食品遠心分離機

産業の遠心分離機はヨーロッパで生まれました。たとえば、中期-19世紀に、砂糖工場の結晶糖の分離に使用されるテキスタイルの脱水と懸濁された遠心分離機に使用される3つの足の遠心分離機がありました。これらの初期の遠心分離機は、スラグ放電のために断続的に手動で操作されました。

スラグアンロードメカニズムの改善により、1930年代に連続動作遠心分離機が出現し、自動制御の実装により断続的な操作遠心分離機も発生しました。

産業遠心分離機は、構造と分離の要件に基づいて3つのカテゴリに分割できます：ろ過遠心分離機、沈降遠心分離機、およびセパレーター。
遠心分離機には、通常は電気モーターによって駆動される独自の軸の周りで高速で回転するドラムと呼ばれるシリンダーがあります。サスペンション（またはエマルジョン）がドラムに追加された後、ドラムと同じ速度で回転するように迅速に駆動され、遠心力の作用下では、各成分が分離され、個別に排出されます。通常、ドラム速度が高いほど、分離効果が向上します。

遠心分離器の作業原則には、遠心ろ過と遠心沈殿が含まれます。遠心ろ過は、フィルター培地に作用する遠心力場の下での懸濁液中に遠心圧力を生成するプロセスであり、フィルター培地を通過してろ液を通過させ、フィルター培地の表面に閉じ込められ、それによって液体ソリッド分離を達成します。遠心沈殿は、遠心力場の懸濁液（またはエマルジョン）に異なる密度の成分の急速な沈降と層状化の原理であり、液体ソリッド（または液体）分離を達成します。

また、実験分析に使用される分離機の種類もあります。これは、液体の明確化と固体粒子の濃縮、または液液分離に使用できます。これらの分離マシンには、通常の圧力、真空、および凍結条件の下で動作できる構造タイプが異なります。

遠心分離器の分離性能を測定するための重要な指標は、分離係数です。これは、ドラム内の分離された材料がその重力に対する遠心力の比率を表しています。分離係数が大きいほど、分離が速く、分離効果が向上します。産業遠心分離器の分離因子は一般に100〜20000であり、高速チューブ分離器の分離因子は最大62000に達することがあります。分析高速分離器の分離因子は610000まで到達する可能性があります。

フィルタリングの遠心分離機と沈殿遠心分離機は、主にドラムの直径の増加に依存して、ドラムの円周上の作業面を拡張します。ドラムの円周方向の壁に加えて、セパレーターには、ディスク分離器のディスクやチャンバー分離器の内側シリンダーなどの追加の作業面もあり、沈降作業面を大幅に増加させます。
さらに、懸濁液中の固体粒子が細かいほど、それらを分離することはより困難になります。ろ液または分離液で運ばれた微粒子は増加します。この場合、遠心分離器はそれらを効果的に分離するために高い分離係数を必要とします。懸濁液中の液体の粘度が高くなると、分離速度が低下します。サスペンションまたはエマルジョンの成分間の密度の差は大きく、これは遠心沈殿に有益ですが、懸濁液の遠心ろ過には成分間の密度差は必要ありません。

遠心分離器の選択は、懸濁液（またはエマルジョン）の固体粒子のサイズと濃度の包括的な分析、固体と液体（または2つの液体）の密度差、液体粘度、フィルター残基（または堆積物）の特性、および分離要件に基づいている必要があります。フィルター残基の水分含有量（堆積物）とろ液の透明度（分離液）の要件を満たし、使用する遠心分離器の種類を事前に選択する必要があります。次に、操作の処理能力と自動化の要件に基づいて、遠心分離機のタイプと仕様が決定され、最後に実際の実験によって検証されます。

通常、0より大きい粒子サイズの粒子を含む懸濁液の場合、01ミリメートル、ろ過遠心分離機を使用できます。小型または圧縮性のある懸濁液中の粒子の場合、沈降遠心分離機を選択する必要があります。低固体含有量、小さな粒子、液体の透明度のための高い要件を備えた懸濁液の場合、セパレーターを選択する必要があります。

遠心分離器の将来の開発動向は、分離性能を向上させ、大規模な遠心分離器を開発し、スラグ放電メカニズムを改善し、専用と組み合わせのドラム遠心分離機を増やし、分離理論の研究を強化し、遠心分離プロセスの最適な制御技術を研究することです。
分離性能の強化には、ドラム速度の向上が含まれます。遠心分離プロセス中に新しい原動力を追加します。スラグプッシュの速度を加速します。ドラムの長さを増やすと、遠心沈下時間と分離時間が延長される可能性があります。大規模な開発食品遠心分離機セパレーターは、主にドラムの直径を増やし、両面ドラムを使用して処理能力を改善し、それにより機器の投資、エネルギー消費、および材料の単位体積あたりのメンテナンスコストを削減することが含まれます。理論的研究の観点から、主な焦点は、ドラム内の流体の流れ条件とフィルター残基形成のメカニズム、ならびに最小分離度と処理能力の計算方法を研究することです。