遠心分離機の種類
遠心分離機は、遠心力を利用して液体を固体粒子または液体混合物中の成分から分離する装置です。用途、構造、分離原理などに基づいて、様々な種類に分類できます。以下は、遠心分離機の一般的な分類と特徴です。
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1. 分離原理による分類：
1. フィルター遠心分離機
- **原理**: 遠心力により、懸濁液内の液体がフィルター媒体 (フィルター布、スクリーンなど) を通過し、固体粒子が保持されて分離されます。
- **特性**: 石膏やショ糖結晶の分離など、粒子が大きい (> 5μm) かつ固形分が多い (> 10%) 懸濁液に適しています。
- **共通設備**: 3 フィート遠心分離機、刮刀卸料离心機 (スクレーパー排出遠心機)。
2. 沈降遠心分離機
- **原理**: 遠心力により、懸濁液またはエマルジョン内の密度の異なる成分が沈殿して層状になります (例: 固体粒子の沈降または液液分離)。
- **特徴**: 廃水処理、原油脱水、生物学的サンプルの分離など、微粒子 (<5μm) または混和しない液体の分離に適しています。
- **共通装備**:
- **管状遠心分離機**：高速回転（15,000～50,000 rpm）、非常に微細な粒子またはエマルジョン（例：血漿、植物油の脱ガム）の分離に使用されます。
- **ディスク遠心分離機**: 積み重ねられた円錐形のディスクが沈降を促進し、液液分離 (油水分離など) または液固液三相分離 (乳製品の残渣除去など) に適しています。
- **水平スクリュー遠心分離機（デカンター）**：連続運転で、スクリュープッシャーを介して固形物を排出します。一般的に、産業廃水処理や食品加工（ジュースの浄化など）に使用されます。
2. 回転速度による分類：
1. **低速遠心分離機**
- **速度**: <3,000 rpm
- **目的**: 臨床検査における血液分離や酵母細胞の収集など、大きな固体粒子または沈殿物の分離。
2. **中速遠心分離機**
- **速度**: 3,000～15,000 rpm
- **目的**: 生物学的サンプル（細胞、細菌など）の分離および化学原料の脱水。
3. **高速遠心分離機**
- **速度**: 15,000～50,000 rpm
- **目的**: タンパク質精製やウイルス研究などの微粒子や高純度サンプルの分離(サンプルの変性を防ぐため冷却機能が必要)。
4. **超遠心分離機**
- **速度**: >50,000 rpm (最大 1,000,000 rpm)
- **目的**: 熱と抵抗を減らすために真空中で操作される分子レベルの分離 (例: DNA/RNA 遠心分離、コロイド粒子分析)。
**3. 動作モードによる分類**
1. **バッチ式遠心分離機**
- **特徴**: バッチ操作。供給、分離、排出プロセスの手動または自動制御が必要で、小バッチまたは多品種生産に適しています。
- **設備**: 3 フィートの遠心分離機、ピストン プッシャー。
2. **連続遠心分離機**
- **特徴**: 材料の連続投入・排出、高度な自動化、大規模生産に適しています。
- **設備**: デカンター、ディスクセパレーター、スパイラル排出フィルター遠心分離機。
4. 構造と排出方法による分類**
1. **3フィート遠心分離機**
- **構造**: 本体は 3 本の足で吊り下げられ、振動が適切に減衰され、手動または自動で排出されます。
- **目的**: 変形可能な粒子の処理に適した、実験室または小規模工業生産 (医薬品、化学薬品など)。
2. **スクレーパー排出遠心分離機**
- **特徴**: 分離後、スクレーパーが自動的に固形物を除去します。粘着性または流動性のない材料 (塩、樹脂など) に適しています。
3. **ピストンプッシャー遠心分離機**
- **特徴**: 固体を定期的にピストンで押し出すことで連続的に排出します。均一で自由に流れる粒子 (尿素、糖など) に適しています。
4. **遠心ろ過機**
- **ろ過と遠心分離を組み合わせる**: 最初にろ過し、次に遠心分離して固形物の水分含有量を増やします。鉱山の尾鉱処理、デンプンの脱水などに使用されます。
**5. 特殊用途遠心分離機**
1. **実験室用遠心分離機**
- **タイプ**: 小型ベンチトップ遠心分離機、冷蔵遠心分離機 (生物学的サンプルの劣化を防ぐために低温を維持)、マイクロ遠心分離機 (μL レベルのサンプルを処理)。
- **目的**: 医療検査、分子生物学実験 (例: PCR 産物の分離)。
2. **工業用遠心分離機**
- **応用分野**: 化学、食品、医薬品、環境(例: 汚泥脱水)、鉱物処理など。
- **特徴**: 大きな処理能力、耐腐食性、カスタマイズ可能な防爆設計。
3. **バイオ医薬品用遠心分離機**
- **要件**: 無菌設計、洗浄が容易 (CIP/SIP インライン洗浄および滅菌)、ワクチンや抗体などの生物学的製品の分離に使用されます。
4. **超臨界流体遠心分離機**
- **原理**: 超臨界流体技術と組み合わせて、熱に敏感な物質の分離に使用します(例: 天然物抽出)。
**6. 分離段階による分類**
- **固液分離**: 例:廃水処理における汚泥脱水、鉱物処理。
- **液液分離**: 例:油水分離、有機溶媒と水の分離。
- **液体-固体-液体分離**: 例: エマルジョンから微細な固体粒子を分離する (例: ジュースのかすの除去)。
**選択の重要な要素**
遠心分離機を選択する際には、次の点を考慮してください。
1. **材料特性**: 粒子サイズ、濃度、粘度、腐食性、熱感度。
2. **分離目的**: 回収率、純度、水分含有量の要件。
3. **スループット**: バッチまたは連続生産のニーズ。
4. **コスト**: 設備投資、エネルギー消費、メンテナンスコスト。
5. **安全性とコンプライアンス**: 防爆、無菌、環境基準（例：廃水排出基準）。
たとえば、低速遠心分離機は研究室での血液分離に使用され、デカンタは産業廃水スラッジの脱水に使用され、冷却機能付き超遠心分離機は高純度の生物学的サンプルの分離に使用されます。
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