Wirówki, których najważniejszym elementem roboczym są kosze filtracyjne, używane są do klarowania nieosiadających roztworów zawierających drobno rozdrobnione ciała stałe. Mogą one rozbić emulsje dwóch niemieszających się cieczy, dzięki czemu możliwe jest uzyskanie klarownego roztworu z mieszaniny ciecz-ciało stałe; lub oddzielenie dwóch niemieszających się cieczy. Skuteczność i szybkość operacji oddzielania zależna jest od takich właściwości, jak wielkość cząstek, gęstość i rozpuszczalność. Kosze filtracyjne najczęściej służą do oddzielania ciał stałych od ciał stałych, ciał stałych od cieczy, cieczy od cieczy i ciał stałych od gazu. Przykłady oddzielania ciał stałych od ciał stałych w odniesieniu do wielkości cząstek obejmują klasyfikację wielkości owoców i warzyw oraz przesiewanie pszenicy, herbaty, cukru i ziaren kakaowych.
Na podstawie wielkości i gęstości cząstek można opisać zjawisko osiadania, czyli zawiesiny ciała stałego w płynie, cieczy lub gazie i zazwyczaj drobniejsze ciała stałe (takie jak kaolin) o mniejszym rozmiarze i/lub gęstości w nadawie zawiesina jest oddzielana w strumieniu jako produkt (np. 90 procent cząstek mniejszych niż 1 mm itd.), podczas gdy większe i/lub gęstsze ciała stałe są wychwytywane w pozostałości (tzw. ciastku) jako odpad. Ponadto separacja może mieć formę zagęszczania, w której ciała stałe osadzają się pod wpływem siły odśrodkowej, tworząc strumień ze stężonymi ciałami stałymi. Większe i gęstsze cząsteczki osadzają się szybciej niż mniejsze i mniej gęste. Klasyfikacja implikuje sortowanie materiału w postaci cząstek na zakresy wielkości. Można wykorzystać różne szybkości ruchu cząstek o różnych rozmiarach i gęstościach zawieszonych w płynie, na które oddziałują różne siły, takie jak grawitacja i pola odśrodkowe. Separacja może mieć również formę klasyfikacji i odpylania, przy której dokonuje się separacji ze względu na wielkość i gęstość cząstek.
Procesy filtrowania wykorzystujące kosze filtracyjne
Jeśli chodzi o rozpuszczalność, przykładami filtracji, w których wykorzystywane są wirówki i kosze filtracyjne są: ekstrakcja cukru z buraków cukrowych lub kawy z mielonych palonych ziaren, w których rozpuszczalny jest jeden ze składników. Jeśli chodzi o oddzielanie ciała stałego od cieczy na podstawie wielkości cząstek i filtracji, zawiesina ciała stałego jest wtłaczana do cieczy przez medium filtracyjne, tkaninę lub sito przez wytworzenie gradientu ciśnienia w medium filtracyjnym. Odbywa się to w prasie filtracyjnej. Przykładami są filtracja roztworów cukru podczas rafinacji oraz filtracja solanek konserwowych i syropów.
Jeśli chodzi o wielkość i gęstość cząstek oraz ich osadzanie, wirowanie poddaje zawiesinę stałą w cieczy cyklicznemu ruchowi w miskach, na których montowane są kosze filtracyjne o perforowanej ściance. Siła odśrodkowa wypycha ciecz przez perforacje ścianki kosza. Wielkość perforacji determinuje ilość zalegającego w koszu ciała stałego. Przykłady obejmują odwadnianie kryształków cukru i klarowanie mleka.
Kosze filtracyjne w wirówkach spożywczych
Przykłady oddzielania cieczy od cieczy obejmują wirówki, w których kosze filtracyjne umożliwiają oddzielanie śmietany od mleka i odwadnianie olejów. Osada pozwala na odrzucenie bardziej gęstej cieczy. Odwirowanie poddaje mieszaninę ruchowi cyklicznemu w stałej misce, usuwając bardziej gęstą ciecz przez wylot w pobliżu obwodu kosza i mniej gęstą ciecz przez wylot w pobliżu środka obrotu kosza.
Przykładami rozpuszczalności są krystalizacja cukru z roztworu i ekstrakcja, w której jeden z ciekłych składników rozpuszcza się, tak jak ma to miejsce w przypadku ekstrakcji rozpuszczalnikowej olejów i substancji smakowych. Przykład oddzielania ciała stałego od gazu obejmuje metodę filtracji workowej polegającą na usuwaniu wysuszonego proszku z powietrza suszarki rozpyłowej na podstawie wielkości cząstek i filtracji. Jeśli chodzi o wielkość i gęstość cząstek, oddzielanie cyklonowe wysuszonego proszku z suszarki rozpyłowej poddaje zawiesinę stałą w gazie ruchowi cyklicznemu, w ten sposób oddzielając bardziej gęste ciała stałe. Na podstawie rozpuszczalności, mokre wymywanie proszku (rozpuszczanie ciała stałego) odbywa się z powietrza wylotowego suszarki rozpyłowej przy użyciu rozpuszczalnika jako materiału wsadowego.
