Centrifugeren In Productie: Definitie, Toepassingen En Voordelen

Centrifugeren is een proces waarbij een materiaal in een cilindrische kamer gedraaid wordt die roteert om een vaste as om zowel sedimentatieprocessen als de kracht van centripetale versnelling te benutten om gemengde materialen mechanisch van elkaar te scheiden. Hoewel centrifuges in een laboratoriumomgeving gebruikt worden om biologische monsters te zuiveren en in grote aantallen om uraan te verrijken voor kernbrandstof, zijn ze ook veelvoorkomend in productie voor veel doeleinden, inclusief het verwerken van afvalwater door gemeenten en het produceren van farmaceutica of levende medicijnecultures zoals vaccins. Andere veelvoorkomende productiearenas die centrifugeren benutten zijn de voedselverwerkingsindustrie, mijnbouw en mineraalverwerking, en chemische verwerking in het algemeen.

Scheidingsprincipe

Het draaien van materialen via centrifugaalkracht zorgt ervoor dat mengsels van materialen met verschillende dichtheden op twee sleutelmanieren scheiden. Zwaardere of dichtere materialen bewegen zowel naar de bodem van de centrifuge als naar de buitenste wand van de cylinder, terwijl lichtere materialen minder beïnvloed worden door de centrifugaalkracht en dichter bij het centrum van de draaiende as blijven waar ze tijdens het draaiproces verwijderd kunnen worden. In voedselzuivering en productie wordt centrifugeren veelvoorkomend gebruikt om suikerkristallen van een moederlichte stof te scheiden die eerder in het raffinageproces geproduceerd werd. Centrifuges worden ook wijd gebruikt in de zuivelindustrie om rauw melk in room en melk die lager in vet is dan het oorspronkelijke product te draaien.

Centrifugetypes

Waar centrifugeren gebruikt wordt om dichte vaststoffen van moederlichte stoffen of vergelijkbare vloeistoffen van elkaar te scheiden, draaien ze met een kracht die de zwaartekracht overschrijdt met een factor van 1.000 tot 20.000 keer. Deze typen centrifuges kunnen gebouwd worden op een van zes typen ontwerpen, inclusief de hydrocloon, tubulair, en kamervorm ontwerpen die sedimentatie-eigenschappen benutten om materialen te scheiden. De ondoordringbare mand, schijfstapel scheider, en decanter ontwerpen vereisen alle handmatige of mechanische verwijdering van lichtere materialen zodra ze gescheiden zijn van dichtere verbindingen. Ongeacht het centrifugeontwerp, gebruiken alle modellen ofwel sedimentatie of een filterscherm zoals bij het geperforeerde mandmodel om materialen van elkaar te isoleren.

Marktomvang en specifieke toepassingen

Er worden ongefähr 200 specifieke industriële velden geschat waarvoor centrifugeren nodig is vanaf 2011. Aangezien elk van deze industrieën unieke vereisten heeft, kunnen centrifuges niet massaproduceerd worden zoals andere veelvoorkomende mechanische apparatuur zoals motoren of kleppen. Dit maakt centrifugeapparatuur duurder dan andere typen industriële hardware, en het kan vaak niet hergebruikt of herverkocht worden voor andere doeleinden.

Centrifugaal gieten, bijvoorbeeld, vereist speciaal metaalgietapparatuur die de temperaturen van gesmolten metalen en andere kristallijne materialen zoals ijzer, koper, en glas kan weerstaan. De gietmallen zelf worden gedraaid binnen het centrum van de centrifuge om hun hoofdas, terwijl vloeibaar metaal ingevuld wordt en tegen de wanden van de mallen gegooid wordt waar het solidificeert. Dit proces dwingt lichtere onzuiverheden in het metaal naar het interne oppervlak van de mallen, wat later afgeschraapt kan worden om een betrouwbaarder en duurzamer product te maken.