Рамный фильтр-пресс: устройство, принцип работы и где применяется

В предыдущих статьях мы подробно разобрали камерные, мембранные и ленточные фильтр-прессы. Сегодня поговорим об ещё одной важной разновидности — рамном фильтр-прессе.
Это одна из самых старых конструкций, которая до сих пор активно используется в промышленности. Рамные фильтр-прессы ценят за простоту, надёжность и универсальность. Они отлично подходят для фильтрации жидкостей с небольшим содержанием твёрдых частиц и широко применяются в пищевой, химической и других отраслях.
В этой статье мы разберём:

• Что такое рамный фильтр-пресс и как он устроен
• Как работает рамный фильтр-пресс
• Чем он отличается от камерного
• Где применяется
• Какие у него плюсы и минусы

Поехали.

Рамный фильтр-пресс — это аппарат периодического действия для разделения суспензий на жидкую и твёрдую фазы. Он состоит из чередующихся плит и рам, которые образуют фильтровальные камеры.
Конструкция рамного фильтр-пресса появилась раньше камерного и долгое время была основным типом оборудования для фильтрации. Сегодня её постепенно вытесняют камерные и мембранные прессы, но рамные фильтр-прессы всё ещё остаются востребованными в целом ряде производств.
Главное отличие рамного фильтр-пресса от камерного — в способе образования камеры для осадка.

• В камерном прессе камера образована углублениями в самих плитах.
• В рамном прессе камера создаётся пустотелой рамкой, которая устанавливается между двумя плоскими плитами.

Именно эта конструктивная особенность определяет все остальные различия.

Рамный фильтр-пресс состоит из нескольких основных узлов.
Станина (рама)
Несущая конструкция, на которой смонтированы все элементы. Обычно изготавливается из прочной стали. На станине закреплены направляющие, по которым перемещаются плиты и рамы.
Плиты
Это плоские, чаще всего прямоугольные элементы с рифлёной поверхностью. Рифление обеспечивает дренаж — отвод жидкости, прошедшей через фильтровальную ткань. Плиты могут быть изготовлены из различных материалов: чугуна, стали, полипропилена, дерева.
Рамы
Это пустотелые рамки, которые устанавливаются между плитами. Именно внутри рамы образуется камера, куда поступает суспензия и где формируется осадок.
Фильтровальная ткань
Ткань зажимается между плитой и рамой. Она выполняет две функции: является фильтрующим элементом и одновременно уплотнением, обеспечивающим герметичность камеры.
Зажимное устройство
Механизм, который сжимает пакет плит и рам с заданным усилием. Может быть ручным, механическим или гидравлическим.
Система подачи суспензии и отвода фильтрата
Каналы в плитах и рамах совпадают при сборке, образуя единую систему для подачи суспензии и отвода фильтрата.
Ключевая особенность: плиты и рамы в рамном фильтр-прессе чередуются. Схема выглядит так: плита → рама → плита → рама → плита. Каждая рама с двух сторон закрыта плитами, образуя две фильтровальные камеры.

Процесс работы рамного фильтр-пресса во многом похож на камерный, но имеет свои нюансы.
Шаг 1. Сборка пакета
Плиты и рамы устанавливаются на направляющие в правильном порядке: плита, рама, плита, рама и так далее. Между каждой плитой и рамой закладывается фильтровальная ткань.
Шаг 2. Сжатие пакета
Зажимное устройство сжимает пакет с заданным усилием. Плиты плотно прижимаются к рамам, ткань герметизирует стыки. Образуются закрытые камеры — полости внутри рам.
Шаг 3. Подача суспензии
Суспензия подаётся под давлением через каналы в плитах и рамах. Она поступает в полости рам — фильтровальные камеры.
Шаг 4. Фильтрация
Жидкость под давлением проходит через фильтровальную ткань, стекает по рифлёной поверхности плит и выводится наружу. Твёрдые частицы задерживаются на ткани и постепенно заполняют камеру внутри рамы.
Шаг 5. Образование кека
По мере заполнения камеры осадком его толщина растёт. Когда камера полностью заполнена, подача суспензии прекращается.
Шаг 6. Разжатие и разгрузка
Зажимное устройство разжимает пакет. Плиты и рамы отходят друг от друга. Осадок (кек) остаётся внутри рам. Для его извлечения рамы снимают и вытряхивают осадок.
Шаг 7. Очистка и подготовка к новому циклу
Ткань очищают от остатков осадка, при необходимости промывают. Пакет собирают заново, и цикл повторяется.
Один цикл может занимать от 20–30 минут до нескольких часов в зависимости от типа суспензии и объёма камер.

