Vienā līmenī visa centrifugēšana būtībā ir vienāda. Gravitācija vienmēr dabiski atdalīs dažāda blīvuma materiālus. Izmantojot centrifūgu, jūs varat paātrināt un precīzi noregulēt šo dabisko atdalīšanas un sedimentācijas procesu.
Vispārīgi runājot, pielietojuma ziņā centrifūgas iedala divās galvenajās kategorijās:
●laboratorijas centrifūgas
●rūpnieciskās centrifūgas
Dažādu veidu centrifūgām ir dažādi pielietojumi. Lai gan lielākā daļa laboratorijas centrifūgu ir konstruētas un izgatavotas tā, lai tās atbilstu diezgan šaurām vajadzībām, rūpnieciskās centrifūgas ir atšķirīgas. Tās parasti tiek veidotas kā vispārīgākas ierīces, un pēc tam tiek ieprogrammētas vai pielāgotas, lai tās darbotos noteiktās lietojumprogrammās. Daudzas ātrgaitas rūpnieciskās centrifūgas vienā un tajā pašā ražošanas procesā faktiski var kalpot vairākiem pilnīgi atšķirīgiem mērķiem (piemēram, alus darītava vispirms var izmantot vienu un to pašu disku kaudzes centrifūgu, lai izvilktu rauga ķermeņus no alus, kad tas izplūst no fermentatoriem, un pēc tam vēlreiz. pēdējā pulēšanas posmā).
Laboratorijas galda centrifūgas
Laboratorijas centrifūgas parasti ir darbagalda ierīces. Pētniecības laboratorijās plaši izmantotās galda centrifūgas ir hematokrīta centrifūgas, mikrocentrifūgas, vakuuma koncentratori, priekšmetstikliņi, ultracentrifūgas un citas. (Tas nenozīmē, ka laboratorijās tiek izmantotas tikai galda centrifūgas. Piemēram, dažās jomās uz grīdas montētas analītiskās ultracentrifūgas nav nekas neparasts.)
Lielākajā daļā laboratoriju centrifugēšana galvenokārt ir saistīta ar cieto vielu atdalīšanu no šķidrumiem. Paraugi — katrs atrodas savā centrifūgas mēģenē vai pudelē — tiek ievietoti rotorā. (Laboratorijās ir divi izplatīti centrifūgu rotoru veidi: fiksēta leņķa rotori, kas visas darbības laikā notur visas paraugu mēģenes vienā pozīcijā, un grozāmie rotori, kas ļauj ielādēt paraugus vertikāli un pēc tam pagriezties uz augšu. Rotoram griežoties, daļiņu blīvums (attiecībā pret šķidrumu, kurā tās ir suspendētas) piespiež tās nonākt caurules apakšā. Tur tie veido nogulsnes, ko sauc par "granulām". Atpaliek "supernatants", izolēts parauga šķīdums, kas gatavs turpmākai apstrādei vai analīzei.
Šis izvietojums ar fiksēta leņķa vai šūpojoša kausa rotoriem, kas satur atsevišķus paraugus, ļauj viegli aprēķināt RCF (relatīvais centrbēdzes lauks), ko piedzīvo katrs paraugs. Tas ir mērījums, cik liels "g-spēks" tika piemērots paraugam. Tas ir izteikts zemes gravitācijas lauka daudzkārtnēs, un parasti ir nepieciešams izsekot ļoti svarīgai datu laboratorijām darba laikā.
Taču iespēja uzticami un precīzi izsekot RCF ir saistīta ar caurlaides spēju: noteiktā laika posmā var apstrādāt tikai tik daudz paraugu, un liela mēroga šķidruma atdalīšana vienkārši nav iespējama.
Liela ātruma, lielas caurlaidspējas centrifugēšana, sedimentācija un atdalīšana ir rūpniecisko centrifūgu darbības joma.
Centrifugēšanas veidi: rūpnieciskās ātrgaitas centrifūgas
Salīdzinot ar laboratorijas centrifugēšanu, rūpnieciskā centrifugēšana pēc savas būtības ir augstas caurlaidības joma. Nevienu īpaši neinteresē RCF, ko sedimentācijas laikā piedzīvo CNC griešanas šķidrums vai svaigpiens. Tātad šajās centrifūgās nav atsevišķu paraugu trauku. Tā vietā rotors ir cieta bļoda (vai dažos gadījumos perforēts grozs). Tādējādi materiālus var nepārtraukti ievadīt bļodā, kamēr tā griežas, ļaujot (būtībā) centrifugēt rindā.
