Na jednoj razini, svako centrifugiranje je u biti isto. Gravitacija će uvijek prirodno razdvajati materijale različite gustoće. Pomoću centrifuge možete ubrzati i fino podesiti ovaj prirodni proces odvajanja i taloženja.
Općenito govoreći, u smislu primjene, centrifuge se dijele u dvije glavne kategorije:
●laboratorijske centrifuge
●industrijske centrifuge
Različite vrste centrifuga imaju različite primjene. Dok je većina laboratorijskih centrifuga dizajnirana i izgrađena da zadovolje prilično uske primjene, industrijske centrifuge su drugačije. Oni se obično izrađuju kao uređaji opće namjene, a zatim se programiraju ili prilagođavaju da budu izvrsni u određenim aplikacijama. Mnoge brze industrijske centrifuge zapravo mogu poslužiti u nekoliko potpuno različitih svrha u istom proizvodnom procesu (na primjer, pivovara može koristiti istu centrifugu s diskovima prvo za izvlačenje tijela kvasca iz svog piva kada ono izađe iz fermentora, a zatim ponovno tijekom završne faze poliranja).
Laboratorijske stolne centrifuge
Laboratorijske centrifuge obično su stolni uređaji. Uobičajene stacionarne centrifuge koje se mogu vidjeti u istraživačkim laboratorijima uključuju hematokritne centrifuge, mikrocentrifuge, vakuumske koncentratore, klizne centrifuge, ultracentrifuge i još mnogo toga. (Ovo ne znači da laboratoriji koriste samo stacionarne centrifuge. Na primjer, analitičke ultracentrifuge postavljene na pod nisu neuobičajene u nekim područjima.)
U većini laboratorija, centrifugiranje se uglavnom odnosi na odvajanje krutih tvari od tekućina. Uzorci - svaki u vlastitoj epruveti za centrifugu ili boci - ubacuju se u rotor. (U laboratorijima postoje dvije uobičajene vrste rotora centrifuge: rotori s fiksnim kutom, koji drže sve epruvete s uzorcima u istom položaju tijekom cijele operacije, i rotori s lopaticom, koji omogućuju da se uzorci pune okomito, a zatim da se zakreću prema gore u potpuno vodoravni položaj dok rotor dobiva na brzini.) Kako se rotor vrti, gustoća čestica (u odnosu na tekućinu u kojoj su suspendirane) tjera ih na dno cijevi. Tamo stvaraju talog koji se naziva "pelet". Ostao je "supernatant", izolirana otopina uzorka spremna za daljnju obradu ili analizu.
Ovaj raspored - s fiksnim kutom ili rotirajućim rotorima koji drže pojedinačne uzorke - omogućuje lako izračunavanje RCF (relativnog centrifugalnog polja) koje doživljava svaki uzorak. Ovo je mjera količine "g-sile" koja je primijenjena na uzorak. Izražava se u umnošcima zemljinog gravitacijskog polja i obično je vitalni dio podataka koji laboratoriji trebaju pratiti tijekom svog rada.
Ali mogućnost pouzdanog i preciznog praćenja RCF-a dolazi po cijenu protoka: samo toliko uzoraka može se obraditi tijekom određenog razdoblja, a izvođenje velikih odvajanja tekućina jednostavno nije moguće.
Centrifugiranje velike brzine, velike propusnosti, sedimentacija i odvajanje domena su industrijskih centrifuga.
Vrste centrifugiranja: Industrijske centrifuge velike brzine
U usporedbi s laboratorijskim centrifugiranjem, industrijsko centrifugiranje je inherentno domena visoke propusnosti. Nitko nije posebno zainteresiran za RCF koji doživljava CNC tekućina za rezanje ili sirovo mlijeko tijekom sedimentacije. Dakle, u ovim centrifugama nema pojedinačnih posuda za uzorke. Umjesto toga, rotor je čvrsta zdjela (ili u nekim slučajevima perforirana košara). Kao takvi, materijali se mogu kontinuirano unositi u zdjelu dok se vrti, omogućujući (u biti) in-line centrifugiranje.
