Centrifugy se dělí na průmyslové odstředivky a laboratorní odstředivky.
GlanLab právě hlavně vyvíjí, vyrábí a prodává laboratorní centrifugy. Mnoho zákazníků k nám přichází konzultovat průmyslovou odstředivku. Na základě let hluboké kultivace v oblasti odstředivek uveďme stručný úvod o průmyslové odstředivce.
1. Co je to laboratorní centrifuga?
Centrifugace je základní laboratorní postup, který využívá centrifugu k oddělení složek komplexní směsi.
Odstřeďováním experimentálních vzorků při extrémně vysokých rychlostech jsou složky ve směsi ovlivněny odstředivou silou, což způsobuje, že se hustší částice pohybují směrem od osy a částice s nižší hustotou se pohybují směrem k ose.
Tyto částice se usazují na dně zkumavky a tvoří tzv. sraženinu, takže oddělený vzorek nebo zbytková kapalina zvaná supernatant může být použit k dalšímu zpracování nebo analýze.
2.Co je průmyslová odstředivka?
Průmyslová odstředivka je separační stroj, který využívá odstředivou sílu k oddělení pevných látek od kapalin.
Odstředivka působí odstředivou silou tisíckrát větší než gravitační síla. Tato síla způsobí, že se pevná látka okamžitě oddělí od kapaliny. Kromě toho může také separovat tekutiny v případě nemísitelných kapalin různých hustot. Průmyslovou odstředivku si můžete představit jako zvětšenou verzi laboratorní odstředivky, ale ve větším měřítku s průtokovým designem. To znamená, že pevné látky a kapaliny se neustále oddělují a opouštějí odstředivku.
2.1. Typy průmyslových odstředivek
Průmyslové odstředivky spadají do dvou hlavních kategorií: filtrace a sedimentace.
A. odstředivka filtračního typu
Porézní médium umožňuje tekutině opustit síto a přitom zadržovat pevné látky ve filtrační odstředivce. Odloučená kapalina se shromažďuje v sítu a odtéká. U filtračních odstředivek postačují relativně nízké otáčky (nízké odstředivé síly). Jsou vhodné pro oddělování velkých objemů hrubých pevných látek od kapalin. Příkladem je separace krystalických cukrů ze sirupů nebo chemických sraženin ze supernatantů. Existují různé mechanismy pro sběr oddělených pevných látek. Některé z těchto metod jsou popsány v následujících částech. Existuje celá řada filtračních odstředivek. Slupovací odstředivky mají látková média, která uživatel 'slupuje' s pevnými látkami.
b. dekantační odstředivka
Dekantační odstředivky nepoužívají průtoková nebo perforovaná síta nebo média. Tato odstředivka používá pevný buben, známý také jako 'odstředivka s pevným bubnem'. Odstředivá síla způsobuje, že se podél stěny bubnu shromažďují hustší pevné látky. Světlejší kapalina se tak oddělí od pevné látky. Průchod kapaliny umožňuje oddělené kapalině opustit buben.
Stejná odstředivá síla bude mít také za následek rozdílné usazování dvou nemísitelných kapalin. V tomto případě odstředivka oddělí všechny tři fáze, kapalnou, kapalnou a pevnou. Tento typ separátoru se nazývá třífázová odstředivka. Odstředivky s pevným bubnem se dále dělí na dva typy, a to dekantační odstředivky a kotoučové odstředivky.
2.2. Rozdíl mezi filtrací a dekantační odstředivkou
2.2.1 Konstrukce bubnu
Hlavním rozdílem mezi filtrační odstředivkou a dekantační odstředivkou je konstrukce bubnu. Filtrační odstředivky mají průchozí síto, které umožňuje průchod kapalin a zadržuje pevné látky. Usazovací odstředivka má síto pevných látek, které odděluje pevné látky od kapalin pomocí diferenciálního usazování.
2.2.2 Účinnost separace
Účinnost velikosti částic průmyslových odstředivek se liší v závislosti na konstrukci odstředivky a dalších provozních parametrech, jako je rychlost průtoku, viskozita kapaliny, odstředivá síla atd. Účinnost velikosti částic definuje médium nebo velikost ok ve filtrační odstředivce. Filtrační odstředivky tedy oddělují částice, které jsou větší než velikost perforací ve stěně nádoby nebo sítu. Tato separační schopnost omezuje použití filtračních odstředivek na předem nastavenou velikost sítového média nebo velikost ok. Usazovací odstředivky však k oddělení využívají odstředivou sílu. Cívka vytlačuje všechny oddělené pevné látky z nádoby odstředivky bez ohledu na velikost. Buben na pevné látky nebo dekantační odstředivka proto může oddělit širokou škálu velikostí částic od kapalin. Obecně mají dekantační odstředivky vyšší účinnost velikosti částic než filtrační odstředivky.
