フィルタープレスは、明確で連続的なサイクルで動作します。このバッチプロセスは、スラリーをプレスに充填する、圧力をかけて液体をろ過する、結果として生じた固形ケーキを排出する、次のサイクルへの準備をするという4つの主要な段階で構成されています。効率的な固液分離を達成するためには、各ステップが不可欠です。
フィルタープレスはバッチ式の脱水システムとして機能します。高圧を利用して液体（ろ液）をろ過媒体に通し、固形粒子を捕捉して圧縮された「フィルターケーキ」を形成し、これを各サイクルの終わりに排出します。
フィルタープレスサイクルの分解
スループットの最大化、ケーキの乾燥度、またはろ液の清澄度のいずれを目標とする場合でも、サイクルの各段階を理解することは性能を最適化するために不可欠です。このプロセスは、分解すれば機械的で信頼性が高く、わかりやすいものです。
ステップ1：プレスの充填
サイクルは、油圧ラムによってフィルタープレートがしっかりと締め付けられ、一連の密閉されたチャンバーが形成されることから始まります。
次に、フィードポンプがスラリー（固体と液体の混合物）をマニホールドを通してこれらのチャンバーに押し込みます。この段階は通常、プレス内の空の空間を完全に満たすのに十分な、比較的低い圧力で行われます。
ステップ2：ろ過と脱水
チャンバーが満たされると、ろ過段階が始まります。フィードポンプの圧力が大幅に上昇します。
この高圧により、スラリーの液体成分（ろ液と呼ばれる）がチャンバーの各側にあるフィルタークロスを通過するように強制されます。固形粒子は大きすぎて通過できないため、クロスの表面に捕捉されます。
より多くのろ液が押し出されるにつれて、捕捉された固体が互いに積み重なり、緻密で脱水されたフィルターケーキを形成します。ケーキがより圧縮され、浸透性が低くなるにつれて圧力は上昇し続け、ろ液の流れがほぼ停止するまで続きます。
ステップ3：ケーキの排出
ろ過段階が完了すると、フィードポンプは停止します。油圧ラムが後退し、フィルタープレートのクランプが解除され、プレートが分離されます。
これにより、圧縮された固体のフィルターケーキがプレートの間から落下し、通常は下部のコンベヤーまたはホッパーに排出されて収集・廃棄されます。システムによっては、固着したケーキを外すのを助けるために、シェーカーやその他の機構を使用するものもあります。
ステップ4：布洗浄（次サイクルへの準備）
この最終段階は、布コンディショニングと呼ばれることもあり、プレスが次のバッチの準備ができていることを保証します。必ずしもすべてのサイクルで必要とされるわけではありませんが、全体的な操作の重要な部分です。
フィルタークロスは、クロスの細孔を詰まらせる可能性のある微粒子（「目詰まり」と呼ばれる状態）を洗い流すために水でスプレーされることがあります。クリーンなクロスは、高いろ過効率と一貫したサイクルタイムを維持するために不可欠です。
主要コンポーネントの理解
動作サイクルは、4つの主要コンポーネントが連携して機能することにより可能になります。
フレーム
これは、フィルタープレートを整列させて保持し、ろ過段階中に発生する巨大な圧力に耐える頑丈なスチール構造です。
フィルタープレート
通常ポリプロピレンで作られたこれらのプレートは、スラリーを保持する一連のチャンバーを形成します。その設計には、ろ液がクロスを通過した後にプレスから排出されるようにする排水面が含まれています。
フィルタークロス
これは重要な分離媒体です。クロスは特定の用途に合わせて調整されており、その織り方と素材は、固形粒子を捕捉しつつ、きれいな液体が通過できるように選択されます。
マニホールド
このパイプとバルブのシステムは、プレスへのスラリーの供給とろ液の排出を制御します。各チャンバーが均等に充填され、脱水されることを保証します。
目標に合わせた適切な選択
これらのステップを理解することで、特定の運用目標を満たすようにプロセスを調整できます。
- 主な焦点が最大スループットの場合： ケーキ排出の自動化と、迅速で効率的な充填を確実に行うことにより、サイクルの「デッドタイム」を最小限に抑えることに注力します。
- 主な焦点が可能な限り乾燥したケーキを得る場合： ろ過段階を延長し、可能な限り多くの液体を絞り出すために、スラリーをより長い時間高圧下に保持する必要があります。
- 主な焦点が一貫した性能を維持する場合： 目詰まりを防ぎ、サイクルごとに信頼できるろ過速度を確保するために、厳格で定期的な布洗浄スケジュールを導入します。
フィルタープレスサイクルを習得することで、固液分離プロセスの効率と結果を直接制御できるようになります。
要約表：
| ステップ | 主なアクション | 主な目標 |
|---|---|---|
| 1. 充填 | 締め付けられたチャンバーにスラリーをポンプで送る | プレス内のすべての空隙を完全に満たす |
| 2. ろ過 | 高圧をかけて液体を押し出す | 固形物（ケーキ）と液体（ろ液）を分離する |
| 3. ケーキ排出 | プレートのクランプを解除して固形ケーキを放出する | 脱水された固形物を廃棄のために除去する |
| 4. 布洗浄 | フィルタークロスを洗浄する（必要に応じて） | 目詰まりを防ぎ、効率を維持する |
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