製造における遠心分離:定義、用途、利点

遠心分離は、固定軸の周りを回転する円筒形のチャンバー内で材料を回転させ、沈降プロセスと向心加速力の両方を利用して混合材料を互いに機械的に分離するプロセスです。遠心分離機は、生物学的サンプルを精製したり、核燃料用のウランを濃縮するために実験室環境で多数使用されていますが、地方自治体による廃水の処理や、医薬品やワクチンなどの生薬培養物の製造など、製造現場でも多くの目的で一般的に使用されています。遠心分離を利用するその他の一般的な製造分野には、食品加工産業、鉱業および鉱物加工、化学処理全般があります。

遠心力によって材料を回転させると、密度の異なる材料の混合物が 2 つの重要な方法で分離されます。より重い材料または密度の高い材料は、遠心分離機の底部とシリンダーの外壁の両方に向かって重力がかかりますが、より軽い材料は遠心力の影響が少なく、回転軸の中心近くに留まり、回転プロセス中に除去できます。食品の精製および製造では、精製の初期に生成された母液材料から砂糖の結晶を分離するために遠心分離が一般的に使用されます。遠心分離機は、生乳を回転させて、元の製品よりも脂肪の少ないクリームや牛乳を作るために乳業でも広く使用されています。

遠心分離を使用して母液または同様の液体から高密度の固体を分離する場合、それらは重力の引力を 1,000 ～ 20,000 倍超えるような力で回転します。これらのタイプの遠心分離機は、材料を分離するために沈降特性を利用するハイドロクロン、管状、およびチャンバーボウル設計を含む 6 種類の設計のいずれかに基づいて構築できます。無孔バスケット、ディスクスタックセパレーター、およびデカンターの設計はすべて、より密度の高い化合物から分離した後、より軽い材料を手動または機械で除去する必要があります。ただし、遠心分離機の設計に関係なく、すべてのモデルは、材料を互いに分離するために、沈降または多孔バスケット モデルなどの濾過スクリーンを使用します。

2011 年の時点で、遠心分離が必要とされる特定の産業分野は約 200 あると推定されています。これらの産業にはそれぞれ固有の要件があるため、遠心分離機はモーターやバルブなどの他の一般的な機械装置のように大量生産できません。このため、遠心分離機は他のタイプの産業用ハードウェアよりも高価になり、多くの場合、他の目的で再利用または再販できなくなります。

たとえば、遠心鋳造には、溶融金属や鉄、銅、ガラスなどの他の結晶材料の温度に耐えることができる特別な金属鋳造装置が必要です。液体金属が供給され、鋳型の壁に投げつけられ、そこで凝固するため、鋳型自体が遠心分離機の中心内で主軸を中心に回転します。このプロセスにより、金属内の軽い不純物が金型の内面に押し出され、後で研磨されて除去され、より信頼性と耐久性の高い製品を作ることができます。

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ソースへのリンク

• https://www.lenntech.com/library/clarification/clarification/centrifugation.htm