Come funziona la filtropressa a piastre

In questo articolo vedremo come funziona una filtropressa a piastre.

La filtropressa a piastre è una macchina industriale utilizzata in diversi settori per disidratare i fluidi densi e fanghi, separando la parte solida da quella liquida.

L’origine di questa macchina risale a circa la metà del 1800 nel Regno Unito, dove si utilizzava una forma rudimentale di pressa per ottenere olio vegetale dai semi. La prima filtropressa di tipo orizzontale automatico risale tuttavia agli anni ’50 del secolo scorso.

La filtropressa è composta da una serie di piastre porose, ricoperte di tessuto drenante: il fluido denso o fango viene pompato tra le piastre e sottoposto a pressione, in modo che la parte liquida attraversi il tessuto mentre quella solida è trattenuta dalle piastre, che poi vengono aperte per consentire lo scarico del pannello venutosi a formare.

In pratica, il processo di filtropressatura porta a una riduzione volumetrica di sostanze fluide contenenti particelle solide sospese. Questo procedimento permette di ottenere fanghi molto secchi, ma può essere discontinuo (quindi a bassa produttività) e richiedere molta assistenza, con ripercussioni sui costi di manodopera.

Per ottimizzare il processo e migliorare il rendimento della filtropressa a piastre è perciò indispensabile scegliere le migliori pompe per l’aspirazione e l’immissione dei fanghi e dei fluidi densi all’interno della filtropressa: la gamma PEMO Pumps offre una vasta scelta di pompe in versione verticale, orizzontale, sommersa o multistadio, adattabili alle esigenze di ogni settore.

È necessario inoltre effettuare un trattamento preventivo dei fanghi, che avviene di norma utilizzando cloruro ferrico e cloridrato di alluminio, oppure polielettroliti.

La filtropressa a piastre trova il suo impiego in diversi contesti industriali, tra cui:

• impianti di trattamento delle acque reflue e industriali;
• impianti chimici;
• settore minerario e metallurgico;
• settore riciclo batterie;
• settore farmaceutico;
• settore alimentare.

Parti della filtropressa

I modelli presenti sul mercato possono differenziarsi per il livello di automatismo richiesto e per altri dettagli, ma sostanzialmente condividono la stessa struttura di base, che determina come funziona una filtropressa a piastre.

Tutte le filtropresse sono infatti composte da:

• un telaio, formato da una testata mobile, una testata fissa e una testata martinetto;
• diverse piastre filtranti;
• un cilindro idraulico che movimenta le piastre filtranti;
• una centralina idraulica che a sua volta aziona il cilindro idraulico;
• una pompa per l’alimentazione del fango o del fluido denso nella filtropressa.

A questa struttura di base possono essere aggiunti degli elementi opzionali, che dipendono dal tipo di processo in cui è inserita la filtropressa a piastre e dal grado di automatismo desiderato.

Tra questi, a seconda di come funziona la nostra filtropressa a piastre, troviamo:

• un quadro elettrico per il controllo e la gestione dei cicli della filtropressa;
• un quadro per l’alloggiamento delle valvole pneumatiche di processo;
• protezioni di sicurezza fisse;
• protezioni di sicurezza mobili o barriere fotoelettriche (per rendere sicuro qualsiasi intervento sulla macchina da parte degli operatori);
• un sistema di apertura delle piastre filtranti (destaffaggio);
• un sistema di scuotimento delle piastre filtranti

e altre componenti che possono variare a seconda del settore in cui opera la filtropressa.

Prelievo del fango

Il prelievo del fango avviene attraverso una pompa di alimentazione per filtropressa: per capire quale tipo di pompa scegliere, è necessario comprendere bene come funziona la filtropressa a piastre.

La pompa ha un ruolo cruciale nel processo di filtrazione, ancora più determinante di quello della stessa filtropressa: se si rompe una tela, infatti, o se qualche funzione automatica è difettosa, è comunque possibile portare a termine la filtrazione, magari con un maggior dispendio di tempo. Non c’è modo di procedere con la filtrazione, invece, se la pompa non funziona a dovere.

Negli impianti di disidratazione fanghi, per quanto riguarda le pompe di alimentazione della filtropressa, possiamo trovarci di fronte a due possibili opzioni:

• presenza di due pompe in sequenza;
• presenza di una sola pompa ad alimentazione variabile.

Nel primo caso, il prelievo e il transito dei fanghi sono gestiti attraverso una pompa a centrifuga nella fase di riempimento, e una pompa volumetrica per la fase finale della filtrazione.

