Centrifuga - o prezentare generală Subiecte ScienceDirect

Centrifugele sunt proiectate pentru a îngroșa sau a filtra suspensiile, ceea ce duce la două clase generale de mașini: sedimentarea centrifugelor și filtrarea centrifugelor.

Termeni asociați:

  • Ingineria energetică
  • Uraniu
  • Azot
  • Evaporator
  • Proteină
  • Metoda standard de testare
  • Supernatant

Descărcați în format PDF

Despre această pagină

Tehnologii de separare solid-lichid pentru cărbune

13.4.1 Aplicații ale centrifugelor

Centrifugele cu coș vibrant, denumite și centrifuge cu cărbune grosier, sunt utilizate pentru deshidratarea cărbunelui grosier (în principal din procesele de mediu dens) după pre-deshidratarea ecranului. Sunt cel mai frecvent tip utilizat la prepararea cărbunelui. Centrifugele cu defilare a ecranului, denumite și centrifuge de cărbune fin, deshidratează cărbunele fin (în principal din spirale și separatoare de pat cu balamale), în timp ce centrifugele cu decantor cu bol cu ​​ecran (SBC) sunt aplicate concentratelor de flotație. Centrifugele de decantare cu bol solid, similare cu SBC-urile, dar fără secțiunea ecranului, sunt mai puțin utilizate pentru concentrarea de flotație și pentru sterilul de cărbune.

Echilibrarea componentelor mașinilor ☆

A doua problemă: dezechilibrarea vibrațiilor în centrifuge

Centrifugele sunt mașini de mare viteză. Vitezele de rotație ridicate necesită o calitate ridicată a echilibrului pieselor rotative, în principal tamburul centrifugii, melcul, scripetele curelei etc. Echilibrarea rotoarelor individuale pe o mașină de echilibrare nu este întotdeauna suficientă pentru a atinge dezechilibrul rezidual necesar. Toleranțe și potriviri ale componentelor, erori la rulmenții cu role, variații ale grosimii peretelui tamburului etc. poate însemna că vibrația dezechilibrului centrifugii complet asamblate depășește valorile admise. Necesitatea de a corecta acest lucru poate apărea atunci când se testează o nouă centrifugă și după repararea și revizia instalațiilor mai vechi.

Acizi grași microalgați - De la recoltare până la extracție

16.2.4.2 Centrifugele de decantare

S-a constatat că centrifugele cu decantor sunt la fel de eficiente ca și centrifugele cu bol solid pentru separarea microalgelor (Goh, 1984), obținând o concentrație de biomasă în descărcare solidă în ordinea a 22%, cu toate acestea, consumul de energie al centrifugelor cu decantor este mai mare decât cel al centrifugelor cu bol la 8 kW hm - 3 (Molina-Grima și colab., 2003). Totuși, acest echipament poate produce o producție mai concentrată decât centrifugele cu bol de disc, care este mai potrivită pentru suspensii solide mai mari decât cele generate de iazurile de creștere a microalgalelor (Mohn, 1988). Se sugerează că centrifugele de decantare ar putea fi utile pentru concentrarea suplimentară a nămolurilor microalgice din alte metode de recoltare, de exemplu, atunci când sunt precedate de o etapă de floculare sau sedimentare pentru a îmbunătăți recuperarea (Molina-Grima și colab., 2003).

Operațiuni de unitate

11.4 Centrifugare

Centrifugarea este utilizată pentru separarea materialelor cu densitate diferită prin aplicarea unei forțe mai mari decât gravitația. În procesarea din aval, centrifugarea este utilizată pentru a îndepărta celulele din bulionele de fermentație, pentru a elimina resturile celulare, pentru a colecta precipitate și cristale și pentru a separa fazele după extracția lichidului. Centrifugarea poate fi aplicată și în alte domenii ale bioprocesării, cum ar fi clarificarea melasei utilizate în mediile de fermentare și în producția de must pentru fabricarea berii.

