実験用遠心分離機および工業用遠心分離機

遠心分離機は工業用遠心分離機と実験用遠心分離機に分類されます。

GlanLab は主に実験用遠心分離機の開発、製造、販売を行っています。産業用遠心分離機の相談に多くのお客様が来られます。長年にわたる遠心分離機の分野での深耕に基づいて、工業用遠心分離機について簡単に紹介します。

1. 実験用遠心分離機とは何ですか?

遠心分離は、遠心分離機を使用して複雑な混合物の成分を分離する基本的な実験手順です。

実験サンプルを超高速で遠心分離することにより、混合物中の成分は遠心力の影響を受け、密度の高い粒子は軸から遠ざかり、密度の低い粒子は軸に向かって移動します。

これらの粒子はチューブの底に沈んでいわゆる沈殿物を形成し、分離されたサンプル、または上清と呼ばれる残留液体をさらなる処理や分析に使用できます。

2.工業用遠心分離機とは何ですか?

工業用遠心分離機は、遠心力を利用して液体から固体を分離する分離機です。

遠心分離機は重力の数千倍もの遠心力を発揮します。この力により、固体は液体から瞬時に分離されます。さらに、異なる密度の不混和性液体の場合でも、液体を分離することができます。工業用遠心分離機は、実験室用遠心分離機の拡大バージョンと考えることができますが、フロースルー設計によりより大規模になっています。これは、固体と液体が常に分離され、遠心分離機から排出されることを意味します。

2.1.工業用遠心分離機の種類

工業用遠心分離機は、ろ過と沈降という 2 つの主要なカテゴリに分類されます。

ａ．ろ過式遠心分離機

多孔質媒体により、フィルター遠心分離機内に固形物を保持しながら、流体がスクリーンから出ることができます。分離された液体はスクリーンに集まり、排出されます。フィルター遠心分離機の場合は、比較的低い回転速度 (低い遠心力) で十分です。液体から大量の粗い固体を分離するのに適しています。一例としては、シロップからの結晶糖の分離や、上清からの化学沈殿物の分離が挙げられます。分離された固体を収集するにはさまざまなメカニズムがあります。これらの方法のいくつかについては、次のセクションで説明します。フィルター遠心分離機にはさまざまな種類があります。ピールオフ遠心分離機には布媒体が使用されており、ユーザーが固形物を「剥がす」ことができます。

b.デカンタ遠心分離機

デカンタ遠心分離機は、フロースルーまたは穴あきスクリーンや媒体を使用しません。この遠心分離機は「ソリッドドラム遠心分離機」とも呼ばれるソリッドドラムを使用しています。遠心力により、密度の高い固体がドラムの壁に沿って集まります。したがって、より軽い液体が固体から分離されます。液体通路により、分離された液体がドラムから排出されます。

同じ遠心力でも、2 つの非混和液体の沈降は異なります。この場合、遠心分離機は液体、液​​体、固体の 3 つの相すべてを分離します。このタイプの分離機は三相遠心分離機と呼ばれます。ソリッドドラム遠心分離機は、デカンター遠心分離機とディスク遠心分離機の 2 つのタイプにさらに分類されます。

2.2.ろ過遠心分離機とデカンタ遠心分離機の違い

2.2.1 ドラムの設計

フィルター遠心分離機とデカンター遠心分離機の主な違いはドラムの設計です。フィルター遠心分離機には、液体を通過させて固体を保持する通過スクリーンが付いています。デカンタ遠心分離機には、沈降差を利用して液体から固体を分離する固体スクリーンが付いています。

2.2.2 分離効率

工業用遠心分離機の粒径効率は、遠心分離機の設計や、流量、流体粘度、遠心力などのその他の操作パラメータによって異なります。フィルター遠心分離機の媒体またはメッシュ サイズが粒径効率を定義します。したがって、フィルター遠心分離機は、ボウルの壁またはスクリーンの穴のサイズより大きい粒子を分離します。この分離能力により、フィルター遠心分離機の適用がスクリーン媒体の事前設定サイズまたはメッシュ サイズに制限されます。しかし、デカンタ型遠心分離機は遠心力を利用して分離します。スプールは、サイズに関係なく、分離されたすべての固体を遠心分離ボウルから押し出します。したがって、固体ドラムまたはデカンタ遠心分離機は、液体から広範囲の粒子サイズを分離できます。一般に、デカンター遠心分離機はフィルター遠心分離機よりも粒径効率が高くなります。

