centrifuge

Centrifuge, en maskine, hvori en beholder bringes i hurtig rotation af en motor. I beholderen, løberen eller kurven, foregår en adskillelse af fx olie og vand eller af faste partikler og væske. De samme processer kunne foregå alene ved tyngdekraftens hjælp, men i så fald meget langsommere. I den roterende beholder underkastes indholdet en centrifugalkraft, som er mange gange større end tyngdekraften. Hvis centrifugens største indre radius er r, og hvis den roterer med n omdrejninger pr. s, vil en partikel med massen m yderst i løberen være påvirket af centrifugalkraften F_c = mr(2πn)². Centrifugens g-værdi er forholdet imellem centrifugalkraften og tyngdekraften. Teknisk anvendte centrifuger kan have g-værdier på 200-2000 eller endnu højere. Til specielle formål bruges i laboratoriet ultracentrifuger med langt højere g-værdier.

Centrifugens praktiske udformning varierer stærkt med dens anvendelse, og der er udviklet en lang række forskellige typer.

Væskecentrifugen anvendes til adskillelse af to væsker, fx olie og vand. Olien samler sig inderst i centrifugalfeltet, vandet yderst. En skillevæg sørger for, at de to væsker går til hver sit afløb, hvorfra væskerne slynges ud i hver sin opsamlingsskærm. Centrifugen kan være høj i forhold til diameteren, hvorved der sikres en tilstrækkelig lang opholdstid, således at alle vand- og oliedråber kan nå den rigtige fase. Af formlen for centrifugalkraften ses, at den kan øges ved, at man vælger en hurtigere rotation eller større diameter. Det meget store væsketryk på centrifugens væg vil ved begge metoder blive forøget yderligere, mest hvis man vælger diameterforøgelsen. Man lader derfor hellere centrifugen være smal (rørcentrifuge) og omdrejningstallet højt.

Tallerkencentrifugen anvendes i mejeribruget til adskillelse af mælk i skummetmælk og fløde. I centrifugen er indsat en stabel af koniske skiver ("tallerkener"), hver med et antal huller, der alle har samme afstand til centrifugens akse. Under drift er rotationshastigheden afpasset, så skillefladen mellem de to faser (fløde og skummetmælk) ligger i hullernes afstand fra aksen. Væsken opdeles i tynde lag, hvorved de enkelte fedtkuglers vej bliver kort, inden de rammer en væg. På væggen (tallerkenen) møder de andre fedtkugler, og sammen bevæger de sig hurtigere imod fasegrænsen.

Sneglecentrifugen eller dekantercentrifugen anvendes til udskillelse af mere eller mindre fast slam fra en væske. Sneglen er en transportskrue, som roterer med en lidt anden hastighed end løberens beholder. Det slam, som samler sig på væggen yderst i løberen, transporteres af sneglen, således at det løftes ud af væsken og kastes ud af løberen. Denne centrifuge er fx velegnet i fiskeolieindustrien, hvor den fjerner kødrester m.v. fra olien.

En fjerde betydningsfuld centrifugetype er filtercentrifugen. Den har en cylindrisk løber, som er perforeret eller opbygget af stave med små spalter imellem. Ofte dækkes løberens inderside af et filterklæde. Denne type kan bruges til filtrering, dvs. adskillelse af bundfald fra en væske. Partiklerne danner en filterkage på løberens inderside, og den filtrerede væske slynges igennem væggen ud i en omsluttende skærm. Typen er vigtig i sukkerindustrien, hvor den hurtigt kan adskille de færdige, rene sukkerkrystaller fra den urene restopløsning, melasse. Vasketøjscentrifugen er en simpel version af filtercentrifugen.