Centrifugation - Séparation de phases par accélération centrifuge

Définition

La centrifugation est l’opération permettant de séparer :
— deux phases liquides ;
— une phase solide en suspension dans une phase liquide ;
— deux phases liquides contenant une troisième phase solide.

Cette séparation est basée sur la différence de densité des phases en présence. La centrifugation fait intervenir le champ de l’accélération centrifuge et la force liée à ce phénomène est la force centrifuge.

Principe - procédé

La séparation de mélanges liquides est basée sur leur différence de densité, en exploitant l’accélération terrestre ou centrifuge. Cela n’est possible que si le mélange est en suspension et non en solution.
Lors de la centrifugation, les composants de plus grande densité se déposent en périphérie du bol en rotation.
Une vitesse de sédimentation élevée est déterminante quant à la rapidité et à l’efficacité du processus. L'efficacité de la séparation dépend de la différence de densité des fluides à séparer, la taille des particules, la viscosité et la température.

Il existe deux catégories principales de centrifugeuses :
— les centrifugeuses à axe vertical, appelées communément clarificateurs ou séparateurs centrifuges (avec un bol à assiettes ou à chambres qui tourne sur un axe vertical). Ils sont souvent utilisés pour séparer une phase solide d'une phase liquide.

— les centrifugeuses à axe horizontal, appelées communément décanteurs centrifuges (avec un bol cylindro-conique qui tourne sur un axe horizontal et une vis disposée à l’intérieur du bol permettant l’évacuation des sédiments). Il sont essentiellement utilisées pour clarifier des mélanges liquides à forte teneur en sédiments.



Avantages du procédé

Les séparateurs et les décanteurs centrifuges sont aujourd’hui des étapes clés et incontournables de presque tous les procédés de production industriels. On les retrouve dans les domaines:

-Des boissons: clarifications des jus de fruits, de concentré pour boisons rafraîchissante, de bière, vins mousseux et champagne, etc.
Avantages: process continu, pertes de matières réduites, risque d’oxydation moins important, lies obtenues moins volumineuses et plus concentrées.

-De l'industrie du lait: écrémage du lait et clarification, concentration de la crème, production et extraction de sous-produits laitier (caséine, lactose, caillé,...)

-Du raffinage des huiles et des matières grasses:
Avantages: process simple et continu, temps de réaction court, haute pureté du produit fini, faible coût de fonctionnement et faible encombrement.

-De l'amidonnerie: amidon et gluten de blé et maïs, fécule de pomme de terre,...
Avantages: faible consommation d’eau fraîche et minimisation des effluents, possibilité supplémentaire de récupération des protéines contenues dans l’eau de constitution.

- Des biotechnologie industrielles: algues, levure boulangères, extrait de levure...


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