2.2.3 重力または遠心力

デカンタ遠心分離機は、固体と液体の比重の差を利用して分離に影響を与えます。したがって、これらの遠心分離機は高い遠心力 (RCF) を発揮して効率的に分離します。フィルター遠心分離機は、液体をボウルの穴に押し出すために、より低い重力を必要とします。通常、デカンタ遠心分離機の遠心力は 3,000 G から 10,000 G ですが、フィルター遠心分離の遠心力は 2,000 G 未満です。

2.2.4 単離固体の抽出

デカンタ遠心分離機は、沈降プロセス中に分離された固体を連続的に排出します。ボウル内の回転渦 (オーガー) が、分離された固体を押し出します。フィルター遠心分離機には分離された固形物が蓄積され、スクレーパーによってメッシュから定期的にこすり落とされます。

2.2.5 分離液の排出

フィルター遠心分離機のフロー スクリーンにより、液体がスクリーンから流出します。分離された液体は重力によって遠心分離容器から排出されます。デカンタ型遠心分離機内で分離された液体は高速で回転します。内蔵ポンプにより回転エネルギーを圧力に変換し、分離された液体を排出します。

2.2.6 リムーバブルメディア

名前が示すように、フィルター遠心分離機は通常、交換可能なフィルター媒体を使用します。このメディアの変更により人件費と材料費が増加します。固体ネットデカンター遠心分離機は、増幅された重力を使用して固体から液体を分離します。このタイプの遠心分離機は媒体の交換を必要とせず、コストと時間を節約します。

2.3 遠心分離機の設計

デカンタ遠心分離機とフィルター遠心分離機は、本質的に設計が異なります。これらの遠心分離機の主な違いは次のとおりです。

2.3.1 可動部品

このセクションの可動部品とは、遠心分離機内の可動部品を指します。回転スクリーンは、すべての遠心分離機の標準的な可動部品です。フィルタータイプの遠心分離機には通常、ボウルの内面から分離された固形物を定期的にこすり落とす関節式スクレーパーまたはブレードが付いています。掻き取られた固形物は重力によってネットから落ちます。沈降遠心分離ボウル内の回転渦が、分離された固体を押し出します。この固体の排出は、遠心力により回転ウェブから固体が排出される連続プロセスです。

2.3. 2 ネットワーク構造

フィルター遠心分離機には、液体を固体から分離し、分離された液体を通過させるための穴のあるメッシュが付いています。これらの穴のサイズによって、分離される粒子のサイズが決まります。デカンタ型遠心分離機にはしっかりとしたメッシュが付いています。したがって、ソリッドメッシュ遠心分離機とも呼ばれます。穴がないため、ソリッドメッシュ遠心分離機はより耐久性があり、長持ちします。

2.3.3 侵食防止

遠心分離機のボウルの特定の領域は、移動する研磨粒子との接触により浸食されやすくなります。防食コーティングの適用は、遠心分離機の耐久性にとって非常に重要です。フィルター遠心分離機のメッシュを通過する固体粒子は細孔を摩耗させ、時間の経過とともにそのサイズを拡大します。これらの細孔の浸食保護は常に実現可能であるとは限りません。フィルター遠心分離機の固形物スクレーパーまたはプラウは摩耗しやすいです。プラウブレードの表面硬質コーティングにより耐摩耗性が確保されています。沈降遠心分離機のボウル内の回転渦が固形物を押し出します。スクロール スレッドは常に固体と接触しているため、浸食摩耗の影響を受けます。炭化タングステンなどの耐食性材料の適用により、スクロールベーンが摩耗から保護されます。