Centrifuges worden ingedeeld in industriële centrifuges en laboratoriumcentrifuges.
GlanLab ontwikkelt, produceert en verkoopt voornamelijk laboratoriumcentrifuges. Veel klanten komen ons de industriële centrifuge raadplegen. Laten we, gebaseerd op jarenlange diepgaande teelt op het gebied van centrifuges, een korte introductie geven over de industriële centrifuge.
1. Wat is de laboratoriumcentrifuge?
Centrifugeren is een basislaboratoriumprocedure waarbij een centrifuge wordt gebruikt om de componenten van een complex mengsel te scheiden.
Door experimentele monsters met extreem hoge snelheden te centrifugeren, worden de componenten in het mengsel beïnvloed door de middelpuntvliedende kracht, waardoor deeltjes met een grotere dichtheid van de as weg bewegen en deeltjes met een lagere dichtheid naar de as toe bewegen.
Deze deeltjes bezinken naar de bodem van de buis en vormen een zogenaamd neerslag, zodat het afgescheiden monster, of de resterende vloeistof die supernatant wordt genoemd, kan worden gebruikt voor verdere verwerking of analyse.
2.Wat is de industriële centrifuge?
Een industriële centrifuge is een scheidingsmachine die middelpuntvliedende kracht gebruikt om vaste stoffen van vloeistoffen te scheiden.
Een centrifuge oefent een middelpuntvliedende kracht uit die duizenden malen groter is dan de zwaartekracht. Deze kracht zorgt ervoor dat de vaste stof zich onmiddellijk van de vloeistof scheidt. Bovendien kan het ook vloeistoffen scheiden in het geval van niet-mengbare vloeistoffen met verschillende dichtheden. Je kunt de industriële centrifuge zien als een opgeschaalde versie van een laboratoriumcentrifuge, maar dan op grotere schaal met een doorstroomontwerp. Dit betekent dat de vaste stoffen en vloeistoffen voortdurend worden gescheiden en de centrifuge verlaten.
2.1. Soorten industriële centrifuges
Industriële centrifuges vallen in twee hoofdcategorieën: filtratie en sedimentatie.
A. het filtratietype centrifuge
Poreuze media zorgen ervoor dat vloeistof de zeef kan verlaten terwijl de vaste stoffen in een filtercentrifuge worden vastgehouden. De afgescheiden vloeistof verzamelt zich in de zeef en loopt weg. Voor filtercentrifuges zijn relatief lage toerentallen (lage centrifugaalkrachten) voldoende. Ze zijn geschikt voor het scheiden van grote hoeveelheden grove vaste stoffen uit vloeistoffen. Een voorbeeld is de scheiding van kristallijne suikers uit siropen of chemische neerslagen uit supernatanten. Er zijn verschillende mechanismen om de gescheiden vaste stoffen te verzamelen. Sommige van deze methoden worden in de volgende secties beschreven. Er zijn verschillende filtercentrifuges. Afpelcentrifuges hebben stoffen media die de gebruiker met vaste stoffen 'pelt'.
B. karaf centrifuge
Decanteercentrifuges maken geen gebruik van doorstroom- of geperforeerde zeven of media. Deze centrifuge maakt gebruik van een massieve trommel, ook wel 'solid drum centrifuge' genoemd. De middelpuntvliedende kracht zorgt ervoor dat dichtere vaste stoffen zich langs de trommelwand verzamelen. De lichtere vloeistof scheidt zich dus van de vaste stof. Een vloeistofdoorgang zorgt ervoor dat gescheiden vloeistof de trommel kan verlaten.
Dezelfde middelpuntvliedende kracht zal ook resulteren in een verschillende bezinking van de twee niet-mengbare vloeistoffen. In dit geval scheidt de centrifuge alle drie de fasen, vloeibaar, vloeibaar en vast. Dit type separator wordt een driefasencentrifuge genoemd. Vaste trommelcentrifuges worden verder onderverdeeld in twee typen, namelijk decantercentrifuges en schijfcentrifuges.
2.2. Verschil tussen filtratie en decanteercentrifuge
2.2.1 Trommelontwerp
Het belangrijkste verschil tussen een filtercentrifuge en een decanteercentrifuge is het trommelontwerp. Filtercentrifuges hebben een doorlaatscherm dat vloeistoffen doorlaat en vaste stoffen tegenhoudt. Een decanteercentrifuge heeft een zeef voor vaste stoffen die vaste stoffen van vloeistoffen scheidt met behulp van differentiële bezinking.
2.2.2 Scheidingsefficiëntie
De deeltjesgrootte-efficiëntie van industriële centrifuges varieert afhankelijk van het centrifugeontwerp en andere bedrijfsparameters zoals de stroomsnelheid, vloeistofviscositeit, centrifugaalkracht, enz. De media of maaswijdte in een filtercentrifuge bepaalt de deeltjesgrootte-efficiëntie. Filtercentrifuges scheiden dus deeltjes af die groter zijn dan de grootte van de perforaties in de komwand of zeef. Dit scheidingsvermogen beperkt de toepassing van filtercentrifuges tot een vooraf ingestelde grootte van zeefmedia of maaswijdte. Decanteercentrifuges gebruiken echter middelpuntvliedende kracht om te scheiden. De spoel duwt alle afgescheiden vaste stoffen uit de centrifugekom, ongeacht de grootte. Daarom kan een trommel voor vaste stoffen of een decanteercentrifuge een breed scala aan deeltjesgroottes uit vloeistoffen scheiden. Over het algemeen hebben decanteercentrifuges een hogere deeltjesgrootte-efficiëntie dan filtercentrifuges.
