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May 15, 2023

Centrifugeuse de liquides industriels

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Le développement d'équipements de filtration par force centrifuge pour le nettoyage et le recyclage de toutes sortes de liquides industriels est un exemple de comportement écologiquement responsable qui va de pair avec des économies de coûts et, en même temps, la préservation de ressources précieuses. Cet article examine le besoin de nettoyage des liquides industriels, ses avantages par rapport à d'autres méthodes et les économies de coûts à réaliser.

Depuis que, dans les années 1950 et 1960, la rivière Cuyahoga dans l'Ohio, aux États-Unis, était si polluée qu'elle prenait régulièrement feu, la protection de l'environnement, y compris le traitement des eaux usées et autres liquides industriels, a pris une urgence renouvelée et est devenue une partie intégrante de la paysage industriel. Cependant, il a fallu de nombreuses années à l'industrie pour accepter pleinement la protection de l'environnement et l'adopter comme une opportunité commerciale au lieu de la considérer comme un fardeau économique imposé par la loi.

L'utilisation d'eau et d'autres liquides est essentielle pour de nombreux processus de production. L'eau, en combinaison avec des détergents, est utilisée pour le lavage et le dégraissage des composants métalliques manufacturés. Les liquides jouent un rôle important dans toutes sortes d'opérations de meulage, de coupe et de polissage. La surpulvérisation dans les cabines de peinture est captée par un rideau d'eau. Et les fluides de coupe sont indispensables comme liquides de refroidissement et lubrifiants pour les opérations de travail et d'usinage des métaux.

Lors de leur utilisation, les liquides industriels captent toutes sortes de contaminants dont les plus courants sont les solides comme les fines métalliques ou les fines de matériaux abrasifs ainsi que l'huile, la graisse et d'autres hydrocarbures. Au fur et à mesure que ces contaminants s'accumulent, tout liquide industriel perd sa fonctionnalité. Avec certains processus de production, un liquide ne peut être utilisé qu'une seule fois avant d'être éliminé, alors que dans d'autres cas, il peut être utilisé plusieurs fois (recyclage). Dans les deux cas, les liquides contaminés doivent être traités : avant d'être rejetés à l'égout, ils doivent être nettoyés pour se conformer aux exigences légales en matière de contenu en matières dangereuses. Ou dans le cas du recyclage, ils doivent être nettoyés pour rétablir leur fonctionnalité.

Il existe de nombreuses méthodes pour éliminer les particules solides des liquides. La plus simple est la sédimentation. Plus sophistiquées sont la floculation chimique, l'électroflottation, l'évaporation et tous les types de filtrage, des simples filtres en papier aux filtres à membrane complexes (ultrafiltration). Pour la séparation de l'huile non émulsifiée de l'eau, les dispositifs d'écrémage ont été relativement fiables et peu coûteux. Mais la plupart de ces méthodes de traitement sont soit peu efficaces, soit extrêmement coûteuses et souvent assez compliquées à mettre en œuvre. Surtout, leurs capacités de recyclage sont limitées. Les résultats sont l'utilisation inutile de grandes quantités d'eau.

D'autre part, l'équipement de filtrage par force centrifuge pour séparer les particules solides et - parfois - l'huile des liquides industriels s'est avéré assez efficace et très économique. Comme il s'agit principalement d'une méthode de séparation mécanique, la technologie de filtrage par force centrifuge permet un recyclage à 100 % des liquides, contribuant ainsi à réduire la consommation d'eau jusqu'à 97 %.

Au centre se trouve un tambour rotatif qui tourne à une vitesse pouvant atteindre 3 000 tr/min produisant une force de plus de 2 000 g. En comparaison, un manège produit max. 2 à 4 grammes (!). Le liquide contaminé par des solides est pompé dans le tambour rotatif à un débit d'alimentation constant. Étant donné que les solides ont un poids spécifique plus élevé, ils sont séparés du liquide et déposés sur la paroi interne du tambour sous forme de boues stables avec une teneur en eau résiduelle aussi faible que 20 %. La force centrifuge est si forte que même de minuscules particules solides d'une taille > 2 µm sont éliminées du liquide. L'énergie hydraulique dans le tambour rotatif permet à un tube collecteur de récupérer l'eau nettoyée et de la transporter vers un réservoir externe ou directement vers un utilisateur sans avoir besoin d'aucun équipement de pompage.

En fonction de la quantité de solides dans le liquide et de la propreté requise, les centrifugeuses semi-automatiques peuvent traiter entre 100 et 1 200 litres (25 -300 gall.)/h, alors que la capacité des centrifugeuses automatiques varie de 500 à 3 600 litres (125 - 900 gal.)/h.

À une certaine charge de boue dans le tambour (max. 30 kg/48 lb), la centrifugeuse est arrêtée et la boue peut être retirée. Dans les systèmes semi-automatiques, cela se fait en retirant manuellement un insert de panier en polymère du tambour. Les centrifugeuses automatiques sont équipées d'un couteau qui épluche automatiquement les boues du tambour tournant lentement et les déverse dans un récipient à boues sous le tambour.

