Centrifuger klassificeras i industriella centrifuger och laboratoriecentrifuger.
GlanLab utvecklar, tillverkar och säljer bara laboratoriecentrifuger. Många kunder kommer för att konsultera oss den industriella centrifugen. Baserat på år av djupodling inom området centrifuger, låt oss ge en kort introduktion om den industriella centrifugen.
1. Vad är laboratoriecentrifugen?
Centrifugering är ett grundläggande laboratorieförfarande som använder en centrifug för att separera komponenterna i en komplex blandning.
Genom att centrifugera experimentella prover i extremt höga hastigheter påverkas komponenterna i blandningen av centrifugalkraft, vilket gör att tätare partiklar flyttar sig bort från axeln och mindre täta partiklar att röra sig mot axeln.
Dessa partiklar sätter sig på botten av röret och bildar en så kallad fällning, så att det separerade provet, eller kvarvarande vätska som kallas supernatant, kan användas för vidare bearbetning eller analys.
2. Vad är den industriella centrifugen?
En industriell centrifug är en separationsmaskin som använder centrifugalkraft för att separera fasta ämnen från vätskor.
En centrifug utövar en centrifugalkraft som är tusentals gånger större än tyngdkraften. Denna kraft gör att det fasta ämnet separeras omedelbart från vätskan. Dessutom kan den även separera vätskor i fallet med oblandbara vätskor med olika densiteter. Man kan tänka industricentrifugen som en uppskalad version av en laboratoriecentrifug, men i större skala med genomströmningsdesign. Detta innebär att fasta ämnen och vätskor ständigt separeras och lämnar centrifugen.
2.1. Typer av industriella centrifuger
Industriella centrifuger delas in i två huvudkategorier: filtrering och sedimentering.
a. centrifugen av filtreringstyp
Porösa medier tillåter vätska att lämna skärmen samtidigt som fasta ämnen kvarhålls i en filtercentrifug. Den separerade vätskan samlas i silen och rinner av. För filtercentrifuger räcker det med relativt låga rotationshastigheter (låga centrifugalkrafter). De är lämpliga för att separera stora volymer grovt fast material från vätskor. Ett exempel är separationen av kristallint socker från sirap eller kemiska fällningar från supernatanter. Det finns olika mekanismer för att samla upp de separerade fasta ämnena. Några av dessa metoder beskrivs i följande avsnitt. Det finns en mängd olika filtercentrifuger. Peel-off centrifuger har tygmedia som användaren 'skalar' med fasta ämnen.
b. dekanteringscentrifug
Dekantercentrifuger använder inte genomströmnings- eller perforerade siktar eller media. Denna centrifug använder en solid trumma, även känd som 'solid drum centrifuge'. Centrifugalkraft gör att tätare fasta ämnen samlas längs trumväggen. Den lättare vätskan separeras alltså från det fasta. En vätskepassage tillåter separerad vätska att lämna trumman.
Samma centrifugalkraft kommer också att resultera i olika sedimentering av de två oblandbara vätskorna. I detta fall separerar centrifugen alla tre faserna, flytande, flytande och fast. Denna typ av separator kallas en trefascentrifug. Fasta trumcentrifuger är ytterligare uppdelade i två typer, nämligen dekantercentrifuger och skivcentrifuger.
2.2. Skillnad mellan filtrering och dekanteringscentrifug
2.2.1 Trumdesign
Huvudskillnaden mellan en filtercentrifug och en dekantercentrifug är trumdesignen. Filtercentrifuger har en genomgående skärm som gör att vätskor kan passera och håller kvar fasta ämnen. En dekantercentrifug har en sikt för fasta ämnen som separerar fasta ämnen från vätskor med hjälp av differentiell sedimentering.
2.2.2 Separationseffektivitet
Partikelstorlekseffektiviteten för industriella centrifuger varierar beroende på centrifugdesignen och andra driftsparametrar såsom flödeshastighet, vätskeviskositet, centrifugalkraft, etc. Mediet eller maskstorleken i en filtercentrifug definierar partikelstorlekseffektiviteten. Således separerar filtercentrifuger partiklar som är större än storleken på perforeringarna i skålväggen eller silen. Denna separationsförmåga begränsar användningen av filtercentrifuger till en förinställd storlek på silmedia eller maskstorlek. Dekantercentrifuger använder dock centrifugalkraft för att separera. Spolen skjuter ut alla separerade fasta partiklar ur centrifugskålen, oavsett storlek. Därför kan en fat- eller dekanteringscentrifug separera ett brett spektrum av partikelstorlekar från vätskor. I allmänhet har dekantercentrifuger en högre partikelstorlekseffektivitet än filtercentrifuger.