Этот вопрос возникает у многих, кто выбирает фильтр-пресс. Давайте разберём ключевые отличия.
По конструкции камеры
В рамном фильтр-прессе камера образована пустотелой рамкой. В камерном — углублениями в самих плитах.
По толщине осадка
В рамном прессе толщина кека определяется толщиной рамы. В камерном — глубиной углубления в плите. Рамы обычно тоньше, поэтому рамные прессы дают более тонкий, но более плотный осадок.
По герметичности
Камерные прессы считаются более герметичными, так как уплотнение происходит по всей поверхности плиты. В рамных прессах герметизация сложнее из-за большего количества стыков.
По сложности обслуживания
Рамные прессы сложнее в обслуживании: рамы нужно снимать для разгрузки осадка, ткань менять чаще. Камерные прессы более удобны — осадок выпадает сам при раздвижении плит.
По стоимости
Рамные прессы обычно дешевле камерных, так как конструкция проще и требует меньше материала.
Когда выбирают рамный:

• Нужна фильтрация жидкостей с небольшим содержанием твёрдых частиц
• Важна низкая стоимость оборудования
• Осадок нужно извлекать для дальнейшего использования
• Требуется тонкая фильтрация (например, осветление жидкостей)

Когда выбирают камерный:

• Нужна высокая производительность
• Важна автоматизация процесса
• Осадок должен выгружаться автоматически
• Требуется минимальное участие оператора

Рамные фильтр-прессы — универсальное оборудование. Их используют в самых разных отраслях.
Пищевая промышленность
Одно из самых массовых применений. Рамные фильтр-прессы используют для осветления и стерилизации вин, пива, соков, масел. Они позволяют добиться высокой прозрачности и чистоты напитков. В виноделии рамные прессы особенно популярны — они бережно фильтруют вино, не нарушая его вкусовых качеств.
Химическая промышленность
Здесь рамные прессы применяют для фильтрации химических суспензий, очистки растворов от примесей, выделения целевых продуктов.
Фармацевтика
В производстве лекарств рамные фильтр-прессы используют для стерилизации и очистки растворов. Важно, что они позволяют работать с жидкостями, охлаждение которых недопустимо из-за риска выпадения кристаллов.
Производство масел
Рамные прессы применяют для фильтрации трансформаторных, смазочных и пищевых масел.
Очистка воды
Рамные прессы используют для доочистки воды, удаления мелких взвесей, водорослей и других примесей.
Лабораторные и пилотные установки
Благодаря простоте конструкции рамные прессы часто используют в лабораториях для отработки технологий фильтрации.

У рамных фильтр-прессов есть несколько сильных сторон.
Простота конструкции
Меньше сложных узлов — меньше поломок. Рамный пресс проще в ремонте и обслуживании.
Низкая стоимость
Рамные прессы дешевле камерных и тем более мембранных. Это важно, если бюджет ограничен.
Универсальность
Рамные прессы работают с широким спектром жидкостей — от воды до вязких масел.
Возможность тонкой фильтрации
Рамные прессы позволяют добиваться высокой степени очистки, задерживая частицы размером до нескольких микрон.
Гибкость
Можно легко менять количество рам и плит, регулируя производительность. Можно использовать разные типы ткани под разные задачи.
Доступность расходников
Фильтровальная ткань для рамных прессов — стандартный материал, который легко найти на рынке.

