Centrifúgy sa delia na priemyselné centrifúgy a laboratórne centrifúgy.
GlanLab len vyvíja, vyrába a predáva laboratórne centrifúgy. Mnoho zákazníkov k nám prichádza konzultovať priemyselnú odstredivku. Na základe rokov hlbokej kultivácie v oblasti odstrediviek, dovoľte nám stručne predstaviť priemyselnú odstredivku.
1. Čo je to laboratórna centrifúga?
Centrifugácia je základný laboratórny postup, ktorý využíva centrifúgu na oddelenie zložiek komplexnej zmesi.
Odstreďovaním experimentálnych vzoriek pri extrémne vysokých rýchlostiach sú zložky v zmesi ovplyvnené odstredivou silou, čo spôsobuje, že hustejšie častice sa pohybujú preč od osi a častice s menšou hustotou sa pohybujú smerom k osi.
Tieto častice sa usadzujú na dne skúmavky a vytvárajú takzvanú zrazeninu, takže oddelená vzorka alebo zvyšková kvapalina nazývaná supernatant sa môže použiť na ďalšie spracovanie alebo analýzu.
2.Čo je priemyselná odstredivka?
Priemyselná odstredivka je separačný stroj, ktorý využíva odstredivú silu na oddelenie pevných látok od kvapalín.
Centrifúga vyvíja odstredivú silu tisíckrát väčšiu ako gravitačná sila. Táto sila spôsobí, že sa pevná látka okamžite oddelí od kvapaliny. Okrem toho môže tiež oddeľovať tekutiny v prípade nemiešateľných kvapalín rôznych hustôt. Priemyselnú odstredivku si môžete predstaviť ako zväčšenú verziu laboratórnej odstredivky, ale vo väčšom meradle s prietokovým dizajnom. To znamená, že pevné látky a kvapaliny sa neustále oddeľujú a opúšťajú odstredivku.
2.1. Typy priemyselných odstrediviek
Priemyselné odstredivky spadajú do dvoch hlavných kategórií: filtrácia a sedimentácia.
a. odstredivka filtračného typu
Porézne médium umožňuje tekutine opustiť sito a zároveň zadržiava pevné látky vo filtračnej odstredivke. Oddelená kvapalina sa zhromažďuje v sitku a odteká. Pre filtračné odstredivky postačujú relatívne nízke otáčky (malé odstredivé sily). Sú vhodné na oddeľovanie veľkých objemov hrubých pevných látok od kvapalín. Príkladom je separácia kryštalických cukrov zo sirupov alebo chemických zrazenín zo supernatantov. Existujú rôzne mechanizmy na zber oddelených pevných látok. Niektoré z týchto metód sú opísané v nasledujúcich častiach. Existujú rôzne filtračné odstredivky. Peel-off centrifúgy majú látkové médiá, ktoré užívateľ 'lúpe' s pevnými látkami.
b. dekantačná odstredivka
Dekantačné odstredivky nepoužívajú prietokové alebo perforované sitá alebo médiá. Táto odstredivka používa pevný bubon, tiež známy ako 'odstredivka s pevným bubnom'. Odstredivá sila spôsobuje, že sa pozdĺž steny bubna zhromažďujú hustejšie pevné látky. Ľahšia kvapalina sa tak oddelí od pevnej látky. Priechod kvapaliny umožňuje oddelenej kvapaline opustiť bubon.
Rovnaká odstredivá sila bude mať za následok aj rozdielne usadzovanie dvoch nemiešateľných kvapalín. V tomto prípade odstredivka oddeľuje všetky tri fázy, kvapalnú, kvapalnú a pevnú. Tento typ separátora sa nazýva trojfázová odstredivka. Odstredivky s pevným bubnom sa ďalej delia na dva typy, a to dekantačné odstredivky a kotúčové odstredivky.
2.2. Rozdiel medzi filtráciou a dekantačnou odstredivkou
2.2.1 Dizajn bubna
Hlavným rozdielom medzi filtračnou odstredivkou a dekantačnou odstredivkou je konštrukcia bubna. Filtračné odstredivky majú prechodové sito, ktoré umožňuje priechod kvapalín a zadržiava pevné látky. Usadzovacia odstredivka má sito na pevné látky, ktoré oddeľuje pevné látky od kvapalín pomocou diferenciálneho usadzovania.
2.2.2 Účinnosť separácie
Účinnosť veľkosti častíc priemyselných centrifúg sa mení v závislosti od konštrukcie centrifúgy a ďalších prevádzkových parametrov, ako je prietok, viskozita tekutiny, odstredivá sila atď. Médium alebo veľkosť ôk vo filtračnej centrifúge definuje účinnosť veľkosti častíc. Filtračné odstredivky teda oddeľujú častice, ktoré sú väčšie ako veľkosť perforácií v stene nádoby alebo sita. Táto separačná schopnosť obmedzuje použitie filtračných odstrediviek na vopred nastavenú veľkosť sitového média alebo veľkosť sita. Avšak dekantačné odstredivky využívajú na oddelenie odstredivú silu. Cievka vytlačí všetky oddelené pevné látky z misky odstredivky bez ohľadu na veľkosť. Bubon na tuhé látky alebo dekantačná odstredivka preto môže oddeliť širokú škálu veľkostí častíc od kvapalín. Vo všeobecnosti majú dekantačné odstredivky vyššiu účinnosť veľkosti častíc ako filtračné odstredivky.
