第6章非均相分离设备.pptx

第六章 非均相分离设备 ; 学习目的 本章是制药过程中原料药通过发酵、提取等单元操作过程的一个非常重要后续环节，对于药品最终的得率和质量关系密切。通过对本章的学习，要求掌握各种分离非均相混合物设备的原理及操作技能。 知识要求 掌握高压均质机、珠磨机、转鼓真空过滤机、碟片式离心机、高速管式离心机的结构。掌握各种膜的分离特点及所对应的膜组件； 熟悉高压均质机、珠磨机的工作原理。熟悉膜过滤的基本原理； 了解颗粒沉降速度的计算，了解颗粒离心沉降速度计算。 能力要求 掌握精密过滤机、超滤机的操作方法； 学会按规程操作板框压滤机、高压均质机、高速管式离心机、冷冻离心机。;微生物细胞基本结构; 为了使有效成分从细胞中释放出来，需要进行细胞破碎。破碎细胞的方法较多，工业生产需要处理量大，破碎速度较快的方法，因而常采用机械破碎法。;;一、高压均质机;均质头的结构;高压均质机结构及工作原理; 细胞悬浮液在两次撞击和经过环形缝隙时，将从柱塞泵获得的静压能转换成了动能，因而流动速度快。在高速通过时，细胞悬浮液承受了强大的撞击力、剪切作用力和空穴爆破力，细胞被拉伸延长而变形，随后被破碎。; 在细胞破碎过程中，由于各种力的作用产生了热效应，随着细胞悬浮液温度升高，生物活性成分受热失去活性，因而需要冷却。通常在高压均质机的均质头设计有循环冷却装置，以保证破碎过程中活性成分的活性。 ;（二）高压均质机的特点;（三）高压均质机的分类;（四）高压均质机的应用及选型 ;2.均质机选型 ;（五）高压均质机的使用与维护;二、珠磨机;工作流程;（二）使用珠磨机需要注意的事项 ;第二节 沉降设备;3.球形颗粒的自由沉降速度 ;;颗粒相对流体沉降速度，m/s; ;; 是颗粒与流体相对运动时，以颗粒形状及尺寸为特征的雷诺数Re的函数。 ;4.非球形颗粒的自由沉降速度 ;（2)壁面效应 当颗粒靠近器壁沉降时，由于器壁的影响，其沉降速度较自由沉降速度小，这种影响称为壁面效应。 （容器很大，100倍以上可忽略）;（二)重力沉降设备;2.连续沉降槽 ;二、离心沉降设备; 当颗粒所受的惯性离心力、向心力和阻力平衡时，颗粒在径向上将保持匀速运动而沉降到器壁。在匀速沉降阶段的径向速度就是颗粒在此位置上的离心沉降速度，其计算式为： ;2.离心分离因数 ;（二）离心沉降设备;转鼓结构;碟片式离心机工作过程;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。;2.高速管式离心机 ; 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;3.冷冻离心机 ; 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。;第三节 过滤设备;过滤原理;（2）深层过滤 ;;2.过滤介质 ;3.影响过滤速度的因素;（二）助滤剂;（三）过滤推动力和过滤阻力;2.过滤阻力 ;二、板框压滤机;板框过滤机的板和框; 板框过滤机支架一端固定了一个不带沟槽和暗道的板，称为终板，过滤前，在终板一侧安装滤框，然后再将滤布覆盖在滤框的另一侧，再安装第二块板，; 3．操作规程 板框压滤机的操作过程可分为装合、过滤、洗涤、卸渣、整理五个步骤。; 板框过滤机的优点有构造简单，过滤压力高，便于用耐腐蚀材料制造，操作灵活，过滤面积大，占地省，过滤面积可根据生产任务调节。其主要缺点是间歇操作，劳动强度大，产生效率低。;三、三足式离心过滤机; 足式离心机的转鼓直径大，转速不高（2000r/min）,过滤面积约为0.6～2.7㎡。构造简单，运转周期可灵活掌握。 可用于小批量物料的处理，适用于各种盐类结晶的过滤和脱水，晶体较少受到破损。卸料时的劳动强度大，检修不方便。; 2.人工卸料三足式离心过滤机的操作规程 （1）检查转鼓的灵活性 （2）放置好滤布、接滤液容器，然后倾入滤浆； （3）开启电源，进行离心过滤；