Le centrifughe si classificano in centrifughe industriali e centrifughe da laboratorio.
GlanLab sviluppa, produce e vende principalmente centrifughe da laboratorio. Molti clienti vengono a consultarci sulla centrifuga industriale. Sulla base di anni di profonda coltivazione nel campo delle centrifughe, diamo una breve introduzione sulla centrifuga industriale.
1. Cos'è la centrifuga da laboratorio?
La centrifugazione è una procedura di laboratorio di base che utilizza una centrifuga per separare i componenti di una miscela complessa.
Centrifugando i campioni sperimentali a velocità estremamente elevate, i componenti della miscela vengono influenzati dalla forza centrifuga, provocando l'allontanamento delle particelle più dense dall'asse e lo spostamento delle particelle meno dense verso l'asse.
Queste particelle si depositano sul fondo della provetta, formando il cosiddetto precipitato, in modo che il campione separato, o il liquido residuo chiamato surnatante, possa essere utilizzato per ulteriori elaborazioni o analisi.
2.Che cos'è la centrifuga industriale?
Una centrifuga industriale è una macchina di separazione che utilizza la forza centrifuga per separare i solidi dai liquidi.
Una centrifuga esercita una forza centrifuga migliaia di volte maggiore della forza di gravità. Questa forza fa sì che il solido si separi istantaneamente dal liquido. Inoltre può separare anche fluidi nel caso di liquidi immiscibili di diversa densità. Si può pensare alla centrifuga industriale come a una versione ingrandita di una centrifuga da laboratorio, ma su scala più ampia con un design a flusso continuo. Ciò significa che i solidi e i liquidi vengono costantemente separati e lasciano la centrifuga.
2.1. Tipologie di centrifughe industriali
Le centrifughe industriali si dividono in due categorie principali: filtrazione e sedimentazione.
UN. il tipo di filtrazione centrifuga
I media porosi consentono al fluido di lasciare lo schermo trattenendo i solidi in una centrifuga con filtro. Il liquido separato si raccoglie nel vaglio e viene drenato. Per le centrifughe con filtro sono sufficienti velocità di rotazione relativamente basse (basse forze centrifughe). Sono adatti per separare grandi volumi di solidi grossolani da liquidi. Un esempio è la separazione degli zuccheri cristallini dagli sciroppi o dei precipitati chimici dai surnatanti. Esistono vari meccanismi per raccogliere i solidi separati. Alcuni di questi metodi sono descritti nelle sezioni seguenti. Esistono diverse centrifughe con filtro. Le centrifughe peel-off sono dotate di supporti in tessuto che l'utente 'pela' con i solidi.
B. centrifuga decantatrice
Le centrifughe decanter non utilizzano filtri o supporti a flusso continuo o perforati. Questa centrifuga utilizza un tamburo solido, noto anche come 'centrifuga a tamburo solido'. La forza centrifuga fa sì che i solidi più densi si raccolgano lungo la parete del tamburo. Il liquido più leggero si separa così dal solido. Un passaggio del liquido consente al fluido separato di uscire dal tamburo.
La stessa forza centrifuga comporterà anche una diversa sedimentazione dei due liquidi immiscibili. In questo caso la centrifuga separa tutte e tre le fasi, liquida, liquida e solida. Questo tipo di separatore è chiamato centrifuga trifase. Le centrifughe a tamburo solido sono ulteriormente suddivise in due tipi, ovvero centrifughe decanter e centrifughe a dischi.
2.2. Differenza tra filtrazione e centrifuga decanter
2.2.1 Progettazione del tamburo
La differenza principale tra una centrifuga con filtro e una centrifuga decanter è il design del tamburo. Le centrifughe con filtro sono dotate di uno schermo passante che consente il passaggio dei liquidi e trattiene i solidi. Una centrifuga decanter è dotata di uno schermo per solidi che separa i solidi dai liquidi utilizzando la sedimentazione differenziale.
2.2.2 Efficienza di separazione
L'efficienza granulometrica delle centrifughe industriali varia a seconda del modello della centrifuga e di altri parametri operativi come portata, viscosità del fluido, forza centrifuga, ecc. Il mezzo o la dimensione delle maglie in una centrifuga con filtro definisce l'efficienza granulometrica. Pertanto, le centrifughe filtranti separano le particelle che sono più grandi della dimensione dei fori nella parete della vasca o nel vaglio. Questa capacità di separazione limita l'applicazione delle centrifughe filtranti a una dimensione preimpostata di materiale vaglio o dimensione della maglia. Tuttavia, le centrifughe decanter utilizzano la forza centrifuga per separare. La bobina spinge tutti i solidi separati fuori dalla vasca della centrifuga, indipendentemente dalle dimensioni. Pertanto, un tamburo per solidi o una centrifuga decanter può separare un'ampia gamma di dimensioni delle particelle dai liquidi. In generale, le centrifughe decanter hanno un'efficienza granulometrica maggiore rispetto alle centrifughe con filtro.
