washed and dewatered, and the system must ensure that sufficient time is available for these all to occur to the necessary degree.

 

이동형 베드 형태의 cone screen centrifuge는 이름 그대로 원뿔형태 모양의 스크린(screen)이 장착된 것으로 원뿔의 축에 대하여 회전 운동을 하며 장착은 수평회전의 축 혹은 수직회전의 축 형태로 장착된다.

슬러리(slurry)는 스크린의 좁은 쪽으로 유입되며 하부의 넓은 쪽으로 비탈을 구르듯이 내려간다. 시스템의 중앙 축으로 고형물질을 끌어내는 힘이 커지게 되면 cone 구조의 경사 각도는 넓어진다. 이 각도가 물이 함유된 고형물질(wet solid)의 제자리로 돌아가려는 각도보다 커지게 되면 이들은 스크린을 따라서 이동된다.

고형물질의 함유 농도범위에 따라 하나의 특정 cone angle이 사용되기도 한다 즉 고형물질의 이동속도를 늦추게 하기 위하여 (baffle ring centrifuge등) 혹은 이동속도를 빨리 하기 위해(screw conveyor 혹은 vibration motions 등) cone screen centrifuge 장치는 독창적 모델의 설계로 제작된다.

The cone screen centrifuges are all, as their name implies, fitted with a screen in the shape of the frustum of a cone, and all rotate about the axis of this cone. They can be mounted with the axis of rotation horizontal or vertical.

The slurry is fed to the narrow end of the screen, and the solids tumble “downhill” to the widest end. The component of the force pulling the solids towards the machine’s central axis is obviously the greater, the wider the angle of the cone, and if this angle is greater than the angle of repose of the wet solids, then they will move along the screen.

One specific cone angle may only be suitable for a limited range of solids, so cone screen centrifuges exist with an ingenious range of devices to slow down the movement of the solids (such as the baffle ring centrifuge), or to speed it up (a screw conveyor or various vibrational motions).

 

연속운전의 원심분리 필터장치의 또 다른 형태는 pusher centrifuge로서 바스켓(basket)은 수평축을 기점으로 회전운동을 하며 스크린(screen)은 open drum 형태이며 드럼은 고리모양의 원호(segment)가 2개 이상 유입수 쪽으로부터 직경이 커지는 구조이다.

이러한 원호(segment)는 서로 앞뒤로 이동하며 잔여고형물질을 앞쪽으로 밀어내는 기능을 한다. 이러한 방식으로 고형물질은 스크린 전체를 따라서 제거되며 pusher 장치는 고형물질의 효과적인 세정 및 탈수 작업을 지원한다.

대부분의 압력방식 형태의 필터(filter)에서 쉽게 처리되는 미세한 고형물질은 원심분리 필터에서는 처리되지 않는 단점이 있다. 또 다른 단점으로는 특히 이동형 베드장치(moving bed) 경우에 여과가 이루어지기전에 농축(thickened) 되어야 한다는 점이다. 연속여과방식의 원심분리장치는 고형화된 케이크의 탈수 능력을 향상시켜주고 있으나 고형물질이 크리스탈에 의하여 파괴 되는 등의 파손이 일어나지 않도록 설계 및 기기선정에 주의를 기울여야 한다.

 

The other main form of continuous centrifugal filter is the pusher centrifuge. Here, the basket rotates about a horizontal axis, and the screen is in the form of an open drum, but the drum is in two or more annular segments, of increasing diameter away from the feed end.

These segments move backwards and forwards across one another, pushing accumulated heaps of solid ahead of them. In this way, the solids are moved along the totality of the screen, and the pusher can provide very effective washing and dewatering of the solids.

Centrifugal filters generally cannot handle solids as fine as those processed easily by many pressure filters, and another drawback, especially of the moving bed machines, is that they need a fairly stiff feed, to stop it running straight out of the basket unfiltered-i.e. it needs to be thickened prior to filtering. The continuously filtering centrifuges promote dewatering of the moving cake of solids, but care must be taken in design or machine selection that this movement does not damage the separated solids (by breaking crystals, for example).

시장의 개발현황(Market developments)

원심분리장치의 비즈니스는 비교적 몇몇 제조사에 국한되어 왔다. 전 세계적으로 일반 필터의 제조사 및 서비스사는 수천 개 이상으로 많이 분포되어 있으나 원심분리장치 제조는 단지 수십 개사로 한정되어 있다.