Le pompe centrifughe sono particolarmente adatte nella fase iniziale, che richiede una portata alta ma bassi di valori di pressione.

Il principale vantaggio della seconda opzione è dato dal doversi occupare della gestione di un’unica pompa, con una possibile riduzione dei costi di gestione.

Procedimento di filtrazione

Come funziona il procedimento di filtrazione all’interno di una filtropressa a piastre?

Si comincia con la chiusura della filtropressa attraverso un sistema oleodinamico, composto da uno o più cilindri di spinta che allineano le piastre (che sono l’elemento di supporto delle tele filtranti) e le mantengono accostate le une alle altre esercitando una pressione molto forte: questo garantisce anche la tenuta e la controspinta rispetto a quella esercitata dalla pompa di alimentazione.

Il fango è pompato nelle camere che si formano tra le piastre, e il liquido in cui esso è sospeso viene spinto attraverso una serie di tele, che ricoprono le pareti delle piastre ed esercitano l’azione di filtrazione.

Le piastre sono configurate in modo tale da consentire l’ingresso del fango e l’uscita del liquido filtrato attraverso una serie di fori normalmente collocati nella testata fissa.

Quando il sistema, dopo aver controllato il flusso di acque pulite e la pressione di filtrazione, segnala che è stata raggiunta la disidratazione desiderata, la pompa di alimentazione fanghi viene fermata, la pressione del fango viene scaricata e le piastre della filtropressa si distanziano, permettendo l’uscita dei fanghi disidratati sotto forma di torta di filtrazione (detta anche cake o pannello).

Pulizia piastre della filtropressa

Quando la durata dei cicli di filtrazione diventa eccessiva o la pressione nella fase iniziale della filtrazione risulta troppo alta, è il momento di procedere alla pulizia delle piastre della filtropressa.

Compatibilmente con le caratteristiche delle piastre della filtropressa e con la frequenza con cui si rende necessaria la loro pulizia, questa può avvenire di norma in due modi:

• utilizzando uno spruzzatore a pressione;
• effettuando un lavaggio acido.

L’uso di uno spruzzatore portatile a pressione, alimentato con acqua fredda, ha il vantaggio di non richiedere la rimozione delle piastre dalla filtropressa: è però necessario prestare comunque molta attenzione quando si utilizza questa procedura, per evitare che le tele filtranti siano danneggiate. Per minimizzare il rischio di tagliarle accidentalmente, è opportuno utilizzare un getto a ventaglio, mantenendosi a qualche metro dalla superficie da pulire; è bene anche non eccedere con la pressione di spruzzatura.

Il lavaggio acido delle piastre viene eseguito quando non è presente fango all’interno del volume della filtropressa, utilizzando generalmente acido cloridrico diluito dal 3 al 5%. È un metodo particolarmente pratico qualora si renda necessaria una pulizia frequente delle piastre della filtropressa.

Funziona per allagamento: le piastre vengono chiuse insieme, a pressione, attraverso il cilindro idraulico montato nella testata fissa, quindi viene inserito l’acido cloridico. Tutte le valvole automatiche vengono chiuse, per permettere all’acido di agire sulle tele filtranti liberandole dalle incrostazioni.

Terminato il lavaggio, l’acido fuoriesce da apposite valvole di scarico e viene riportato al serbatoio da cui è stato prelevato, oppure immesso in un altro serbatoio per essere raffinato e riutilizzato.

Perché utilizzare le pompe Pemo per la filtropressa

Come abbiamo visto, la scelta di una pompa efficiente è cruciale, per garantire il funzionamento ottimale della filtropressa e la stessa possibilità di eseguire un ciclo completo di filtrazione: il funzionamento della filtropressa, di per sé, può non essere compromesso da qualche difetto della macchina o dell’automazione, mentre l’intero processo di filtrazione non può nemmeno cominciare se la pompa di alimentazione patisce un malfunzionamento.

Tutti i modelli base della gamma PEMO Pumps possono essere adattati a questo scopo: le diverse configurazioni possibili sono oltre tremila, e questo consente davvero di fronte a qualsiasi attività e a qualsiasi esigenza di movimentazione di fanghi.

I modelli di pompe ad alta pressione per filtropressa che la nostra Azienda ha sviluppato per questo scopo sono oltre quaranta (nelle versioni a uno, due o tre stadi, con portate fino ai 1.100 mc/ora e pressioni fino a 21 bar), ed è sempre possibile personalizzarli in base alle esigenze del cliente e del settore in cui opera.