Dans la Chine ancienne, les gens attachaient le pot d’argile avec une extrémité de la corde, tenaient l’autre extrémité de la corde, tournaient le pot, généraient une force centrifuge pour extraire le miel dans le pot, c’était l’application précoce du principe de séparation centrifuge.
Les centrifugeuses industrielles sont nées en Europe. Par exemple, au milieu du 19ème siècle, des centrifugeuses de trois pieds pour la déshydratation des textiles et des centrifugeuses en suspension supérieure pour séparer le sucre cristallin dans les sucreries sont apparues successivement. Ces premières centrifugeuses étaient un fonctionnement intermittent et un laitier manuel.
En raison de l’amélioration du mécanisme de déchargement, des centrifugeuses à fonctionnement continu sont apparues dans les années 1930, et des centrifugeuses à fonctionnement intermittent ont également été développées en raison de la réalisation du contrôle automatique.
Les centrifugeuses industrielles peuvent être divisées en centrifugeuses filtrants, centrifugeuses de sédimentation et séparateurs en fonction de la structure et des exigences de séparation.
La centrifugeuse a un cylindre qui tourne autour de son axe à grande vitesse, appelé un tambour, et est généralement entraîné par un moteur électrique. Une fois la suspension (ou l’émulsion) ajoutée au tambour, celle-ci est rapidement entraînée pour tourner à la même vitesse que le tambour, et les composants sont séparés sous l’action de la force centrifuge et déchargés séparément. Généralement, plus la vitesse du tambour est élevée, meilleur est l’effet de séparation.
Le séparateur centrifuge a deux fonctions : la filtration centrifuge et la sédimentation centrifuge. La filtration centrifuge est la pression centrifuge générée par la suspension dans le champ de force centrifuge, qui agit sur le milieu filtrant, de sorte que le liquide traverse le milieu filtrant et devienne le filtrat, tandis que les particules solides sont piégées à la surface du milieu filtrant pour obtenir une séparation liquide-solide; la sédimentation centrifuge est utilisée Le principe selon lequel les composants de la suspension (ou de l’émulsion) avec différentes densités se déposent rapidement dans le champ de force centrifuge pour obtenir une séparation liquide-solide (ou liquide-liquide).
Il existe également un type de séparateur pour l’analyse expérimentale, qui peut effectuer une clarification liquide et un enrichissement en particules solides, ou une séparation liquide-liquide. Ce type de séparateur a différents types structurels qui fonctionnent dans des conditions normales de pression, de vide et de congélation.
Un indicateur important pour mesurer la performance de séparation d’une centrifugeuse est le facteur de séparation. Il représente le rapport de la force centrifuge à la gravité du matériau à séparer dans le tambour. Plus le facteur de séparation est important, plus la séparation est rapide et meilleur est l’effet de séparation. Le facteur de séparation des séparateurs centrifuges industriels est généralement de 100 à 20000, le facteur de séparation des séparateurs à tubes ultra-rapides peut atteindre 62 000 et le facteur de séparation des séparateurs ultra-rapides pour l’analyse peut atteindre 610 000. Un autre facteur qui détermine la capacité de traitement du séparateur centrifuge est la zone de travail du tambour. Une grande zone de travail a également une grande capacité de traitement.
Les centrifugeuses filtrantes et les centrifugeuses de sédimentation reposent principalement sur l’augmentation du diamètre du tambour pour étendre la surface de travail sur la circonférence du tambour; en plus de la paroi circonférentielle du tambour, le séparateur a également des surfaces de travail supplémentaires, telles que le disque et la chambre du séparateur de disque Le cylindre intérieur du séparateur augmente considérablement la surface de travail de tassement.
De plus, plus la séparation des particules solides dans la suspension est détaillée, plus elle est difficile et les particules fines emportées dans le filtrat ou le liquide séparé augmenteront. Dans ce cas, la centrifugeuse a besoin d’un facteur de séparation plus élevé pour se séparer efficacement; Lorsque la viscosité du liquide est élevée, la vitesse de séparation ralentit; la différence de densité de chaque composant de la suspension ou de l’émulsion est importante, ce qui est bénéfique pour la sédimentation centrifuge, tandis que la filtration centrifuge en suspension ne nécessite pas la différence de densité de chaque composant.
Le choix du séparateur centrifuge doit être basé sur la taille et la concentration des particules solides dans la suspension (ou l’émulsion), la différence de densité entre le solide et le liquide (ou deux liquides), la viscosité du liquide, les caractéristiques du résidu filtrant (ou du sédiment) et les exigences de séparation Une analyse complète a été effectuée pour répondre aux exigences relatives à la teneur en humidité du résidu filtrant (sédiment) et à la clarté de la filtrat (liquide de séparation) et quel type de séparateur centrifuge a été initialement choisi. Ensuite, en fonction de la capacité de traitement et des exigences d’automatisation de l’opération, le type et les spécifications de la centrifugeuse sont déterminés, et enfin vérifiés par le test réel.
Généralement, pour les suspensions contenant des particules de plus de 0,01 mm, des centrifugeuses filtrantes peuvent être utilisées; pour les suspensions avec de petites particules ou une déformation compressible, des centrifugeuses de sédimentation devraient être utilisées; pour les suspensions à faible teneur en solides, les petites particules et lorsque la clarté du liquide est requise, un séparateur doit être utilisé.
La tendance future de développement des séparateurs centrifuges sera de renforcer les performances de séparation, de développer des séparateurs centrifuges à grande échelle, d’améliorer le mécanisme de décharge des scories, d’augmenter les centrifugeuses à tambour spéciales et combinées, de renforcer la recherche théorique sur la séparation et d’étudier la technologie de contrôle de l’optimisation du processus de séparation centrifuge.
Le renforcement de la performance de séparation comprend l’augmentation de la vitesse de rotation du tambour rotatif; l’ajout d’une nouvelle force motrice pendant le processus de séparation centrifuge; accélérer la vitesse de poussée des scories; augmenter la longueur du tambour rotatif pour prolonger le temps de sédimentation centrifuge et de séparation. Le développement de séparateurs centrifuges à grande échelle vise principalement à augmenter le diamètre du tambour et l’utilisation de fûts à double face pour augmenter la capacité de traitement afin de réduire l’investissement en équipement, la consommation d’énergie et les coûts d’entretien du volume des matériaux de l’unité de traitement. En termes de recherche théorique, il étudie principalement les conditions d’écoulement du fluide dans le tambour et le mécanisme de formation des résidus de filtre, et étudie les méthodes de calcul de la séparation minimale et de la capacité de traitement.