이중에 대형회사로는 Alfa Laval사와 GEA Westfalia사로서 이들이 시장의 많은 부분을 차지하고 있다. 최근에는 Alfa Laval사가 Hutchison Hayes사의 인수합병으로 시장점유율을 확대하고 있는 추세다. 그러나 현재 주목해야 할 것으로는 양사 모두 원심분리장치가 아닌 멤브레인 사업으로 눈을 돌리고 있으며(Alfa Laval사는 Danish Separation System사 인수, Westfalia사는 Menbraflow사 인수) 양사 모두 이제는 침전작용(sedimentation) 목적의 원심분리장치(separator및 decanter) 장치만을 생산하고 있다는 점이다.

원심분리장치 시장의 핵심분야는 장치의 사후 유지보수에 관련한 사업으로 이들은 몇몇 특화를 이룬 서비스 회사에 의해 이루어지고 있으며 이들은 자체 장비는 제작하지 않고, 이미 제작된 장비에 대한 개조 및 성능개선의 서비스만을 공급하고 있다. 기존의 장치 공급업체들은 자체 공급한 장비에 대한 서비스 업무만을 하고 있었으나 이제는 경쟁사 장비에 대한 서비스업무도 시작하고 있는 추세다. 이와 관련 Andritz사는 더 나아가 장비보전전문사인 Contec Decanter사를 인수하기에 이르렀다.

분리장치 시장(separation business)에서 이루어지는 것처럼 원심분리장치의 분야도 중국에서 급격히 성장하고 있으며 최근 Robatel Rousselet사는 중국 상해의 Shanghai Chemical Machinery Plant를 인수하여 중국내 진출을 시작했다.

 

The centrifuge business is characterised by the relatively small number of companies of which it is composed - there are several thousand filter makers and suppliers in the world, but only a few dozen centrifuge makers.

The two largest companies - Alfa Laval and GEA Westfalia - hold a large share of the market between them, a share that has recently increased by Alfa Laval’s acquisition of Hutchison Hayes. It is of interest to note that both have comparatively recently moved into the quite different membrane separation business (Alfa Laval by the purchase of Danish Separation Systems, and Westfalia by acquiring Membraflow), and also that both make only sedimentation centrifuges(separators and decanters).

An important part of the centrifuge market, especially for decanters, is the aftersales equipment maintenance business. There are quite a number of specialised service companies, who do not make their own equipment range, but supply rebuilt machines originally made by one of the major suppliers. These major suppliers have always serviced their own machines, but are now beginning to take on servicing of their competitors’ products. Andritz has gone one step further by acquiring Contec Decanter, a specialist maintenance company.

As with most other branches of the separations business, the centrifuge segment is growing rapidly in China, to the extent that Robatel Rousselet made its move into China by acquiring Shanghai Chemical Machinery Plant.

 

1878년 de Laval사의 separator 최초개발, 1902년에 decanter 형태의 특허등록이 있었지만 원심분리장치 시장의 실제 시작은 약 60년 전부터로 알려져 있다. 첫 번째 실제 상용의 decanter인 Sharples P1000 모델이 1945년에 나왔으며 이후 20여 년간 매우 많은 종류의 원심분리장치가 개발되었다. 그러나 1970년 이후에서야 현재와 같은 모양의 장치 개발이 이루어졌다고 말할 수 있다. 이 당시 시장에 나온 장비로는 Heinkel사의 inverting basket design으로 설계된 장치가 있다.

사이클론 장치(cyclone 및 hydrocyclone)의 경우에 지난 수십 년간 뚜렷한 기계상의 설계 변경은 없었으며 단지 hydrocyclone 장치와 유사한 모델이 몇몇 소개되는 정도였다. 원심분리 필터(centrifugal filter)도 이와 유사하여 괄목할 만한 장치의 개발이 이루어지지 않아 현재는 perforate basket, knife discharge peeler, invertible basket 형태의 모델로 구성되어 있으며 conical screen 및 pusher centrifuge 분야 관련 다양한 모델 등이 나와 있다. 한편으로 gas tight machine이 가능하도록 하는 연구개발이 이루어져 유기물 성분의 액상물질을 처리할 수 있는 길도 열리게 되었다.

 

The centrifuge business is effectively about 60 years old, despite de Laval’s 1878 separator, and a 1902 patent looking a lot like a decanter, because of the burst of activity in the 1940s that led to cross-transfer of technology to new applications for the separator, while the first real decanter, the Sharples P1000, appeared in 1945 (in the fish processing business). In the first 20 or so of those 60 years an amazing range of centrifuge types was developed, but it is probably fair to say that the engineer of 1970 would be able to recognize any of today’s machines for what they are, at least from the outside. The last major type to appear on the market was probably Heinkel’s inverting basket design.