2.2.3 Gravità o forza centrifuga
Le centrifughe decanter utilizzano la differenza tra il peso specifico di solidi e liquidi per influenzare la separazione. Pertanto, queste centrifughe esercitano un'elevata forza centrifuga (RCF) per una separazione efficiente. Le centrifughe con filtro richiedono forze g inferiori per spingere il liquido attraverso i fori della tazza. Tipicamente una centrifuga decanter ha una forza centrifuga compresa tra 3.000 G e 10.000 G, mentre una centrifuga con filtro ha una forza centrifuga inferiore a 2.000 G.
2.2.4 Estrazione di solidi isolati
Una centrifuga decanter scarica continuamente i solidi separati durante il processo di sedimentazione. Un vortice rotante (coclea) all'interno della vasca spinge fuori i solidi separati. Il filtro centrifugo accumula i solidi separati, che vengono periodicamente raschiati dalla rete dal raschiatore.
2.2.5 Scarico del liquido di separazione
Il vaglio di flusso del filtro centrifugo consente al liquido di fuoriuscire dal vaglio. Il fluido separato viene drenato dal recipiente della centrifuga per gravità. Il fluido separato in una centrifuga decanter gira ad alta velocità. Una pompa integrata converte l'energia di rotazione in pressione, sotto la quale viene espulso il liquido separato.
2.2.6 Supporti rimovibili
Come suggerisce il nome, le centrifughe filtranti utilizzano generalmente mezzi filtranti sostituibili. Questo cambiamento dei media aumenta i costi di manodopera e materiali. Una centrifuga decanter a rete per solidi utilizza la gravità amplificata per separare i liquidi dai solidi. Questo tipo di centrifuga non richiede cambi di materiale, con conseguente risparmio di tempo e costi.
2.3 Progettazione della centrifuga
Le centrifughe decanter e le centrifughe con filtro sono essenzialmente diverse nel design. Di seguito sono riportate le differenze principali tra queste centrifughe.
2.3.1 Parti mobili
Le parti mobili in questa sezione si riferiscono a quelle all'interno della centrifuga. Il vaglio rotante è una parte mobile standard di tutte le centrifughe. Le centrifughe a filtro sono generalmente dotate di raschiatori o lame articolati che raschiano periodicamente i solidi separati dalla superficie interna della vasca. I solidi raschiati cadono poi fuori dalla rete per gravità. Il vortice rotante all'interno della vasca di decantazione della centrifuga spinge fuori i solidi separati. Questa espulsione di solidi è un processo continuo in cui i solidi vengono espulsi dal nastro rotante a causa della forza centrifuga.
2.3. 2 Struttura della rete
Una centrifuga con filtro ha una rete con fori per separare il liquido dai solidi e far passare il liquido separato. La dimensione di queste perforazioni determina la dimensione delle particelle separate. Una centrifuga decanter ha una rete solida; quindi, è anche conosciuta come centrifuga a rete solida. L'assenza di perforazioni rende la centrifuga a rete solida più resistente e dura più a lungo.
2.3.3 Protezione dall'erosione
Alcune aree della tazza della centrifuga sono suscettibili all'erosione a causa del contatto con particelle abrasive in movimento. L'applicazione di un rivestimento anticorrosivo è fondamentale per la durata della centrifuga. Le particelle solide che passano attraverso la rete in una centrifuga filtrante consumano i pori, espandendo le loro dimensioni nel tempo. La protezione dall’erosione di questi pori non è sempre fattibile. I raschiatori o gli aratri per solidi nelle centrifughe con filtro sono soggetti a usura. Il rivestimento superficiale duro sulle lame dell'aratro garantisce resistenza all'usura. Il vortice rotante nella vasca della centrifuga di decantazione spinge fuori i solidi. Le filettature della spirale sono costantemente in contatto con i solidi e sono soggette ad usura erosiva. L'applicazione di materiali resistenti alla corrosione come il carburo di tungsteno protegge le palette di scorrimento dall'usura.
