원심분리기의 종류

원심분리기는 원심력을 이용하여 액체 혼합물에서 고체 입자 또는 구성 성분을 분리하는 장치입니다. 용도, 구조, 분리 원리 등에 따라 다양한 유형으로 나눌 수 있습니다. 아래는 원심분리기의 일반적인 분류 및 특징입니다.

1. 분리 원칙에 따른 분류:

1. 필터 원심분리기

- **원리**: 원심력이 현탁액 속의 액체를 여과 매체(여과포, 스크린 등)를 통과시켜 고체 입자를 걸러내고 분리합니다.

- **특징**: 석고 또는 자당 결정 분리와 같이 입자 크기가 크고(>5μm) 고형분 함량이 높은(>10%) 현탁액에 적합합니다.

- **공용 장비**: 3피트 원심분리기, 刮刀卸料离心机(스크레이퍼 배출 원심분리기).

2. 침전 원심분리기

- **원리**: 원심력은 현탁액이나 유화액에서 밀도가 다른 성분들이 침전되어 층을 이루게 합니다(예: 고체 입자 침전 또는 액체-액체 분리).

- **특징**: 폐수 처리, 원유 탈수, 생물학적 시료 분리 등 미세 입자(<5μm) 또는 혼합 불가능한 액체의 분리에 적합합니다.

- **공통 장비**:

- **관형 원심분리기**: 고속 회전(15,000~50,000rpm)으로 극미세 입자 또는 유화액(예: 혈장, 식물성 기름의 탈검)을 분리하는 데 사용됩니다.

- **디스크 원심분리기**: 원뿔형 디스크를 쌓아 침전 속도를 높여 액체-액체 분리(예: 기름-물 분리) 또는 액체-고체-액체 3상 분리(예: 유제품의 찌꺼기 제거)에 적합합니다.

- **수평 스크류 원심분리기(데칸터)**: 스크류 푸셔를 통해 고형물을 배출하는 연속 작동 방식으로, 산업 폐수 처리 및 식품 가공(예: 주스 정제)에 일반적으로 사용됩니다.

2. 회전 속도에 따른 분류:

1. **저속 원심분리기**

- **속도**: 3,000rpm 미만

- **용도**: 임상 검사에서의 혈액 분리 또는 효모 세포 수집과 같은 큰 고체 입자 또는 침전물의 분리.

2. **중속 원심분리기**

- **속도**: 3,000~15,000 rpm

- **목적**: 생물학적 시료(예: 세포, 박테리아)의 분리 및 화학 원료의 탈수.

3. **고속 원심분리기**

- **속도**: 15,000~50,000 rpm

- **용도**: 단백질 정제 및 바이러스 연구와 같은 미세 입자 또는 고순도 시료 분리 (시료 변성을 방지하기 위한 냉각 기능 필요).

4. **초원심분리기**

- **속도**: 50,000rpm 이상 (최대 1,000,000rpm)

- **목적**: 분자 수준 분리(예: DNA/RNA 원심분리, 콜로이드 입자 분석), 열과 저항을 줄이기 위해 진공 상태에서 작동.

**3. 작동 모드별 분류**

1. **배치 원심분리기**

- **특징**: 배치 공정으로, 공급, 분리 및 배출 공정을 수동 또는 자동으로 제어해야 하며, 소량 생산 또는 다품종 생산에 적합합니다.

- **장비**: 3피트 원심분리기, 피스톤 푸셔.

2. **연속 원심분리기**

- **특징**: 연속적인 자재 투입 및 배출, 높은 자동화 수준, 대규모 생산에 적합.

- **장비**: 데칸터, 디스크 분리기, 나선형 배출 필터 원심분리기.

4. 구조 및 유량 측정 방법에 따른 분류**

1. **3피트 원심분리기**

- **구조**: 본체는 세 개의 다리로 지지되어 진동 감쇠 효과가 우수하며, 수동 또는 자동 배출이 가능합니다.

- **용도**: 실험실 또는 소규모 산업 생산(예: 의약품, 화학제품)에 적합하며, 변형 가능한 입자를 처리하는 데 사용됩니다.

2. **스크레이퍼 배출형 원심분리기**

- **특징**: 분리 후 스크레이퍼가 자동으로 고형 물질을 제거하며, 점착성이 있거나 유동성이 없는 물질(예: 염분, 수지)에 적합합니다.

3. **피스톤 푸셔 원심분리기**

- **특징**: 피스톤이 주기적으로 고체를 밀어내는 방식으로 연속 배출되며, 균일하고 유동성이 좋은 입자(예: 요소, 당류)에 적합합니다.

4. **원심분리 여과기**

- **여과와 원심분리의 결합**: 먼저 여과한 후 원심분리를 하여 고형물의 수분 함량을 높입니다. 광산 폐기물 처리, 전분 탈수 등에 사용됩니다.

**5. 특수 목적 원심분리기**

1. **실험실용 원심분리기**

- **종류**: 소형 탁상용 원심분리기, 냉장 원심분리기(생물학적 시료 변질 방지를 위해 저온 유지), 마이크로 원심분리기(μL 수준 시료 처리).

- **용도**: 의료 검사, 분자 생물학 실험(예: PCR 산물 분리).

2. **산업용 원심분리기**

- **적용 분야**: 화학, 식품, 제약, 환경(예: 슬러지 탈수), 광물 처리 등

- **특징**: 대용량 처리 능력, 내식성, 맞춤형 방폭 설계.

3. **생물약품용 원심분리기**

- **요구사항**: 무균 설계, 손쉬운 세척(CIP/SIP 인라인 세척 및 멸균), 백신 및 항체와 같은 생물학적 제품 분리에 사용.

4. **초임계 유체 원심분리기**

- **원리**: 초임계 유체 기술과 결합하여 열에 민감한 물질(예: 천연물 추출)을 분리하는 데 사용됩니다.

**6. 분리 단계에 따른 분류**

- **고체-액체 분리**: 예: 폐수 처리의 슬러지 탈수, 광물 처리.

- **액체-액체 분리**: 예: 기름과 물의 분리, 유기 용매와 물의 분리.

- **액체-고체-액체 분리**: 예: 유화액에서 미세 고체 입자 분리(예: 주스 찌꺼기 제거).

**선택을 위한 주요 요소**

원심분리기를 선택할 때는 다음 사항을 고려하십시오.

1. **재료 특성**: 입자 크기, 농도, 점도, 부식성, 열 민감성.

2. **분리 목표**: 회수율, 순도, 수분 함량 요구 사항.

3. **처리량**: 배치 생산 또는 연속 생산 요구 사항.

4. **비용**: 장비 투자, 에너지 소비, 유지 보수 비용.

5. **안전 및 규정 준수**: 방폭형, 무균 상태, 환경 기준(예: 폐수 배출 기준).

예를 들어, 저속 원심분리기는 실험실에서 혈액 분리에 사용되고, 데칸터는 산업 폐수 슬러지 탈수에 사용되며, 냉장 기능을 갖춘 초고속 원심분리기는 고순도 생물학적 시료 분리에 사용됩니다.