La centrífuga es una máquina que utiliza la fuerza centrífuga para separar los componentes de las partículas líquidas y sólidas o la mezcla de líquido y líquido. La centrífuga se utiliza principalmente para separar las partículas sólidas en la suspensión del líquido; o separar los dos líquidos incompatibles en la emulsión con diferentes densidades (por ejemplo, separar la crema de la leche); también se puede utilizar para eliminar líquidos en sólidos húmedos, como secar la ropa húmeda con una lavadora; los separadores especiales del tubo de la ultra-velocidad pueden también separar mezclas del gas de diversas densidades; aprovechando las diferentes velocidades de sedimentación de partículas sólidas de diferentes densidades o tamaños de partícula en el líquido, y algo de sedimentación La centrífuga también puede clasificar partículas sólidas según densidad o tamaño de partícula.
La centrifugadora es ampliamente utilizada en los sectores químico, petrolero, alimentario, farmacéutico, procesamiento de minerales, carbón, tratamiento de agua y construcción naval.
En la antigua China, la gente ataba la olla de barro con un extremo de la cuerda, sostenía el otro extremo de la cuerda, giraba la olla, generaba fuerza centrífuga para exprimir la miel en la olla, esta fue la aplicación temprana del principio de separación centrífuga.
Las centrifugadoras industriales nacieron en Europa. Por ejemplo, a mediados del siglo 19, las centrifugadoras de tres pies para la deshidratación textil y las centrifugadoras suspendidas en la parte superior para separar el azúcar cristalino en los ingenios azucareros aparecieron sucesivamente. Estas centrifugadoras más tempranas eran operación intermitente y slagging manual.
Debido a la mejora del mecanismo de descarga, las centrifugadoras de operación continua aparecieron en la década de 1930, y las centrifugadoras de operación intermitente también se desarrollaron debido a la realización del control automático.
Las centrifugadoras industriales se pueden dividir en centrifugadoras de filtro, centrifugadoras de sedimentación y separadores de acuerdo con los requisitos de estructura y separación.
La centrífuga tiene un cilindro que gira alrededor de su eje a alta velocidad, llamado tambor, y generalmente es impulsado por un motor eléctrico. Después de que la suspensión (o emulsión) se añade al tambor, se impulsa rápidamente para girar a la misma velocidad que el tambor, y los componentes se separan bajo la acción de la fuerza centrífuga y se descargan por separado. En general, cuanto mayor sea la velocidad del tambor, mejor será el efecto de separación.
El separador centrífugo tiene dos funciones: filtración centrífuga y sedimentación centrífuga. La filtración centrífuga es la presión centrífuga generada por la suspensión en el campo de fuerza centrífuga, que actúa sobre el medio filtrante, de modo que el líquido pasa a través del medio filtrante y se convierte en el filtrado, mientras que las partículas sólidas quedan atrapadas en la superficie del medio filtrante para lograr la separación líquido-sólido; se utiliza la sedimentación centrífuga El principio de que los componentes de la suspensión (o emulsión) con diferentes densidades se asientan rápidamente en el campo de fuerza centrífuga para lograr la separación líquido-sólido (o líquido-líquido).
También hay un tipo de separador para el análisis experimental, que puede realizar la clarificación de líquidos y el enriquecimiento de partículas sólidas, o la separación líquido-líquido. Este tipo de separador tiene diferentes tipos estructurales que operan en condiciones normales de presión, vacío y congelación.
Un indicador importante para medir el rendimiento de separación de una centrífuga es el factor de separación. Representa la relación entre la fuerza centrífuga y la gravedad del material a separar en el tambor. Cuanto mayor sea el factor de separación, más rápida será la separación y mejor será el efecto de separación. El factor de separación de los separadores centrífugos industriales es generalmente de 100 a 20000, el factor de separación de los separadores de tubos de ultra velocidad puede ser tan alto como 62.000, y el factor de separación de los separadores de ultra velocidad para el análisis es tan alto como 610.000. Otro factor que determina la capacidad de procesamiento del separador centrífugo es el área de trabajo del tambor. Una gran área de trabajo también tiene una gran capacidad de procesamiento.
La elección de la centrífuga debe basarse en el tamaño y la concentración de las partículas sólidas en la suspensión (o emulsión), la diferencia de densidad entre el sólido y el líquido (o dos líquidos), la viscosidad del líquido, las características del residuo del filtro (o sedimento), y los requisitos de separación, etc. Realice un análisis exhaustivo para cumplir con los requisitos para el contenido de humedad del residuo del filtro (sedimento) y la claridad del filtrado (líquido separado), e inicialmente elija qué tipo de centrífuga utilizar. Luego, de acuerdo con la capacidad de procesamiento y los requisitos de automatización de la operación, se determinan el tipo y las especificaciones de la centrífuga, y finalmente se verifican mediante la prueba real.
En general, para suspensiones que contienen partículas de más de 0,01 mm de tamaño, se pueden utilizar centrifugadoras de filtro; para suspensiones con partículas pequeñas o deformación compresible, deben utilizarse centrifugadoras de sedimentación; para suspensiones con bajo contenido de sólidos, partículas pequeñas y cuando se requiere claridad líquida, se debe utilizar un separador.