Le même principe physique permet non seulement l'élimination des solides des liquides, mais également la séparation des liquides de densités différentes, par exemple l'élimination de l'huile indésirable des liquides de refroidissement. Le liquide contaminé par des solides et de l'huile est pompé dans le tambour rotatif où la force centrifuge sépare les trois phases (liquide1/liquide2/solide). Les deux liquides sont prélevés et retirés du tambour rotatif avec deux tubes collecteurs séparés.

Contrairement aux méthodes de séparation conventionnelles à forte intensité de main-d'œuvre telles que la sédimentation, la floculation, l'électroflottation, l'évaporation, les filtres en papier continus, etc., les centrifugeuses sont très faciles à utiliser et ne nécessitent aucun matériau de filtre ou produit chimique coûteux. Ils fonctionnent de manière entièrement automatique sans aucune intervention de l'opérateur. L'élimination des boues dans les centrifugeuses semi-automatiques est facile et prend moins de 10 minutes. Et dans les centrifugeuses automatiques, même l'élimination des boues est entièrement mécanisée et ne nécessite aucune main-d'œuvre.

En raison de leur conception compacte, les centrifugeuses nécessitent très peu d'espace. Et elles sont très faciles à installer : Par exemple, les centrifugeuses semi-automatiques arrivent entièrement assemblées chez le client, et une fois placées à leur emplacement, elles doivent uniquement être connectées électriquement.

Les centrifugeuses semi-automatiques de plus petite capacité sont équipées d'un système d'entraînement direct pour le tambour rotatif fonctionnant à des vitesses allant jusqu'à 3 000 tr/min. Les centrifugeuses automatiques avec des capacités de tambour considérablement plus grandes ont un entraînement indirect avec courroie trapézoïdale. Cela permet l'installation de roulements robustes dimensionnés avec précision pour absorber les énormes forces g dans le tambour rotatif.

Dans les centrifugeuses automatiques traditionnelles, le couteau à éplucher tourne avec le tambour, ce qui exerce une charge supplémentaire sur les roulements du tambour. Un important fabricant d'équipements de finition de surface a adopté une approche technique totalement différente. Dans ses centrifugeuses, le couteau à éplucher est fixe et totalement indépendant de l'entraînement du tambour. Pendant le cycle d'épluchage, le couteau se déplace simplement pneumatiquement vers la paroi du tambour pour éplucher la boue. Cette solution innovante et simple se traduit par une disponibilité beaucoup plus longue des roulements de tambour.

Bien entendu, toutes les centrifugeuses fabriquées par ce fabricant sont également équipées d'un système de surveillance du déséquilibre pour une protection supplémentaire des roulements du tambour.

• Eaux de process issues des opérations de finition de masse : en raison de leur efficacité technique et de leur rentabilité, les centrifugeuses ont plus ou moins complètement supplanté au cours des 20 dernières années tous les autres systèmes de traitement. Dans certains pays européens, les systèmes chimiques ou d'électroflottation ne sont plus autorisés, si l'eau de traitement peut être nettoyée avec une centrifugeuse. Cela a de nombreuses raisons écologiques et économiques : Étant donné que l'eau de process nettoyée est réutilisée à 100 %, aucune eau usée chargée de toutes sortes de produits chimiques ne doit être rejetée à l'égout. Le recyclage réduit la consommation d'eau d'environ 97 % et, comme avantage supplémentaire, le composé chimique dans l'eau de traitement est également récupéré, ce qui réduit considérablement l'utilisation du composé.

• Liquides de refroidissement provenant des opérations d'usinage et de travail des métaux : dans ce domaine, les centrifugeuses remplacent les filtres en papier coûteux et à forte intensité de main-d'œuvre. La séparation des solides jusqu'à 2 µm contribue à des temps de disponibilité considérablement plus élevés du liquide de refroidissement et réduit considérablement le risque de contamination bactérienne.

• Lavage et dégraissage de pièces métalliques : ces applications se caractérisent par des exigences de propreté de surface extrêmement élevées. Le pré-nettoyage du liquide de lavage avec une centrifugeuse améliore considérablement la durée de vie des filtres à mailles fines installés.

• Meulage et coupe du verre, de la céramique, des pierres naturelles et du béton : Les opérations industrielles de coupe et de meulage du verre, de la céramique, du marbre, du granit, du béton, etc. nécessitent des liquides comme fluides de refroidissement et lubrifiants. Les centrifugeuses sont utilisées pour éliminer les minuscules particules de verre et de pierre et recycler le liquide de traitement.

• Opérations de peinture : la surpulvérisation dans les cabines de peinture est captée par un rideau d'eau, avant de pouvoir s'échapper dans l'environnement. Les particules de peinture qui s'accumulent dans l'eau peuvent être éliminées rapidement à l'aide d'une centrifugeuse sous la forme d'une boue stable avec une teneur en eau résiduelle < 30 % permettant un rejet facile dans les déchets.

• De nombreuses applications pour les centrifugeuses

Les exemples décrits ci-dessus ne sont que quelques-unes des applications possibles de cette méthode de nettoyage. La technologie de filtrage par force centrifuge peut être utilisée chaque fois que les contaminants particulaires solides dans un liquide industriel ont une densité plus élevée que le liquide lui-même ; ou le contaminant est également un liquide de densité différente, par exemple de l'huile. ♦