Центрифугування

Найбільш поширеним способом розділення рідких неоднорідних систем під дією відцентрових сил є центрифугування, яке здійснюється в центрифугах. Основна частина центрифуги — барабан (корзина) з суцільними або дірчастими стінками, який обертається з великою швидкістю на вертикальному або горизонтальному валі.

Розрізняють наступні процеси розділення суспензій в центрифугах:

• відцентрове фільтрування;
• відцентрове відстоювання;
• відцентрове освітлення.

Відцентрове фільтрування становити собою процес розділення суспензій в центрифугах з дірчастими барабанами. Внутрішня поверхня такого барабану покрита фільтрувальною тканиною. Суспензія відцентровою силою відкидається до стінок барабану, при цьому тверда фаза залишається на поверхні тканини, а рідина під дією відцентрової сили проходить через шар осаду і тканини та видаляється назовні через отвори у барабані.

Відцентрове фільтрування, в основному, складається з трьох послідовно протікаючи фізичних процесів:

• фільтрування з утворенням осаду;
• ущільнення осаду;
• видалення з осаду рідини, яка втримується молекулярними силами.

При допомозі відцентрового фільтрування може досягатися висока степінь зневоднення осаду.

Відцентрове відстоювання являти собою процес розділення суспензій в центрифугах, які мають барабан з суцільними стінками. Суспензія вводиться в нижню частину барабану і під дією відцентрової сили відкидається до стінок. Безпосередньо біля стінок утворюється шар осаду, а рідина утворює внутрішній шар і витісняється з барабана поступаючою на розділення суспензією. Піднімаючись вверх, рідина переливається через край барабану і видаляється назовні. При відцентровому відстоюванні відбуваються два фізичні процеси:

• осадження твердої фази;
• ущільнення осаду.

Відцентрове освітлення також проводиться в суцільних барабанах і служить для очистки рідин, які містять незначну кількість твердої фази. Цей процес застосовується для розділення тонких суспензій і колоїдних розчинів.

В барабанах з суцільними стінками проводиться також розділення емульсій. Під дією відцентрової сили компоненти емульсії згідно з густиною розміщаються у вигляді розмежованих шарів: зовнішнього шару рідини з більшою густиною і внутрішнього шару більш легкої рідини. Рідини виводяться з барабана нарізно.

Відцентрові сили, які розвиваються при центрифугуванні, справляють на рідку систему, що розділяється, набагато більшу дію, ніж сили тяжіння і тиску. Тому центрифугування є набагато більш ефективним способом механічного розділення неоднорідних рідких систем, чим відстоювання і фільтрування.

Центрифуги класифікують по наступних прикметах:

• по величині факторах розділення;
• по величині індексу продуктивності;
• по режиму роботи (періодичний або безперервний);
• по способу вигрузки осаду;
• по конструктивних признаках.

Класифікація центрифуг по фактору розділення, режиму роботи і способу вивантажування осаду приведена нижче. Механічне вивантаження осаду — основна умова безперервної роботи центрифуг, тому спосіб вигризки є важливою прикметою їх класифікації. Виходячи з конструктивних прикмет, центрифуги розрізняють головним чином по розміщенню і способу закріплення валу. По цій прикметі центрифуги ділять на:

• вертикальні;
• горизонтальні;
• похилені.

Існує три види вертикальних центрифуг:

• стоячі з підпертим валом;
• підвішені на колонах;
• висячі (з верхнім підвісом головного валу).

Горизонтальні центрифуги з ножовим зніманням осаду працюють періодично, але оскільки в них можлива повна автоматизація всіх операцій, вони називаються автоматичними центрифугами.

По технологічному призначенню центрифуги діляться на три типи:

• освітлюючі — для очистки рідин від твердих домішок;
• розділяючі — для розділення суспензій і емульсій;
• концентруючі — для згущення суспензій шляхом відділення частини рідкої фази.

Статті на тему: центрифугування