Центрифугирование в производстве:определение, применение и преимущества

Центрифугирование — это процесс, при котором материал вращается в цилиндрической камере, которая вращается вокруг фиксированной оси, чтобы использовать как процессы седиментации, так и силу центростремительного ускорения для механического разделения смешанных материалов друг от друга. Хотя центрифуги используются в лабораторных условиях для очистки биологических образцов и в больших количествах для обогащения урана для ядерного топлива, они также широко распространены в производстве для многих целей, в том числе для обработки сточных вод муниципалитетов и для производства фармацевтических препаратов или живых лекарственных культур, таких как вакцины. Другими распространенными производственными областями, в которых используется центрифугирование, являются пищевая промышленность, горнодобывающая промышленность и переработка полезных ископаемых, а также химическая обработка в целом.

Вращение материалов под действием центробежной силы приводит к разделению смесей материалов с разной плотностью двумя ключевыми способами. Более тяжелые или плотные материалы тяготеют как к нижней части центрифуги, так и к внешней стенке цилиндра, в то время как более легкие материалы меньше подвергаются воздействию центробежной силы и остаются ближе к центру оси вращения, где их можно удалить в процессе вращения. При очистке и производстве пищевых продуктов центрифугирование обычно используется для отделения кристаллов сахара от маточного раствора, полученного ранее при переработке. Центрифуги также широко используются в молочной промышленности для превращения сырого молока в сливки и молоко с меньшим содержанием жира, чем исходный продукт.

Когда центрифугирование используется для отделения плотных твердых веществ от маточных растворов или подобных жидкостей друг от друга, они вращаются с такой силой, что превосходят силу тяжести в 1000–20 000 раз. Эти типы центрифуг могут быть построены на основе одного из шести типов конструкций, включая гидроклонные, трубчатые и камерные конструкции, которые используют седиментационные свойства для разделения материалов. Конструкции корзины без перфорации, тарельчатого сепаратора и декантера требуют ручного или механического удаления более легких материалов после их отделения от более плотных соединений. Однако независимо от конструкции центрифуги во всех моделях используется либо седиментация, либо фильтрующий экран, как в модели с перфорированной корзиной, для изоляции материалов друг от друга.

По оценкам, по состоянию на 2011 год существует около 200 конкретных промышленных областей, для которых центрифугирование необходимо. Поскольку каждая из этих отраслей имеет уникальные требования, центрифуги не могут производиться массово, как другое распространенное механическое оборудование, такое как двигатели или клапаны. Это делает центрифужное оборудование более дорогим, чем другие типы промышленного оборудования, и его часто невозможно повторно использовать или перепродать для других целей.

Например, для центробежного литья требуется специальное оборудование для литья металлов, которое может выдерживать температуры расплавленных металлов и других кристаллических материалов, таких как железо, медь и стекло. Сами литейные формы вращаются в центре центрифуги вокруг своей главной оси, поскольку жидкий металл подается и выбрасывается на стенки формы, где он затвердевает. В результате этого процесса более легкие примеси из металла попадают на внутреннюю поверхность формы, которую впоследствии можно удалить, чтобы получить более надежное и долговечное изделие.

Компания About Mechanics стремится предоставлять точную и достоверную информацию. Мы тщательно отбираем авторитетные источники и применяем строгий процесс проверки фактов для поддержания самых высоких стандартов. Чтобы узнать больше о нашем стремлении к точности, прочтите наш редакционный процесс.

Ссылка на источники

• https://www.lenntech.com/library/clarification/clarification/centrifugation.htm