Máy ly tâm tách phần béo khỏi sữa mà không cần một tấm lọc ra sao?
Khám phá mở rộng – Vật lý 10
Máy tách sữa ly tâm khai thác khác biệt khối lượng riêng giữa các giọt béo và pha lỏng xung quanh trong một dòng quay. Phần béo nhẹ hơn có xu hướng dịch về gần trục, trong khi phần lỏng nặng hơn được lấy ra theo đường khác.
Quay không đẩy mọi thứ ra cùng một phía
Trong chất lỏng quay, áp suất tăng theo hướng ra xa trục để góp phần duy trì chuyển động cong. Một giọt nằm trong chất lỏng chịu cả tác dụng của phân bố áp suất ấy, không chỉ một hình dung đơn giản rằng “vật nào cũng bị văng ra”.
Trong cách nhìn theo hệ quay, cần xét tác dụng ly tâm và lực nổi tương ứng. Giọt béo có khối lượng riêng thấp hơn môi trường có thể dịch vào phía trong tương đối với pha lỏng. Những hạt nặng hơn lại có xu hướng khác.
Những chiếc đĩa giúp rút ngắn đường phân tách
Máy công nghiệp có thể dùng chồng đĩa tạo nhiều kênh mỏng. Các thành phần chỉ cần di chuyển qua một khoảng nhỏ trong kênh để đi vào dòng thu phù hợp, thay vì phải vượt toàn bộ chiều rộng một bồn lớn.
Các đĩa không đóng vai trò một tấm lưới có lỗ nhỏ chỉ cho nước đi qua. Chúng tổ chức đường chảy và khoảng phân tách; cơ chế chính vẫn liên quan chuyển động trong trường quay và khác biệt tính chất các pha.
Vì sao không chỉ tăng tốc vô hạn?
Kích thước cầu béo, chênh khối lượng riêng, độ nhớt và thời gian lưu đều ảnh hưởng khả năng tách. Cấu trúc máy còn có giới hạn bền, nhiệt và điều kiện xử lý sản phẩm.
Hình dung hỗn hợp có các giọt nhỏ nổi rất chậm khi để yên. Máy ly tâm làm tăng tác dụng phân tách trong điều kiện kiểm soát. Nhưng một hỗn hợp đã đồng hóa mạnh, có giọt rất nhỏ, không nhất thiết phản ứng giống một mẫu ban đầu khác.
Hiểu lầm: mọi giọt và hạt trong máy ly tâm đều chạy về thành ngoài. Phải so khối lượng riêng của thành phần với môi trường liên tục và xét cả lực do áp suất.
Ghi nhớ: khác khối lượng riêng tạo khác hướng dịch tương đối; chồng đĩa rút ngắn đường đi; các lối ra thu những dòng đã giàu thành phần khác nhau.
Đọc thêm
- Máy hút bụi cyclone tách bụi bằng dòng xoáy thế nào?
- Vì sao vụn trà thường gom vào giữa đáy cốc sau khi khuấy?