第6章非均相分离设备分解.ppt

第六章 非均相分离设备 （二）离心沉降设备 1.碟片式离心机 碟片式离心机的转鼓装在立轴上端，通过传动装置由电动机驱动而高速旋转。转鼓内有一组互相套叠在一起的碟形零件——碟片。碟片与碟片之间留有很小的间隙。 转鼓结构 碟片式离心机工作过程 浮液由位于转鼓中心的进料管加入转鼓，当悬浮液流过碟片之间的间隙时，固体颗粒在离心力作用下沉降到碟片上形成沉渣。沉渣沿碟片表面滑动而脱离碟片并积聚在转鼓内直径最大的部位，分离颗粒后的液体成为轻相，从轻相排出口排出，沉渣则形成重相，在分离机停机后拆开转鼓由人工清除，或由沉渣排出机构从重相排出口排出。 碟片的作用是缩短固体颗粒的沉降距离、扩 大转鼓的沉降面积，提高分离机的生产能力。 碟片离心机 的操作类型 液固分离 液液分离 2.高速管式离心机 高速管式离心机的核心部件是直筒状转鼓，其内装有三个纵向平板，以带动料液迅速达到与转鼓相同的角速度。 分离乳浊液的管式离心机，转鼓由转轴带动旋转。乳浊液由底部进入转鼓内从下向上流动。在离心力作用下，由于两种液体的密度不同，乳浊液分成内外两液层。外层为重液层，内层为轻液层，在离心机的顶部，轻液与重液分别从各自的溢流口排出。 分离悬浮液的管式离心机，悬浮液从底部进入转鼓并随着转鼓旋转。液体由下向上流动过程中，颗粒由转鼓中心径向运动到转鼓内壁形成沉渣，轻相则沿轴心线上升从轻液排出口排出。 注意 在分离悬浮液时应将管式离心机的重液排出口封闭，以便颗粒沉降在转鼓内壁。运转一段时间，停车卸渣，并清洗机器。 3.冷冻离心机 冷冻离心机由驱动电机、制冷系统、显示系统、自动保护系统和速度控制系统组成，主要配件是离心转头。离心转头是用来搁置样品容器的支架，有角式转头和甩平式转头两种。 安装离心机转头的离心室由制冷机输送出的制冷剂降温，热电偶温度检测器可检测温度，以保证离心机高速转动时料液温度始终不会高于4℃，避免药物活性损失。 高速冷冻离心机转速可达25000转/分钟，分离因数为89000左右，分离效果好，是目前生物制药工业广为使用的分离设备。 在使用高速冷冻离心机时，每一个容器里盛装的液体质量要均等，在盖上盖子后才能启动。 第三节 过滤设备 一、概述 （一）过滤 当悬浮液通过多孔介质时固体颗粒被截留的过程称为过滤。悬浮液称为滤浆，多孔物质称为过滤介质，通过介质的液体称为滤液，被截留的物质称为滤饼或滤渣。 1.滤饼过滤和深层过滤 （1）滤饼过滤 当悬浮液流动通过多孔介质时，固体颗粒沉积在过滤介质表面形成滤渣层，这种过滤称为滤饼过滤。 过滤原理 固体颗粒比过滤介质的孔径大，在介质孔道的上方相互之间架桥，其他颗粒在桥面沉积形成滤饼层，溶液从固体颗粒之间的缝隙中穿流而过进入滤液，从而实现固液分离。 （2）深层过滤 固体颗粒进入并沉积在多孔介质孔道内，溶液经孔道内的缝隙进入滤液的分离过程称为深层过滤。 深层过滤的多孔介质可以由颗粒料堆积形成，也可由泡沫塑料、海绵、陶瓷等多孔材料制成。 多孔介质 用于深层过滤的介质内部具有曲折而狭长通道，当固体颗粒直径小于过滤介质孔道直径时，颗粒将随溶液进入介质内部的孔道中，并与介质之间产生了静电引力和分子作用力，从而被吸附在孔道壁上。 由于深层过滤捕获了微小颗粒，因而被广泛地应用于稀悬浮液的澄清，所以又称为澄清过滤。 2.过滤介质 过滤介质 织物类介质 如滤布、滤网。 多孔固体类 如陶瓷板、金属泡沫、海绵等。 堆积介质 石英砂、活性碳等。 堆积介质常用于处理含固体微粒少的悬浮液 3.影响过滤速度的因素 （1）液体的黏稠性越大，则滤过速度越慢； （2）过滤介质的孔道越长，孔径越小，孔道数目越少，则过滤速度越慢； （3）滤床面上下压力差越大则滤过速度越快； （4）滤渣层越厚滤速越慢。 （二）助滤剂 滤饼 可压缩滤饼 柔性颗粒，缝隙极小，阻力大 不可压缩滤饼 刚性颗粒，缝隙大，阻力小 对于可压缩滤饼，将质地坚硬而能形成疏松床层的固体颗粒预先涂于过滤介质表面，或掺入到悬浮液中，以形成较为疏松的滤饼，使滤液得以畅流。 常用的助滤剂有硅藻土、碳粉、纤维粉末、石棉等。 （三）过滤推动力和过滤阻力 1.过滤推动力 过滤过程的推动力是滤饼和过滤介质两侧的压力差。 重力过滤：增加悬浮液柱高度 加压过滤：增加悬浮液液面压力 真空过滤：在过滤介质下面抽真空 离心过滤 ：采用离心力 增大推动力 2.过滤阻力 过滤刚开始时，滤液流