Hva er gravitasjonsseparasjon?

Gravitasjonsseparasjon er en metode for å separere en suspensjon i dens individuelle komponenter. Det brukes ofte i medisinske omgivelser for å skille røde blodlegemer fra plasma, og i metallurgiske industrier for å skille partikler av forskjellige metaller. Effektiv separasjon er avhengig av svevestøvets forskjellige tettheter og størrelser, og fungerer ved å kombinere tyngdekrefter med motstand mot bevegelse. Den ferdige konsentrasjonen er et forhold mellom forskjellen mellom tettheten til den tyngre partikkel og væsken, og forskjellen mellom tettheten til den lettere partikkelen og væsken:

Konsentrasjon = Dh - Df / Dl - Df

Det er mange måter å oppnå gravitasjonsseparasjon på. Det vanligste er statisk separasjon, sentrifugering og jigging. For alle metoder er en riktig vannbalanse i suspensjonen viktig for å sikre effektiv separasjon, og væsken må være fri for slam, noe som øker viskositeten og hindrer partikkelbevegelse. For den mest effektive gravitasjonsseparasjonen, bør partikkelstørrelsene være relativt nærme, med veldig små eller veldig store partikler silet ut.

Den statiske metoden er gravitasjonsseparasjon på sitt reneste, og er kun avhengig av tyngdekraften for å oppnå separasjon. Suspensjonen blir agitert og deretter helt uforstyrret. Når blandingen legger seg, vil de større, tettere partiklene først hvile og sette seg på bunnen av beholderen. De neste største og tetteste partiklene vil sette seg på toppen og danne et distinkt lag. Prosessen fortsetter til alle partiklene er satt i sine respektive lag, med de mindre, lettere partiklene på toppen. Alle metoder for gravitasjonsseparasjon fungerer på denne måten, men avviker i mekanismene som brukes for å lette separasjon og fremskynde prosessen.

Sentrifugering er separasjonsmetoden som oftest brukes i medisinske omgivelser, men brukes også av og til i mer spesialiserte metallurgiske operasjoner der små mengder og større partikler er involvert. Når det gjelder blod injiseres prøven i et glassrør med gummitoppet og plasseres en gang i en motbalansert sentrifuge. Sentrifugen får spinne i veldig høye hastigheter, noe som produserer sentrifugalkrefter som skyver partiklene ned gjennom væsken til de samles i en kompakt masse i bunnen av røret. Noen rør inneholder en gelseparator som er tyngre enn plasmaet, men lettere enn blodcellene, og danner en barriere for å forhindre at de to blandes på nytt etter sentrifugering.

Jigging er en eldre, men likevel effektiv, gravitasjonsseparasjonsteknikk som oppnår separasjon ned til 150 mikrometer. Den mest grunnleggende jiggingmekanismen innebærer å plassere stoffet som skal skilles på toppen av en seng "ragging", for eksempel kulelager, i et vannkammer. Det fillete laget hviler på et perforert ark på toppen av et annet kammer, som sender vekslende sug og pulser gjennom filringen til toppen. Pulsene skrangler med fille, og skaper rom for at de tyngre partiklene faller gjennom, og suget får dem til å samle seg i bunnkammeret. Lettere partikler vaskes fra overflaten med en konstant strøm av vann over det aktuelle stoffet og samles i en egen beholder.