Nell'antica Cina, le persone legavano il vaso di terracotta con un'estremità della corda, tenevano l'altra estremità della corda, ruotavano il vaso, generavano forza centrifuga per spremere il miele nel vaso, questa era la prima applicazione del principio della centrifuga separazione.
Le centrifughe industriali sono nate in Europa. Ad esempio, a metà del XIX secolo, sono apparse in successione centrifughe a tre piedi per la disidratazione dei tessuti e centrifughe sospese per la separazione dello zucchero cristallino negli zuccherifici. Queste prime centrifughe erano a funzionamento intermittente e scorificazione manuale.
A causa del miglioramento del meccanismo di scarico, negli anni '30 sono apparse le centrifughe a funzionamento continuo e sono state sviluppate anche le centrifughe a funzionamento intermittente grazie alla realizzazione del controllo automatico.
Le centrifughe industriali possono essere suddivise in centrifughe filtranti, centrifughe di sedimentazione e separatori in base alle esigenze di struttura e separazione.
La centrifuga ha un cilindro che ruota attorno al proprio asse ad alta velocità, chiamato tamburo, ed è solitamente azionato da un motore elettrico. Dopo che la sospensione (o emulsione) è stata aggiunta al tamburo, viene rapidamente portata a ruotare alla stessa velocità del tamburo e i componenti vengono separati sotto l'azione della forza centrifuga e scaricati separatamente. In genere, maggiore è la velocità del tamburo, migliore è l'effetto di separazione.
Il separatore centrifugo ha due funzioni: filtrazione centrifuga e sedimentazione centrifuga. La filtrazione centrifuga è la pressione centrifuga generata dalla sospensione nel campo di forza centrifuga, che agisce sul mezzo filtrante, in modo che il liquido passi attraverso il mezzo filtrante e diventi il filtrato, mentre le particelle solide rimangono intrappolate sulla superficie del mezzo filtrante ottenere la separazione liquido-solido; si utilizza la sedimentazione centrifuga Il principio che i componenti della sospensione (o emulsione) con densità diverse si depositano rapidamente nel campo di forza centrifuga per ottenere la separazione liquido-solido (o liquido-liquido).
Esiste anche un tipo di separatore per analisi sperimentali, che può eseguire la chiarificazione di liquidi e l'arricchimento di particelle solide, o la separazione liquido-liquido. Questo tipo di separatore ha diversi tipi strutturali che funzionano in condizioni normali di pressione, vuoto e congelamento.
Un indicatore importante per misurare le prestazioni di separazione di una centrifuga è il fattore di separazione. Rappresenta il rapporto tra la forza centrifuga e la gravità del materiale da separare nel tamburo. Maggiore è il fattore di separazione, più rapida è la separazione e migliore è l'effetto di separazione. Il fattore di separazione dei separatori centrifughi industriali è generalmente compreso tra 100 e 20000, il fattore di separazione dei separatori di tubi ultraveloci può arrivare fino a 62.000 e il fattore di separazione dei separatori ultraveloci per l'analisi arriva fino a 610.000. Un altro fattore che determina la capacità di lavorazione del separatore centrifugo è l'area di lavoro del tamburo. Una grande area di lavoro ha anche una grande capacità di elaborazione.
Le centrifughe filtranti e le centrifughe di sedimentazione si basano principalmente sull'aumento del diametro del tamburo per espandere la superficie di lavoro sulla circonferenza del tamburo; oltre alla parete circonferenziale del tamburo, il separatore ha anche superfici di lavoro aggiuntive, come il disco e la camera del separatore a dischi. Il cilindro interno del separatore aumenta notevolmente la superficie di lavoro di assestamento.
Inoltre, quanto più dettagliata è la separazione delle particelle solide nella sospensione, tanto più difficile è e le particelle fini portate via nel filtrato o nel liquido separato aumenteranno. In questo caso, la centrifuga necessita di un fattore di separazione più elevato per separare efficacemente; Quando la viscosità del liquido è elevata, la velocità di separazione rallenta; la differenza di densità di ciascun componente della sospensione o emulsione è grande, il che è vantaggioso per la sedimentazione centrifuga, mentre la filtrazione centrifuga della sospensione non richiede la differenza di densità di ciascun componente.
La scelta del separatore centrifugo deve essere basata sulla dimensione e concentrazione delle particelle solide nella sospensione (o emulsione), la differenza di densità tra il solido e il liquido (o due liquidi), la viscosità del liquido, le caratteristiche del residuo del filtro (o sedimento) e requisiti di separazione È stata effettuata un'analisi completa per soddisfare i requisiti per il contenuto di umidità del residuo del filtro (sedimento) e la limpidezza del filtrato (liquido di separazione) e quale tipo di separatore centrifugo è stato inizialmente selezionato. Quindi, in base alla capacità di elaborazione e ai requisiti di automazione dell'operazione, vengono determinati il tipo e le specifiche della centrifuga e infine verificati dal test effettivo.
In genere, per sospensioni contenenti particelle di dimensione superiore a 0,01 mm, si possono utilizzare centrifughe filtranti; per sospensioni con piccole particelle o deformazione comprimibile, dovrebbero essere utilizzate centrifughe di sedimentazione; per sospensioni con basso contenuto di solidi, piccole particelle e Quando è richiesta la limpidezza del liquido, è necessario utilizzare un separatore.
La futura tendenza allo sviluppo dei separatori centrifughi sarà quella di rafforzare le prestazioni di separazione, sviluppare separatori centrifughi su larga scala, migliorare il meccanismo di scarico delle scorie, aumentare le centrifughe a tamburo speciali e combinate, rafforzare la ricerca sulla teoria della separazione e studiare la tecnologia di controllo dell'ottimizzazione della separazione centrifuga processi.
Il rafforzamento delle prestazioni di separazione include l'aumento della velocità di rotazione del tamburo rotante; aggiunta di nuova forza motrice durante il processo di separazione centrifuga; accelerare la velocità di spinta della scoria; aumentando la lunghezza del tamburo rotante per prolungare il tempo di sedimentazione centrifuga e separazione. Lo sviluppo di separatori centrifughi su larga scala è principalmente quello di aumentare il diametro del tamburo e l'uso di tamburi a doppia faccia per aumentare la capacità di elaborazione in modo da ridurre l'investimento in attrezzature, il consumo di energia e i costi di manutenzione per il volume dell'unità di elaborazione dei materiali. In termini di ricerca teorica, studia principalmente le condizioni di scorrimento del fluido nel tamburo e il meccanismo di formazione dei residui di filtrazione, e studia le modalità di calcolo della minima separazione e capacità di lavorazione.
