Центрифуги подразделяются на промышленные центрифуги и лабораторные центрифуги.
GlanLab в основном занимается разработкой, производством и продажей лабораторных центрифуг. Многие клиенты приходят к нам за консультацией по промышленной центрифуге. Основываясь на многолетнем опыте в области центрифуг, позвольте нам кратко рассказать о промышленных центрифугах.
1. Что такое лабораторная центрифуга?
Центрифугирование — это основная лабораторная процедура, в которой используется центрифуга для разделения компонентов сложной смеси.
При центрифугировании экспериментальных образцов на чрезвычайно высоких скоростях на компоненты смеси воздействует центробежная сила, заставляя более плотные частицы двигаться от оси, а менее плотные частицы - к оси.
Эти частицы оседают на дно пробирки, образуя так называемый осадок, благодаря чему отделенный образец или остаточная жидкость, называемая надосадочной жидкостью, может быть использована для дальнейшей обработки или анализа.
2.Что такое промышленная центрифуга?
Промышленная центрифуга — это сепарационная машина, которая использует центробежную силу для отделения твердых веществ от жидкостей.
Центрифуга создает центробежную силу, в тысячи раз превышающую силу гравитации. Эта сила заставляет твердое вещество мгновенно отделяться от жидкости. Кроме того, он также может разделять жидкости в случае несмешивающихся жидкостей различной плотности. Вы можете рассматривать промышленную центрифугу как увеличенную версию лабораторной центрифуги, но в более крупном масштабе и с проточной конструкцией. Это означает, что твердые вещества и жидкости постоянно разделяются и покидают центрифугу.
2.1. Типы промышленных центрифуг
Промышленные центрифуги делятся на две основные категории: фильтрация и седиментация.
а. центрифуга типа фильтрации
Пористая среда позволяет жидкости покидать сетку, сохраняя при этом твердые частицы в фильтрующей центрифуге. Отделенная жидкость собирается на сетке и стекает. Для фильтрующих центрифуг достаточны относительно низкие скорости вращения (малые центробежные силы). Они подходят для отделения больших объемов грубых твердых частиц от жидкостей. Примером является отделение кристаллических сахаров из сиропов или химических осадков из надосадочных жидкостей. Существуют различные механизмы для сбора отделенных твердых частиц. Некоторые из этих методов описаны в следующих разделах. Существует множество фильтрующих центрифуг. В центрифугах с отделением используется тканевый носитель, который пользователь «отслаивает» от твердых частиц.
б. декантерная центрифуга
В декантерных центрифугах не используются проточные или перфорированные сита или среда. В этой центрифуге используется твердый барабан, также известный как «центрифуга с твердым барабаном». Центробежная сила заставляет более плотные твердые частицы собираться вдоль стенок барабана. Таким образом, более легкая жидкость отделяется от твердого вещества. Канал для жидкости позволяет отделенной жидкости выходить из барабана.
Одна и та же центробежная сила также приведет к различному осаждению двух несмешивающихся жидкостей. В этом случае центрифуга разделяет все три фазы: жидкую, жидкую и твердую. Этот тип сепаратора называется трехфазной центрифугой. Центрифуги с твердым барабаном подразделяются на два типа: декантерные центрифуги и дисковые центрифуги.
2.2. Разница между фильтрацией и декантерной центрифугой
2.2.1 Конструкция барабана
Основное различие между фильтрующей центрифугой и декантерной центрифугой заключается в конструкции барабана. Фильтрующие центрифуги имеют сквозную сетку, которая пропускает жидкости и задерживает твердые частицы. Декантерная центрифуга имеет сито для твердых частиц, которое отделяет твердые частицы от жидкостей с помощью дифференциального осаждения.
2.2.2 Эффективность разделения
Эффективность размера частиц в промышленных центрифугах варьируется в зависимости от конструкции центрифуги и других рабочих параметров, таких как скорость потока, вязкость жидкости, центробежная сила и т. д. Размер частиц или размер ячеек в фильтрующей центрифуге определяют эффективность размера частиц. Таким образом, фильтрующие центрифуги отделяют частицы, размер которых превышает размер перфорации в стенке барабана или сите. Эта способность разделения ограничивает применение фильтрующих центрифуг заданным размером сита или размером ячейки. Однако декантерные центрифуги для разделения используют центробежную силу. Катушка выталкивает все отделенные твердые частицы из чаши центрифуги, независимо от их размера. Таким образом, барабан для твердых частиц или декантерная центрифуга могут отделять из жидкостей частицы широкого диапазона размеров. В целом декантерные центрифуги имеют более высокую эффективность размера частиц, чем фильтрующие центрифуги.
