Centrífugo

Una centrífuga es un dispositivo que usa fuerza centrífuga para separar varios componentes de un fluido. Esto se logra girando el fluido a alta velocidad dentro de un recipiente, separando así fluidos de diferentes densidades (por ejemplo, crema de leche) o líquidos de sólidos. Funciona al hacer que las sustancias y partículas más densas se muevan hacia afuera en la dirección radial. Al mismo tiempo, los objetos que son menos densos se desplazan y se mueven hacia el centro. En una centrífuga de laboratorio que usa tubos de muestra, la aceleración radial hace que las partículas más densas se asienten en el fondo del tubo, mientras que las sustancias de baja densidad suben a la parte superior. ^[1] Una centrífuga puede ser un filtro muy eficaz que separa los contaminantes del cuerpo principal de fluido.

Las centrífugas a escala industrial se utilizan comúnmente en la fabricación y el procesamiento de desechos para sedimentar sólidos en suspensión o para separar líquidos inmiscibles . Un ejemplo es el separador de nata que se encuentra en las lecherías . Las centrífugas y ultracentrífugas de muy alta velocidad capaces de proporcionar aceleraciones muy altas pueden separar partículas finas hasta nanoescala y moléculas de diferentes masas. Las centrífugas grandes se utilizan para simular entornos de alta gravedad o aceleración (por ejemplo, entrenamiento de alta G para pilotos de prueba). Las centrífugas de tamaño mediano se utilizan en lavadoras y en algunas piscinas para extraer agua de los tejidos.Las centrifugadoras de gas se utilizan para la separación de isótopos , por ejemplo, para enriquecer el combustible nuclear en isótopos fisionables .

El ingeniero militar inglés Benjamin Robins (1707-1751) inventó un aparato de brazo giratorio para determinar la resistencia . En 1864, Antonin Prandtl propuso la idea de una centrífuga para lácteos para separar la nata de la leche. Posteriormente, la idea fue puesta en práctica por su hermano, Alexander Prandtl, quien hizo mejoras en el diseño de su hermano y exhibió una máquina de extracción de grasa de mantequilla en funcionamiento en 1875. ^[2]

Una máquina centrífuga se puede describir como una máquina con un recipiente que gira rápidamente y que aplica fuerza centrífuga a su contenido. Hay varios tipos de centrífugas, que pueden clasificarse según el uso previsto o el diseño del rotor:

De lo contrario, las centrifugadoras industriales pueden clasificarse según el tipo de separación de la fracción de alta densidad de la de baja densidad.

Generalmente, existen dos tipos de centrifugadoras: las centrifugadoras de filtración y sedimentación. Para la filtración o la llamada centrífuga de pantalla, el tambor se perfora y se inserta con un filtro, por ejemplo, una tela filtrante, una malla de alambre o una pantalla de lote. La suspensión fluye a través del filtro y el tambor con la pared perforada desde el interior hacia el exterior. De esta manera, el material sólido se restringe y se puede eliminar. El tipo de extracción depende del tipo de centrífuga, por ejemplo, de forma manual o periódica. Los tipos comunes son:

Una centrífuga de sobremesa de laboratorio. La unidad giratoria, llamada rotor , tiene orificios fijos perforados en ángulo (a la vertical), visibles dentro del borde plateado liso. Los tubos de muestra se colocan en estas ranuras y se hace girar el motor. Como la fuerza centrífuga está en el plano horizontal y los tubos están fijados en ángulo, las partículas tienen que viajar solo una corta distancia antes de golpear la pared del tubo y luego deslizarse hacia el fondo. Estos rotores angulares son muy populares en el laboratorio para uso rutinario.

La sangre completa a menudo se separa, utilizando una centrífuga, en componentes para su almacenamiento y transporte.

Muestras colocadas en una pequeña centrífuga de laboratorio.

La centrífuga de 20 g en el Centro de Investigación Ames de la NASA

Máquinas centrífugas de azúcar para la separación de cristales de azúcar

Una centrífuga de laboratorio de manivela del siglo XIX.