Tipos de centrífugas
Uma centrífuga é uma máquina que gira em alta velocidade para separar material sólido de líquidos. No uso de centrífugas, a força que empurra o material para o lado é chamada de pressão hidrostática. A pressão aumenta de acordo com o raio e a velocidade de rotação. Existem muitos tipos de centrífugas.
- Centrífuga de laboratório: Este tipo de centrífuga é tipicamente usado em laboratórios médicos ou científicos. Uma centrífuga de laboratório separa plasma sanguíneo, compostos químicos e outras substâncias biológicas. Ela está disponível em múltiplas velocidades e pode ser tanto micro como de tamanho pequeno.
- Centrífuga industrial: Uma centrífuga industrial é grande e separa grandes quantidades de líquido. Uma máquina centrífuga industrial pode separar partículas em água, gordura, óleo e solução química. O produto é adequado para fábricas, estações de tratamento de água, linhas de produção de alimentos e bebidas, linhas de produção e embalagem de farmácia e construção.
- Centrífuga de ângulo fixo: Uma centrífuga de ângulo fixo possui baldes ou câmaras de rotor em um ângulo fixo. Este último gira as amostras a uma velocidade específica. Durante esse tempo, líquidos de diferentes densidades se separam em camadas. Uma centrífuga de ângulo fixo ocupa menos espaço vertical. É mais fácil de empilhar, leva menos tempo para equilibrar, usa menos eletricidade e é geralmente mais acessível do que uma centrífuga de alta velocidade com um rotor giratório.
- Centrífuga de alta velocidade: Uma centrífuga de alta velocidade gira as amostras rapidamente para separar substâncias. Embora a separação da amostra ocorra rapidamente, o posicionamento preciso da amostra é vital para equilibrar a centrífuga. Uma ressonância magnética nuclear ou centrífuga de alta velocidade com um rotor de ângulo fixo é ideal para laboratórios que possuem uma produção de amostras superior a 200 a cada hora.
- Centrífuga Paceline: Uma centrífuga Paceline ou de contato linear é aquela em que a separação de partículas ocorre diretamente em zonas de processo específicas. Ela funciona continuamente sem interrupções. Isso significa que não há necessidade de temporização discreta de lote ou movimento rotativo. A separação contínua em apenas uma área da centrífuga ocorre em um contato linear constante. Uma centrífuga Paceline economiza tempo, tem custos de capital relativamente mais baixos e produz menos desperdício.
- Centrífuga decantadora: Uma centrífuga decantadora ajuda a sedimentar e separar materiais sólidos e líquidos. O líquido é então descarregado da centrífuga, enquanto o material sólido é empurrado para fora através de um cone ou cilindro em um processo contínuo. Uma aplicação comum de uma decantadora é a separação contínua de petróleo bruto do lodo que é usado para perfuração em terra e no mar.
Especificações e manutenção para máquinas centrífugas
Especificações
As centrífugas podem diferir entre as indústrias, dependendo da finalidade pretendida. Como tal, aqui estão algumas especificações típicas que se pode esperar encontrar.
- Capacidade: As cargas de trabalho dimensionadas que uma centrífuga pode suportar são tipicamente indicadas em litros ou mililitros. Algumas centrífugas industriais podem ter uma capacidade de mais de 100 litros.
- Velocidade: Medida em rotações por minuto (RPM), a velocidade determina a força exercida durante a separação. Algumas máquinas centrífugas podem atingir até 70.000 RPM.
- Força G: Esta é a força gravitacional resultante do movimento de rotação. Uma força G mais alta se traduz em uma taxa de separação mais rápida. Algumas máquinas centrífugas podem atingir forças G de mais de 100.000.
- Sistema de filtração: O tipo de sistema de filtração, por exemplo, correia, vácuo ou centrífuga, disponível em uma máquina.
Manutenção
Se não for mantida adequadamente, uma centrífuga para uso pode facilmente quebrar, levando a reparos e substituições dispendiosas. Uma verificação de manutenção de rotina pode ajudar a garantir que a máquina funcione de forma otimizada e prolongar sua vida útil. Aqui estão algumas dicas para práticas de manutenção úteis:
- Limpeza diária: os fabricantes recomendam limpar a centrífuga após cada uso para evitar o acúmulo de resíduos, tornando mais fácil de limpar e limpar em pouco tempo. Limpar as superfícies com desinfetantes facilita a esterilização e minimiza o potencial de contaminação cruzada.
- Limpeza semanal: toda semana, os usuários devem remover rotores e baldes, limpá-los e secá-los completamente antes de instalá-los novamente na centrífuga. Limpezas semanais mais completas ajudam a alcançar áreas de difícil acesso que podem ser limpas superficialmente durante a manutenção diária. Certifique-se de que todos os filtros e portas de vácuo estejam livres de obstruções antes de iniciar a centrífuga novamente.
Cenários:
As seguintes indústrias usam centrífugas:
- Biotecnologia e farmacêutica: Utilizam centrífugas para terapia genética e digestão de plasmídeos, entre outras atividades. Elas aplicam técnicas de separação de vacinas e antibióticos para otimizar seus negócios.
