نوع جهاز الطرد المركزي

أجهزة الطرد المركزي هي أجهزة تستخدم قوة الطرد المركزي لفصل السوائل عن الجزيئات الصلبة أو المكونات في المخاليط السائلة. ويمكن تقسيمها إلى أنواع مختلفة بناءً على الغرض منها، وبنيتها، ومبدأ الفصل، وما إلى ذلك. فيما يلي التصنيفات والخصائص الشائعة لأجهزة الطرد المركزي:

1. التصنيف وفقًا لمبدأ الفصل:

1. أجهزة الطرد المركزي المرشحة

- **المبدأ**: تقوم قوة الطرد المركزي بدفع السائل الموجود في المعلق عبر وسائط الترشيح (قماش الترشيح، الشاشة، إلخ)، مما يؤدي إلى الاحتفاظ بالجسيمات الصلبة لفصلها.

- **الخصائص**: مناسب للمعلقات ذات الجسيمات الأكبر (>5 ميكرومتر) والمحتوى الصلب العالي (>10٪)، مثل فصل بلورات الجبس أو السكروز.

- **المعدات الشائعة**: أجهزة الطرد المركزي ذات الثلاثة أقدام، وأجهزة الطرد المركزي ذات التفريغ الكاشطة.

2. أجهزة الطرد المركزي للترسيب

- **المبدأ**: تتسبب قوة الطرد المركزي في ترسب المكونات ذات الكثافات المختلفة في المعلقات أو المستحلبات وتكوين طبقات (على سبيل المثال، ترسب الجسيمات الصلبة أو فصل السائل عن السائل).

- **الخصائص**: مناسب لفصل الجسيمات الدقيقة (<5 ميكرومتر) أو السوائل غير القابلة للامتزاج، مثل معالجة مياه الصرف الصحي، وتجفيف النفط الخام، وفصل العينات البيولوجية.

- **المعدات المشتركة**:

- **أجهزة الطرد المركزي الأنبوبية**: دوران عالي السرعة (15000-50000 دورة في الدقيقة)، يستخدم لفصل الجزيئات الدقيقة للغاية أو المستحلبات (مثل بلازما الدم، وإزالة الصمغ من الزيوت النباتية).

- **أجهزة الطرد المركزي القرصية**: تعمل الأقراص المخروطية المكدسة على تسريع الترسيب، وهي مناسبة لفصل السائل-السائل (مثل فصل الزيت عن الماء) أو فصل الطور الثلاثي السائل-الصلب-السائل (مثل إزالة الرواسب في منتجات الألبان).

- **أجهزة الطرد المركزي اللولبية الأفقية (أجهزة الفصل)**: تشغيل مستمر، تفريغ المواد الصلبة عبر دافع لولبي، وتستخدم عادة في معالجة مياه الصرف الصناعي وتصنيع الأغذية (مثل تصفية العصائر).

2. التصنيف حسب سرعة الدوران:

1. **أجهزة الطرد المركزي منخفضة السرعة**

- **السرعة**: أقل من 3000 دورة في الدقيقة

- **الغرض**: فصل الجزيئات الصلبة الكبيرة أو الرواسب، مثل فصل الدم في الاختبارات السريرية أو جمع خلايا الخميرة.

2. **أجهزة الطرد المركزي متوسطة السرعة**

- **السرعة**: 3000–15000 دورة في الدقيقة

- **الغرض**: فصل العينات البيولوجية (مثل الخلايا والبكتيريا) وتجفيف المواد الكيميائية الخام.

3. **أجهزة الطرد المركزي عالية السرعة**

- **السرعة**: 15000–50000 دورة في الدقيقة

- **الغرض**: فصل الجزيئات الدقيقة أو العينات عالية النقاء، مثل تنقية البروتين وأبحاث الفيروسات (يتطلب وظيفة التبريد لمنع تمسخ العينة).

4. **أجهزة الطرد المركزي فائقة السرعة**

- **السرعة**: >50,000 دورة في الدقيقة (حتى 1,000,000 دورة في الدقيقة)

- **الغرض**: الفصل على المستوى الجزيئي (مثل طرد الحمض النووي DNA/RNA، وتحليل الجسيمات الغروية)، يتم تشغيله في فراغ لتقليل الحرارة والمقاومة.

3. التصنيف حسب وضع التشغيل

1. **أجهزة الطرد المركزي الدفعية**

- **الخصائص**: تشغيل الدفعات، يتطلب تحكمًا يدويًا أو آليًا في عمليات التغذية والفصل والتفريغ، وهو مناسب للإنتاج بكميات صغيرة أو إنتاج أنواع متعددة.

- **المعدات**: أجهزة طرد مركزي بطول ثلاثة أقدام، ودافعات مكبسية.

2. **أجهزة الطرد المركزي المستمرة**

- **الخصائص**: إدخال وتفريغ مستمر للمواد، أتمتة عالية، مناسب للإنتاج على نطاق واسع.

