Decanteercentrifuges spelen een essentiële rol in de procesindustrie al blijven ze voor velen een relatief onbekend terrein. Nochtans worden deze installaties op grote schaal ingezet in de chemie, farmacie en waterzuivering. Daar staan ze in voor de scheiding van vaste stoffen en vloeistoffen. Volgens Bart Peeters, seniorexpert waterzuivering bij Bayer, zijn het dan ook niet voor niets de werkpaarden van de industrie. “Je vindt ze overal terug maar je moet wel begrijpen hoe ze werken om ze te kunnen bijsturen teneinde er er het maximale uit te halen”, weet hij.
Decanteercentrifuges
Bart Peeters werkt als seniorexpert waterzuivering bij Bayer met decanteercentrifuges. Naast dat werk geeft Peeters jaarlijks gastcolleges aan de Universiteit Antwerpen en verzorgt opleidingen aan de Vlaamse ingenieursvereniging ie-net.
“Decanteercentrifuges noemen we niet voor niets de werkpaarden van de chemische en aanverwante industrieën”, aldus Peeters. “Ze worden immers bijna overal ingezet om vaste stof te scheiden van vloeistof zoals bij de productie van polymeren, in raffinaderijen om olie te scheiden van water en vaste stof en in waterzuiveringsinstallaties om het geproduceerde biologisch slib te ontwateren.”
Na meer dan 25 jaar ervaring concludeert hij: “Decanteercentrifuges zijn onmisbaar in de moderne procesindustrie en zullen dat ook blijven. Tegelijk is er nog veel ruimte voor optimalisatie. Wie de werking van deze installaties echt begrijpt, kan niet alleen de prestaties verbeteren maar ook een significante impact hebben op kosten, duurzaamheid en productkwaliteit. Daarmee blijft de decanteercentrifuge, ondanks haar ogenschijnlijk eenvoudige principe, een fascinerend en relevant onderdeel van het industriële landschap.”
Groter proces
Decanteercentrifuges staan zelden op zichzelf. “In de praktijk maken ze deel uit van een groter proces, waarbij pompen instaan voor de toevoer van de te behandelen stroom”, duidt Peeters. “Een stabiele en goed geregelde toevoer is essentieel voor een optimale werking van de centrifuge. Dat onderstreept het belang van een geïntegreerde benadering van procesinstallaties.”
Hij deelt een naar zijn mening belangrijk inzicht uit de praktijk. “Kleine aanpassingen aan de instellingen van de centrifuge hebben vaak een grote impact. Net zoals in andere chemische processen kan een beperkte wijziging in parameters zoals toerental, verblijftijd of vloeistofhoogte leiden tot aanzienlijke verschillen in prestaties. Bij decanteercentrifuges vertaalt zich dat bijvoorbeeld in een drogere, vaste stof of een zuiverder centraatstroom. Dat maakt correct afstellen van die parameters cruciaal terwijl dat potentieel in de praktijk vaak onbenut blijft. Veel installaties draaien jarenlang onder dezelfde instellingen, simpelweg omdat ze ‘goed genoeg’ functioneren. Pas wanneer economische omstandigheden veranderen of strengere kwaliteitseisen worden gesteld, ontstaat de nood om te optimaliseren.”
Theorie en praktijk combineren
Volgens Peeters ligt een belangrijke sleutel tot verbetering in het combineren van theorie en praktijk, ondersteund door experimenten op laboschaal. “Door centrifugatie onder gecontroleerde omstandigheden te simuleren in het labo, kunnen ingenieurs beter begrijpen hoe een product zich gedraagt en welke parameters het grootste effect hebben”, aldus Peeters. “Die inzichten maken het mogelijk om gerichter aanpassingen door te voeren in de praktijk, zonder onnodige risico’s voor de productie. Bovendien helpt labowerk om nieuwe ideeën te onderbouwen en draagvlak te creëren binnen een organisatie.”
Hoewel het basisprincipe van de decanteercentrifuge al lang bestaat en teruggaat tot pioniers zoals Gustaf de Laval, blijft de technologie zich verder ontwikkelen. “De grote innovaties liggen inmiddels achter ons maar fabrikanten blijven werken aan verbeteringen op het vlak van duurzaamheid, slijtagebestendigheid en energie-efficiëntie”, legt Peeters uit. “Moderne installaties zijn uitgerust met geavanceerde aandrijvingen en controlesystemen die een nauwkeurige afstelling mogelijk maken en bijdragen aan een stabielere werking.”
