Zentrifugen werden in Industriezentrifugen und Laborzentrifugen eingeteilt.
GlanLab entwickelt, produziert und vertreibt hauptsächlich Laborzentrifugen. Viele Kunden kommen zu uns, um sich im Bereich Industriezentrifuge beraten zu lassen. Lassen Sie uns auf der Grundlage jahrelanger intensiver Forschung auf dem Gebiet der Zentrifugen eine kurze Einführung in die Industriezentrifuge geben.
1. Was ist die Laborzentrifuge?
Zentrifugation ist ein grundlegendes Laborverfahren, bei dem eine Zentrifuge verwendet wird, um die Komponenten einer komplexen Mischung zu trennen.
Durch das Zentrifugieren von Versuchsproben bei extrem hohen Geschwindigkeiten werden die Komponenten in der Mischung durch die Zentrifugalkraft beeinflusst, wodurch sich dichtere Partikel von der Achse weg und weniger dichte Partikel in Richtung der Achse bewegen.
Diese Partikel setzen sich am Boden des Röhrchens ab und bilden einen sogenannten Niederschlag, so dass die abgetrennte Probe bzw. Restflüssigkeit, Überstand genannt, für die weitere Verarbeitung oder Analyse verwendet werden kann.
2.Was ist die Industriezentrifuge?
Eine Industriezentrifuge ist eine Trennmaschine, die die Zentrifugalkraft nutzt, um Feststoffe von Flüssigkeiten zu trennen.
Eine Zentrifuge übt eine Zentrifugalkraft aus, die tausendmal größer ist als die Schwerkraft. Diese Kraft bewirkt, dass sich der Feststoff sofort von der Flüssigkeit trennt. Darüber hinaus kann es auch bei nicht mischbaren Flüssigkeiten unterschiedlicher Dichte Flüssigkeiten trennen. Man kann sich die Industriezentrifuge als eine vergrößerte Version einer Laborzentrifuge vorstellen, allerdings in größerem Maßstab und mit Durchflussdesign. Dies bedeutet, dass die Feststoffe und Flüssigkeiten ständig getrennt werden und die Zentrifuge verlassen.
2.1. Arten von Industriezentrifugen
Industriezentrifugen lassen sich in zwei Hauptkategorien einteilen: Filtration und Sedimentation.
A. die Filtrationszentrifuge
Durch poröse Medien kann Flüssigkeit das Sieb verlassen, während Feststoffe in einer Filterzentrifuge zurückgehalten werden. Die abgeschiedene Flüssigkeit sammelt sich im Sieb und läuft ab. Für Filterzentrifugen genügen relativ niedrige Drehzahlen (geringe Zentrifugalkräfte). Sie eignen sich zur Trennung großer Mengen grober Feststoffe aus Flüssigkeiten. Ein Beispiel ist die Abtrennung kristalliner Zucker aus Sirupen oder chemischer Niederschläge aus Überständen. Es gibt verschiedene Mechanismen, um die abgeschiedenen Feststoffe aufzufangen. Einige dieser Methoden werden in den folgenden Abschnitten beschrieben. Es gibt verschiedene Filterzentrifugen. Peel-off-Zentrifugen verfügen über Stoffmedien, die der Benutzer mit Feststoffen „schält“.
B. Dekanterzentrifuge
Dekanterzentrifugen verwenden keine Durchfluss- oder perforierten Siebe oder Medien. Diese Zentrifuge verwendet eine Volltrommel, auch bekannt als „Volltrommelzentrifuge“. Durch die Zentrifugalkraft sammeln sich dichtere Feststoffe an der Trommelwand an. Dadurch trennt sich die leichtere Flüssigkeit vom Feststoff. Ein Flüssigkeitskanal ermöglicht den Austritt der abgetrennten Flüssigkeit aus der Trommel.
Die gleiche Zentrifugalkraft führt auch zu einem unterschiedlichen Absetzen der beiden nicht mischbaren Flüssigkeiten. In diesem Fall trennt die Zentrifuge alle drei Phasen, flüssig, flüssig und fest. Diese Art von Separator wird als Dreiphasenzentrifuge bezeichnet. Volltrommelzentrifugen werden weiter in zwei Typen unterteilt, nämlich Dekanterzentrifugen und Scheibenzentrifugen.
2.2. Unterschied zwischen Filtration und Dekanterzentrifuge
2.2.1 Trommeldesign
Der Hauptunterschied zwischen einer Filterzentrifuge und einer Dekanterzentrifuge besteht in der Trommelkonstruktion. Filterzentrifugen verfügen über ein Durchlaufsieb, das Flüssigkeiten durchlässt und Feststoffe zurückhält. Eine Dekanterzentrifuge verfügt über ein Feststoffsieb, das durch Differenzialabscheidung Feststoffe von Flüssigkeiten trennt.
2.2.2 Abscheidegrad
Die Partikelgrößeneffizienz von Industriezentrifugen variiert je nach Zentrifugendesign und anderen Betriebsparametern wie Durchflussrate, Flüssigkeitsviskosität, Zentrifugalkraft usw. Die Medien- oder Maschengröße in einer Filterzentrifuge definiert die Partikelgrößeneffizienz. So scheiden Filterzentrifugen Partikel ab, die größer sind als die Perforationen in der Trommelwand oder im Sieb. Diese Trennfähigkeit begrenzt den Einsatz von Filterzentrifugen auf eine voreingestellte Siebmediengröße oder Maschenweite. Dekanterzentrifugen nutzen jedoch die Zentrifugalkraft zur Trennung. Die Spule schiebt alle abgetrennten Feststoffe unabhängig von ihrer Größe aus dem Zentrifugenbehälter. Daher kann eine Feststofftrommel- oder Dekanterzentrifuge ein breites Spektrum an Partikelgrößen aus Flüssigkeiten trennen. Im Allgemeinen haben Dekanterzentrifugen eine höhere Partikelgrößeneffizienz als Filterzentrifugen.
