Στην Βιομηχανία, Τι είναι η Φυγοκέντρηση;

Η φυγοκέντρηση είναι μια διαδικασία όπου ένα υλικό περιστρέφεται σε έναν κυλινδρικό θάλαμο που περιστρέφεται γύρω από έναν σταθερό άξονα για να χρησιμοποιήσει τόσο τις διαδικασίες καθίζησης όσο και τη δύναμη της κεντρομόλου επιτάχυνσης για να διαχωρίσει μηχανικά τα μικτά υλικά το ένα από το άλλο. Αν και οι φυγόκεντροι χρησιμοποιούνται σε εργαστηριακό περιβάλλον για τον καθαρισμό βιολογικών δειγμάτων και σε μεγάλους αριθμούς για τον εμπλουτισμό ουρανίου για πυρηνικά καύσιμα, είναι επίσης κοινές στην κατασκευή για πολλούς σκοπούς, συμπεριλαμβανομένης της επεξεργασίας λυμάτων από δήμους και για την παραγωγή φαρμακευτικών προϊόντων ή ζωντανών καλλιεργειών φαρμάκων, όπως εμβόλια. Άλλοι κοινοί χώροι παραγωγής που χρησιμοποιούν φυγοκέντρηση είναι η βιομηχανία επεξεργασίας τροφίμων, η εξόρυξη και η επεξεργασία ορυκτών και η χημική επεξεργασία γενικά.

Η κλώση των υλικών μέσω της φυγόκεντρης δύναμης προκαλεί τον διαχωρισμό μιγμάτων υλικών με διαφορετικές πυκνότητες με δύο βασικούς τρόπους. Βαρύτερα ή πυκνότερα υλικά έλκονται τόσο προς τον πυθμένα της φυγόκεντρου όσο και προς το εξωτερικό τοίχωμα του κυλίνδρου, ενώ τα ελαφρύτερα υλικά επηρεάζονται λιγότερο από τη φυγόκεντρο δύναμη και παραμένουν πιο κοντά στο κέντρο του άξονα περιστροφής όπου μπορούν να αφαιρεθούν κατά τη διαδικασία περιστροφής . Στον καθαρισμό και την κατασκευή τροφίμων, η φυγοκέντρηση χρησιμοποιείται συνήθως για τον διαχωρισμό των κρυστάλλων ζάχαρης από ένα μητρικό υγρό που παρήχθη νωρίτερα κατά τη διύλιση. Οι φυγόκεντροι χρησιμοποιούνται επίσης ευρέως στη γαλακτοβιομηχανία για την κλώση του νωπού γάλακτος σε κρέμα και γάλα με χαμηλότερη περιεκτικότητα σε λιπαρά από το αρχικό προϊόν.

Όταν χρησιμοποιείται φυγοκέντρηση για τον διαχωρισμό πυκνών στερεών από μητρικά υγρά ή παρόμοια υγρά το ένα από το άλλο, περιστρέφονται με τέτοια δύναμη ώστε να υπερβαίνουν την έλξη της βαρύτητας κατά 1,000 έως 20,000 φορές. Αυτοί οι τύποι φυγοκεντρητών μπορούν να κατασκευαστούν σε έναν από τους έξι τύπους σχεδίων, συμπεριλαμβανομένων των σχεδίων υδρόκλωνου, σωληνοειδούς και θαλάμου μπολ που χρησιμοποιούν ιδιότητες καθίζησης για τον διαχωρισμό υλικών. Τα σχέδια του αδιάτρητου καλαθιού, του διαχωριστή στοίβας δίσκων και του καράφα απαιτούν χειροκίνητη ή μηχανική αφαίρεση ελαφρύτερων υλικών μόλις διαχωριστούν από πυκνότερες ενώσεις. Ανεξάρτητα από τον σχεδιασμό της φυγόκεντρου, ωστόσο, όλα τα μοντέλα χρησιμοποιούν είτε καθίζηση είτε φίλτρο, όπως το μοντέλο διάτρητου καλαθιού για την απομόνωση υλικών το ένα από το άλλο.

Υπολογίζεται ότι υπάρχουν περίπου 200 συγκεκριμένα βιομηχανικά πεδία για τα οποία απαιτείται φυγοκέντρηση από το 2011. Δεδομένου ότι καθεμία από αυτές τις βιομηχανίες έχει μοναδικές απαιτήσεις, οι φυγόκεντροι δεν μπορούν να παραχθούν μαζικά όπως άλλος κοινός μηχανικός εξοπλισμός, όπως κινητήρες ή βαλβίδες. Αυτό καθιστά τον εξοπλισμό φυγοκέντρησης πιο ακριβό από άλλους τύπους βιομηχανικού υλικού και συχνά δεν μπορεί να επαναχρησιμοποιηθεί ή να μεταπωληθεί για άλλους σκοπούς.

Η φυγοκεντρική χύτευση, για παράδειγμα, απαιτεί ειδικό εξοπλισμό χύτευσης μετάλλων που μπορεί να αντέξει τις θερμοκρασίες λιωμένων μετάλλων και άλλων κρυσταλλικών υλικών όπως ο σίδηρος, ο χαλκός και το γυαλί. Τα ίδια τα καλούπια χύτευσης περιστρέφονται εντός του κέντρου της φυγόκεντρου γύρω από τον κύριο άξονά τους, καθώς το υγρό μέταλλο τροφοδοτείται και ρίχνεται στα τοιχώματα του καλουπιού όπου στερεοποιείται. Αυτή η διαδικασία αναγκάζει ελαφρύτερες ακαθαρσίες στο μέταλλο στην εσωτερική επιφάνεια του καλουπιού, οι οποίες μπορούν αργότερα να αποξεσθούν για να γίνει ένα πιο αξιόπιστο και ανθεκτικό προϊόν.