Qu'est-ce que la séparation par gravité?
La séparation par gravité est une méthode permettant de séparer une suspension en ses composants individuels. Il est couramment utilisé dans les établissements médicaux pour séparer les globules rouges du plasma et dans les industries métallurgiques pour séparer les particules de différents métaux. Une séparation efficace repose sur les différentes densités et tailles de particules et combine les forces de gravité avec la résistance au mouvement. La concentration finale est un rapport de la différence entre la densité de la particule la plus lourde et du fluide et de la différence entre la densité de la particule la plus légère et du fluide:
Concentration = Dh - Df / Dl - Df
Il existe une multitude de façons d’atteindre la séparation par gravité, les plus courantes étant la séparation statique, la centrifugation et la turlutte. Pour toutes les méthodes, un équilibre hydrique approprié dans la suspension est important pour garantir une séparation efficace, et le fluide doit être exempt de boues, ce qui augmente la viscosité et empêche le mouvement des particules. Pour que la séparation par gravité soit la plus efficace possible, la taille des particules doit être relativement proche, les particules très petites ou très grosses étant filtrées.
La méthode statique est la séparation de la gravité à l'état pur, et repose uniquement sur la gravité pour obtenir la séparation. La suspension est agitée puis laissée complètement immobile. À mesure que le mélange se dépose, les particules les plus grosses et les plus denses se déposent en premier et se déposent au fond du récipient. Les particules les plus grosses et les plus denses suivantes se déposeront sur le dessus, formant une couche distincte. Le processus se poursuit jusqu'à ce que toutes les particules se déposent dans leurs couches respectives, avec les particules les plus petites et les plus claires sur le dessus. Toutes les méthodes de séparation par gravité fonctionnent de cette manière, mais les mécanismes appliqués diffèrent pour faciliter la séparation et accélérer le processus.
La centrifugation est la méthode de séparation la plus fréquemment utilisée dans les établissements médicaux, mais elle est aussi occasionnellement utilisée dans des opérations métallurgiques plus spécialisées impliquant de petites quantités et des particules plus grosses. Dans le cas du sang, l'échantillon est injecté dans un tube en verre recouvert de caoutchouc et, une fois coagulé, est placé dans une centrifugeuse à contrepoids. La centrifugeuse est autorisée à tourner à très grande vitesse, ce qui produit des forces centrifuges qui poussent les particules dans le fluide jusqu’à ce qu’elles se rassemblent dans une masse compacte au fond du tube. Certains tubes contiennent un séparateur de gel plus lourd que le plasma mais plus léger que les cellules sanguines, et forme une barrière empêchant les deux de se mélanger de nouveau après la centrifugation.
Le jigging est une technique de séparation par gravité plus ancienne, mais toujours efficace, qui permet une séparation jusqu'à 150 micromètres. Le mécanisme de base le plus fondamental consiste à placer la substance à séparer sur un lit de «chiffons», tels que des roulements à billes, dans une chambre d'eau. La couche de chiffon repose sur une feuille perforée située au sommet d'une autre chambre, qui envoie une aspiration et des impulsions alternées à travers le chiffon. Les impulsions font vibrer le chiffon, créant un espace pour la chute des particules les plus lourdes, et l'aspiration les amène à s'accumuler dans la chambre inférieure. Les particules plus légères sont lavées de la surface par un flux constant d'eau sur la substance en question, puis collectées dans un récipient séparé.