2.2.3 Zwaartekracht of middelpuntvliedende kracht
Decanteercentrifuges gebruiken het verschil tussen het soortelijk gewicht van vaste stoffen en vloeistoffen om de scheiding te beïnvloeden. Daarom oefenen deze centrifuges een hoge centrifugale kracht (RCF) uit voor een efficiënte scheiding. Filtercentrifuges vereisen lagere g-krachten om vloeistof door de komgaten te duwen. Typisch heeft een decantercentrifuge een centrifugaalkracht van 3.000 Gs tot 10.000 Gs, terwijl een filtercentrifuge een centrifugaalkracht heeft van minder dan 2.000 Gs.
2.2.4 Extractie van geïsoleerde vaste stoffen
Een decanteercentrifuge voert tijdens het bezinkingsproces continu de afgescheiden vaste stoffen af. Een roterende vortex (vijzel) in de kom duwt de gescheiden vaste stoffen naar buiten. De filtercentrifuge verzamelt afgescheiden vaste stoffen, die periodiek door de schraper uit het gaas worden geschraapt.
2.2.5 Lozing scheidingsvloeistof
De doorstroomzeef van de filtercentrifuge zorgt ervoor dat de vloeistof uit de zeef kan stromen. De afgescheiden vloeistof wordt door de zwaartekracht uit het centrifugevat afgevoerd. De afgescheiden vloeistof in een decantercentrifuge draait met hoge snelheid. Een ingebouwde pomp zet rotatie-energie om in druk, waaronder de afgescheiden vloeistof wordt verdreven.
2.2.6 Verwijderbare media
Zoals de naam al aangeeft, gebruiken filtercentrifuges doorgaans vervangbare filtermedia. Deze mediaverandering verhoogt de arbeids- en materiaalkosten. Een netto-decanteercentrifuge voor vaste stoffen maakt gebruik van versterkte zwaartekracht om vloeistoffen van vaste stoffen te scheiden. Bij dit type centrifuge zijn geen mediawisselingen nodig, waardoor kosten en tijd worden bespaard.
2.3 Centrifugeontwerp
Decanteercentrifuges en filtercentrifuges zijn qua ontwerp wezenlijk verschillend. Hieronder volgen de belangrijkste verschillen tussen deze centrifuges.
2.3.1 Bewegende delen
Bewegende onderdelen in dit hoofdstuk verwijzen naar de onderdelen in de centrifuge. De roterende zeef is een standaard bewegend onderdeel van alle centrifuges. Centrifuges van het filtertype hebben doorgaans gelede schrapers of bladen die periodiek gescheiden vaste stoffen van het binnenoppervlak van de kom schrapen. De geschraapte vaste stoffen vallen vervolgens door de zwaartekracht uit het net. De roterende vortex in de bezinkingscentrifugekom duwt de afgescheiden vaste stoffen naar buiten. Deze uitwerping van vaste stoffen is een continu proces waarbij vaste stoffen door de centrifugale kracht uit de roterende baan worden uitgestoten.
2.3. 2 Netwerkstructuur
Een filtercentrifuge heeft een gaas met gaten om de vloeistof van de vaste stoffen te scheiden en de afgescheiden vloeistof erdoorheen te leiden. De grootte van deze perforaties bepaalt de grootte van de afgescheiden deeltjes. Een decanteercentrifuge heeft een stevig gaas; daarom staat het ook bekend als een centrifuge met vaste mazen. Omdat er geen perforaties zijn, is de centrifuge met massief gaas duurzamer en gaat hij langer mee.
2.3.3 Erosiebescherming
Bepaalde delen van de centrifugekom zijn gevoelig voor erosie als gevolg van contact met bewegende schurende deeltjes. Het aanbrengen van een anticorrosiecoating is van cruciaal belang voor de duurzaamheid van de centrifuge. Vaste deeltjes die door het gaas in een filtercentrifuge gaan, verslijten de poriën, waardoor ze in de loop van de tijd groter worden. Erosiebescherming van deze poriën is niet altijd haalbaar. Schrapers of ploegen voor vaste stoffen in filtercentrifuges zijn onderhevig aan slijtage. De harde oppervlaktecoating op de ploegbladen zorgt voor slijtvastheid. De roterende vortex in de kom van de bezinkingscentrifuge duwt de vaste stoffen naar buiten. Scrolldraden zijn voortdurend in contact met vaste stoffen en zijn onderhevig aan erosieve slijtage. De toepassing van corrosiebestendige materialen zoals wolfraamcarbide beschermt de scroll-schoepen tegen slijtage.
