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Estrattore centrifugo

1940
  • Walter J. Podbielniak
Estrattore centrifugo utilizzato nell'ingegneria chimica per l'estrazione liquido-liquido.

(Immagine generata a solo scopo illustrativo)

Un estrattore centrifugo è un dispositivo ad alta velocità che utilizza forza centrifugaSpesso migliaia di volte superiore alla forza di gravità, consente di ottenere un'estrazione liquido-liquido rapida ed efficiente. Offre tempi di permanenza molto brevi e un'elevata produttività in un volume compatto. Questo la rende ideale per la separazione di liquidi con piccole differenze di densità, sistemi soggetti a emulsificazione o per il trattamento di composti instabili.

Gli estrattori centrifughi, come i contattori Podbielniak o Luwesta, rappresentano un significativo progresso rispetto alle apparecchiature a gravità come miscelatori-decantatori o colonne. Il principio fondamentale prevede l'introduzione delle fasi liquide pesanti e leggere in un rotore in rapida rotazione. All'interno del rotore, i liquidi scorrono in controcorrente lungo un percorso complesso, che spesso prevede cilindri perforati concentrici o un canale a spirale. L'immensa forza centrifuga crea una miscelazione e una dispersione altamente efficienti delle fasi, portando a un rapido trasferimento di massa. Fondamentalmente, questa stessa forza determina poi la rapida separazione delle fasi, spingendo il liquido più denso verso la periferia del rotore e quello più leggero verso il centro, da dove vengono scaricati attraverso uscite separate.

I principali vantaggi sono un tempo di residenza molto breve (secondi anziché minuti o ore), essenziale per l'estrazione di prodotti chimicamente instabili come gli antibiotici. L'elevata forza g consente la separazione efficace di sistemi con differenze di densità molto piccole o elevata viscosità, cosa che sarebbe impossibile nei sedimentatori a gravità. Inoltre, rompe facilmente le emulsioni che altrimenti arresterebbero un processo. L'apparecchiatura è compatta e offre molte fasi teoriche in un'unica macchina, il che riduce drasticamente l'ingombro dell'impianto e le scorte di solventi rispetto a una cascata di miscelatori-decantatori di capacità equivalente. Tuttavia, sono meccanicamente complessi, hanno elevati costi di capitale e manutenzione e sono meno adatti ai processi che coinvolgono solidi.

UNESCO Nomenclature: 3305
- Ingegneria chimica

Tipo

Dispositivo fisico

Interruzione

Sostanziale

Utilizzo

Nicchia/Specializzato

Precursori

  • invenzione della centrifuga separatrice di panna da parte di Gustav de Laval
  • sviluppo di macchinari rotanti ad alta velocità e cuscinetti
  • comprensione della meccanica dei fluidi ad alta accelerazione
  • necessità industriale di purificare composti instabili come la penicillina durante la seconda guerra mondiale

Applicazioni

  • produzione di penicillina e purificazione di altri antibiotici
  • estrazione di principi attivi farmaceutici (API)
  • industria alimentare per la raffinazione degli oli vegetali e l'estrazione dell'olio di agrumi
  • produzione di prodotti chimici fini e polimeri speciali
  • estrazione idrometallurgica di metalli preziosi
  • bonifica ambientale per la rimozione di contaminanti dall'acqua

Brevetti:

  • US2044854A
  • US2578348A

Idee e potenziali innovazioni

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Argomenti correlati: estrattore centrifugo, Podbielniak, Luwesta, estrazione liquido-liquido, forza g elevata, tempo di residenza breve, rottura dell'emulsione, controcorrente, ingegneria chimica, produzione farmaceutica.

Contesto storico

Estrattore centrifugo

1940
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1940
1945-01-01
1949
1950
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1940
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1940
1948
1950
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(se la data è sconosciuta o non rilevante, ad esempio "meccanica dei fluidi", viene fornita una stima approssimativa della sua notevole comparsa)

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