Opmerkelijk is dat decanteercentrifuges ondanks hun brede inzet nauwelijks aan bod komen in klassieke ingenieursopleidingen. Peeters: “Je krijgt wel algemene principes van centrifugatie mee maar niet de specifieke werking van dit type installatie. Daardoor moeten veel ingenieurs die kennis in de praktijk opbouwen. Dat verklaart volgens mij ook de blijvende interesse in opleidingen rond dit onderwerp. Ingenieurs komen er vroeg of laat mee in aanraking maar missen vaak de diepgaande kennis om installaties optimaal af te stellen en te benutten.”
Kennisdeling
Als motivatie om zijn kennis te delen via de universiteit en de Vlaamse ingenieursvereniging ie-net noemt hij dat wat hij vandaag weet, zelf heeft moeten ontdekken. “Door die ervaring over te dragen, wil ik andere ingenieurs helpen om sneller en efficiënter tot betere resultaten te komen.”
De opleiding behandelt eerst het werkingsprincipe van een decanteercentrifuge. Vervolgens komen de twee ontwateringsmechanismen aan bod, namelijk compactie en drainage. Daarna wordt een technische beschrijving gegeven van de verschillende componenten van een decanteercentrifuge, inclusief enkele variaties op de basiscentrifuge. Ook worden de belangrijkste parameters besproken waarmee de werking in de praktijk kan worden beïnvloed. Tot slot worden drie praktijkvoorbeelden besproken. Allereerst een casestudy over de terugwinning van acetaten uit een polymeerslurry. Als tweede een casestudy over de gecombineerde ontwatering en droging van actief slib en in een derde case bespreekt hij de ontwatering van een slurry van kristallen met behulp van een zogenaamde screen-bowl decanteercentrifuge.
Ontwatering
In zijn cursussen besteedt Peeters veel aandacht aan de basisprincipes van ontwatering, waarbij hij onder meer het onderscheid maakt tussen compactie en drainage. “Afhankelijk van het type materiaal dat wordt verwerkt, speelt één van deze mechanismen een dominante rol”, zegt Peeters. “Het begrijpen van dat verschil is essentieel om een centrifuge correct af te stellen en de gewenste scheidingsresultaten te bereiken. Daarbij put ik rijkelijk uit eigen ervaring en praktijkcases.” Dat noemen deelnemers ook als een van de grote pluspunten van zijn opleidingen.
De expertise van Peeters groeide niet vanuit een theoretische achtergrond maar vanuit een concrete uitdaging in de praktijk. In het begin van zijn carrière werd op de polymeerfabriek waar hij werkte een bestaande decanteercentrifuge vervangen door een nieuw exemplaar. En die moest beter gaan presteren. “In werkelijkheid bleek het toestel na opstart minder efficiënt te werken. Dat ging om terugwinning van een belangrijk bijproduct van het chemisch proces met een zogenaamde interne verdringingswas op de droge zone van de decanteercentrifuge”, legt Peeters uit. “Wat volgde was een intensief traject van testen en optimaliseren, waarbij ik samen met ervaren collega’s de installatie grondig analyseerde en bijstuurde. Ik mocht toen in een aantal maanden veel testen en leerde daardoor in die periode heel veel bij over decanteercentrifuges.”
Uiteindelijk slaagden ze erin de prestaties niet alleen te verbeteren maar zelfs boven de oorspronkelijke verwachtingen van de leverancier uit te tillen. Peeters: “Die ervaring vormde de basis voor mijn verdere specialisatie en leidde later naar de waterzuivering, waar een gelijkaardige uitdaging wachtte. Ook daar wist ik een decanteercentrifuge en bijkomende droger die jarenlang onder haar capaciteit draaide aanzienlijk te optimaliseren. Ik deed toen veel research naar de veranderde consistentie van het ontwaterde slib, de zogenaamde cake waarbij de kleeffase (sticky phase) een wereldwijd probleem vormt in ontwateringsinstallaties van slib.”
Peeters behaalde op basis van dit onderzoek een doctoraat aan de KU Leuven en hele verhaal staat in PompNL nr. 3
‘Kleine aanpassingen centrifuge-instellingen geven vaak grote impact’
