Las centrifugadoras nacieron en europa, por ejemplo, a mediados del siglo xix, aparecieron sucesivamente centrifugadoras tripartitas para la deshidratación textil y centrifugadoras de suspensión superior para la separación de azúcar cristalino de las fábricas de azúcar. Estas primeras centrifugadoras eran de operación intermitente y descarga manual de escoria.
Debido a la mejora del mecanismo de descarga de escoria, aparecieron centrifugadoras de operación continua en la década de 1930, y las centrifugadoras de operación intermitente también se desarrollaron debido al control automático.
De acuerdo con los requisitos de estructura y separación, las centrifugadoras se pueden dividir en tres categorías: centrifugadoras de filtración, centrifugadoras de sedimentación y separadores.
La centrifugadora tiene un cilindro que gira a gran velocidad alrededor de su propio eje, llamado tambor giratorio, y generalmente es impulsada por un motor eléctrico. Después de agregar la suspensión (o emulsión) al tambor giratorio, se conduce rápidamente a girar a la misma velocidad que el tambor giratorio, y los componentes se separan bajo la fuerza centrífuga y se descargan por separado. Por lo general, cuanto mayor sea la velocidad del tambor, mejor será el efecto de separación.
Los principios de Acción de los separadores centrífuga son la filtración centrífuga y la sedimentación centrífuga. La filtración centrífuga es la presión centrífuga que produce la suspensión bajo el campo de fuerza centrífuga, que actúa sobre el medio filtrante, haciendo que el líquido se convierta en filtrado a través del medio filtrante, mientras que las partículas sólidas se interceptan en la superficie del medio filtrante, logrando así la separación líquido - sólido; La sedimentación centrífuga consiste en lograr la separación líquido - sólido (o líquido - líquido) utilizando el principio de precipitación rápida y estratificación de componentes con diferentes densidades de suspensión (o emulsión) en el campo de fuerza centrífuga.
También hay una clase de separadores para análisis experimentales, que pueden realizar aclaraciones líquidas y enriquecimiento de partículas sólidas, o separación líquido - líquido, que tienen diferentes tipos estructurales de operación en condiciones de presión atmosférica, vacío y congelación.
Un indicador importante para medir el rendimiento de separación de los separadores centrífuga es el factor de separación. Indica la relación entre la fuerza centrífuga del material separado en el tambor y su gravedad. cuanto mayor sea el factor de separación, más rápida será la separación general y mejor será el efecto de separación. El factor de separación de los separadores centrífuga industriales es generalmente de 100 a 20000, el factor de separación de los separadores de tubo de exceso de velocidad puede ser tan alto como 62000, y el factor de separación de los separadores de exceso de velocidad para análisis es tan alto como 610000. Otro factor que determina la capacidad de procesamiento de los separadores centrífuga es el área de trabajo de los tambores, que también tiene una gran capacidad de procesamiento.
Las centrifugadoras de filtración y las centrifugadoras de asentamiento se basan principalmente en aumentar el diámetro del tambor para ampliar la superficie de trabajo en la circunferencia del tambor; Además de la pared circular del tambor giratorio, la máquina de separación también tiene una superficie de trabajo adicional, como el disco de la máquina de separación de disco y el cilindro interior de la máquina de separación de cámara, lo que aumenta significativamente la superficie de trabajo de asentamiento.
Además, cuanto más regular sea la separación de las partículas sólidas en la suspensión, más difícil será la separación, y aumentará el número de partículas finas transportadas en el lixiviado o en la separación. en este caso, el separador centrífuga necesita tener un alto factor de separación para separarse eficazmente; Cuando la viscosidad del líquido en la suspensión es alta, la velocidad de separación se ralentiza; La gran diferencia de densidad entre los componentes de la suspensión o la emulsión es beneficiosa para la sedimentación centrífuga, mientras que la filtración centrífuga de la suspensión no requiere una diferencia de densidad entre los componentes.
La selección de un separador centrífuga debe analizarse exhaustivamente en función del tamaño y la concentración de partículas sólidas en la suspensión (o emulsión), la diferencia de densidad entre sólidos y líquidos (o dos líquidos), la viscosidad del líquido, las características de los residuos filtrantes (o sedimentos), así como los requisitos de separación, para cumplir con los requisitos de humedad de los residuos filtrantes (sedimentos) y aclaración del lixiviado (separadores), y seleccionar inicialmente qué tipo de separador centrífuga se utilizará. Luego, de acuerdo con la capacidad de procesamiento y los requisitos de automatización de la operación, se determina el tipo y las especificaciones de la centrifugadora, que luego se verifican mediante pruebas reales.
Por lo general, para las suspensiones que contienen partículas con un tamaño de partícula superior a 0,01 mm, se puede seleccionar una centrifugadora filtrante; Para las partículas pequeñas o deformables comprimibles en la suspensión, se debe seleccionar una centrifugadora de asentamiento; Para el bajo contenido sólido de la suspensión, las partículas pequeñas y los altos requisitos de aclaración del líquido, se debe seleccionar un separador.
La tendencia de desarrollo futuro de los separadores centrífuga será fortalecer el rendimiento de separación, desarrollar grandes separadores centrífuga, mejorar el mecanismo de descarga de escoria, aumentar y combinar centrifugadoras de tambor giratorio, fortalecer la investigación teórica de separación y estudiar la tecnología de control óptimo del proceso de separación centrífuga.
El fortalecimiento del rendimiento de separación incluye el aumento de la velocidad del tambor; Añadir un nuevo impulso al proceso de separación centrífuga; Acelerar la velocidad de empuje de escoria; Aumentar la longitud del tambor prolonga el tiempo de separación del asentamiento centrífuga, etc. El desarrollo de grandes separadores centrífuga consiste principalmente en aumentar el diámetro de los tambores y mejorar la capacidad de procesamiento con tambores de doble cara para reducir la inversión en equipos, el consumo de energía y los costos de mantenimiento para procesar materiales por unidad de volumen. En términos de investigación teórica, se estudia principalmente el Estado del flujo de fluidos y el mecanismo de formación de escoria filtrante en el tambor giratorio, y se estudian los métodos de cálculo de la pequeña separación y la capacidad de tratamiento.