Was ist Zentrifugieren in der Fertigung?
Das Zentrifugieren ist ein Prozess, bei dem ein Material in einer zylindrischen Kammer gedreht wird, die sich um eine feste Achse dreht, um sowohl Sedimentationsprozesse als auch die Kraft der zentripetalen Beschleunigung zu nutzen, um gemischte Materialien mechanisch voneinander zu trennen. Obwohl Zentrifugen in Laborumgebungen zur Reinigung biologischer Proben und in großer Zahl zur Anreicherung von Uran für Kernbrennstoffe eingesetzt werden, sind sie auch in der Herstellung von Abwässern in Kommunen und zur Herstellung von Pharmazeutika oder lebenden Arzneimittelkulturen wie z Impfstoffe. Andere übliche Herstellungsbereiche, in denen das Zentrifugieren zum Einsatz kommt, sind die Lebensmittelindustrie, der Bergbau und die Mineralverarbeitung sowie die chemische Verarbeitung im Allgemeinen.
Das Verspinnen von Materialien durch Zentrifugalkraft bewirkt, dass sich Materialmischungen mit unterschiedlichen Dichten auf zwei wichtige Arten trennen. Schwerere oder dichtere Materialien werden sowohl zum Boden der Zentrifuge als auch zur Außenwand des Zylinders hin angezogen, während leichtere Materialien von der Zentrifugalkraft weniger betroffen sind und näher am Zentrum der Spinnachse bleiben, wo sie während des Spinnprozesses entfernt werden können . Bei der Reinigung und Herstellung von Lebensmitteln wird üblicherweise zentrifugiert, um Zuckerkristalle von einem Mutterlaugenmaterial abzutrennen, das zu einem früheren Zeitpunkt bei der Raffination hergestellt wurde. Zentrifugen werden auch häufig in der Milchindustrie eingesetzt, um Rohmilch zu Rahm und Milch zu verarbeiten, die weniger Fett als das ursprüngliche Produkt enthält.
Wenn durch Zentrifugieren dichte Feststoffe von Mutterlaugen oder ähnlichen Flüssigkeiten voneinander getrennt werden, drehen sie sich mit einer Kraft, die die Schwerkraft um den Faktor 1.000 bis 20.000 übersteigt. Diese Arten von Zentrifugen können auf einer von sechs Arten von Konstruktionen aufgebaut werden, einschließlich der Entwürfe von Hydro-Klonen, Röhren und Kammern, die Sedimentationseigenschaften nutzen, um Materialien zu trennen. Bei den Ausführungen mit nicht perforiertem Korb, Scheibentrenner und Dekanter müssen alle leichteren Materialien manuell oder mechanisch entfernt werden, sobald sie von dichteren Verbindungen getrennt sind. Unabhängig vom Zentrifugendesign verwenden alle Modelle jedoch entweder Sedimentation oder ein Filtersieb, um Materialien voneinander zu isolieren, wie dies beim Lochkorbmodell der Fall ist.
Ab 2011 werden schätzungsweise 200 spezifische Industriebereiche benötigt, für die das Zentrifugieren erforderlich ist. Da jede dieser Industriebereiche besondere Anforderungen stellt, können Zentrifugen nicht wie andere übliche mechanische Geräte wie Motoren oder Ventile in Serie hergestellt werden. Dadurch sind Zentrifugengeräte teurer als andere Arten von industrieller Hardware und können häufig nicht für andere Zwecke wiederverwendet oder weiterverkauft werden.
Zum Beispiel erfordert das Schleudergießen eine spezielle Metallgussausrüstung, die den Temperaturen von geschmolzenen Metallen und anderen kristallinen Materialien wie Eisen, Kupfer und Glas standhält. Die Gießformen selbst werden im Zentrum der Zentrifuge um ihre Hauptachse gedreht, während flüssiges Metall zugeführt und gegen die Wände der Form geschleudert wird, wo es sich verfestigt. Dieser Prozess drückt leichtere Verunreinigungen im Metall auf die innere Oberfläche der Form, die später abgeschliffen werden kann, um ein zuverlässigeres und haltbareres Produkt zu erhalten.