Но у рамных прессов есть и слабые места.
Ручная разгрузка
Осадок нужно извлекать из рам вручную. Это трудоёмко и увеличивает время цикла.
Меньшая производительность
Из-за ручной разгрузки и ограниченного объёма камер рамные прессы уступают камерным по производительности.
Больше расход ткани
Ткань в рамных прессах меняется чаще, так как она больше изнашивается при ручной разгрузке.
Сложнее автоматизация
Рамные прессы сложнее автоматизировать. Большинство из них работают с участием оператора.
Ограничения по давлению
Рамные прессы обычно работают при более низком давлении, чем камерные. Это ограничивает их применение для труднофильтруемых осадков.

Если вы решили, что рамный фильтр-пресс подходит для вашей задачи, обратите внимание на несколько параметров.
Размер плит и рам
От этого зависит площадь фильтрации и производительность. Стандартные размеры: от 200×200 мм до 1000×1000 мм и более.
Количество рам
Чем больше рам, тем больше камер и тем выше производительность. Но увеличивается и время на сборку-разборку.
Материал плит и рам
Для пищевых производств нужна нержавеющая сталь. Для химических — полипропилен или специальные коррозионностойкие материалы. Для простых задач подходит чугун или сталь с покрытием.
Тип зажимного устройства
Ручное — для малых объёмов и лабораторий. Механическое или гидравлическое — для промышленных применений.
Рабочее давление
Убедитесь, что пресс выдерживает необходимое давление для вашей суспензии.
Совместимость с вашей жидкостью
Проверьте, что материалы пресса устойчивы к вашей среде (кислотность, температура, агрессивность).

Отдельно стоит сказать о применении рамных прессов в пищевой отрасли. Здесь к оборудованию предъявляются особые требования.
Гигиеничность
Все материалы, контактирующие с продуктом, должны быть пищевыми. Обычно используют нержавеющую сталь AISI 304 или AISI 316.
Лёгкость очистки
Пресс должен легко разбираться и очищаться от остатков продукта. Это важно для предотвращения бактериального заражения.
Тонкая фильтрация
В виноделии и пивоварении важна высокая степень очистки — до полной прозрачности напитка. Рамные прессы с правильной тканью дают такой результат.
Бережное обращение
При фильтрации вина или сока важно не нарушить их вкусовые качества. Рамные прессы работают при относительно низком давлении, что позволяет сохранить органолептику продукта.

Обслуживание рамного пресса требует внимания и регулярности.
После каждого цикла:

• Разобрать пакет
• Извлечь осадок из рам
• Очистить плиты и рамы от остатков
• Осмотреть ткань на повреждения

Ежедневно:

• Проверять состояние уплотнений
• Контролировать давление в системе
• Осматривать каналы на забивание

Еженедельно:

• Полная очистка всех элементов
• Проверка состояния ткани
• Смазка подвижных частей

По графику:

• Замена фильтровальной ткани (зависит от интенсивности использования)
• Замена изношенных уплотнений
• Ревизия зажимного механизма

Важно: рамные прессы требуют больше ручного труда, чем камерные. Но при правильном обслуживании они служат десятилетиями.

Рамный фильтр-пресс — это классика фильтрационного оборудования. Простая конструкция, доступная цена и универсальность делают его хорошим выбором для многих производств.
Он не такой производительный и автоматизированный, как камерный или мембранный. Но для задач, где нужна тонкая фильтрация жидкостей с небольшим содержанием твёрдых частиц, рамный пресс остаётся незаменимым.
Главные выводы:

• Рамный пресс состоит из чередующихся плит и рам, между которыми зажата фильтровальная ткань.
• Камера для осадка образована пустотелой рамкой.
• Он проще и дешевле камерного, но требует больше ручного труда.
• Широко применяется в пищевой, химической, фармацевтической промышленности.
• Отлично подходит для тонкой фильтрации вин, соков, масел и других жидкостей.