Dans la fabrication, qu'est-ce que la centrifugation?

La centrifugation est un processus dans lequel un matériau est filé dans une chambre cylindrique qui tourne autour d'un axe fixe pour utiliser les processus de sédimentation et la force de l'accélération centripète afin de séparer mécaniquement les matériaux mélangés les uns des autres. Bien que les centrifugeuses soient utilisées en laboratoire pour purifier des échantillons biologiques et pour enrichir l'uranium en combustible nucléaire en grande quantité, elles sont également utilisées dans la fabrication à diverses fins, notamment pour traiter les eaux usées par les municipalités et produire des produits pharmaceutiques ou des cultures de drogues vivantes telles que vaccins. Parmi les autres domaines de fabrication qui utilisent la centrifugation sont l'industrie de la transformation des aliments, le traitement des mines et des minéraux et le traitement des produits chimiques en général.

La centrifugation des matériaux par la force centrifuge provoque la séparation de mélanges de matériaux de densités différentes de deux manières. Les matériaux plus lourds ou plus denses gravitent à la fois vers le bas de la centrifugeuse et vers la paroi extérieure du cylindre, tandis que les matériaux plus légers sont moins affectés par la force centrifuge et restent plus près du centre de l'axe de rotation où ils peuvent être retirés pendant le processus de rotation. . Dans la purification et la fabrication d'aliments, la centrifugation est couramment utilisée pour séparer les cristaux de sucre d'un matériau de liqueur mère produit plus tôt dans le raffinage. Les centrifugeuses sont également largement utilisées dans l'industrie laitière pour transformer du lait cru en crème et du lait moins gras que le produit d'origine.

Lorsque la centrifugation est utilisée pour séparer les solides denses des liqueurs mères ou de liquides similaires les uns des autres, ils tournent avec une force telle qu'ils dépassent l'attraction gravitationnelle d'un facteur 1 000 à 20 000 fois. Ces types de centrifugeuses peuvent être construits sur l'un des six types de conceptions, notamment les conceptions hydroclone, tubulaire et bol à chambre qui utilisent des propriétés de sédimentation pour séparer les matériaux. Les conceptions de bacs non perforés, de séparateur d'empilement de disques et de décanteurs nécessitent toutes l'enlèvement manuel ou mécanique des matériaux plus légers une fois qu'ils sont séparés des composés plus denses. Quelle que soit la conception de la centrifugeuse, tous les modèles utilisent cependant une sédimentation ou un tamis filtrant, comme avec le modèle à panier perforé, pour isoler les matériaux les uns des autres.

On estime à environ 200 le nombre de domaines industriels pour lesquels une centrifugation est nécessaire à partir de 2011. Chacune de ces industries ayant des exigences uniques, les centrifugeuses ne peuvent pas être produites en série comme les autres équipements mécaniques courants tels que les moteurs ou les vannes. Cela rend les équipements de centrifugation plus onéreux que d’autres types de matériels industriels et il est souvent impossible de les réutiliser ou de les revendre à d’autres fins.

La coulée centrifuge, par exemple, nécessite des équipements de coulée des métaux spéciaux capables de résister aux températures des métaux en fusion et autres matériaux cristallins tels que le fer, le cuivre et le verre. Les moules eux-mêmes sont centrifugés au centre de la centrifugeuse autour de leur axe principal, à mesure que le métal liquide est introduit et jeté contre les parois du moule où il se solidifie. Ce processus force les impuretés plus légères dans le métal vers la surface intérieure du moule, qui peuvent ensuite être abrasées pour en faire un produit plus fiable et durable.