プレート＆フレームフィルタープレスの種類とは？適切な脱水ソリューションの選択

基本的に、現代のフィルタープレスは、主に2つの設計に分類されます。凹型チャンバー式フィルタープレスとメンブレン式フィルタープレスです。どちらも、一連のフィルタープレートとフィルタークロスをクランプして固形物と液体を分離するためにフレームを使用しますが、主な違いは、プレート自体の技術と、生成される固形ケーキを脱水する能力にあります。

凹型チャンバー式とメンブレン式フィルタープレスの選択は、最終的な固形ケーキに必要な乾燥度という単一の要因にかかっています。メンブレン式は、アクティブな「絞り」によって優れた脱水を提供しますが、複雑さとコストが高くなります。一方、凹型チャンバー式は、要求の少ない用途にはよりシンプルで経済的です。

クイック入門：フィルタープレスの仕組み

設計を比較する前に、すべてのフィルタープレスが共有する基本的な構成要素とプロセスを理解することが不可欠です。

主要コンポーネント

フィルタープレスは、構造的サポートを提供するフレーム、フィルタープレートのパック、各プレートを覆うフィルタークロス、そしてスラリーと濾液の流れを指示するパイプとバルブのマニホールドの4つの主要部分で構成されています。

基本的なろ過サイクル

スラリーは、フィルタープレート間に形成されたチャンバーに加圧されて送り込まれます。液体（濾液）はフィルタークロスを通過してプレスから排出され、固形物（ケーキ）はチャンバー内に捕捉され、満杯になるまで蓄積されます。

主力：凹型チャンバー式フィルタープレス

これは最も一般的でシンプルなタイプのフィルタープレスで、しばしば「プレート＆フレーム」プレスと呼ばれますが、現代の設計ではフレームがプレート自体に統合されています。

設計と操作

この設計では、各フィルタープレートの表面に凹部またはくぼみがあります。2つのプレートが押し合わされると、これらの凹部が固定容積の空洞チャンバーを形成します。

ろ過サイクルは、ケーキがこのチャンバーを完全に満たし、供給ポンプの圧力が最大設定に達するまで続きます。この時点で、サイクルは完了です。

主な特徴

凹型チャンバー式プレスの主な特徴は、その機械的なシンプルさです。プレートパック内には可動部品がありません。これにより、堅牢で信頼性が高く、一般的に購入および維持費用が安価になります。

性能の限界

フィルターケーキの最終的な乾燥度は、供給ポンプが生成できる圧力に完全に依存します。チャンバーが満杯になると、ケーキをさらに脱水する方法はなく、達成可能な固形分含有量が制限されます。

高性能：メンブレン式フィルタープレス

メンブレン式フィルタープレスは、凹型チャンバー設計の進化形であり、より優れた結果を達成するためにアクティブな脱水ステップを組み込んでいます。

設計と操作

メンブレン式プレスは、プレートを組み合わせて使用します。標準的な凹型「親」プレートと、フィルタークロスの後ろに柔軟で不透過性のダイヤフラムが取り付けられた「メンブレン」プレートを交互に配置します。

最初のろ過サイクルでチャンバーが満たされた後、スラリー供給は停止されます。その後、高圧の水または空気がメンブレンプレートに送り込まれ、ダイヤフラムが膨張してフィルターケーキを物理的に絞り、追加の液体を排出します。

性能上の利点

この絞り動作により、はるかに乾燥したフィルターケーキが得られ、凹型チャンバー式プレスよりも固形分含有量が10～20%高くなることがよくあります。これにより、液体の回収率も向上し、最終的なケーキの重量と体積を大幅に削減できるため、廃棄コストを削減できます。

トレードオフの理解

これら2つの技術のどちらを選択するかは、それぞれのコストと利点を明確に理解する必要があります。

コスト対性能

メンブレン式プレスは、より複雑なプレートと二次絞りシステム（空気圧縮機またはウォーターポンプ）の必要性により、初期の設備投資コストが高くなります。

しかし、総所有コストは低くなる可能性があります。ケーキの水分を劇的に削減することで、輸送費や廃棄費用を大幅に節約したり、貴重な液体製品の回収率を向上させたりすることができます。

シンプルさ対複雑さ

凹型チャンバー式プレスは、シンプルで堅牢そのものです。部品が少ないため、メンテナンスがより簡単です。

メンブレン式プレスは複雑さが増します。メンブレン自体は消耗品であり、いずれ交換が必要になります。また、膨張システムには独自のメンテナンスが必要です。

サイクル時間の考慮事項

絞り工程があるため、メンブレン式プレスは凹型チャンバー式プレスよりも早く目標のケーキ乾燥度を達成できることがよくあります。これにより、特定の用途で全体的な処理能力が向上する可能性があります。

目標に合った適切な選択

あなたのプロセスの要件が、適切な技術の選択を決定します。

• 初期費用を最小限に抑えることが主な焦点である場合：凹型チャンバー式プレスは、最大のケーキ乾燥度が重要ではない用途に対して、信頼性が高く実績のあるソリューションを提供します。
• ケーキの乾燥度と液体回収率を最大化することが主な焦点である場合：メンブレン式フィルタープレスは、ケーキの廃棄や製品収量に関連する長期的な運用コストを削減できる優れた性能を提供します。
• 運用上のシンプルさと堅牢性が主な焦点である場合：凹型チャンバー設計は、プレートパック内に可動部品がないため、非常に耐久性があり、メンテナンスが容易です。

このプレート技術の根本的な違いを理解することが、特定の脱水目標に合った適切なフィルタープレスを選択するための鍵となります。

概要表：

特徴	凹型チャンバー式プレス	メンブレン式フィルタープレス
主要メカニズム	固定容積ろ過	ろ過 + アクティブ絞り
ケーキ乾燥度	標準	固形分含有量10～20%増
複雑さ＆コスト	設備費およびメンテナンス費が低い	初期費用が高く、より複雑
最適用途	費用対効果が高く、シンプルな操作	最大限の脱水、廃棄コスト削減

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