- Agricultura e alimentos: Usa centrífugas de grau alimentício para refinar óleo, separar produtos lácteos e clarificar suco de fruta, entre outras coisas. As empresas de alimentos usam centrífugas para aumentar a vida útil dos alimentos após o acondicionamento.
- Extração de combustíveis fósseis: Refinarias de petróleo e outras empresas de extração de combustíveis fósseis usam centrífugas para separar água e petróleo bruto um do outro. O processo ajuda o petróleo bruto a ficar pronto para o mercado.
- Minerais e mineração: As empresas de mineração usam centrífugas para separar minerais valiosos da areia e da água. As técnicas aumentam o rendimento de minerais valiosos, reduzindo os custos.
- Patologia clínica e diagnóstica: Laboratórios médicos realizam exames de sangue com centrífugas. Os exames de soro sanguíneo ajudam os laboratórios a identificar infecções e outros problemas médicos e a fazer um diagnóstico.
- Separação e purificação de células: As empresas de pesquisa e desenvolvimento em biotecnologia dependem de centrífugas para isolar e separar vários tipos de células. As células separadas são aplicadas em diagnósticos, terapêuticas e pesquisas adicionais.
- Purificação de proteínas: As proteínas presentes em fluidos biológicos como sangue e saliva são separadas com centrífugas. Laboratórios médicos identificam e quantificam essas proteínas para avaliar a função dos órgãos e os processos da doença.
- Sequenciamento e análise de genes: As centrífugas ajudam na extração de DNA, separando detritos celulares do DNA purificado. O DNA purificado é aplicado em análises genéticas e sequenciamento adicionais.
- Ciência forense: As investigações de ciência forense podem aplicar centrífugas para analisar amostras biológicas, como sangue ou tecido, coletadas em uma cena de crime. A análise pode fornecer evidências valiosas para investigações criminais.
Como escolher uma centrífuga
Escolher a centrífuga certa para um propósito específico é essencial, pois melhorará a eficiência e o rendimento. Algumas respostas a algumas considerações-chave são listadas abaixo.
- Volume da amostra: É crucial decidir sobre o tamanho e o volume da amostra necessários. As centrífugas de bancada podem acomodar volumes menores, enquanto as centrífugas de modelo de chão são mais adequadas para volumes maiores.
- Necessidades de separação: As centrífugas com designs variados são usadas para diferentes tipos de separações, como sedimentação ou fracionamento. Além disso, centrífugas específicas com configurações de rotor distintas são necessárias para atingir certas necessidades de separação.
- Controle de temperatura: Uma centrífuga fria é ideal se a amostra precisar ser preservada em uma temperatura específica durante a centrifugação. Essas preservações são essenciais ao trabalhar com amostras biológicas que podem ser sensíveis a mudanças de temperatura.
- Velocidade máxima e FCR: A velocidade de rotação máxima (RPM) de uma centrífuga e a força centrífuga resultante (FCR) são fatores cruciais a serem considerados, pois algumas separações exigem FCR e velocidade específicos.
- Facilidade de uso: É importante observar a facilidade de uso da centrífuga, especialmente ao lidar com grandes volumes de amostras que exigem a execução de várias amostras simultaneamente. Considere o transporte e a configuração de carregamento da amostra da centrífuga.
- Recursos de segurança: Ao escolher uma centrífuga, é essencial selecionar uma com recursos de segurança, como travas de tampa e detecção de desequilíbrio. Essas medidas de proteção podem reduzir o risco de acidentes.
- Semi versus totalmente automatizada: Uma centrífuga totalmente ou semi-automatizada pode ser escolhida dependendo do controle e da automação desejados. Enquanto as centrífugas totalmente automatizadas oferecem mais conveniência, as semi-automatizadas são mais econômicas.
Uso de centrífuga Q&A
Q1: Quais substâncias uma centrífuga química pode separar?
A1: Geralmente, as centrífugas químicas podem separar diferentes substâncias, incluindo ar, líquidos e fibra. A separação de sólidos, líquidos e gás também pode ser alcançada usando uma centrífuga química.
Q2: Qual a diferença entre uma centrífuga e um separador?
A2: Uma centrífuga é uma máquina que usa força criada por meio de rotação de alta velocidade para separar e isolar vários materiais e componentes dentro de uma mistura. Um separador industrial é especificamente projetado para separar misturas sólido-líquido ou líquido-líquido em grandes volumes. Ao contrário de uma centrífuga, os separadores geralmente empregam métodos de filtração convencionais e são geralmente adequados para processar quantidades maiores de fluido.
Q3: As centrífugas giram na mesma direção?
A3: Normalmente, as centrífugas giram em uma única direção, que é predeterminada pelo fabricante para desempenho otimizado durante o processo de separação.
Q4: Por que é chamada de centrífuga?
A4: O nome "centrífuga" deriva do processo que ela emprega para separar misturas, que é baseado no princípio da "força centrífuga".
Q5: Quanto tempo uma centrífuga leva para girar?
A5: A duração da rotação de uma centrífuga pode variar muito dependendo de fatores como seu modelo e tipo, a natureza e o volume da mistura e o objetivo da separação. No entanto, os tempos de rotação variam tipicamente de alguns segundos a várias horas.
