Nella produzione, cos'è la centrifugazione?
La centrifugazione è un processo in cui un materiale viene filato in una camera cilindrica che ruota attorno ad un asse fisso per utilizzare sia i processi di sedimentazione che la forza dell'accelerazione centripeta per separare meccanicamente materiali misti l'uno dall'altro. Sebbene le centrifughe siano utilizzate in laboratorio per purificare campioni biologici e in gran numero per arricchire l'uranio per il combustibile nucleare, sono anche comuni nella produzione per molti scopi, incluso il trattamento delle acque reflue dei comuni e la produzione di prodotti farmaceutici o colture di droghe vive come vaccini. Altre arene manifatturiere comuni che utilizzano la centrifugazione sono l'industria della trasformazione alimentare, la lavorazione mineraria e minerale e la trasformazione chimica in generale.
La filatura di materiali tramite forza centrifuga provoca la separazione di miscele di materiali con densità diverse in due modi chiave. I materiali più pesanti o più densi gravitano sia verso il fondo della centrifuga che verso la parete esterna del cilindro, mentre i materiali più leggeri sono meno influenzati dalla forza centrifuga e rimangono più vicini al centro dell'asse di filatura dove possono essere rimossi durante il processo di filatura . Nella purificazione e nella produzione di alimenti, la centrifugazione viene comunemente utilizzata per separare i cristalli di zucchero da un materiale di liquore madre prodotto precedentemente nella raffinazione. Le centrifughe sono anche ampiamente utilizzate nell'industria lattiero-casearia per trasformare il latte crudo in panna e latte a basso contenuto di grassi rispetto al prodotto originale.
Laddove la centrifugazione viene utilizzata per separare solidi densi da liquori madri o liquidi simili tra loro, essi ruotano con una forza tale da superare la forza di gravità di un fattore da 1.000 a 20.000 volte. Questi tipi di centrifughe possono essere costruiti su uno dei sei tipi di design, inclusi i progetti di idroclone, tubolari e vasche da camera che utilizzano proprietà di sedimentazione per separare i materiali. Il design del cestello, del separatore dello stack del disco e del decanter imperforati richiedono tutti la rimozione manuale o meccanica di materiali più leggeri una volta separati da composti più densi. Indipendentemente dal design della centrifuga, tuttavia, tutti i modelli utilizzano sedimentazione o uno schermo filtrante come nel modello a cestello perforato per isolare i materiali gli uni dagli altri.
Si stima che ci siano circa 200 settori industriali specifici per i quali è necessaria la centrifugazione a partire dal 2011. Poiché ciascuna di queste industrie ha requisiti unici, le centrifughe non possono essere prodotte in serie come altre comuni apparecchiature meccaniche come motori o valvole. Ciò rende le apparecchiature per centrifughe più costose rispetto ad altri tipi di hardware industriale e spesso non possono essere riutilizzate o rivendute per altri scopi.
La fusione centrifuga, ad esempio, richiede attrezzature speciali per la fusione dei metalli in grado di resistere alle temperature dei metalli fusi e di altri materiali cristallini come ferro, rame e vetro. Gli stessi stampi di colata vengono fatti ruotare all'interno del centro della centrifuga attorno al loro asse principale, mentre il metallo liquido viene alimentato e lanciato contro le pareti dello stampo dove si solidifica. Questo processo forza impurità più leggere nel metallo sulla superficie interna dello stampo, che possono essere successivamente eliminate per creare un prodotto più affidabile e durevole.