2.2.3 Schwerkraft oder Zentrifugalkraft
Dekanterzentrifugen nutzen den Unterschied zwischen dem spezifischen Gewicht von Feststoffen und Flüssigkeiten, um die Trennung zu beeinflussen. Daher üben diese Zentrifugen eine hohe Zentrifugalkraft (RCF) für eine effiziente Trennung aus. Filterzentrifugen erfordern geringere g-Kräfte, um Flüssigkeit durch die Trommellöcher zu drücken. Typischerweise hat eine Dekanterzentrifuge eine Zentrifugalkraft von 3.000 Gs bis 10.000 Gs, während eine Filterzentrifuge eine Zentrifugalkraft von weniger als 2.000 Gs hat.
2.2.4 Extraktion isolierter Feststoffe
Eine Dekanterzentrifuge trägt die abgeschiedenen Feststoffe während des Absetzvorgangs kontinuierlich aus. Ein rotierender Wirbel (Schnecke) in der Schüssel drückt die abgeschiedenen Feststoffe heraus. Die Filterzentrifuge sammelt abgetrennte Feststoffe, die vom Schaber regelmäßig vom Sieb abgeschabt werden.
2.2.5 Ableitung der Trennflüssigkeit
Das Strömungssieb der Filterzentrifuge ermöglicht das Abfließen der Flüssigkeit aus dem Sieb. Die abgetrennte Flüssigkeit wird durch Schwerkraft aus dem Zentrifugengefäß abgelassen. Die abgetrennte Flüssigkeit dreht sich in einer Dekanterzentrifuge mit hoher Geschwindigkeit. Eine eingebaute Pumpe wandelt Rotationsenergie in Druck um, unter dem die abgeschiedene Flüssigkeit ausgestoßen wird.
2.2.6 Wechselmedien
Wie der Name schon sagt, verwenden Filterzentrifugen typischerweise austauschbare Filtermedien. Dieser Medienwechsel erhöht die Arbeits- und Materialkosten. Eine Feststoff-Dekanterzentrifuge nutzt die verstärkte Schwerkraft, um Flüssigkeiten von Feststoffen zu trennen. Dieser Zentrifugentyp erfordert keinen Medienwechsel, was Kosten und Zeit spart.
2.3 Zentrifugendesign
Dekanterzentrifugen und Filterzentrifugen unterscheiden sich grundsätzlich im Aufbau. Im Folgenden sind die wichtigsten Unterschiede zwischen diesen Zentrifugen aufgeführt.
2.3.1 Bewegliche Teile
Bewegliche Teile in diesem Abschnitt beziehen sich auf diejenigen im Inneren der Zentrifuge. Das rotierende Sieb ist ein standardmäßiger beweglicher Teil aller Zentrifugen. Filterzentrifugen verfügen typischerweise über Gelenkschaber oder Klingen, die in regelmäßigen Abständen abgetrennte Feststoffe von der Innenfläche der Trommel abstreifen. Die abgeschabten Feststoffe fallen dann durch die Schwerkraft aus dem Netz. Der rotierende Wirbel in der Absetztrommel der Zentrifuge drückt die abgeschiedenen Feststoffe heraus. Dieser Feststoffauswurf ist ein kontinuierlicher Prozess, bei dem Feststoffe aufgrund der Zentrifugalkraft aus der rotierenden Bahn ausgeschleudert werden.
2.3. 2 Netzwerkstruktur
Eine Filterzentrifuge hat ein Netz mit Löchern, um die Flüssigkeit von den Feststoffen zu trennen und die abgetrennte Flüssigkeit hindurchzuleiten. Die Größe dieser Perforationen bestimmt die Größe der abgeschiedenen Partikel. Eine Dekanterzentrifuge hat ein festes Netz; daher wird sie auch als Vollsiebzentrifuge bezeichnet. Durch das Fehlen von Perforationen ist die Vollmaschenzentrifuge haltbarer und hält länger.
2.3.3 Erosionsschutz
Bestimmte Bereiche des Zentrifugenbehälters sind durch den Kontakt mit sich bewegenden Schleifpartikeln anfällig für Erosion. Das Aufbringen einer Korrosionsschutzbeschichtung ist entscheidend für die Haltbarkeit der Zentrifuge. Feste Partikel, die in einer Filterzentrifuge durch das Sieb gelangen, zermürben die Poren und vergrößern mit der Zeit ihre Größe. Ein Erosionsschutz dieser Poren ist nicht immer möglich. Feststoffabstreifer oder Pflüge in Filterzentrifugen unterliegen einem Verschleiß. Eine harte Oberflächenbeschichtung der Pflugmesser sorgt für Verschleißfestigkeit. Der rotierende Wirbel in der Trommel der Absetzzentrifuge drückt die Feststoffe heraus. Spiralgewinde stehen ständig in Kontakt mit Feststoffen und unterliegen erosivem Verschleiß. Der Einsatz korrosionsbeständiger Materialien wie Wolframcarbid schützt die Scrollschaufeln vor Verschleiß.
