Na jednom nivou, sva centrifugiranja su u suštini ista. Gravitacija će uvijek prirodno razdvajati materijale različite gustine. Pomoću centrifuge možete ubrzati i fino podesiti ovaj prirodni proces separacije i sedimentacije.
Uopšteno 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 napravljena da zadovolji prilično uske primjene, industrijske centrifuge su različite. Oni se obično grade kao uređaji opće namjene, a zatim se programiraju ili prilagođavaju da budu izvrsni u određenim aplikacijama. Mnoge industrijske centrifuge velike brzine mogu zapravo služiti u nekoliko potpuno različitih namjena u istom proizvodnom procesu (na primjer, pivovara može koristiti istu centrifugu sa diskovima prvo da izvuče tijela kvasca iz piva kada izađe iz fermentora, a zatim ponovo tokom završne faze poliranja).
Laboratorijske stolne centrifuge
Laboratorijske centrifuge su obično stoni uređaji. Uobičajene stolne centrifuge koje se viđaju u istraživačkim laboratorijama uključuju hematokritne centrifuge, mikrocentrifuge, vakuum koncentratore, klizne centrifuge, ultracentrifuge i još mnogo toga. (Ovo ne znači da laboratorije ne koriste ništa osim stonih centrifuga. Na primjer, analitičke ultracentrifuge postavljene na podu nisu neuobičajene u nekim poljima.)
U većini laboratorija, centrifugiranje se uglavnom odnosi na odvajanje čvrstih tvari od tekućina. Uzorci – svaki u svojoj centrifugalnoj epruveti ili boci – stavljaju se u rotor. (Postoje dva uobičajena tipa rotora centrifuge u laboratorijama: rotori sa fiksnim uglom, koji drže sve epruvete za uzorke u istoj poziciji tokom čitave operacije, i rotori sa okretnom kašikom, koji omogućavaju da se uzorci utovare okomito, a zatim da se zakreću prema gore u potpuno horizontalan položaj kako rotor dobija na brzini.) Kako se rotor okreće, gustina čestica (u odnosu na tečnost u kojoj su suspendovane) tjera ih na dno cijevi. Tamo formiraju sediment koji se naziva "pelet". Ostavljen je "supernatant", izolovana otopina uzorka spremna za dalju obradu ili analizu.
Ovaj raspored – sa rotorima sa fiksnim uglom ili rotirajućim kašikama koji drže pojedinačne uzorke – omogućava da se lako izračuna RCF (relativno centrifugalno polje) koje svaki uzorak doživljava. Ovo je mjera koliko je "g-sile" primijenjeno na uzorak. Izražava se u višestrukim gravitacionim poljem Zemlje i obično je važan deo podataka koje laboratorije moraju da prate tokom svog rada.
Ali mogućnost pouzdanog i preciznog praćenja RCF-a dolazi po cijenu propusnosti: samo toliko uzoraka može se obraditi u datom periodu, a izvođenje bilo kakvog odvajanja fluida velikih razmjera jednostavno nije moguće.
Centrifugiranje velike brzine, velike propusnosti, taloženje i separacija su domen industrijskih centrifuga.
Vrste centrifugiranja: Industrijske centrifuge velike brzine
U poređenju sa laboratorijskim centrifugiranjem, industrijsko centrifugiranje je inherentno domen visoke propusnosti. Niko nije posebno zainteresovan za RCF koji doživljava CNC tečnost za rezanje ili sirovo mleko tokom sedimentacije. Dakle, u ovim centrifugama ne postoje pojedinačne posude za uzorke. Umjesto toga, rotor je čvrsta posuda (ili u nekim slučajevima perforirana korpa). Kao takvi, materijali se mogu kontinuirano unositi u posudu dok se ona okreće, što omogućava (u suštini) linijsko centrifugiranje.
Postoje dvije različite vrste brzog industrijskog centrifugalnog odvajanja: dvofazno centrifugiranje i trofazno centrifugiranje. "Dvofazno" centrifugiranje odvaja dolazeće miješane materijale u "čvrstu fazu" i "tečnu fazu". Usporedite ovo s "trofaznim" centrifugiranjem, koje razdvaja vašu tekućinu u dvije tekuće faze (jednu "tešku" - obično na bazi vode ili na bazi vode - i drugu "laku" - obično uljnu - kao i čvrstu fazu.
Industrijske centrifuge "Disc Stack".
Za širok spektar industrija (od pivara i mljekara do proizvođača svemirskih i etanola), najkorisnije industrijske centrifuge su centrifuge s diskovima velike brzine. "Diskovi" su niz ploča u obliku stožaca raspoređenih u vertikalni snop unutar posude centrifuge. Ovo povećava količinu raspoložive površine za taloženje, kao i kontrolu kako se miješane tekućine miješaju i kreću kroz posudu. Ovo istovremeno ubrzava separaciju/sedimentaciju i daje vam veliku kontrolu nad onim što se dešava unutar vaše centrifuge. Poboljšana kontrola omogućava odvajanje nekoliko faza u jednom prolazu. Promjenom rasporeda naslaga, kuta, razmaka i oblika, možete precizno kontrolirati kako se materijali razdvajaju i prilagođavati promjenama u protoku i sastavu tekućine. Na primjer, na terenu, centrifuge s diskovima kao što je Trucentova DX serija redovno se bave izazovnim trofaznim razdvajanjem sa 70 posto efikasnosti (ili boljom) u jednom prolazu. Po potrebi, DX se lako može prebaciti na dvofazno odvajanje tekućine i čvrste tvari i postići efikasnost od 90 posto u jednom prolazu.
Industrijske centrifuge "Scraper Bowl".
U mnogim industrijskim centrifugama (kao što su one s cijevnom posudom ili vodoravnom "vijčanom" dekanterskom centrifugom), ukupni oblik posude rotora sortira materijale dok se odvajaju. Gušće čvrste čestice skupljaju se na zidovima rotora i potiskuju se sa jednog kraja rotora, dok manje gusta tečnost istječe sa drugog. Moglo bi se čak tvrditi da je to u suštini način na koji snop diskova funkcioniše: geometrija unutrašnjosti posude i raspored diskova određuju kako se materijali odvajaju i sakupljaju sedimenti.
Centrifuga sa "zdjelom za struganje" je drugačija. U ovoj dvofaznoj centrifugi visokih performansi, velike brzine, vertikalni rotor zadržava čvrsti materijal tokom procesnog ciklusa. Mešana tečnost se uvodi u rotor koji se okreće pomoću napojne pumpe. Ubrzava se kako bi odgovarao brzini posude, u tom trenutku centrifugalna sila tjera čvrste čestice iz suspenzije u tekućini i drži ih uz stijenke rotora. Čista tečnost se zatim ispušta sa dna vertikalnog rotora. Periodično, pumpa za napajanje se isključuje i počinje "ciklus struganja": oštrica se podiže na unutrašnjost posude, prikupljajući sve zarobljene čvrste materije.
U prošlosti su se mnogi korisnici klonili centrifuga sa posudama za struganje jer se pokazalo da ih je teško održavati. To je zato što su se stariji dizajni posuda za struganje oslanjali na redundantne rasporede motora i pogonskih sklopova koji su zahtijevali složenu blokadu kvačila i često servisiranje. Trucentova S serija industrijskih centrifuga tekućina-čvrsta eliminirala je ovu složenost. S serija je napravljena od temelja za jednostavan i pouzdan rad uz minimalno učešće operatera.