Centrifugele sterilizabile cu abur sunt aplicate atunci când celulele separate sau fermentația lichidă sunt reciclate înapoi în fermentator sau când trebuie prevenită contaminarea produsului. Centrifugele industriale generează cantități mari de căldură datorită fricțiunii; de aceea este necesar să aveți o bună ventilație și răcire. Aerosolii creați de centrifugele cu rotire rapidă sunt cunoscute pentru a provoca infecții și reacții alergice la lucrătorii din fabrică, astfel încât dulapurile izolatoare sunt necesare pentru anumite aplicații.

Centrifugarea este cea mai eficientă atunci când diferența de densitate dintre particule și lichid este mare, particulele sunt mari și vâscozitatea lichidului este scăzută. De asemenea, este asistat de o rază mare de centrifugă și o viteză de rotație mare. Cu toate acestea, în centrifugarea solidelor biologice, cum ar fi celulele, particulele sunt foarte mici, vâscozitatea mediului poate fi relativ mare și densitatea particulelor este foarte similară cu cea a fluidului de suspendare. Aceste dezavantaje sunt depășite cu ușurință în laborator cu mici centrifuge acționate cu viteză mare. Cu toate acestea, apar probleme în centrifugarea industrială atunci când trebuie tratate cantități mari de material.

Capacitatea centrifugii nu poate fi mărită prin simpla creștere a dimensiunii echipamentului fără limită; solicitările mecanice din centrifugă cresc proporțional cu (raza) 2, astfel încât viteza de funcționare sigură este substanțial mai mică în echipamentele mari. Necesitatea unui flux continuu de material în aplicații industriale limitează, de asemenea, viteza practică de funcționare. Pentru a depăși aceste dificultăți, a fost dezvoltată o serie de centrifuge pentru bioprocesare. Tipurile de centrifugă utilizate în mod obișnuit în operațiuni industriale sunt descrise în secțiunea următoare.

11.4.1 Echipament de centrifugare

centrifuga

Figura 11.6. Separarea solidelor într-o centrifugă cu vas tubular.

Un tip de centrifugă cu tub tubular îngust este ultracentrifuga. Acest dispozitiv este utilizat pentru recuperarea precipitatelor fine din soluții de densitate mare, pentru descompunerea emulsiilor și pentru separarea particulelor coloidale, cum ar fi ribozomii și mitocondriile. Produce forțe centrifuge de 10 5 până la 10 de 6 ori forța gravitațională. Vasul este de obicei acționat de aer și acționat la presiune scăzută sau într-o atmosferă de azot pentru a reduce generarea de căldură prin frecare. Principala aplicație comercială a ultracentrifugelor a fost în producerea de vaccinuri pentru separarea particulelor virale de resturile celulare. De obicei, ultracentrifugele sunt acționate în modul discontinuu, astfel încât capacitatea lor de procesare este restricționată de necesitatea de a goli manual bolul. Ultracentrifugele continue sunt disponibile comercial; cu toate acestea, vitezele de funcționare sigure pentru aceste mașini nu sunt la fel de mari ca pentru echipamentele discontinue.

O alternativă la centrifuga tubulară este centrifuga bolului cu discuri. Centrifugele stivei de discuri sunt frecvente în bioprocesare. Există multe tipuri de centrifugă pe disc; principala diferență dintre ele este metoda utilizată pentru descărcarea solidelor acumulate. La centrifugele simple pe disc, solidele trebuie îndepărtate periodic manual. Descărcarea continuă sau intermitentă a solidelor este posibilă într-o varietate de centrifuge cu disc fără a reduce viteza bolului. Unele centrifuge sunt echipate cu duze periferice pentru îndepărtarea continuă a solidelor; altele au supape pentru descărcare intermitentă. O altă metodă constă în concentrarea solidelor în periferia bolului și apoi descărcarea lor în partea superioară a centrifugii folosind un dispozitiv de parare; configurația echipamentului pentru acest mod de funcționare este prezentată în Figura 11.7. Un dezavantaj al centrifugelor cu descărcare automată a solidelor este că solidele trebuie să rămână suficient de umede pentru a curge prin mașină. Pot fi prevăzute duze suplimentare pentru curățarea bolului în cazul în care se produce blocarea sistemului.