In the cases of the cyclone and the hydrocyclone, there have been no significant design changes over the last decade or two, although a number of hydrocyclone-like devices have been introduced (with little impact on the market). The same is true of centrifugal filters, in that there have been no significant equipment developments in a range that now consists of the perforate basket (sugar centrifugal), the knife discharge peeler, the invertible basket, and the various designs of conical screen and pusher centrifuges. Some effort, however, has been put into making as many of these as possible into gas tight machines, so that organic liquids can safely be used in the process.

 

고속분리장치(high speed separator)의 기본 구성품의 변화는 미미했으나 내부구조에서는 커다란 개발이 이루어졌다. 즉 자동 고형물 배출 시스템 장착 및 농축수 연결관(concentrate offtake) 부분에서 에너지 효율적이며 후단의 공정에 영향을 최소화하는 개발이 이어졌다. 또한 feed zone 설계가 부유성물질이 bowl speed에 맞춰 부드럽게 가속되도록 하는 설계 개발이 이루어졌다.

 

한편 disc centrifuge 장치는 제약 및 미생물학의 발효과정 적용에 필수적인 분리장치로 자리 잡았으며, 에탄올 연료를 생산하기 위한 목적의 위와 유사한 발효공정에서도 이러한 사업의 기회가 발생되고 있다. Westfalia사는 설탕이나 당밀로부터 에탄올을 회수하기 위해 고속(high speed)의 HDE200 모델을 발표했으며 이 회사의 다른 개발품은 disc separator에 in-line drive system을 도입한 것이다.

 

The basic components of the high speed separator have seen little change, but there has been significant development of the internal structures, in terms of automatic solid discharge systems, and centrate offtake, to be as energy efficient as possible, and to cause as little impact as possible on downstream processes.

The feed zone design has also been developed to enable the feed suspension to be accelerated to bowl speed as smoothly as possible. The disc centrifuge has become a vital separating tool in the many fermentation applications in the pharmaceutical and biotechnological industries.

The same basic fermentation process, to produce fuel ethanol, is creating new opportunities for business. Westfalia, for example, has introduced the higher speed HDE200 for ethanol recovery from sugar and molasses processing. An important new development, also from Westfalia, is the integrated direct (in-line) drive system for the disc separator.

 

disc centrifuge와 마찬가지로 decanter 장치에서도 시장 환경은 실제 수요자의 의도에 따라 매우 다양한 설계로 이어지며 실제적용에 부합되도록 하는 목적으로 centrifuge가 제작되고 있다. 특히 합성 혼화제(synthetic flocculants) 적용이 유효한 경우에 decanter 장치의 커다란 시장이 되는 슬러지 탈수 시장에서 제작된다.

최근의 가장 중요한 개발로는 decanter scroll의 solid discharge end 부분에 baffles을 장착한 것으로 bowl 자체에서 비교적 얇은 층의 고형물 층을 가지는 대신에 전체로서의 고형물질 상태가 되도록 하기 위한 것이다, 한편 ‘Dry Solid’ 로의 개선은 훨씬 건조된 상태의 고형물 배출을 가능하게 했다.

Westfalia사는 슬러지 공정용의 ‘CDforce’ 모델의 decanter를, Alfa Laval사는 distillers dry gains 생산을 목적으로 SG2-700모델의 decanter를 개발·발표했다. 이러한 내부장치에서의 사소한 변경의 개발제품이 high speed separator 및 decanter 분야에서 최종소비자의 요구를 만족시킬 목적으로 지속적으로 출현할 것으로 예상된다.

 

As with the disc centrifuge, so also with the decanter is the market being very much end-user driven, with a wide range of design variants available to make the particular centrifuge as relevant to its application as possible. This is especially true in sludge dewatering, which became a huge market for the decanter when synthetic flocculants became available.

An important recent development has been to fit baffles at the solids discharge end of the decanter scroll so that the bowl becomes almost full of solids, rather than having a relatively shallow layer at the bowl periphery. This “Dry Solids” version does, indeed, produce a much drier solid discharge.

Westfalia has a new “CDforce” range of decanters for sludge processing, and Alfa Laval the SG2-700 decanter for distillers dry grains production, as well as an in-line variable frequency drive for its decanters, enabling better control of the machine’s behaviour. Similar “tweaks” of machine internals can be expected to continue to appear, in both the high speed separator and the decanter, to meet end-users’ needs. Efficient gas tightness, if not actual pressurised designs, will become important to meet some of these demands.