- **المعدات**: أجهزة الطرد المركزي، وفواصل الأقراص، وأجهزة الطرد المركزي ذات المرشح الحلزوني.

4. التصنيف حسب البنية وطريقة التصريف**

1. **أجهزة طرد مركزي بطول ثلاثة أقدام**

- **الهيكل**: جسم معلق بثلاثة أقدام، تخميد جيد للاهتزازات، تفريغ يدوي أو تلقائي.

- **الغرض**: الإنتاج المختبري أو الصناعي على نطاق صغير (مثل المستحضرات الصيدلانية والمواد الكيميائية)، مناسب لمعالجة الجسيمات القابلة للتشكيل.

2. **أجهزة الطرد المركزي ذات التفريغ الكاشط**

- **الخصائص**: بعد الفصل، تقوم مكشطة بإزالة المواد الصلبة تلقائيًا، وهي مناسبة للمواد اللزجة أو غير السائلة (مثل الأملاح والراتنجات).

3. **أجهزة الطرد المركزي ذات المكبس الدافع**

- **الخصائص**: تفريغ مستمر عبر دفع دوري للمواد الصلبة بواسطة مكبس، مناسب للجسيمات المتجانسة ذات التدفق الحر (مثل اليوريا والسكريات).

4. **آلات الترشيح بالطرد المركزي**

- **يجمع بين الترشيح والطرد المركزي**: يقوم أولاً بالترشيح، ثم يقوم بالطرد المركزي لزيادة محتوى الرطوبة الصلبة، ويستخدم في معالجة مخلفات المناجم، وتجفيف النشا، وما إلى ذلك.

**5. أجهزة الطرد المركزي ذات الأغراض الخاصة**

1. **أجهزة الطرد المركزي المختبرية**

- **الأنواع**: أجهزة الطرد المركزي الصغيرة المكتبية، وأجهزة الطرد المركزي المبردة (تحافظ على درجة حرارة منخفضة لمنع تدهور العينات البيولوجية)، وأجهزة الطرد المركزي الدقيقة (تعالج عينات بمستوى الميكرولتر).

- **الغرض**: الاختبارات الطبية، تجارب البيولوجيا الجزيئية (مثل فصل منتجات تفاعل البوليميراز المتسلسل).

2. **أجهزة الطرد المركزي الصناعية**

- **مجالات التطبيق**: الكيميائية، والغذائية، والصيدلانية، والبيئية (مثل تجفيف الحمأة)، ومعالجة المعادن، إلخ.

- **الخصائص**: قدرة معالجة كبيرة، مقاومة للتآكل، تصميم قابل للتخصيص مقاوم للانفجار.

3. **أجهزة الطرد المركزي للمستحضرات الصيدلانية الحيوية**

- **المتطلبات**: تصميم معقم، سهولة التنظيف (التنظيف والتعقيم المضمن CIP/SIP)، يستخدم لفصل المنتجات البيولوجية مثل اللقاحات والأجسام المضادة.

4. **أجهزة الطرد المركزي للسوائل فوق الحرجة**

- **المبدأ**: يتم دمجه مع تقنية السوائل فوق الحرجة، ويستخدم لفصل المواد الحساسة للحرارة (مثل استخلاص المنتجات الطبيعية).

**6. التصنيف حسب مرحلة الفصل**

- **فصل المواد الصلبة عن السائلة**: على سبيل المثال، تجفيف الحمأة في معالجة مياه الصرف الصحي، ومعالجة المعادن.

- **فصل السوائل**: على سبيل المثال، فصل الزيت عن الماء، وفصل المذيبات العضوية عن الماء.

- **فصل السائل-الصلب-السائل**: على سبيل المثال، فصل الجزيئات الصلبة الدقيقة من المستحلبات (على سبيل المثال، إزالة رواسب العصير).

**العوامل الرئيسية للاختيار**

عند اختيار جهاز طرد مركزي، ضع في اعتبارك ما يلي:

1. **خصائص المادة**: حجم الجسيمات، التركيز، اللزوجة، التآكل، الحساسية الحرارية.

2. **أهداف الفصل**: معدل الاستخلاص، والنقاء، ومتطلبات محتوى الرطوبة.

3. **الإنتاجية**: احتياجات الإنتاج على دفعات أو بشكل مستمر.

4. **التكلفة**: الاستثمار في المعدات، واستهلاك الطاقة، وتكاليف الصيانة.

5. **السلامة والامتثال**: مقاومة للانفجار، معقمة، معايير بيئية (مثل معايير تصريف مياه الصرف الصحي).

على سبيل المثال، تُستخدم أجهزة الطرد المركزي منخفضة السرعة لفصل الدم في المختبرات، وأجهزة الفصل لتجفيف الحمأة الناتجة عن مياه الصرف الصناعي، وأجهزة الطرد المركزي فائقة السرعة المزودة بالتبريد لفصل العينات البيولوجية عالية النقاء.