2.2.3 Гравитация или центробежная сила
Декантерные центрифуги используют разницу между удельным весом твердых веществ и жидкостей для разделения. Таким образом, эти центрифуги обладают высокой центробежной силой (RCF) для эффективного разделения. Центрифугам с фильтром требуется меньшая перегрузка, чтобы протолкнуть жидкость через отверстия чаши. Обычно декантерная центрифуга имеет центробежную силу от 3000 до 10 000 G, тогда как центрифуга с фильтром имеет центробежную силу менее 2000 G.
2.2.4 Экстракция изолированных твердых веществ
Декантерная центрифуга непрерывно выгружает отделенные твердые частицы в процессе отстаивания. Вращающийся вихрь (шнек) внутри чаши выталкивает отделенные твердые частицы наружу. В фильтр-центрифуге накапливаются отделенные твердые частицы, которые периодически соскребаются с сетки скребком.
2.2.5 Слив сепарационной жидкости
Проточная сетка фильтрующей центрифуги позволяет жидкости вытекать из сита. Отделенная жидкость сливается из сосуда центрифуги под действием силы тяжести. Отделенная жидкость в декантерной центрифуге вращается с высокой скоростью. Встроенный насос преобразует энергию вращения в давление, под действием которого отделенная жидкость вытесняется.
2.2.6 Съемные носители
Как следует из названия, в фильтрующих центрифугах обычно используются сменные фильтрующие материалы. Это изменение среды увеличивает трудозатраты и материальные затраты. Декантерная центрифуга с сетчатым фильтром для твердых частиц использует усиленную силу тяжести для отделения жидкостей от твердых веществ. Этот тип центрифуги не требует замены среды, что экономит затраты и время.
2.3 Конструкция центрифуги
Декантерные центрифуги и фильтрующие центрифуги существенно отличаются по конструкции. Ниже приведены ключевые различия между этими центрифугами.
2.3.1 Движущиеся части
К движущимся частям в этом разделе относятся те, которые находятся внутри центрифуги. Вращающееся сито является стандартной движущейся частью всех центрифуг. Центрифуги фильтрующего типа обычно имеют шарнирные скребки или лопасти, которые периодически счищают отделенные твердые частицы с внутренней поверхности чаши. Соскобленные твердые частицы затем выпадают из сетки под действием силы тяжести. Вращающийся вихрь внутри чаши отстойной центрифуги выталкивает отделенные твердые частицы. Выброс твердых частиц представляет собой непрерывный процесс, при котором твердые частицы выбрасываются из вращающегося полотна под действием центробежной силы.
2.3. 2 Структура сети
Фильтр-центрифуга имеет сетку с отверстиями для отделения жидкости от твердых частиц и пропускания отделенной жидкости. Размер этих перфораций определяет размер разделенных частиц. Декантерная центрифуга имеет твердую сетку; следовательно, она также известна как центрифуга с твердой сеткой. Отсутствие перфорации делает центрифугу с твердой сеткой более прочной и долговечной.
2.3.3 Защита от эрозии
Определенные участки чаши центрифуги подвержены эрозии из-за контакта с движущимися абразивными частицами. Нанесение антикоррозионного покрытия имеет решающее значение для долговечности центрифуги. Твердые частицы, проходя через сетку фильтрующей центрифуги, изнашивают поры, со временем увеличивая их размер. Защита этих пор от эрозии не всегда осуществима. Скребки твердых частиц или плуги в фильтрующих центрифугах подвержены износу. Твердое покрытие поверхности лезвий плуга обеспечивает износостойкость. Вращающийся вихрь в чаше отстойной центрифуги выталкивает твердые частицы. Резьба спирали постоянно контактирует с твердыми телами и подвержена эрозионному износу. Применение устойчивых к коррозии материалов, таких как карбид вольфрама, защищает спиральные лопатки от износа.