2.2.3 Gravitácia alebo odstredivá sila
Dekantérové odstredivky využívajú rozdiel medzi špecifickou hmotnosťou pevných látok a kvapalín na ovplyvnenie separácie. Preto tieto odstredivky vyvíjajú vysokú odstredivú silu (RCF) na efektívnu separáciu. Filtračné odstredivky vyžadujú nižšie g-sily na pretlačenie kvapaliny cez otvory misy. Typicky má dekantačná odstredivka odstredivú silu od 3 000 Gs do 10 000 Gs, zatiaľ čo filtračná odstredivka má odstredivú silu menšiu ako 2 000 Gs.
2.2.4 Extrakcia izolovaných pevných látok
Usadzovacia odstredivka nepretržite odvádza oddelené pevné látky počas procesu usadzovania. Rotujúci vír (šnek) v miske vytláča oddelené pevné látky von. Filtračná odstredivka hromadí oddelené pevné látky, ktoré sú pravidelne zoškrabávané zo sita škrabkou.
2.2.5 Vypúšťanie separačnej kvapaliny
Prietokové sito filtračnej odstredivky umožňuje kvapaline vytekať zo sita. Oddelená kvapalina sa odvádza z nádoby odstredivky gravitačne. Oddelená kvapalina v dekantačnej odstredivke sa otáča vysokou rýchlosťou. Zabudované čerpadlo premieňa rotačnú energiu na tlak, pod ktorým je oddelená kvapalina vytlačená.
2.2.6 Vymeniteľné médiá
Ako už názov napovedá, filtračné centrifúgy zvyčajne používajú vymeniteľné filtračné médiá. Táto zmena médií zvyšuje náklady na prácu a materiál. Čistá dekantačná odstredivka používa zosilnenú gravitáciu na oddelenie kvapalín od pevných látok. Tento typ odstredivky nevyžaduje výmenu média, čo šetrí náklady a čas.
2.3 Návrh centrifúgy
Dekantačné odstredivky a filtračné odstredivky sa v podstate líšia v dizajne. Nižšie sú uvedené kľúčové rozdiely medzi týmito centrifúgami.
2.3.1 Pohyblivé časti
Pohyblivé časti v tejto časti sa týkajú častí vo vnútri odstredivky. Otočné sito je štandardnou pohyblivou súčasťou všetkých odstrediviek. Odstredivky filtračného typu majú typicky kĺbové škrabky alebo lopatky, ktoré periodicky zoškrabujú oddelené pevné látky z vnútorného povrchu misky. Zoškrabané pevné látky potom vypadnú zo siete gravitáciou. Rotujúci vír v usadzovacej miske odstredivky vytláča oddelené pevné látky von. Toto vyvrhovanie pevných látok je kontinuálny proces, pri ktorom sú tuhé látky vyvrhované z rotujúceho pásu v dôsledku odstredivej sily.
2.3. 2 Štruktúra siete
Filtračná odstredivka má sito s otvormi na oddelenie kvapaliny od pevných látok a na prechod oddelenej kvapaliny. Veľkosť týchto perforácií určuje veľkosť separovaných častíc. Usadzovacia odstredivka má pevnú sieť; preto je tiež známa ako odstredivka s pevným sitom. Vďaka absencii perforácií je odstredivka s pevnými sieťkami odolnejšia a vydrží dlhšie.
2.3.3 Ochrana proti erózii
Určité oblasti nádoby odstredivky sú náchylné na eróziu v dôsledku kontaktu s pohyblivými abrazívnymi časticami. Aplikácia antikorózneho povlaku je rozhodujúca pre životnosť odstredivky. Pevné častice prechádzajúce cez sito vo filtračnej odstredivke opotrebúvajú póry a časom zväčšujú svoju veľkosť. Ochrana týchto pórov proti erózii nie je vždy možná. Škrabky pevných látok alebo pluhy vo filtračných odstredivkách sú náchylné na opotrebovanie. Tvrdá povrchová vrstva na radlicách pluhu zaisťuje odolnosť proti opotrebovaniu. Rotujúci vír v miske usadzovacej odstredivky vytláča pevné látky von. Zvitkové nite sú neustále v kontakte s pevnými látkami a podliehajú erozívnemu opotrebovaniu. Použitie materiálov odolných voči korózii, ako je karbid volfrámu, chráni špirálové lopatky pred opotrebovaním.