Postoje dvije različite vrste industrijske centrifugalne separacije velike brzine: dvofazno centrifugiranje i trofazno centrifugiranje. "Dvofazno" centrifugiranje razdvaja ulazne miješane materijale u "krutu fazu" i "tekuću fazu". Usporedite ovo s "trofaznim" centrifugiranjem, koje vašu tekućinu razdvaja u dvije tekuće faze (jednu "tešku" - obično vodu ili na bazi vode - i drugu "laku" - obično ulje - kao i čvrstu fazu.
"Disc Stack" industrijske centrifuge
Za širok raspon industrija (od pivovara i mljekara do proizvođača zrakoplova i etanola), najkorisnije industrijske centrifuge su disk stack centrifuge velike brzine. "Diskovi" su niz ploča stožastog oblika raspoređenih u okomiti niz unutar zdjele centrifuge. Time se povećava količina dostupne površine za taloženje, kao i kontrola načina na koji se miješane tekućine miješaju i kreću kroz zdjelu. Ovo ubrzava odvajanje/sedimentaciju i daje vam veliku količinu fine kontrole nad onim što se događa unutar vaše centrifuge. Poboljšana kontrola omogućuje odvajanje nekoliko faza u jednom prolazu. Promjenom rasporeda hrpe, kuta, razmaka i oblika, možete točno kontrolirati način na koji se materijali odvajaju i prilagoditi se promjenama protoka i sastava tekućine. Na primjer, na terenu centrifuge s diskovima kao što je Trucentova DX serija redovito obrađuju izazovna trofazna odvajanja sa 70 posto učinkovitosti (ili bolje) u jednom prolazu. Prema potrebi, DX se može lako prebaciti na dvofazno odvajanje tekućine i krutine i postići 90 posto učinkovitosti u jednom prolazu.
Industrijske centrifuge "Scraper Bowl".
U mnogim industrijskim centrifugama (kao što su one s cjevastom zdjelom ili vodoravne "navojne" dekanterske centrifuge), cjelokupni oblik posude rotora razvrstava materijale dok se odvajaju. Gušće krute čestice skupljaju se na stijenkama rotora i istiskuju se s jednog kraja rotora, dok tekućina manje gustoće istječe s drugog. Netko bi čak mogao tvrditi da je to u biti način na koji skup diskova funkcionira: geometrija unutarnjih dijelova zdjele i raspored diskova određuje kako se materijali odvajaju i sedimenti skupljaju.
Centrifuga sa "zdjelom za struganje" je drugačija. U ovoj visokoučinkovitoj dvofaznoj centrifugi velike brzine vertikalni rotor zadržava kruti materijal tijekom procesnog ciklusa. Pomiješana tekućina se uvodi u rotirajući rotor pomoću napojne pumpe. Ubrzava kako bi odgovarao brzini plovila, a tada centrifugalna sila izbacuje krute čestice iz suspenzije u tekućini i drži ih na stijenkama rotora. Čista tekućina zatim otječe s dna okomitog rotora. Povremeno se dovodna pumpa isključuje i počinje "ciklus struganja": oštrica se podiže prema unutrašnjosti zdjele, skupljajući sve zarobljene krutine.
U prošlosti su mnogi korisnici izbjegavali centrifuge sa zdjelom strugača jer su se pokazale teškima za održavanje. To je zato što su se stariji dizajni zdjele strugača oslanjali na redundantne rasporede motora i pogonskih sklopova koji su zahtijevali složenu blokadu spojke i često servisiranje. Trucentova S serija industrijskih centrifuga tekućina-kruto eliminirala je ovu složenost. Serija S napravljena je od temelja za jednostavan i pouzdan rad uz minimalno sudjelovanje operatera.