2.2.3 Gravitace nebo odstředivá síla
Usazovací odstředivky využívají rozdíl mezi měrnou hmotností pevných látek a kapalin k ovlivnění separace. Proto tyto odstředivky vyvíjejí vysokou odstředivou sílu (RCF) pro účinnou separaci. Filtrační odstředivky vyžadují nižší g-síly k protlačení kapaliny skrz otvory v misce. Typicky má dekantační odstředivka odstředivou sílu od 3 000 Gs do 10 000 Gs, zatímco filtrační odstředivka má odstředivou sílu menší než 2 000 Gs.
2.2.4 Extrakce izolovaných pevných látek
Usazovací odstředivka nepřetržitě odvádí oddělené pevné látky během procesu usazování. Rotující vír (šnek) uvnitř mísy vytlačuje oddělené pevné látky ven. Filtrační odstředivka shromažďuje oddělené pevné látky, které jsou pravidelně seškrabávány ze síta škrabkou.
2.2.5 Vypouštění separační kapaliny
Průtokové síto filtrační odstředivky umožňuje vytékání kapaliny ze síta. Oddělená tekutina je z nádoby odstředivky odváděna gravitací. Oddělená tekutina v dekantační odstředivce se otáčí vysokou rychlostí. Vestavěné čerpadlo přeměňuje rotační energii na tlak, pod kterým je odloučená kapalina vytlačována.
2.2.6 Vyměnitelná média
Jak název napovídá, filtrační odstředivky obvykle používají vyměnitelná filtrační média. Tato změna média zvyšuje náklady na práci a materiál. Odstředivka s dekantační sítí pevných látek využívá k oddělení kapalin od pevných látek zesílenou gravitaci. Tento typ odstředivky nevyžaduje výměnu média, což šetří náklady a čas.
2.3 Konstrukce centrifugy
Dekantační odstředivky a filtrační odstředivky se v podstatě liší konstrukcí. Níže jsou uvedeny klíčové rozdíly mezi těmito centrifugami.
2.3.1 Pohyblivé části
Pohyblivé části v této části se týkají částí uvnitř centrifugy. Rotační síto je standardní pohyblivou součástí všech odstředivek. Odstředivky filtračního typu mají typicky kloubové škrabky nebo lopatky, které periodicky seškrabávají oddělené pevné látky z vnitřního povrchu nádoby. Seškrábané pevné látky pak ze sítě vypadnou gravitací. Rotující vír v usazovací nádobě odstředivky vytlačuje oddělené pevné látky ven. Toto vyhazování pevných látek je kontinuální proces, při kterém jsou pevné látky vyhazovány z rotujícího pásu v důsledku odstředivé síly.
2.3. 2 Struktura sítě
Filtrační odstředivka má síto s otvory pro oddělení kapaliny od pevných látek a pro průchod oddělené kapaliny. Velikost těchto perforací určuje velikost separovaných částic. Usazovací odstředivka má pevné síto; proto je také známá jako odstředivka s pevným sítem. Díky žádné perforaci je odstředivka s pevným sítkem odolnější a vydrží déle.
2.3.3 Ochrana proti erozi
Některé oblasti nádoby odstředivky jsou náchylné k erozi v důsledku kontaktu s pohybujícími se abrazivními částicemi. Aplikace antikorozního povlaku je rozhodující pro životnost odstředivky. Pevné částice procházející sítem ve filtrační odstředivce opotřebovávají póry a časem zvětšují jejich velikost. Ochrana těchto pórů proti erozi není vždy proveditelná. Škrabky pevných látek nebo pluhy ve filtračních odstředivkách jsou náchylné k opotřebení. Tvrdý povrchový povlak na radlicích pluhu zajišťuje odolnost proti opotřebení. Rotující vír v misce usazovací odstředivky vytlačuje pevné látky ven. Svitkové závity jsou neustále v kontaktu s pevnými látkami a podléhají erozivnímu opotřebení. Použití korozivzdorných materiálů, jako je karbid wolframu, chrání spirálové lopatky před opotřebením.
