Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
بيت » مستخرج الطرد المركزي

مستخرج الطرد المركزي

1940
  • Walter J. Podbielniak
جهاز استخلاص بالطرد المركزي يستخدم في الهندسة الكيميائية لاستخراج السوائل من السوائل.

(صورة توضيحية فقط)

جهاز الطرد المركزي هو جهاز عالي السرعة يستخدم centrifugal force, often thousands of times greater than gravity, to achieve rapid and efficient liquid-liquid extraction. It provides very short residence times and high throughput in a compact volume. This makes it ideal for separating liquids with small density differences, systems prone to emulsification, or for processing unstable compounds.

تُمثل أجهزة الاستخلاص بالطرد المركزي، مثل موصلات بودبيلنياك أو لوويستا، تقدمًا ملحوظًا مقارنةً بالمعدات القائمة على الجاذبية مثل الخلاطات-الترسيب أو الأعمدة. يقوم المبدأ الأساسي على إدخال الطورين السائلين الثقيل والخفيف في دوار سريع الدوران. داخل الدوار، تتدفق السوائل عكس التيار عبر مسار معقد، غالبًا ما يتضمن أسطوانات مثقبة متحدة المركز أو قناة حلزونية. تُحدث قوة الطرد المركزي الهائلة خلطًا وتشتيتًا عالي الكفاءة للطورين، مما يؤدي إلى نقل سريع للكتلة. والأهم من ذلك، أن هذه القوة نفسها تدفع الفصل السريع للطورين، مما يدفع السائل الأكثر كثافة إلى محيط الدوار والسائل الأخف نحو المركز، حيث يتم تفريغهما من خلال منافذ منفصلة.

تتمثل المزايا الرئيسية في زمن الإقامة القصير جدًا (ثوانٍ بدلًا من دقائق أو ساعات)، وهو أمر بالغ الأهمية لاستخلاص المنتجات غير المستقرة كيميائيًا مثل المضادات الحيوية. كما تسمح قوة الجاذبية العالية بالفصل الفعال للأنظمة ذات فروق الكثافة الصغيرة جدًا أو العالية اللزوجةوهو أمر مستحيل في أجهزة الترسيب بالجاذبية. كما أنه يفكك المستحلبات بسهولة، مما قد يؤدي إلى توقف العملية. يتميز الجهاز بصغر حجمه، حيث يوفر العديد من المراحل النظرية في جهاز واحد، مما يقلل بشكل كبير من مساحة المصنع ومخزون المذيبات مقارنةً بـ مُخَلِّط-مُسْتَطَرِّب سلسلة من القدرات المكافئة. ومع ذلك، فهي معقدة ميكانيكيًا، وتتطلب تكاليف رأسمالية وصيانة عالية، وهي أقل ملاءمة للعمليات التي تتضمن مواد صلبة.

UNESCO Nomenclature: 3305
– Chemical engineering

يكتب

Physical Device

خلل

Substantial

الاستخدام

Niche/Specialized

مقدمات

  • اختراع جهاز الطرد المركزي لفصل الكريم بواسطة غوستاف دي لافال
  • تطوير الآلات الدوارة والمحامل عالية السرعة
  • فهم fluid mechanics تحت تسارع عالٍ
  • الحاجة الصناعية لتنقية المركبات غير المستقرة مثل البنسلين خلال الحرب العالمية الثانية

التطبيقات

  • إنتاج البنسلين وتنقية المضادات الحيوية الأخرى
  • استخراج المكونات الصيدلانية الفعالة (APIs)
  • صناعة الأغذية لتكرير الزيوت النباتية واستخراج زيت الحمضيات
  • إنتاج المواد الكيميائية الدقيقة والبوليمرات المتخصصة
  • الاستخلاص الهيدروميتالورجي للمعادن الثمينة
  • المعالجة البيئية لإزالة الملوثات من المياه

براءات الاختراع:

  • US2044854A
  • US2578348A

أفكار ابتكارية محتملة

  • دوارات مطبوعة ثلاثية الأبعاد لهندسة داخلية مخصصة ومحددة للتطبيق
  • مستخلصات طرد مركزي محكمة الغلق ومقترنة مغناطيسيًا للمعالجة الحيوية المعقمة
  • integration of real-time spectroscopic sensors within the extractor for process analytical technology (PAT)
  • تطوير وحدات متعددة الوظائف تجمع بين التفاعل والاستخلاص في دوار واحد
  • استخدام مواد متقدمة مثل كربيد السيليكون للدوارات للتعامل مع الوسائط شديدة التآكل
  • أجهزة استخلاص طرد مركزي مصغرة، مختبرية على رقاقة، للفحص عالي الإنتاجية
  • محاكاة ديناميكيات الموائع الحسابية (CFD) لتحسين مسارات التدفق وتقليل استهلاك الطاقة
  • التنظيف الذاتي designs for processing liquids with suspended solids
  • مستخلصات مع التحكم في السرعة المتغيرة لتحسين كفاءة الفصل بشكل ديناميكي
  • الاستخدام في تكنولوجيا النانو في الطور السائل لتخليق الجسيمات النانوية وتنقيتها
Related to: centrifugal extractor, podbielniak, luwesta, liquid-liquid extraction, high-g force, short residence time, emulsion breaking, counter-current, chemical engineering, pharmaceutical production.

السياق التاريخي

مستخرج الطرد المركزي

1940
1940
1940
1940
1945-01-01
1949
1950
1940
1940
1940
1940
1940
1948
1950
1950

(إذا كان التاريخ غير معروف أو غير ذي صلة، على سبيل المثال "ميكانيكا الموائع"، يتم توفير تقدير تقريبي لظهوره الملحوظ)

أحدث الإضافات

أهم المنشورات والمقالات

أفضل الأدوات الأصلية

السنة العاشرة عيد

الصور والتنزيلات بالحجم الكامل متاحة فقط، ومجانية تمامًا، للأعضاء المسجلين.