Die Schwerkrafttrennung ist ein Verfahren zur Trennung einer Suspension in ihre einzelnen Bestandteile. Es wird häufig in medizinischen Einrichtungen verwendet, um rote Blutkörperchen aus Plasma zu trennen, und in der metallurgischen Industrie, um Partikel verschiedener Metalle zu trennen. Eine effektive Abscheidung beruht auf den unterschiedlichen Dichten und Größen der Partikel und funktioniert durch die Kombination von Schwerkraft und Bewegungswiderstand. Die Endkonzentration ist ein Verhältnis der Dichtedifferenz des schwereren Partikels und der Flüssigkeit zur Differenz zwischen der Dichte des leichteren Partikels und der Flüssigkeit:
Konzentration = Dh – Df / Dl – Df
Es gibt eine Vielzahl von Möglichkeiten, die Schwerkrafttrennung zu erreichen, die gebräuchlichsten sind statische Trennung, Zentrifugation und Jigging. Bei allen Verfahren ist ein richtiger Wasserhaushalt in der Suspension wichtig, um eine effiziente Trennung zu gewährleisten, und die Flüssigkeit muss frei von Schleimen sein, was die Viskosität erhöht und die Partikelbewegung behindert. Für die effektivste Schwerkrafttrennung sollten die Partikelgrößen relativ nahe beieinander liegen, wobei sehr kleine oder sehr große Partikel ausgesiebt werden.
Die statische Methode ist die reinste Schwerkrafttrennung und beruht ausschließlich auf der Schwerkraft, um eine Trennung zu erreichen. Die Suspension wird gerührt und dann völlig ungestört gelassen. Wenn sich die Mischung absetzt, kommen die größeren, dichteren Partikel zuerst zur Ruhe und setzen sich am Boden des Behälters ab. Die nächstgrößten und dichtesten Partikel setzen sich oben ab und bilden eine ausgeprägte Schicht. Der Prozess wird fortgesetzt, bis sich alle Partikel in ihren jeweiligen Schichten abgesetzt haben, wobei die kleineren, leichteren Partikel oben liegen. Alle Methoden der Schwerkrafttrennung funktionieren auf diese Weise, unterscheiden sich jedoch in den Mechanismen, die angewendet werden, um die Trennung zu erleichtern und den Prozess zu beschleunigen.
Die Zentrifugation ist die am häufigsten verwendete Trennmethode in medizinischen Einrichtungen, wird jedoch gelegentlich auch in spezialisierteren metallurgischen Betrieben verwendet, bei denen es sich um kleine Mengen und größere Partikel handelt. Im Fall von Blut wird die Probe in ein Glasröhrchen mit Gummideckel injiziert und nach der Gerinnung in eine Gegengewichtszentrifuge gegeben. Die Zentrifuge darf sich mit sehr hohen Geschwindigkeiten drehen, wodurch Zentrifugalkräfte erzeugt werden, die die Partikel durch die Flüssigkeit nach unten drücken, bis sie sich am Boden des Röhrchens zu einer kompakten Masse sammeln. Einige Röhrchen enthalten einen Gelseparator, der schwerer als das Plasma, aber leichter als die Blutzellen ist und eine Barriere bildet, die verhindert, dass sich die beiden nach der Zentrifugation erneut vermischen.
Jigging ist eine ältere, aber immer noch effektive Schwerkrafttrenntechnik, die eine Trennung von bis zu 150 Mikrometern erreicht. Der einfachste Vorrichtungsmechanismus besteht darin, die zu trennende Substanz auf einem Bett aus „Zacken“, wie zum Beispiel Kugellagern, in einer Wasserkammer zu platzieren. Die abgeflachte Schicht ruht auf einem perforierten Blech über einer anderen Kammer, die abwechselnd Sog und Impulse durch die abgeflachte Schicht nach oben sendet. Die Pulse rasseln die Fetzen, wodurch Räume für die schwereren Partikel geschaffen werden, durch die sie fallen können, und der Sog bewirkt, dass sie sich in der unteren Kammer sammeln. Leichtere Partikel werden von der Oberfläche durch einen konstanten Wasserfluss über die jeweilige Substanz abgewaschen und in einem separaten Behälter gesammelt.