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遠心分離機

1940
  • Walter J. Podbielniak
化学工学で液液抽出に使用される遠心抽出器。.

(画像はイメージです)

遠心抽出器は高速回転する装置で、 遠心力, 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.

ポドビエルニアック式やルウェスタ式などの遠心分離機は、ミキサーセトラーやカラムといった重力式装置に比べて大きな進歩を遂げています。その基本原理は、重液と軽液を高速回転するローターに導入することです。ローター内部では、液体は同心円状の多孔シリンダーやらせん状の流路など、複雑な経路を逆流で流れます。この強大な遠心力によって、各相が非常に効率的に混合・分散され、迅速な物質移動が実現します。そして、この遠心力によって各相が急速に分離され、密度の高い液体はローターの外周に、密度の低い液体は中心部へと押し出され、それぞれ別の排出口から排出されます。

主な利点は、滞留時間が非常に短いこと(数分や数時間ではなく数秒)であり、これは抗生物質のような化学的に不安定な生成物を抽出する上で不可欠です。高G力により、密度差が非常に小さいシステムや高濃度のシステムを効果的に分離できます。 粘度これは重力沈降装置では不可能なことです。また、そうでなければプロセスを停止させてしまうエマルジョンも容易に破壊します。装置はコンパクトで、1台の機械で多くの理論段を提供するため、プラントの設置面積と溶剤在庫を大幅に削減できます。 ミキサーセトラー 同等の処理能力を持つカスケード接続方式を採用している。しかし、これらの方式は機械的に複雑で、設備投資や維持管理コストが高く、固体を含むプロセスにはあまり適していない。

UNESCO Nomenclature: 3305
化学工学

タイプ

物理デバイス

混乱

実質的な

使用法

ニッチ/専門分野

前駆物質

  • グスタフ・ド・ラヴァルによるクリーム分離遠心分離機の発明
  • 高速回転機械およびベアリングの開発
  • 理解 流体力学 高加速度下
  • 第二次世界大戦中、ペニシリンのような不安定な化合物を精製する産業的ニーズが高まった。

アプリケーション

  • ペニシリン製造およびその他の抗生物質の精製
  • 医薬品有効成分(API)の抽出
  • 植物油精製および柑橘類油抽出のための食品産業
  • ファインケミカルおよび特殊ポリマーの製造
  • 貴金属の湿式冶金抽出
  • 水から汚染物質を除去するための環境修復

特許:

  • US2044854A
  • US2578348A

潜在的なイノベーションのアイデア

  • 3d-printed rotors for customized, application-specific internal geometries
  • hermetically sealed, magnetically coupled centrifugal extractors for sterile bioprocessing
  • integration of real-time spectroscopic sensors within the extractor for process analytical technology (PAT)
  • development of multi-functional units combining reaction and extraction in a single rotor
  • use of advanced materials like silicon carbide for rotors to handle highly corrosive media
  • miniaturized, lab-on-a-chip centrifugal extractors for high-throughput screening
  • computational fluid dynamics (cfd) simulations to optimize flow paths and minimize energy consumption
  • self-cleaning designs for processing liquids with suspended solids
  • extractors with variable speed control to dynamically optimize separation efficiency
  • use in liquid-phase nanotechnology for nanoparticle synthesis and purification
Related to: centrifugal extractor, podbielniak, luwesta, liquid-liquid extraction, high-g force, short residence time, emulsion breaking, counter-current, chemical engineering, pharmaceutical production.

歴史的背景

遠心分離機

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1945-01-01
1949
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1948
1950
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(日付が不明または関連性がない場合、例えば「流体力学」などでは、その注目すべき出現時期の概算値が提示されます。)

10年目 周年

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