碟片式離心機的種類

碟片式離心機是如何運作的？

碟片式離心機（又稱高速離心機）是一種運用「重力」及物質間的「密度」差異，來分離液體與液體、液體與固體的工業設備。當碟片式離心機的缽體（bowl）高速旋轉時，自然重力會被可精準控制的離心力所取代，其強度可達自然重力的10,000倍。如此大的離心力，將原本需要數日甚至數週的重力沉降過程，縮短於數秒到數小時內完成。若將視角放到缽體內，高速旋轉時，密度較大、質量較重的固體將匯聚在缽體的最外側，而較輕的液體則在內側形成同心圓層，藉此達到精準高效地物質分離。

碟片式離心機的排渣設計

碟片式離心機依不同操作需求，有不同的固體排渣設計。

 

  • 實壁式離心機（solid-wall separator）：又稱「無排渣口」式離心機。該類離心機必須中斷運轉，打開缽體，透過人工方式清除累積的固體沉澱物。
  • 間歇排渣式離心機（intermittent solids discharge separator）：在缽體最外圈的排渣口（ports）會依設定的時間間隔自動開啟，排出收集到的固體沉澱物。
  • 連續排渣式離心機（continuous solids discharge separator）：在缽體最外圈的噴嘴（nozzles）會在離心機運轉過程中，持續不間斷地排出固體與液體。
how it works design for solid handling chart

碟片式離心機的應用

碟片式離心機廣泛應用於食品飲料、生技製藥、未來食物、船舶、化學、新興燃料及一般工業等領域。依不同應用需求，可分為液/液分離、固/液分離、液/液/固三相分離。

液/液分離（liquid-liquid separation）

適用於分離兩種密度不同且互不相溶的液體。

固/液分離（solid-liquid separation）

適用於以下情境：

  • 回收固體副產品： 自液體中移除固體雜質，回收有價值的副產品，並將液體排出至後段廢水處理系統。
  • 回收目標液體： 自固體中回收具有價值的液體，並將固體作為廢棄物處理。
  • 回收固體與液體： 固體與液體皆是有價值的產品，分離兩者並各自回收。
  • 淨化液體再排放： 在液體排放前，先移除固體雜質，提升液體潔淨度，避免對環境造成污染。

液/液/固三相分離（liquid-liquid-solid separation）

指同時分離三種不同相態的物質，堪稱最具挑戰性的分離任務。在此應用情境，目前尚無其他技術解決方案能與碟片式離心機相媲美。依不同分離需求，可分為三種類型：

  • 澄清型離心機（Clarifiers）：簡稱「澄清機」，專注於高效能的固液分離。
  • 濃縮型離心機（Concentrators）： 簡稱「濃縮機」，專注於提取並濃縮密度高的液相。
  • 淨化型／純化型離心機（Purifiers）： 簡稱「淨化機」或「純化機」，專注於提取並淨化密度低的液相。
separation duties illustration final

澄清型離心機

澄清型離心機（Clarifiers）簡稱澄清機，專為「固液分離」所設計，用於去除製程液體中的顆粒、沉澱物、油脂、天然有機物與色素等固形物，使製程液體達到清澈透明的狀態。

產業應用

Alfa Laval 澄清機適用於食品飲料、船舶及生技製藥（如工業發酵）等領域。

  • 食品飲料：用於果汁、葡萄酒、茶與咖啡的澄清處理（去除雜質）。
  • 生技製藥（工業發酵）：用於微藻及細菌等發酵液澄清，澄清細胞原液以保留目標產品等。
  • 船舶工業：用於廢氣處理系統（俗稱脫硫塔）的洗滌水淨化，確保排放水符合環保法規。

濃縮型離心機

濃縮型離心機（Concentrators）簡稱濃縮機，專為「液/液/固三相分離」所設計，可分離一個固相和兩種密度不同的液相，進而精準提取並濃縮密度最高（最重）的液相。

產業應用

Alfa Laval 濃縮機適用於油脂精煉、飲料與精油加工及船舶工業等領域。

  • 油脂精煉： 在植物油與動物脂肪精煉製程中，用於連續式脫膠、中和、脫蠟及洗滌等製程。
  • 飲料與精油加工： 用於脫油與油脂回收，例如柑橘汁脫油、冷壓果皮油的濃縮與精製處理。
  • 船舶工業： 用於艙底水的油水分離與淨化處理，以達到放流標準。

淨化型／純化型離心機

淨化型／純化型離心機（Purifiers）簡稱淨化機或純化機，專為「液/液/固三相分離」所設計，例如將水、油及細微顆粒相互分離。在此應用下，通常以密度較低的液體為主要純化及回收的目標，如前述中的油。

產業應用

Alfa Laval 淨化機適用於食品飲料、航運及能源產業的多樣化需求設計，適用於各種規模的製程工廠。

  • 食品飲料：用於植物油、豬油、牛油及魚油的脫水與純化處理。
  • 船舶工業：用於引擎潤滑油與燃油的淨化，去除水分與微量固形物，以確保設備正常運轉。

Alfa Laval Clara 450 是澄清型離心機的代表型號，廣泛應用於食品飲料及生技製藥業。

Alfa Laval AFPX 系列可用於肉品與魚類加工製程，提升高價值蛋白質、脂肪、油脂的回收率。

Alfa Laval Flex 系列常用於去除柴油或潤滑油中的水分與雜質，船舶業俗稱的淨油機即是典型代表。