2.2.3 Tyngdkraft eller centrifugalkraft
Dekantercentrifuger använder skillnaden mellan den specifika vikten hos fasta ämnen och vätskor för att påverka separationen. Därför utövar dessa centrifuger en hög centrifugalkraft (RCF) för effektiv separation. Filtercentrifuger kräver lägre g-krafter för att trycka vätska genom skålens hål. Typiskt har en dekanteringscentrifug en centrifugalkraft från 3 000 Gs till 10 000 Gs, medan en filtercentrifug har en centrifugalkraft på mindre än 2 000 Gs.
2.2.4 Extraktion av isolerade fasta ämnen
En dekanteringscentrifug tömmer kontinuerligt ut de separerade fastämnena under sedimenteringsprocessen. En roterande virvel (skruv) i skålen trycker ut de separerade fasta partiklarna. Filtercentrifugen ackumulerar separerade fasta partiklar, som periodiskt skrapas från nätet av skrapan.
2.2.5 Separationsvätskeutsläpp
Filtercentrifugens flödesskärm låter vätskan rinna ut ur skärmen. Den separerade vätskan dräneras från centrifugkärlet genom gravitation. Den separerade vätskan i en dekantercentrifug snurrar med hög hastighet. En inbyggd pump omvandlar rotationsenergi till tryck, under vilket den separerade vätskan drivs ut.
2.2.6 Avtagbara media
Som namnet antyder använder filtercentrifuger vanligtvis utbytbara filtermedia. Denna medieförändring ökar arbets- och materialkostnaderna. En nettodekantercentrifug för fasta ämnen använder förstärkt gravitation för att separera vätskor från fasta ämnen. Denna typ av centrifug kräver inga mediabyten, vilket sparar kostnader och tid.
2.3 Centrifugedesign
Dekantercentrifuger och filtercentrifuger är väsentligt olika i design. Följande är de viktigaste skillnaderna mellan dessa centrifuger.
2.3.1 Rörliga delar
Rörliga delar i detta avsnitt hänvisar till de inuti centrifugen. Den roterande silen är en standard rörlig del av alla centrifuger. Centrifuger av filtertyp har typiskt ledade skrapor eller blad som periodiskt skrapar separerade fasta ämnen från insidan av skålen. De skrapade fastämnena faller sedan ut ur nätet av gravitationen. Den roterande virveln i sedimenteringscentrifugskålen trycker ut de separerade fasta partiklarna. Denna utstötning av fasta ämnen är en kontinuerlig process där fasta ämnen sprutas ut från den roterande banan på grund av centrifugalkraft.
2.3. 2 Nätverksstruktur
En filtercentrifug har ett nät med hål för att separera vätskan från de fasta ämnena och för att passera den separerade vätskan. Storleken på dessa perforeringar bestämmer storleken på de separerade partiklarna. En dekantercentrifug har ett fast nät; därför är den också känd som en solid mesh-centrifug. Inga perforeringar gör den massiva mesh-centrifugen mer hållbar och håller längre.
2.3.3 Erosionsskydd
Vissa områden i centrifugskålen är känsliga för erosion på grund av kontakt med rörliga slipande partiklar. Appliceringen av en korrosionsskyddsbeläggning är avgörande för centrifugens hållbarhet. Fasta partiklar som passerar genom nätet i en filtercentrifug sliter på porerna och ökar deras storlek med tiden. Erosionsskydd av dessa porer är inte alltid möjligt. Fasta skrapor eller plogar i filtercentrifuger är benägna att slitas sönder. Hård ytbeläggning på plogblad säkerställer slitstyrka. Den roterande virveln i sedimenteringscentrifugens skål trycker ut de fasta ämnena. Scrolltrådar är ständigt i kontakt med fasta ämnen och utsätts för erosivt slitage. Användningen av korrosionsbeständiga material som volframkarbid skyddar rullvingarna från slitage.
