A centrifugákat ipari centrifugákra és laboratóriumi centrifugákra osztják.
A GlanLab elsősorban laboratóriumi centrifugákat fejleszt, gyárt és értékesít. Sok ügyfél jön, hogy konzultáljon velünk az ipari centrifugával kapcsolatban. A centrifugák területén folytatott több éves mélyművelés alapján röviden bemutatjuk az ipari centrifugát.
1. Mi az a laboratóriumi centrifuga?
A centrifugálás egy alapvető laboratóriumi eljárás, amely centrifugát használ az összetett keverék összetevőinek elválasztására.
A kísérleti minták rendkívül nagy sebességgel történő centrifugálásakor a keverékben lévő komponensekre centrifugális erő hat, amitől a sűrűbb részecskék eltávolodnak a tengelytől, a kevésbé sűrű részecskék pedig a tengely felé.
Ezek a részecskék leülepednek a cső alján, úgynevezett csapadékot képezve, így a leválasztott minta, vagy a felülúszónak nevezett maradék folyadék felhasználható további feldolgozásra vagy elemzésre.
2.Mi az ipari centrifuga?
Az ipari centrifuga egy olyan elválasztógép, amely centrifugális erőt használ a szilárd anyagok és a folyadékok elkülönítésére.
A centrifuga a gravitációs erőnél több ezerszer nagyobb centrifugális erőt fejt ki. Ez az erő hatására a szilárd anyag azonnal elválik a folyadéktól. Sőt, különböző sűrűségű, nem elegyedő folyadékok esetén is képes a folyadékok szétválasztására. Az ipari centrifugát egy laboratóriumi centrifuga felnagyított változatának tekintheti, de nagyobb léptékben, átfolyós kialakítással. Ez azt jelenti, hogy a szilárd anyagok és a folyadékok folyamatosan elkülönülnek, és elhagyják a centrifugát.
2.1. Az ipari centrifugák típusai
Az ipari centrifugák két fő kategóriába sorolhatók: szűrés és ülepítés.
a. a szűrő típusú centrifuga
A porózus közeg lehetővé teszi, hogy a folyadék elhagyja a szitát, miközben visszatartja a szilárd anyagokat a szűrőcentrifugában. A leválasztott folyadék összegyűlik a szitában és lefolyik. Szűrőcentrifugáknál elegendő a viszonylag kis fordulatszám (kis centrifugális erő). Alkalmasak nagy mennyiségű durva szilárd anyag folyadékoktól való elválasztására. Ilyen például a kristályos cukrok elválasztása a szirupoktól vagy a kémiai csapadékok a felülúszókból. Különféle mechanizmusok léteznek a leválasztott szilárd anyagok összegyűjtésére. E módszerek közül néhányat a következő szakaszok ismertetnek. Különféle szűrőcentrifugák léteznek. A lehúzható centrifugák szövetközeggel rendelkeznek, amelyet a felhasználó szilárd anyagokkal 'lehámoz'.
b. dekantáló centrifuga
A dekantáló centrifugák nem használnak átfolyó vagy perforált szitákat vagy médiát. Ez a centrifuga szilárd dobot használ, más néven 'szilárd dob centrifuga'. A centrifugális erő hatására sűrűbb szilárd anyagok gyűlnek össze a dob fala mentén. A könnyebb folyadék így elválik a szilárdtól. A folyadékcsatorna lehetővé teszi, hogy a leválasztott folyadék kilépjen a dobból.
Ugyanaz a centrifugális erő a két nem elegyedő folyadék eltérő ülepedését is eredményezi. Ebben az esetben a centrifuga elválasztja mindhárom fázist, a folyékony, a folyékony és a szilárd fázist. Az ilyen típusú szeparátort háromfázisú centrifugának nevezik. A szilárd dobos centrifugákat további két típusra osztják, nevezetesen dekantáló centrifugákra és tárcsás centrifugákra.
2.2. Különbség a szűrés és a dekantáló centrifuga között
2.2.1 Dob kialakítása
A fő különbség a szűrőcentrifuga és a dekantáló centrifuga között a dob kialakítása. A szűrőcentrifugák áteresztőszűrővel rendelkeznek, amely lehetővé teszi a folyadékok áthaladását és megtartja a szilárd anyagokat. A dekantáló centrifuga szilárdanyag-szűrővel rendelkezik, amely differenciális ülepítéssel választja el a szilárd anyagokat a folyadékoktól.
2.2.2. Elválasztási hatékonyság
Az ipari centrifugák részecskeméret-hatékonysága a centrifuga kialakításától és egyéb működési paraméterektől, például az áramlási sebességtől, a folyadék viszkozitásától, a centrifugális erőtől, stb. függően változik. A szűrőcentrifugában a közeg vagy a szemcseméret határozza meg a részecskeméret hatékonyságát. Így a szűrőcentrifugák elválasztják a részecskéket, amelyek nagyobbak, mint a tál falán vagy a szitán lévő perforációk mérete. Ez az elválasztási képesség korlátozza a szűrőcentrifugák alkalmazását egy előre beállított szita- vagy hálóméretre. A dekantáló centrifugák azonban centrifugális erőt használnak a szétválasztáshoz. Az orsó az összes leválasztott szilárd anyagot kinyomja a centrifugatálból, mérettől függetlenül. Ezért a szilárdanyag-dob vagy dekantáló centrifuga a részecskeméretek széles skáláját képes elkülöníteni a folyadékoktól. A dekantáló centrifugák általában nagyobb részecskeméret-hatékonysággal rendelkeznek, mint a szűrőcentrifugák.
