På en nivå är all centrifugering i huvudsak densamma. Tyngdkraften kommer alltid naturligt att separera material med olika densiteter. Med hjälp av en centrifug kan du snabba upp och finjustera denna naturliga separations- och sedimenteringsprocess.
I stort sett, när det gäller tillämpningar, delas centrifuger in i två huvudkategorier:
●laboratoriecentrifuger
●industriella centrifuger
Olika typer av centrifuger har olika tillämpningar. Medan de flesta labbcentrifuger är designade och byggda för att möta ganska snäva applikationer, är industriella centrifuger annorlunda. De tenderar att byggas som mer allmänna enheter och sedan programmeras eller anpassas för att utmärka sig i vissa applikationer. Många industriella höghastighetscentrifuger kan faktiskt tjäna flera helt olika ändamål i samma produktionsprocess (till exempel kan ett bryggeri använda samma skivstackcentrifug först för att dra jästkropparna från deras öl när det kommer ut ur jäskärlen och sedan igen under ett sista poleringsskede).
Laboratoriebänkcentrifuger
Laboratoriecentrifuger är vanligtvis bänkanordningar. Vanliga bänkcentrifuger som ses i forskningslabb inkluderar hematokritcentrifuger, mikrocentrifuger, vakuumkoncentratorer, glidspinnare, ultracentrifuger och mer. (Detta är inte att säga att laboratorier inte använder något annat än bänkcentrifuger. Till exempel är golvmonterade analytiska ultracentrifuger inte ovanliga inom vissa områden.)
I de flesta labb handlar centrifugering till stor del om att separera fasta ämnen från vätskor. Prover - vart och ett hålls i sitt eget centrifugrör eller flaska - laddas i en rötor. (Det finns två vanliga centrifugrotortyper i laboratorier: rotorer med fast vinkel, som håller alla provrör i samma position under hela operationen, och rotorer med svängskopa, som gör att proverna kan laddas vertikalt och sedan svängas upp till ett helt horisontellt läge när rotorn ökar i hastighet.) När rotorn snurrar tvingar partiklarnas densitet (i förhållande till vätskan de är suspenderade i) dem till botten av röret. Där bildar de ett sediment som kallas "pellet". Kvar finns "supernatanten", en isolerad provlösning redo för vidare bearbetning eller analys.
Detta arrangemang - med rotorer med fast vinkel eller svängande skopor som håller individuella prover - gör det möjligt att enkelt beräkna RCF (relativt centrifugalfält) som varje prov upplever. Detta är ett mått på hur mycket "g-kraft" som applicerades på provet. Det uttrycks i multiplar av jordens gravitationsfält och vanligtvis måste en viktig del av datalabb spåra under sitt arbete.
Men att kunna spåra RCF på ett tillförlitligt och exakt sätt kommer på kostnaden av genomströmningen: bara så många prover kan bearbetas under en given period, och det är helt enkelt inte möjligt att utföra storskaliga vätskeseparationer.
Hög hastighet, hög genomströmning centrifugering, sedimentering och separation är domänen för industriella centrifuger.
Typer av centrifugering: Industriella höghastighetscentrifuger
Jämfört med labbcentrifugering är industriell centrifugering en naturlig domän med hög genomströmning. Ingen är särskilt intresserad av RCF som upplevs av CNC-skärvätska eller obehandlad mjölk under sedimentering. Så i dessa centrifuger finns det inga enskilda provkärl. Istället är rotorn en solid skål (eller i vissa fall en perforerad korg). Som sådant kan material kontinuerligt matas in i skålen medan den snurrar, vilket möjliggör (i huvudsak) in-line centrifugering.
Det finns två olika typer av höghastighets industriell centrifugalseparering: tvåfascentrifugering och trefascentrifugering. "Tvåfas" centrifugering separerar de inkommande blandade materialen i en "fast fas" och en "flytande fas". Jämför detta med "tre-fas" centrifugering, som separerar din vätska i två flytande faser (en "tung" - vanligtvis vatten- eller vattenbaserad - och den andra "lätt" - vanligtvis olja - såväl som en fast fas.
"Disc Stack" industriella centrifuger
För ett brett spektrum av industrier (från bryggerier och mejerier till flygtillverkare och etanol) är de mest användbara industriella centrifugerna höghastighetscentrifuger för skivstack. "Skivorna" är en serie konformade plattor arrangerade i en vertikal stapel inuti centrifugskålen. Detta ökar mängden tillgänglig sedimenteringsyta samt styr hur blandade vätskor blandas och rör sig genom skålen. Detta både påskyndar separationen/sedimenteringen och ger dig en hel del fin kontroll över vad som händer inuti din centrifug. Förbättrad kontroll gör det möjligt att separera flera faser i en enda passage. Genom att ändra stapelarrangemanget, vinkeln, avståndet och formen kan du noggrant kontrollera hur material separeras och justera för förändringar i vätskeflöde och sammansättning. Till exempel, på fältet, hanterar skivstackcentrifuger som Trucents DX-serie regelbundet utmanande trefasseparationer med 70 procent effektivitet (eller bättre) i en enda passage. Vid behov kan DX enkelt växla till tvåfas vätske-fastämnesseparation och uppnå 90 procent effektivitet på en enda passage.
"Scraper Bowl" industriella centrifuger
I många industriella centrifuger (som de med en rörformad skål eller en horisontell "skruv" dekantercentrifug), är det den övergripande formen på rotorkärlet som sorterar materialen när de separeras. Tätare fasta partiklar samlas på rotorns väggar och tvingas ut ur ena änden av rotorn, medan mindre tät vätska strömmar ut den andra. Man kan till och med hävda att det är i huvudsak hur en skivstack fungerar: geometrin på skålens inre delar och skivornas arrangemang avgör hur material separeras och sediment samlas.
En "skrapa skål" centrifug är annorlunda. I denna högpresterande, höghastighets tvåfascentrifug behåller den vertikala rotorn det fasta materialet under processcykeln. Blandad vätska införs i den snurrande rotorn av en matarpump. Den accelererar för att matcha kärlets hastighet, då centrifugalkraften driver ut de fasta partiklarna ur suspensionen i vätskan och håller dem mot rotorväggarna. Den rena vätskan rinner sedan ut ur botten av den vertikala rotorn. Med jämna mellanrum stängs matarpumpen av och "skrapningscykeln" börjar: Ett blad förs upp mot skålens inre och samlar upp alla fasta partiklar.
Tidigare har många användare hållit sig undan från skrapskålscentrifuger eftersom de har visat sig vara svåra att underhålla. Det beror på att äldre skrapskålskonstruktioner förlitade sig på överflödiga arrangemang av motorer och drivlinor som krävde en komplex kopplingsspärr och frekvent service. Trucents S-serie av vätske-fasta industriella centrifuger eliminerade denna komplexitet. S-serien är byggd från grunden för problemfri och pålitlig drift med minimal operatörsinblandning.
