Centrifugation dans la fabrication :définition, applications et avantages

La centrifugation est un processus dans lequel un matériau est filé dans une chambre cylindrique qui tourne autour d'un axe fixe pour utiliser à la fois les processus de sédimentation et la force d'accélération centripète pour séparer mécaniquement les matériaux mélangés les uns des autres. Bien que les centrifugeuses soient utilisées en laboratoire pour purifier des échantillons biologiques et en grand nombre pour enrichir l'uranium pour le combustible nucléaire, elles sont également courantes dans le secteur manufacturier à de nombreuses fins, notamment pour traiter les eaux usées des municipalités et pour produire des produits pharmaceutiques ou des cultures de médicaments vivants tels que des vaccins. D'autres domaines de fabrication courants qui utilisent la centrifugation sont l'industrie de transformation des aliments, la transformation des mines et des minéraux, ainsi que la transformation chimique en général.

La rotation des matériaux via la force centrifuge provoque la séparation des mélanges de matériaux de densités différentes de deux manières principales. Les matériaux plus lourds ou plus denses gravitent à la fois vers le fond de la centrifugeuse et vers la paroi extérieure du cylindre, tandis que les matériaux plus légers sont moins affectés par la force centrifuge et restent plus près du centre de l'axe de filage où ils peuvent être retirés pendant le processus de filage. Dans la purification et la fabrication des aliments, la centrifugation est couramment utilisée pour séparer les cristaux de sucre d’une liqueur mère produite plus tôt lors du raffinage. Les centrifugeuses sont également largement utilisées dans l'industrie laitière pour transformer le lait cru en crème et en lait moins gras que le produit d'origine.

Lorsque la centrifugation est utilisée pour séparer les solides denses des liqueurs mères ou des liquides similaires les uns des autres, ils tournent avec une force telle qu'elle dépasse l'attraction gravitationnelle d'un facteur de 1 000 à 20 000 fois. Ces types de centrifugeuses peuvent être construites sur l'un des six types de conceptions, y compris les conceptions à hydroclone, tubulaires et à bol à chambre qui utilisent les propriétés de sédimentation pour séparer les matériaux. Les modèles à panier non perforé, à séparateur à disques et à décanteur nécessitent tous un retrait manuel ou mécanique des matériaux plus légers une fois qu'ils sont séparés des composés plus denses. Cependant, quelle que soit la conception de la centrifugeuse, tous les modèles utilisent soit une sédimentation, soit un tamis filtrant, comme avec le modèle à panier perforé, pour isoler les matériaux les uns des autres.

On estime qu'il y a environ 200 domaines industriels spécifiques pour lesquels la centrifugation est nécessaire en 2011. Étant donné que chacune de ces industries a des exigences uniques, les centrifugeuses ne peuvent pas être produites en série comme d'autres équipements mécaniques courants tels que des moteurs ou des vannes. Cela rend les équipements de centrifugation plus chers que les autres types de matériel industriel, et ils ne peuvent souvent pas être réutilisés ou revendus à d'autres fins.

La coulée centrifuge, par exemple, nécessite un équipement de coulée de métaux spécial capable de résister aux températures des métaux en fusion et d'autres matériaux cristallins tels que le fer, le cuivre et le verre. Les moules de coulée eux-mêmes tournent au centre de la centrifugeuse autour de leur axe principal, à mesure que le métal liquide est introduit et projeté contre les parois du moule où il se solidifie. Ce processus force les impuretés plus légères du métal vers la surface intérieure du moule, qui peuvent ensuite être éliminées par abrasion pour fabriquer un produit plus fiable et plus durable.

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Lien vers les sources

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