2.2.3 Gravitációs vagy centrifugális erő
A dekantáló centrifugák a szilárd anyagok és a folyadékok fajsúlya közötti különbséget használják az elválasztás befolyásolására. Ezért ezek a centrifugák nagy centrifugális erőt (RCF) fejtenek ki a hatékony elválasztás érdekében. A szűrőcentrifugák kisebb g-erőket igényelnek, hogy a folyadékot átnyomják a tálak nyílásain. A dekantáló centrifugák centrifugális ereje általában 3000 Gs és 10 000 Gs között van, míg a szűrőcentrifuga centrifugális ereje 2000 Gs-nál kisebb.
2.2.4 Izolált szilárd anyagok kivonása
A dekantáló centrifuga az ülepítési folyamat során folyamatosan üríti ki a leválasztott szilárd anyagokat. A tálban lévő forgó örvény (csiga) kinyomja a leválasztott szilárd anyagokat. A szűrőcentrifuga felhalmozja a leválasztott szilárd anyagokat, amelyeket a kaparó rendszeresen lekapar a hálóról.
2.2.5 Elválasztó folyadék kiürítése
A szűrőcentrifuga áramlási szűrője lehetővé teszi a folyadék kiáramlását a szitán. A leválasztott folyadékot a gravitáció hatására kiürítjük a centrifugatartályból. Az elválasztott folyadék egy dekantáló centrifugában nagy sebességgel forog. A beépített szivattyú a forgási energiát nyomássá alakítja, ami alatt a leválasztott folyadék kiürül.
2.2.6 Cserélhető adathordozók
Ahogy a neve is sugallja, a szűrőcentrifugák általában cserélhető szűrőanyagot használnak. Ez a közegváltás növeli a munkaerő- és anyagköltségeket. A szilárdanyag-hálós dekantáló centrifuga erősített gravitációt használ a folyadékok szilárd anyagoktól való elválasztására. Ez a fajta centrifuga nem igényel közegcserét, így költséget és időt takarít meg.
2.3 Centrifuga kialakítása
A dekantáló centrifugák és a szűrőcentrifugák felépítésükben alapvetően különböznek egymástól. Az alábbiakban bemutatjuk a centrifugák közötti fő különbségeket.
2.3.1 Mozgó alkatrészek
Ebben a részben a mozgó alkatrészek a centrifugában lévőkre vonatkoznak. A forgó szita minden centrifuga szabványos mozgó része. A szűrő típusú centrifugák jellemzően csuklós kaparók vagy pengék vannak, amelyek időszakonként lekaparják a leválasztott szilárd anyagokat a tál belső felületéről. A kikapart szilárd anyagok ezután gravitáció hatására kihullanak a hálóból. Az ülepítő centrifuga edényben lévő forgó örvény kinyomja a leválasztott szilárd anyagokat. Ez a szilárdanyag-kidobás egy folyamatos folyamat, amelyben a szilárd anyagok kilökődnek a forgó szövedékből a centrifugális erő hatására.
2.3. 2 Hálózati felépítés
A szűrőcentrifuga lyukakkal ellátott hálóval rendelkezik, amely elválasztja a folyadékot a szilárd anyagoktól, és átengedi az elválasztott folyadékot. Ezeknek a perforációknak a mérete határozza meg az elválasztott részecskék méretét. A dekantáló centrifuga szilárd hálóval rendelkezik; ezért szilárd hálós centrifugaként is ismert. A perforációk hiánya tartósabbá és hosszabb élettartamúvá teszi a tömör hálós centrifugát.
2.3.3 Erózióvédelem
A centrifugatálca bizonyos részei ki vannak téve az eróziónak a mozgó csiszolószemcsékkel való érintkezés következtében. A korróziógátló bevonat alkalmazása kritikus a centrifuga tartóssága szempontjából. A szűrőcentrifugában a hálón áthaladó szilárd részecskék elhasználják a pórusokat, és idővel kitágulnak. Ezeknek a pórusoknak az erózió elleni védelme nem mindig kivitelezhető. A szűrőcentrifugákban lévő szilárdanyag-kaparók vagy ekék hajlamosak a kopásra. Az ekékések kemény felületű bevonata biztosítja a kopásállóságot. Az ülepítő centrifuga edényében forgó örvény kinyomja a szilárd anyagokat. A tekercses szálak folyamatosan érintkeznek szilárd anyagokkal, és eróziós kopásnak vannak kitéve. A korrózióálló anyagok, például a volfrám-karbid alkalmazása megvédi a görgőket a kopástól.
