Centrifugation
181
Si la vitesse de rotation est augmentée, la force centrifuge s’amplifie alors que
celle de pesanteur reste constante. Il en résulte un allongement du paraboloïde (c/
figure 4.5 C). Pour des vitesses de rotation élevées, la force de pesanteur devient
négligeable et les liquides prennent la forme d’une double couche concentrique parallèle à la paroi, la plus dense étant collée à la paroi (cf. figure 4.5 D).
Certaines centrifugeuses à bol plein peuvent être utilisées pour séparer deux
phases liquides, de densités différentes (cf figure 4.6). La phase dispersée (phase minoritaire) est en suspension dans la phase continue (phase majoritaire). La dispersion
est caractérisée par l’importance relative des deux phases et par la dimension des
gouttes de la phase dispersée qui interagissent au moment de la décantation (sauf si le
volume de la phase dispersée est inférieur à 5 % du volume total).
En réalité la séparation s’effectue en deux temps :
• les gouttes de la phase dispersée sont d’abord séparées et viennent se concentrer dans la zone interfaciale et cette séparation se fait souvent en régime laminaire ;
•
ensuite, la coalescence des gouttes est réalisée dans cette zone interfaciale.
2.23.2. Calcul des dimensions de séparation
Dans une centrifugeuse continue, il est important de déterminer la position de
l’interface pour que les tubulures d’évacuation permettent une séparation convenable.
Pour recueillir les deux liquides séparés, il est préférable de placer un diaphragme
pour éviter un mélange avant évacuation dans les goulottes respectives.
Considérons un élément de volume de liquide dans le bol (cf figure 4.6),
constitué par un anneau cylindrique de rayon r, d’épaisseur dr et de hauteur h. Cet
élément, de masse dm = 2 n p h r dr, est soumis à une force centrifuge dF = eu" r dm
qui se transforme en dF = 2 7t p h co2 r2 dr. En négligeant la force de pesanteur, la
pression élémentaire sur la surface latérale de cette couronne cylindrique est égale à :
,
dF
2 Æ p h cû2 r2 dr
2
dp = — = ------ ------------- = p œ~ r dr .
A
2îrr h
Figure 4.6. Séparation centrifuge continue de deux liquides non miscibles.
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Si la vitesse de rotation est augmentée, la force centrifuge s’amplifie alors que
celle de pesanteur reste constante. Il en résulte un allongement du paraboloïde (c/
figure 4.5 C). Pour des vitesses de rotation élevées, la force de pesanteur devient
négligeable et les liquides prennent la forme d’une double couche concentrique parallèle à la paroi, la plus dense étant collée à la paroi (cf. figure 4.5 D).
Certaines centrifugeuses à bol plein peuvent être utilisées pour séparer deux
phases liquides, de densités différentes (cf figure 4.6). La phase dispersée (phase minoritaire) est en suspension dans la phase continue (phase majoritaire). La dispersion
est caractérisée par l’importance relative des deux phases et par la dimension des
gouttes de la phase dispersée qui interagissent au moment de la décantation (sauf si le
volume de la phase dispersée est inférieur à 5 % du volume total).
En réalité la séparation s’effectue en deux temps :
• les gouttes de la phase dispersée sont d’abord séparées et viennent se concentrer dans la zone interfaciale et cette séparation se fait souvent en régime laminaire ;
•
ensuite, la coalescence des gouttes est réalisée dans cette zone interfaciale.
2.23.2. Calcul des dimensions de séparation
Dans une centrifugeuse continue, il est important de déterminer la position de
l’interface pour que les tubulures d’évacuation permettent une séparation convenable.
Pour recueillir les deux liquides séparés, il est préférable de placer un diaphragme
pour éviter un mélange avant évacuation dans les goulottes respectives.
Considérons un élément de volume de liquide dans le bol (cf figure 4.6),
constitué par un anneau cylindrique de rayon r, d’épaisseur dr et de hauteur h. Cet
élément, de masse dm = 2 n p h r dr, est soumis à une force centrifuge dF = eu" r dm
qui se transforme en dF = 2 7t p h co2 r2 dr. En négligeant la force de pesanteur, la
pression élémentaire sur la surface latérale de cette couronne cylindrique est égale à :
,
dF
2 Æ p h cû2 r2 dr
2
dp = — = ------ ------------- = p œ~ r dr .
A
2îrr h
Figure 4.6. Séparation centrifuge continue de deux liquides non miscibles.