遠心分離機レンタル一覧 (比較表/特徴)

さまざまな分野で利用される遠心分離機

遠心分離機とは、固体と固体、固体と液体等の試料を遠心力を利用して分離させる測定器です。 物体が円運動をしている時、円の中心から遠ざかろうとする力のことを遠心力と言います。日常ではあまり意識することのない力かもしれませんが、実際は私たちの身近にある存在でもあります。例えば自動車に乗っていてカーブする際、外側に向けて振られると感じることを体験した方もいると思います。これも遠心力が働いているために起こる感覚です。その他に、遊園地の乗り物などもカーブや回転を伴うものに対しては同様の感覚を抱くことがあります。また、家庭用洗濯機で脱水を行う際にも、水分をとばすために洗濯槽を高速で回転させます。これも身近な遠心力の一例と言えるでしょう。
遠心分離機とは、この遠心力を利用し、比重の異なる液体などを分離するための装置のことです。工業用遠心分離機の歴史をたどると、最初に生まれたのは19世紀後半のヨーロッパです。この当時はミルクセパレータという牛乳からクリームを分離する装置として利用されており、モーターでなく手動でした。現代では遠心分離機は進化し、機械は大型化し、用途も幅広くなっていますが、原理自体は大きく変わっていません。
遠心分離機は、現在では多くの分野で広い範囲で利用されており、例を挙げると浄水場で汚泥などが入り混じった水より固形物を分離したり、石油の採掘現場で発生した廃油を油・水・泥の3つに分けたりするなどの用途で使われています。食品分野においても、練り製品の作成過程ですり身を絞ったり、ジュースの果汁をろ過したりするなどの加工工程において、液体と固体を分離するための重要な役割を担っています。さらに自動車などの部品に使用される多種多様な合成樹脂の脱水工程や、塗装を行う時の排水などにも役立っています。

---

遠心分離機の仕組みとは

ある液体と別の液体が混ざり合っている場合、その2つに比重差があれば、ただ自然沈降させることで分離は可能です。例えば、サラダにかけるドレッシングの瓶は使う前によく振り均一に混ぜた上で使いますが、瓶を動かさず置いておくと、瓶を動かさず置いておくと、重い方の液体が自然沈降により沈んでしまいます。固体と液体の場合も同様で、容器に濁った水を入れておくと、時間が経つにつれて下の方に砂などが沈殿し、水と固体に分離します。
ただ、この自然沈降で目的物を分離するには、多大な時間を要します。そのため、遠心力を利用して分離速度を速めた遠心分離機が使用されます。
遠心分離機には多種多様な種類がありますが、基本的な仕組みに大きな差異はありません。回転体を速いスピードで回転させることで発生する遠心力を利用して、目的物が分離される仕組みです。固液分離という固体と液体を分離させる作業の時には、回転体に取り付けられている金属製のフィルターなどによってろ過します。液体同士を分離する液液分離では、フィルターを取り付ける必要はありません。液体の比重差を利用して分離する仕組みになっています。すなわち、重量がある液体の方が回転体の壁面に集まり、軽い液体の方がその上に集まる形になるため、別々に排出できる仕組みになっているわけです。その他、3種類以上の液体や固体が混合しているケースもあり、目的物に合わせた形で遠心分離機を使い分ける必要があります。
自然沈降に比べ、遠心力を利用する仕組みを作ると短時間で作業が済むので、一回の作業で大量の目的物を続けて分離させることが可能と言ったメリットがあります。高機能の遠心分離器によっては、自然沈降の場合の数千倍、数万倍という桁違いの遠心力により遠心沈降が可能な種類もあります。分離後は、固体と液体、もしくは比重違いの液体を別々の排出口から取り出すことも可能です。

---

それぞれの遠心分離機の違いと特徴

遠心分離機は用途に合わせて様々な種類のもの、大きさのものがあります。主に遠心脱水機と遠心沈降機の2つに大別することができます。
遠心脱水機とは、ろ過材が使われており、固体が混じった液体を回転体に入れて使う仕組みになっています。液体のみがろ過材を透過し回転体にある穴から排出されますが、固体は排出されず回転体の中に残留するため固体分離が可能です。この構造が利用されている代表的なものとして家庭用洗濯機があります。このような仕組みになっているため、脱水の際に衣類の水分を効果的に減らすことが可能です。
一方の遠心沈降機とは、回転体に配水するための穴が開いておらず、比重が異なる液体同士、もしくは固体と液体を分離可能な遠心分離機です。これは比重がある方が回転体の外側に集まる作用を利用したものです。遠心沈降機は食品や医療など多くの分野で使われており、例を挙げると牛乳内の脂肪分を除去する、血液より血しょうという液体成分を取り出すなどの用途で使用されています。
遠心分離機の種類により、分離後の固体や液体の排出方法は異なります。比重差及び遠心力のはたらきにより分離された液体は連続的に排出口より回収されます。タイマーを設定することで一定時間おきに蓄積された固体が排出される自動排出型と、連続的に吐き出すノズル型があります。自動排出型もノズル型も固体がたまり続けることがないため、目的物の中に固形物が多量に含まれていた場合も対応が可能です。ただし、手洗い型の場合は固体が内部に蓄積するため、機械をストップさせて固体の取り出しと洗浄をしなければなりません。手間はかかるもの、目的物の中に固形物があまり含まれていない場合に使うとよいでしょう。遠心分離機には機種によってさまざまな特徴があるので、選ぶ際には目的や予算、設置スペースなどを考慮する必要があります。

---

主な遠心分離機の用途

■医療診断: 遠心分離機は、血液や生体試料から血漿、血清、赤血球、白血球、血小板などを分離するために臨床診断に広く使用されます。これにより、血液検査や細胞検査が行われ、疾患の診断とモニタリングが可能になります。

■生物学研究: 生物学研究では、細胞、微生物、バイオ分子などの試料を分離および濃縮するために遠心分離機が使用されます。DNA、RNA、プロテイン、細胞の分離と精製に役立ちます。

■化学工業: 化学プロセスにおいて、反応物や生成物の異なる成分を分離し、純度を向上させます。例えば、化学合成の際に不純物や副生成物を除去するために使用されます。

■環境モニタリング: 環境モニタリングプロジェクトでは、水や土壌から汚染物質や微生物を分離し、環境サンプルの分析に役立てます。水質試験、土壌試験、廃水処理などに使用されます。

■食品工業: 食品産業では、食品の調製、クリーニング、および分離プロセスで遠心分離機が使用されます。例えば、ミルクからクリームを分離するために使用されることがあります。

■薬剤開発: 薬剤開発において、新薬の合成、精製、および試験に遠心分離機が使用されます。化合物の純度を確認し、有望な薬物候補の試験を助けます。

■石油・石油化学業界: 石油産業では、原油から異なる分留物質や成分を分離し、精製プロセスに使用されます。また、石油精製後の廃棄物や汚染物質を分離するのにも役立ちます。

■学術研究: 化学、生物学、物理学、地学などの学術研究プロジェクトにおいて、試料の分離と解析に遠心分離機が使用されます。

遠心分離機は、物質の分離や濃縮が必要な多くの分野で不可欠な装置として利用され、さまざまな分野で高効率な実験とプロセスを支えています。その高速回転による遠心力は、異なる密度や質量を持つ成分を効果的に分離するのに役立ちます。