Ir divi dažādi ātrgaitas rūpnieciskās centrbēdzes atdalīšanas veidi: divfāžu centrifugēšana un trīsfāžu centrifugēšana. "Divfāžu" centrifugēšana atdala ienākošos jauktos materiālus "cietajā fāzē" un "šķidrā fāzē". Pretstatā tam "trīsfāzu" centrifugēšanai, kas sadala šķidrumu divās šķidrās fāzēs (viena "smagā" - parasti ūdens vai ūdens bāzes - un otra "viegla" - parasti eļļas, kā arī cietā fāzē.
Rūpnieciskās centrifūgas "Disc Stack".
Plašam nozaru lokam (no alus darītavām un pienotavām līdz aviācijas un kosmosa ražotājiem un etanolam) visnoderīgākās rūpnieciskās centrifūgas ir ātrgaitas disku kaudzes centrifūgas. "Diski" ir virkne konusa formas plākšņu, kas izvietotas vertikālā kaudzē centrifūgas bļodas iekšpusē. Tas palielina pieejamās nostādināšanas virsmas daudzumu, kā arī kontrolē to, kā sajauktie šķidrumi sajaucas un pārvietojas bļodā. Tas gan paātrina atdalīšanu/sedimentāciju, gan sniedz jums lielu precīzu kontroli pār to, kas notiek jūsu centrifūgā. Uzlabotā vadība ļauj atdalīt vairākas fāzes vienā piegājienā. Mainot kaudzes izvietojumu, leņķi, atstarpi un formu, varat precīzi kontrolēt, kā materiāli tiek atdalīti, un pielāgoties šķidruma plūsmas un sastāva izmaiņām. Piemēram, uz lauka diska kaudzes centrifūgas, piemēram, Trucent DX sērija, regulāri apstrādā sarežģītas trīsfāzu atdalīšanas ar 70 procentu efektivitāti (vai labāku) vienā piegājienā. Ja nepieciešams, DX var viegli pārslēgties uz divfāzu šķidruma un cietās vielas atdalīšanu un sasniegt 90 procentu efektivitāti vienā piegājienā.
Rūpnieciskās centrifūgas "Scraper Bowl".
Daudzās rūpnieciskajās centrifūgās (piemēram, tajās, kurās ir cauruļveida bļoda vai horizontāla "skrūves" dekantera centrifūga) tā ir rotora tvertnes kopējā forma, kas šķiro materiālus, kad tie atdalās. Blīvākas cietās daļiņas sakrājas uz rotora sieniņām un tiek izspiestas no viena rotora gala, savukārt mazāk blīvs šķidrums izplūst no otra. Varētu pat apgalvot, ka disku kaudze būtībā darbojas šādi: bļodas iekšējo daļu ģeometrija un disku izvietojums nosaka, kā materiāli atdalās un nogulsnes savāc.
"Skrāpju bļodas" centrifūga ir atšķirīga. Šajā augstas veiktspējas, ātrgaitas divfāžu centrifūgā vertikālais rotors procesa cikla laikā saglabā cieto materiālu. Jauktais šķidrums tiek ievadīts rotējošā rotorā ar padeves sūkni. Tas paātrina, lai atbilstu kuģa ātrumam, un šajā laikā centrbēdzes spēks izdzen cietās daļiņas no suspensijas šķidrumā un notur tās pret rotora sienām. Pēc tam tīrais šķidrums izplūst no vertikālā rotora apakšas. Periodiski padeves sūknis tiek izslēgts un sākas "skrāpēšanas cikls": pret bļodas iekšpusi tiek pacelts asmens, kas savāc visas notvertās cietās vielas.
Agrāk daudzi lietotāji ir atturējušies no skrāpju centrifūgām, jo tās ir izrādījušies grūti uzturēt. Tas ir tāpēc, ka vecākas skrāpju trauka konstrukcijas balstījās uz liekiem motoru un piedziņas mehānismiem, kam bija nepieciešama sarežģīta sajūga bloķēšana un bieža apkope. Trucent S sērija šķidrās un cietās rūpnieciskās centrifūgas novērš šo sarežģītību. S sērija ir izveidota no paša sākuma, lai nodrošinātu netraucētu un uzticamu darbību ar minimālu operatora iesaisti.
