09 离心技术 .ppt

第九章 概述 固液分离：第一选择为过滤，第二选择为离心分离。 应用： A、难过滤的发酵液（d小、?大、过滤v慢）、甚至不能过滤的悬浮液，及忌用助滤剂、或助滤剂无效的悬浮液； B、其他难分离的固液分离； C、互不相溶的液—液分离，如液液萃取； D、不同密度固体或乳浊液的密度梯度分离，如超离心分离 缺点： A、分离得到的不是滤饼一样的半干物，而是浆状物； B、处理量小； C、设备复杂，价格贵，分离成本高。 概述 离心技术：利用转鼓高速转动所产生的离心力来实现悬浮液、乳浊液的分离或浓缩的分离技术。 主要用于固液、液液分离过程 离心分离原理：相对密度差；沉降系数、质量及浮力等因子的不同 第一节 离心分离原理 离心力： 离心沉降速度： 离心沉降速率：在强大离心力的作用下，单位时间内物质运动的距离。 离心分离原理 相对离心力（RCF） 在离心力场的作用下，颗粒所受的离心力相当于地球重力的倍数，单位是重力加速度g。 离心分离因子Fr，离心分离因数Fr，离心力强度 ——离心力/重力；离心加速度/重力加速度 意义：衡量离心设备的离心程度的重要技术参数，用于离心机的分类 Dole Cotzias转换列线图t 离心分离原理 离心沉降系数（S） 单位离心力作用下粒子的沉降速率 （单位s ，1S=10-13s） —常用20℃纯水中的沉降系数SW,20为标准表示 离心时间 —已知转速时 K因子（澄清因子） 估计粒子从离心杯上最近转轴处到最远处所需的时间 —与转子大小和速率有关，是转子的效率因子 转子说明书 离心分离原理 离心过滤是将料液送入有孔的转鼓并利用离心力场进行过滤的过程，以离心力为推动力完成过滤作业，兼有离心和过滤的双重作用。 第二节 离心分离设备 离心机分类： ——离心力 （或转速） ——使用温度 ——容量与用途 ——放置方式 ——排渣方式 ——生化分离常用高速冷冻离心机 （一）离心机分类 （二）离心机转子及附件 离心分离设备 沉降式离心机 ——实验室用 瓶式离心机 ——工业用 无孔转鼓离心机 -管式 -多室式 -碟片式 -卧螺式 (decanter) 离心分离设备 实验室常用 低、中速离心机，转速一般在3000～6000rpm 转子常为外摆式或角式 操作：一般在室温下，也有配备冷却装置的冷冻离心机 离心分离设备 操作：间歇式或连续式，还可以冷却 应用：A、液-液分离(连续式)； B、低固体含量(1%)的固-液分离。 主要技术指标： A、离心管直径40-150mm，长径比4-8； B、离心力强度15000-65000g； C、处理能力100-400 L/h； D、适应的颗粒直径0.01-100?m，固液密度差＞0.01g/cm3，固体含量＜1%。 离心分离设备 操作：间歇式，粒度筛分，澄清的分离液经溢流口或由向心泵排出 应用： A、液-液分离； B、固相浓度小于５％的固—液分离。 主要技术参数： A、3-7个分离室（若干同心圆分隔成）； B、分离因子2000-8000g； C、处理能力2.5-10 m3/h； D、颗粒d 0.1?m，固体浓度５％。 离心分离设备 A、10-100个锥顶角为60-100?的锥形碟片； B、碟片间距很短0.5-2.5mm。 Ａ、人工排渣碟片离心机 Ｂ、喷嘴排渣碟片离心机 Ｃ、活门（活塞）排渣碟片离心机 D、活门（活塞）排渣喷嘴碟片离心机 5、螺旋卸料沉降离心机 离心分离设备 离心过滤机 设有一个开孔转鼓，可以分离固体密度大于或小于液体密度的悬浮液。可分连续式和间歇式 a——分批立式轴 b——分批卧式轴 c——连续锥形滤网 d——连续推送式 第三节 超离心技术 在某种介质中，使一种球形粒子从液体的弯月面沉降到离心管某部(如底部)所需的时间： “微分离心”——当粒子直径d和密度ρs不同时 -移动同样距离所需的时间不同 -在同样的沉降时间，其沉降的位置也不同 若采用具有密度梯度的液体介质，则可更精密地分离组分。 ☆粒子形状不同，沉降速度不同→研究大分子构象 二、超速离心技术分类 1.分析超速离心技术 ——相对分子质量的测定←S ——大分子纯度的估计 ——检测大分子中构象的变化 超速离心技术分类 2.制备用超速离心技术 ——差速离心-粒子差速离心 变换离心速度t ——差速-区带